地层倾角测井原理及应用

地层倾角测井原理及应用第一页，共五十一页，2022年，8月28日

司马立强：1983毕业于华东石油学院测井专业，长期在四川石油管理局测井公司研究所从事测井解释、科研及管理工作。主持完成了四十多项科研课题的研究工作，发表论文20多篇，出版著作2部(其中独著一部）。2003年7月调到西南石油学院资环院。主要从事科研工作，同时也承担部分教学任务。联系方式：83033253（宅）81066198（小）自我介绍第二页，共五十一页，2022年，8月28日现在开始上课第三页，共五十一页，2022年，8月28日

测井学：是一门边缘学科，它是将电磁学、声学、核物理学、热学、光学、力学等学科的基本理论和测量方法用于油气井或其它矿井中，并以此获得大量信息进行油气（或其它）资源评价。测井学与测井技术知识回顾

测井技术的发展依赖于数学、物理学的发展和电子技术、计算机技术及新型材料等现代科学技术的进步。油气勘探开发的需求促进了测井技术的发展。第四页，共五十一页，2022年，8月28日测井工作者的主要任务

测井是油气勘探开发领域的一个重要学科，在油气勘探开发中，需要测井解决的问题很多，但首要问题有以下几个：知识回顾

什么地方产东西－渗透层、裂缝发育带的划分

产什么东西－流体性质判别

能产多少东西－储层评价、油气藏描述

如何多产动西－储层可改造性评价、射孔优化设计与评价、生产动态评价

井往何处打－储层、裂缝发育带的横向预测与评价、地质建模

如何节约工程成本－岩石力学、地应力研究第五页，共五十一页，2022年，8月28日知识回顾测井方法（裸眼测井）声核电补偿声波阵列波列偶极声波声波电视自然伽马（能谱）密度（岩性密度)中子(补偿、井壁、阵列）核磁共振自然电位普通电阻率侧向（普通、阵列）感应（普通、阵列）微电阻率地层倾角方位电阻率成像微电阻率成像第六页，共五十一页，2022年，8月28日学科特点与学习方法学科特点1、独立性：自成体系2、原理复杂：测量原理、处理原理学习方法1、以教材为基础，掌握基本原理2、多学、多看实例分析多媒体教学可使教、学效果事半功倍第七页，共五十一页，2022年，8月28日绪论2学时第一章地层倾角测井的基本原理6学时第二章地层倾角测井的数据处理原理8学时第三章地层倾角测井数字处理的成果显示及应用12学时第四章成像测井技术及应用6学时

总学时：40学时。其中：讲课34学时，讨论与答疑＋考试＋机动6学时课时安排第八页，共五十一页，2022年，8月28日什么地层倾角测井地层倾角测井发展概况

为什么要进行地层倾角测井地层倾角测井资料应用绪论第九页，共五十一页，2022年，8月28日

地层倾角测井：是一种用来测量地层的倾角和倾斜方位角的测井方法。地层倾角测井信息可以用来研究构造、地层、储层裂缝及地应力等方面地问题。它对指导油气田勘探、开发具有重要作用。一、地层倾角测井特点：原理比较复杂，技术发展跨度大，与其它测井方法相比独成体系。第十页，共五十一页，2022年，8月28日二、地层倾角测井技术发展概况国外1930年第一次成功的进行了地层倾角测量（1927年斯仑贝谢在法国第一次成功测出电测曲线），它利用沉积岩（特别是泥岩）的各向异性进行测量，其资料只能给出地层的倾斜方位（点测）；1942年在美国海湾油田砂泥岩剖面中使用自然电位式地层倾角仪测出良好资料（点测）；1945年在自然电位不明显的地区开始使用电阻率式地层倾角仪，测量的是3条电极距等于3英尺的梯度视电阻率曲线，连续测量井段不超过50英尺（连续测量）；第十一页，共五十一页，2022年，8月28日

1952年斯仑贝谢公司开始使用CDM-T连续地层倾角测井仪，记录3条微聚焦电阻率（或电导率）曲线；

1956年斯仑贝谢公司有使用CDM-P连续地层倾角测井仪，在CDM-T的基础上增加了连续井斜测量；

1961年开始使用磁带记录，并用计算机处理资料；国外二、地层倾角测井技术发展概况第十二页，共五十一页，2022年，8月28日

1963年发展了四臂地层倾角测井仪，提高了记录质量；

80年代开始使用高分辨率地层倾角测井仪；

90年代推出成像测井仪(FMS、FMI、EMI、STAR-Ⅱ)。国外二、地层倾角测井技术发展概况第十三页，共五十一页，2022年，8月28日

地层倾角测井技术发展过程：点测仪—连续模拟记录—四臂倾角—六臂倾角—电阻率成像。国外小结二、地层倾角测井技术发展概况第十四页，共五十一页，2022年，8月28日国内

1977年引进地层倾角测井技术（从阿特拉斯），目前，已在全国各油田得到广泛应用（1939年翁文波在我国四川、隆昌第一次成功测出电测曲线）。

目前，国内的地层倾角测井技术在应用上与国外基本同步。但在仪器开发、制造方面落后国外领先水平十年以上。二、地层倾角测井技术发展概况第十五页，共五十一页，2022年，8月28日

为什么要进行地层倾角测井？

首先：地层倾角测井技术是基于油气勘探、开发的实际需要发展起来的。

在以往的油气勘探工作中，特别是新区勘探，有时由于构造发复杂，地面地震搞不清地下构造的确切情况；或由于任务紧迫，来不及作详细的地震勘探，就进行了预探井的钻井。钻探获得的结果较好时，会继续部署钻井，通过大量钻井，可以逐步搞清地下地质情况（但成本极高）。第十六页，共五十一页，2022年，8月28日

但是，如果第一口井的钻探效果不好，就很难判断是什么原因造成的。是否钻到了地下构造的高点？地下构造是否有变化？地面、地下构造适合一致？钻到构造的哪一翼？地下是否有断层？是什么性质的断层？断面倾向如何？等等，存在在一系列问题。这对该区如何进行下一步钻探有着十分重大的影响，其结果是要么增加勘探工作量，要么延误油气田发现的时间。地层倾角测井技术就是在这种情况下，为节约勘探开发成本，逐渐发展起来的。

为什么要进行地层倾角测井？

首先：地层倾角测井技术是基于油气勘探、开发的实际需要发展起来的。第十七页，共五十一页，2022年，8月28日川东地区某地地面构造露头第十八页，共五十一页，2022年，8月28日川东地区某地地面构造露头第十九页，共五十一页，2022年，8月28日高陡构造带主体垂向变异地质模式第二十页，共五十一页，2022年，8月28日

第二：地层倾角测井技术在数十年的现场实际应用中，其内涵得到了充实和扩展。

数十年来，地层倾角测井技术在实际应用中，取得了极大成功。其作用从最初的简单地测量储层倾角，至今逐渐拓展到分析构造、地层、储层裂缝、地应力等多个方面。特别是在复杂构造应用效果最为明显。

仪器设计制造技术：点测仪—模拟记录—四臂倾角—六臂倾角—电阻率成像。

为什么要进行地层倾角测井？第二十一页，共五十一页，2022年，8月28日猫1井井周构造剖面图第二十二页，共五十一页，2022年，8月28日云安7井、茨竹1井井周构造剖面图第二十三页，共五十一页，2022年，8月28日

地层倾角测井资料在应用上的主要特点：结合其它测井技术、并与地质、地震等专业技术相互配合，取长补短，开展综合研究。为油气田的“增储上产”、提高勘探开发综合效益创造条件。

主要应用情况如下：地层倾角测井资料应用第二十四页，共五十一页，2022年，8月28日

1．地层倾角技术在解决构造地质方面的难题中，有较大的优势。主要表现在：①认识和解决古潜山、岩礁等地质构造内幕；②识别各种类型的断层，确定断层的走向和区域的断裂系统；③确定各种不整合的类型；④依构造形态，地层产状分析结果修改和完善构造图；⑤确定局部构造的高点方向，为新布井网提供依据；⑥在高陡复杂构造区，为钻探失误的井提供侧钻、停钻建议；⑦为地震勘探的盲区提供准确的构造依据。例如：四川、胜利，华北、新疆的经验较为突出。地层倾角测井资料应用第二十五页，共五十一页，2022年，8月28日四川气田：应用地层倾角资料开展高陡构造井周构造形态研究，在川东地区多个气田的发现与开发过程中发挥了关键作用。

在温泉井、凉东、明月峡月2高点、洋渡溪等多个构造应用见到了显著的勘探效益。第二十六页，共五十一页，2022年，8月28日温泉1井、凉东1井地层倾角测井应用成果第二十七页，共五十一页，2022年，8月28日四川气田：FMI在矿2井中确定构造断点位置断点位置：破碎带第二十八页，共五十一页，2022年，8月28日胜利油田：对重点探区孤北潜山的正确认识，地层倾角发挥了关键作用。早期一直认为孤北潜山是一个北东向倾没的单面山，但经过经过几口井倾角测井测井和解释后，首次发现潜山的内部构造是一个逆掩断层和平卧褶曲构造。进而，利用26口井的倾角资料搞清了潜山的内部构造、裂缝分布和油气富集规律。随后，又成功地预测了一批探井和高产区块。第二十九页，共五十一页，2022年，8月28日地层倾角矢量图电阻率成像图胜利油田倾角测井应用实例断点位置断点附近，裂缝发育第三十页，共五十一页，2022年，8月28日克拉玛依油田倾角测井应用实例断层：断点上下地层倾向发生变化不整合：不整合面上下地层倾角变化、倾向也变化第三十一页，共五十一页，2022年，8月28日2．

裂缝识别技术得到了广泛的推广和应用新疆、长庆、江苏、胜利、四川等油田经验比较突出。他们除了应用传统的裂缝识别技术（DCA—一种通过地层倾角资料处理分析裂缝发育层段的处理技术）外，近几年来又综合阵列声波、微电阻率扫描成像、声波成像等新技术，在碳酸盐岩、火成岩、泥岩及致密砂岩地层识别各种裂缝，确定裂缝位置和产状。地层倾角测井资料应用第三十二页，共五十一页，2022年，8月28日四川气田：利用地层倾角资料与其它测井资料相结合，研究二迭系阳新统裂缝，搞清了裂缝的发育部位及一些以前误认为是裂缝的非均质岩石构造。第三十三页，共五十一页，2022年，8月28日四川气田（临18井）阳三3-2低角度裂缝裂缝发育段中测产气：2.23万米3/日第三十四页，共五十一页，2022年，8月28日四川气田（成18井）裂缝孔隙型气层石炭系产气（酸后）43.4万米3/日第三十五页，共五十一页，2022年，8月28日

187687618784192168678706254344610800246km561924840322486787062543446187687619216352618103502941080561924840321922435261810350294庞家山铁山坡黄金口黄龙场渡口河东升五宝场罗家寨紫水坝老鹰岩麻柳坝月溪场金珠坪朱家嘴黄龙2黄龙1紫1鹰1渡5渡4渡3渡1渡2金珠1坡1坡2坡4朱家1高张1罗家1罗家2罗家5罗家7罗家6罗家4罗家8裂缝发育方位分析（川东北部飞仙关组）第三十六页，共五十一页，2022年，8月28日四川气田（渡1井）红色矢量点表示裂缝第三十七页，共五十一页，2022年，8月28日裂缝倾向裂缝走向裂缝倾角高阻缝顺层缝诱导缝半充填缝砾间缝类型华北油田：晋116x井裂缝类型与分布特征分析成果第三十八页，共五十一页，2022年，8月28日3．

对沉积相的研究和应用有新进展

近几年来，随着油气田勘探开发领域的拓宽，在寻找隐蔽性油气藏的同时，地层倾角资料用于沉积相的研究开始受到重视，而且发展较快。大港、胜利、中原、大庆等油田在此方面都积累了许多好的做法和经验。地层倾角测井资料应用第三十九页，共五十一页，2022年，8月28日古水流方向古水流方向旋回组段沙二段沙三段水流层理矢量统计华北油田：确定古水流分析：FMI沙三段古水流方向：NW第四十页，共五十一页，2022年，8月28日（黄龙4井）现场实例：生物礁四川气田第四十一页，共五十一页，2022年，8月28日4．用于地应力方面的研究已在油田开发中得到迅速、普遍的推广

用地层倾角测井资料确定地应力方向的方法，已被用于油气田的开发领域，并受到地质家的重视，而且发展迅速，已成为油田开发及井网调整中不可缺少的资料。

胜利、华北、四川、辽河、吐哈等许多油田都开展了类似的研究工作。地层倾角测井资料应用第四十二页，共五十一页，2022年，8月28日明月峡构造带地应力方向分析成果图第四十三页，共五十一页，2022年，8月28日说明

以上介绍的主要是地层倾角测井资料在国内生产、研究的应用领域。在国外，该项技术发展更快。

第四十四页，共五十一页，2022年，8月28日1、教材特点

原理比较复杂，技术发展跨度大，与其它测井方法相比独成体系。内容多、面广、程度深、尤其是应用部分。另外，我将许多现场应用与科研成果编入讲义中，供大家参考。2、教学思路

以教材为基础，结合油田需要及我在油田的工作经验，重点讲授基础知识、原理及应用实例，教材中的部分内容请自学课程学习要求第