报告1：碳氧比测井原理、生产过程、解释过

碳氧比测井原理、生产过程、解释过程

一、引言二、碳氧比能谱测井原理与技术指标三、碳氧比能谱解释系统与指标四、碳氧比能谱解释流程及解释关键五、碳氧比能谱解释步骤六、质量控制提纲一、引言碳氧比能谱测井是公司研究开发的新型碳氧比能谱测井仪。该仪器具有精度高、耐温和耐压的特点，可以在摄氏150度以下地层准确确定地层剩余油饱和度。随着探测器的不断改进和解释方法成熟，确定含油饱和度的精度和准确度都有了较大提高。碳氧比能谱测井良好的地质效果为剩余油饱和度分布研究打下坚实基础。碳氧比能谱测井又称（套后）剩余油饱和度测井。二、碳氧比能谱测井原理碳氧比能谱测井简要原理：通过向地层发射14兆电子伏特的中子流后中子与各种原子核发生非弹性碰撞、俘获的过程。

第一个过程：14兆电子伏特的中子流与各种原子核发生非弹性碰撞后，被激发的原子核返回基态时放射出伽玛射线，由这种次生伽玛形成的谱称为弹性伽玛射线谱简称为非弹性谱。第二个过程：中子经非弹性散射（碰撞）后损失了能量被减速为热中子，热中子被各种原子核俘获（即发生俘获反应）后放射出不同能量的次生伽玛射线，由这种次生伽玛形成的谱称为俘获伽玛射线谱简称为俘获谱。中子从中子管产生并被地层俘获的过程，相应的俘获伽马在时间上的分布谱称为俘获伽马时间谱。中子轰击原子核时所诱发的伽马射线时序图控制电路倍压电路中子发生器中子屏蔽体伽玛屏蔽体BGO探测器伽玛屏蔽体数字传输电路碳氧比能谱测井井下仪总体框图各种元素在相应的谱响应特点（1）非弹谱中的次生伽玛射线的能量与其原子核性质有关，碳和氧元素等具有明显特征能量峰，这是碳氧比能谱测井关键点。（2）俘获谱中的次生伽玛射线的能量与其原子核性质有关，硅、钙、氢、铁元素等具有明显特征能量峰，它们反映地层的岩性、孔隙性测井，这是碳氧比能谱测井主要辅助功能。（3）氯元素的特征能量峰与钙元素的特征峰基本相当，因此碳氧比能谱在高矿化度地层测井时，钙元素计数率包含钙和氯元素的功能。氯是地层水主要指示元素，是水性质最佳指示。是等效氯能谱测井。（4）俘获对应非弹的任何比值都是孔隙度的指示曲线，其中硅、总计数比值与补偿中子测井曲线相关程度大于0.9常用的比值曲线：（1）碳氧比能谱测井是利用氘氚核反应产生的人工中子源。几十万伏的高电压下形成的核反应，反应强度与电压密切相关，属于不稳中子源。（2）消除不稳中子源产生影响的方法是采用比值技术。a、非弹谱主要比值：碳氧比、碳钙比曲线。b、俘获谱主要比值：硅钙比、氢硅比、铁硅比、氯硅比、钙铁比曲线。c、俘获氯、硅、总计数与对应非弹部分计数比曲线。（3）各种计数率的归一化处理。有用的硅、钙、氢、铁元素的归一化曲线。各种碳氧比能谱测井的探测器技术指标比较探测器NaIBGOGSO相对光输出1001320能量分辨率6.5%9.3%8.0%(1厘米3晶体，622千电子伏特)密度（克/厘米3）3.677.136.71有效原子序数517559衰减常数(毫微妙)23030056600易碎性是否是潮解是否否是否要杜瓦瓶否是否注：从各种技术指标看BGO探测器性能明显好于NaI探测器，某些指标好于GSO探测器。缺点是温度特性差。碳氧比能谱在解决温度问题有了突破。可以在摄氏150高温下连续测井8-10小时。国内主要碳氧比测井仪器应用技术指标比较仪器2727RMTDLSDCOPCO探测器NaIGSOBGOBGOBGO仪器尺寸Φ90mm64mm90-102mm90mm90mm探测器个数11122动态范围0.150.20.220.230.25温度特性(摄氏)125150135140140减俘获本底方法固定固定固定固定浮动减退降本底方法无无无无有谱峰峰漂校正手动手动手动手动自动饱和度解释误差13%-15%13%-15%10%-12%8%-10%5%-8%孔隙度适应范围Ø>20%Ø>20%Ø>15%Ø>15%Ø>15%分层能力1米1米0.8米0.8米0.8米各种套后剩余油检测技术比较碳氧比中子寿命氯能谱硼中子测渗测工程要求裸套管裸套管裸套管作业管洗井、压井影响有有有无对地层水要求无限制盐水饱和盐水饱和射孔井段测量时效36米/小时60米/小时60米/小时两次、180米/小时温度特性(摄氏)150125125125定量孔隙度范围Ø>15%Ø>20%Ø>20%定性半定量孔隙度范围Ø>10%Ø>15%Ø>15%定性饱和度解释精度8%-10%10%-15%10%-15%定性分层能力0.8米0.6米0.8米0.6米碳氧比与电阻率测井共同点与差别项目碳氧比测井电阻率测井反映对象含油、岩性含油、岩性精度低高动态范围小大探测深度小大测量物理量含碳量地层水导电能力侵入的影响无有地层水矿化度影响无有测量环境套管井裸眼井三、碳氧比能谱解释系统与指标厚度指标：0.8米以上的地层定量解释、0.5米至0.8米的地层半定量解释；孔隙度指标：对孔隙度15％以上的地层定量解释、对孔隙度10%-15％的地层半定量解释、对孔隙度10％以下的地层定性解释；饱和度指标：定量解释的含油饱和度计算误差小于8％、半定量解释的含油饱和度计算误差小于12％；产水率指标：产水率计算误差小于10%；产水率计算误差小于20％。

碳氧比能谱处理系统谱予处理技术谱处理技术予处理精细解释谱数据格式转换谱数据编辑谱数据合成谱数据滤波谱减俘获本底本底谱峰校正技术谱归一化处理能窗窗比值计算方法最小二乘解谱谱拟合技术解谱曲线编辑曲线处理曲线校深交绘图分析井眼校正水泥环校正曲线高分辨处理计算泥质含量计算孔隙度估算钙质含量归零化硅钙比归零化碳氧比解释分析与应用标准硅钙比确定归零化值标准碳氧比确定归零化值直接滤波加权滤波分解滤波合成异常数据修改异常数据替换临近数据比较定系数俘获本底变系数俘获本底非弹指数本底单窗法取值多窗法取值多峰加权取值四、碳氧比能谱解释流程及解释关键1、解释流程：碳氧比能谱解释主要分裸眼井预处理、曲线校深、确定泥质参数、确定俘获曲线的归零化值、确定非弹曲线的归零化值、解释结果评价、分层取值、编制解释报告等部分构成。值得注意的是曲线校深包括裸眼井之间深度校正和碳氧比曲线校深。校深要层中点误差不大于0.05米，因此校深的要求十分高。归零化成果图是否美观，主要取决于校深的好坏。常规曲线深度误差小于0.3米，必须校正到0.05米以下。碳氧比与常规曲线误差也要在0.05米以下。确保所获得的成果图不能出现“水圈”现象。2、碳氧比能谱解释中关键概念主力产层：当合试或合采多个储集层时，一个或几个相对渗透率较高的层并称为主产层。主产部位：在某一产层中，一处或几处相对渗透率较高的部位并称为主产部位。通常主产部位是分析厚层的关键概念。主产层是分析多层合采的关键概念。

测井曲线层间过渡值：指测井仪器接近层界面时受层界面影响的综合反映值。通常它是一个曲线由谷到峰或由峰到谷的过渡部位。对于对称电极系列，过渡值中点是层界面。过渡越小仪器分辨率越好，通常所说的仪器纵向分辨率即是指去掉上、下过度部位即过渡区后还可以测定的一个点时称仪器纵向分辨能力。例如某仪器最大分辨能力为0.5米，指上边界与下边界过渡区在0.25米。测井曲线的极值：在测井曲线解释时，有许多部位测井曲线呈极值状态。这些是测井曲线典型特征。极值分两种（1）无边界的影响的极值：（2）有边界影响的极值。大多数情况下极值均受界面影响，因此大多数测井曲线极值部分是视有用信息。测井曲线的台阶、平台：指某一层内去掉上下边界产生的过渡区后，层内出现的曲线变化较小的部分称为曲线台阶、平台。极值、台阶、平台、拐点是测井曲线正确反映地质信息的有效部分，测井曲线取值主要是这些特征值。解释时特征值可信度较高，因而分析问题时取特征值。3、碳氧比能谱解释标准(修订版）1、根据地层的渗透率划分地层的产液能力的解释标准液体渗透率小于等于0.01毫达西干层介于0.01~0.1毫达西一类差产层介于0.1~1.0毫达西二类差产层大于等于1.0毫达西产层2、根据地层的产水率确定地层的产液性质：3.1液体渗透率介于0.01毫达西与0.1毫达西的地层解释标准产水率介于0%~40%未水淹(差油层)介于40%~70%4级水淹(差油层)介于70%~90%3级水淹(差油层)介于90%~99%2级水淹(差油层)等于100%1级水淹(差油层)3.2液体渗透率介于0.1毫达西与1毫达西的地层解释标准产水率介于0%~30%未水淹(差油层)介于30%~50%4级水淹(差油层)介于50%~75%3级水淹(差油层)介于75%~90%2级水淹(差油层)介于90%~98%1级水淹(差油层)介于98%~100%0级水淹(差油层)3.3液体渗透率介于1毫达西与10毫达西的地层解释标准产水率介于0%~20%未水淹(油层)介于20%~40%4级水淹(油层)介于40%~60%3级水淹(油层)介于60%~80%2级水淹(油层)介于80%~96%1级水淹(油层)介于96%~100%0级水淹(油层)3.4液体渗透率大于等于10毫达西的地层解释标准产水率介于0%~10%未水淹(油层)介于10%~35%4级水淹(油层)介于35%~60%3级水淹(油层)介于60%~80%2级水淹(油层)介于80%~95%1级水淹(油层)介于95%~100%0级水淹(油层)五、碳氧比能谱解释步骤第一步：测井前的准备（解释工程师去解释站和采油厂搜集资料）1、搜集裸眼井测井资料：（1）借裸眼井解释综合图；（2）借裸眼井测井数字记录盘或带；（3）借邻井解释综合图。2、搜集生产井生产数据：（1）了解射孔方案；（2）补孔前后的生产数据；（3）作业情况；（4）注水井配备及目前注水效果。3、详细了解测井目的和要求，测量井段。特别了解重点井段生产历史。第二步：测井方案设计（解释工程师根据采油厂测井通知单要求设计）1、测量井段详细划分，落实加速井段和泥岩段测量方案。2、确定重复井段位置。预测可能出现的情况。3、确定异常井段现象的验证方法和条件。第三步：测井及质量控制（小队长负责采集质量，现场解释时解释人员负责采集质量）1、常规要求按验收标准执行。2、异常段须证实。3、测井方案调整须解释工程师同意后方可改动。第四步：处理与解释、审核（解释工程师、主任解释工程师）

1、格式转换、数值化。2、予处理：（1）曲线滤波；（2）曲线合并；（3）曲线校深；（4）统一采样深度和处理深度。

3、资料处理：（1）岩性分析；（2）硅钙比归零化处理；（3）碳氧比归零化处理；（4）解释结果初步评价；（5）按照解释标准落实解释结论。（6）提出生产方案4、根据解释标准和该井生产状况、已有的经验审核人落实解释结论。确定生产方案。第五步：提交解释结果（解释工程师）1、要求本井解释工程师亲自将解释结果直接交给采油厂应用工程师。2、解释工程师必须向采油厂工程师详细介绍本井解释结果及其应用方法，提出我方的建议和看法。了解采油厂的意见和看法，为进一步提高打下基础。