测井重点总结

第一章地层评价概论1.储集层〔储层、渗透层〕储集层是具有连通的孔隙、裂缝或孔洞，能储存油、气、水，又能让油气水在这些连通孔隙中流动的岩层两大特点：孔隙性、渗透性。地层评价：用测井资料划分井剖面的岩性和储集层，评价储集层的岩性〔矿物成分和泥质含量〕、储油物性〔孔隙度和渗透率〕、含油性〔含油气饱和度和含水饱和度〕、生产价值〔预期产油、气、水的情况〕和生产情况〔实际产油气水的情况及生产过程中储集层的变化〕，称为地层评价。地层评价的任务：储集层评价、划分井剖面地层的年代和岩性组合、评价一口井的完井质量、描述和评价一个油气藏。泥质含量是岩石中颗粒很细的细粉砂〔通常小于0.1mm〕和湿黏土的体积占岩石体积的百分数，用Vsh来表示。岩石中除了泥质以外的其他造岩矿物构成的岩石固体局部，称之为岩石骨架。孔隙度Φ：岩石内孔隙体积占岩石总体积的百分比〔%〕。渗透率k：描述岩石允许流体通过能力的参数，单位：μm2〔或达西D〕，常用10-3μm2〔毫达西mD〕有效渗透率：岩石孔隙中有两种以上流体存在时，对其中一种流体测量的渗透率。饱和度S：储层中某相流体体积占孔隙体积的百分比〔%〕。含水饱和度Sw，含油饱和度Sh〔So、Sg〕冲洗带电阻率Rxo,原状地层电阻率Rt，Rxo>Rt，泥浆高侵Rxo<Rt，泥浆低侵油气层和纯水层在侵入性质上的差异(淡水泥浆)油气层纯水层孔隙流体冲洗带含盐量较低的滤液，剩余地层水和油气含盐量较低的滤液，剩余地层水未侵入带油气为主，少量含盐量较高的地层水含盐量较高的地层水含水饱和度冲洗带大于50%，Sxo>Sw100%未侵入带一般小于40%，Sw=Swirr100%电阻率Rxo<RtRxo>Rt侵入性质泥浆低侵，侵入不明显或泥浆高侵泥浆高侵淡水泥浆：油气层：一般低侵水层：高侵有效厚度：目前经济技术条件下能产出工业价值油气的储层实际厚度。常由确认的油气层总厚度扣除无生产价值的夹层厚度后得到。固井质量是指水泥环和套管之间(第一界面)和水泥环与地层之间(第二界面)胶结的好坏。100%含水的纯岩石电阻率R0与其孔隙中地层水电阻率Rw的比值定义为地层因数F阿尔奇公式¢—有效孔隙度m—孔隙指数，直线斜率a—岩性系数，直线在纵轴的的截距为lga比值RT/R0称为电阻率系数b-系数，多接近1n-饱和系数，多接近2第二章自然电位测井〔SP〕自然电位测井是砂泥岩剖面、淡水泥浆〔Cw>Cmf〕、裸眼井必测的工程之一一局部阳离子紧贴岩石颗粒外表，不能移动，构成吸附层，另一局部阳离子在吸附层之外扩散层，可正常迁移。储集层自然电位曲线偏向低电位一方的异常称为负异常，它偏离泥岩基线的最大幅度是该异常的大小，其值为负，Cw>Cmf或Rmf>Rw,反之为正异常.Rmf/Rw(Cw/Cmf)：淡水泥浆时储层显示负异常，盐水泥浆时显示正异常。应用1定性解释〔1〕划分储集层：厚层“半幅点”指示〔2〕判断岩性：主要区分砂岩和泥岩〔3〕判断油气水层：水层SP幅度大于油层〔4〕地层比照和沉积相研究：利用曲线形态〔5〕指示地层水矿化度变化〔水淹层等〕：曲线异常的变化2估算泥质含量有利条件:地层完全含水,厚度较大,淡水泥浆的砂泥岩剖面.3确定地层水电阻率第三章声波测井声波测井主要优点:不受泥浆性质影响不受矿化度影响不受泥浆侵入影响介质的波阻抗是其声速和密度之乘积。声阻抗指的是介质密度ρ与声波在这种介质中传播速度v的乘积，即z=ρv。滑行波产生条件折射角90°时声波将在井壁滑行产生滑行纵波的入射角称为第一临界角,产生滑行横波的入射角称为第二临界角。岩层纵波速度大于泥浆纵波速度时产生滑行纵波，岩层横波速度大于泥浆横波速度时产生滑行横波差异纵波可以在气体、液体和固体中传播。横波不能在流体〔气、液体〕中传播。纵波传播过程中，介质发生压缩和扩张的体积形变，因而纵波也叫压缩波。横波传播中介质产生剪切形变，所以也叫剪切波。杨氏模量E定义为弹性体发生单位线应变时弹性体产生的应力大小。E=应力/应变泊松比σ定义为外力作用下，弹性体的横向应变与纵向应变之比切变模量μ定义为弹性体所受的切应力与该方向上的切应变之比临界源距：把滑行波刚好成为首波的距离称为临界源距，即滑行纵波成为首波的条件是要选择测井源距大于临界源距。仪器外壳上刻槽：用以减少直达波的干扰。适当增长源距声波时差：声波在地层中传播1米所用的时间，记为Δt。单位：μs/m或μs/ft。单发双收影响因素①扩径、缩径使时差值有变化②仪器不居中的影响③地层厚度的影响为了克服单发双收声速测井仪受井径变化、仪器倾斜的影响，通常采用双发双收测井仪。消除了扩径的影响，可消除深度误差，克服仪器倾斜的影响声波速度测井曲线特征1地层均匀，当目的层上下围岩声波时差一致时，曲线对称于地层中点；2岩层界面位于时差曲线半幅点；3在目的层上下界面附近，曲线值是围岩和目的层时差的加权平均，既不能反映目的层时差，也不能反映围岩时差；4当目的层足够厚且大于间距时，测量时差的曲线对应地层中心处一小段的平均读数是目的层的时差。声波速度测井资料的应用1、划分地层由于不同地层具有不同的声波速度，所以根据声波时差曲线可以划分不同岩性的地层。a〕砂岩显示低时差；泥岩显示高时差；在砂岩中，随着泥质含量的增加，声波时差增大。页岩的时差介于泥岩时差和砂岩时差之间；砾岩时差一般较低，且越致密时差越低。b〕在碳酸盐岩剖面，致密石灰岩和白云岩时差最低，如果含泥质，声波的时差稍微有增高；如果是孔隙性和裂缝性石灰岩和白云岩，那么声波时差明显增大，裂缝发育会出现“周波跳跃”现象。c〕在膏盐剖面，划分无水石膏和岩盐层。无水石膏的时差很低；岩盐时差为高值。常用来区分渗透性砂岩和致密砂岩。判断气层气层在AC曲线上的特点：1产生周波跳跃；2声波时差增大确定地层孔隙度估算地层压力地层孔隙内流体压力等于地层静水柱压力，称为正常地层压力。周波跳跃：同一脉冲首波触发，经过含气疏松地层时，地层大量吸收声波能量，产生较大衰减，声波信号触发第一接收器，第二接收器的线路只能被续至波所触发，声波时差曲线上出现“忽大忽小”的幅度急剧变化的现象。正常地层压力：地层孔隙内流体压力等于地层静水柱压力，称为正常地层压力。声波幅度测井在裸眼井中测量声波幅度可以划分出裂缝带和疏松岩石地层；在下套管中测量声波幅度变化可以检查固井质量。水泥胶结测井〔CBL〕假设套管和水泥胶结良好，套管与水泥环的声阻抗差小，声耦合好，记录值小假设套管和水泥胶结不好，套管与水泥环的声阻抗差大，声耦合差，记录值大胶结质量良好—相对幅度小于20%；胶结质量中等—相对幅度20%-40%胶结质量差—相对幅度大于40%声波变密度测井的四种情况第四章普通视电阻率测井电位叠加原理：介质内存在假设干点电源时，介质内某一点的电位是这些点电源单独存在时在该处电位的代数和。将实际的电极系在实际井眼和地层条件下测量的电位差按电阻率计算公式得到的电阻率称为视电阻率，记做Ra，即梯度电极系：成对电极靠的很近，而不成对电极离得较远的电极系。电位电极系：在电极的相互距离中，成对电极相距较远的电极系。电极距梯度电极系成对电极间的中点为深度记录点，记为O。记录点到单电极的距离称为梯度电极系的电极距。电位电极系的电极距是单电极到相邻成对电极间的距离。记录点是电极距中点。单电极在成对电极上方为底部梯度电极系，单电极在成对电极下方为顶部梯度电极系。普通视电阻率测井曲线特点梯度电极系Ra曲线特点1曲线对地层中点不对称。对高电阻率地层，底〔顶〕部梯度电极系Ra曲线在地层底〔顶〕界面出现极大值，顶〔底〕界面出现极小值2地层厚度很大时，对着地层中点附近，有一段Ra曲线和深度轴平行的直线，即Ra=Rt。3当用底部梯度电极系时，在薄的高阻层下方出现一个假极大值，它距高阻层底界面一个电极距。电位电极系Ra曲线特点1当上下围岩电阻率相等时，曲线对地层中点上下对称。2曲线在地层中点取得极值。当h>AM时，取得极大值；当h<AM(薄层)时，对着高阻层的中点取极小值。3在地层界面处，曲线出现“小平台”，小平台中点正对着地层的界面。微电极测井微梯度探测深度浅，主要反映泥饼电阻率；微电位探测深度略深，主要反映冲洗带电阻率通常：泥饼Rmc=1~3Rm，冲洗带Rxo>5Rmc两种微电极曲线在渗透层通常有幅度差：正幅度差：微电位>微梯度；负幅度差：微电位<微梯度油气层一般正幅度差，高矿化度水层可能负幅度差标准测井1.标准电极系测井〔Rt〕2.自然电位测井〔SP〕3.井径测井〔cal〕主要应用是粗略划分岩性和油气、水层，井间地层比照第五章侧向测井根本原理：根据同性相斥的原理，在供电电极上方和下方装上屏蔽电极。供电电极叫主电极，流出主电流；屏蔽电极流出与主电流同极性的屏蔽电流。由于屏蔽电流对主电流的排斥作用，主电流被聚焦，只侧向〔垂直井轴〕流入地层。在适当发散后流回回路电极B。目前在盐水泥浆井、高阻薄层或碳酸盐岩地区广泛应用深七侧向测井根本原理：电极系由七个环状电极组成，中间为主电极A0，主电极上下方对称放置屏蔽电极A1、A2，且互相短路，在主电极与屏蔽电极之间放置两对相聚很近的监督电极M1和M1’，M2和M2’，用导线将M1’和M2’相连，M1和M2相连。电极之间用绝缘材料〔简称绝缘环隔开〕。在屏蔽电极A1上方较远处〔约15m〕设回路电极B。测量过程中，主电极A0和屏蔽电极A1、A2分别通以相同极性的电流I0和IS。调节屏蔽电流IS的大小，使即M1、M1’、M2、M2’四个电极的电位相同。这时，因等电位点之间不可能有电流，使井内M1和M1’之间以及M2和M2’之间形成两个绝缘层。主电流和屏蔽电流只能在它们附近拐弯流向地层，主电流在井内的厚度大约等于两对监督电极中点间的距离，从而减小井眼影响，提高纵向分辨能力。因主电流I0保持恒定，故测得的电位与地层电阻率的大小有关。浅七侧向测井根本原理：电极系由九个环状电极组成，主电极A0在中间，A1、A2为屏蔽电极，且互相短路，监督电极M1和M1’，M2和M2’，用导线将M1’和M2’相连，M1和M2相连。极性相反的回路电极B1和B2分别设在屏蔽电极A1和A2两侧，相距约0.5m,记录点：A0中点深三侧向测井根本原理：测量时，主电极A0和屏蔽电极A1、A2供应相同极性电流。A0主电流I0保持恒定，而A1、A2的屏蔽电流Is可变。通过自动控制Is，使A1、A2的电位始终保持和A0的电位相等，沿纵向的电位梯度为零。这就保证了电流不会沿井轴方向流动，而绝大局部呈水平层状进入地层，测量的是主电极〔或任一屏蔽电极〕上的电位值。浅三侧向测井根本原理：主电流I0，受屏蔽电流IS的排斥径向、成水平层状流入地层，由于回路电极的吸引，使主电流在井眼附近就开始发散。所测出的视电阻率主要反映井壁附近岩层电阻率的变化。在渗透层井段就反映侵入带Ri的变化。接地电阻：从主电极外表到无穷远处的电阻称为主电极接地电阻，用rg表示。影响因素电极系参数的影响〔1〕电极系长度L：L越大，聚焦能力好。〔2〕主电极长度L0：主电极长度决定于电流片的厚度，L0越小，分层能力强。〔3〕电极系直径：直径小，电极系到井壁之间泥浆层厚度大，受泥浆的影响大。井眼的影响井内泥浆电阻率愈低，那么rm和rmc愈小，Ra受井眼影响愈小，故侧向测井适用于盐水泥浆。井眼扩大时，rm和rmc升高，而ri和rt减小，从而导致井眼影响增大，Ra降低。侵入带的影响ri决定于侵入带电阻率Ri和侵入带直径di。Ri和di愈大那么ri愈高，对侧向测井影响也愈大。因此，侧向测井适用于泥浆低侵〔Ri明显小于Rt〕和侵入不太深的地层，也适用于盐水泥浆井眼。另外侵入越深，电极系聚焦能力越差。围岩的影响当围岩电阻率Rs<Rt时，围岩将吸引主电流，增加主电流发散的程度，从而使rt减小，Ra降低。在致密碳酸盐或火成岩和变质岩剖面、储集层是裂缝和孔隙较发育的地带，电阻率较低，而围岩电阻率很高，即Rs>Rt。此时，围岩对主电流起排斥作用，将减少主电流发散程度，从而使rt增加。储集层厚度愈小影响愈大。因此，侧向测井适用于高阻碳酸盐岩剖面或其他致密岩石剖面。地层的影响地层电阻率愈高时，rt愈大。不管其他被串联的电阻大小如何，地层影响都将增加。因此，侧向测井适用于高电阻率的地层。侧向测井适用于盐水泥浆井眼，储集层为高阻薄层，低侵，或碳酸盐岩等高电阻剖面。第六章感应测井原理：把装有发射线圈T和接收线圈R的感应测井探管放入井中，给发射线圈通交流电〔常为20kHz〕，在发射线圈周围地层中产生交变磁场Φ1，这个交变磁场通过地层，在地层〔假想线圈〕中感应出电流I1，此电流环绕井轴流动，称为涡流。涡流在地层中流动又产生交变磁场，这个磁场是地层中的感应电流产生的，称为二次磁场φ2。二次磁场φ2穿过接收线圈R，并在R中感应出电流，从而被记录仪记录。涡流与地层的电导率成正比，因而接收线圈中电动势也与地层电导率成正比。于是，根据记录仪记录到的感应电动势大小，就可知地层电导率。Doll感应测井几何因子理论：1.线圈系周围的介质由无数个截面积为drdz、半径不同、中心在井轴上的单元环组成;2.发射线圈在每个单元环中引起涡流，这些涡流又在接受线圈中产生感应电动势〔有用信号〕；3.认为这些单元环独立存在,这些电磁感应过程互不影响而且接受线圈总的有用信号是这些单元环独立产生的有用信号之和;4.单元环的几何因子gdrdz是单元环和线圈系的尺寸及其相对位置的函数,它决定该单元环对总的有用信号或视电导率奉献的相对大小;5.测量的视电导率是井内各局部电导率与其几何因子乘积之和或求积分.双线圈系的纵、横向特性纵向：在均匀介质中有50%的信号来自线圈以外的介质，这说明在地层较薄时，上下围岩影响较大，同时地层界面在曲线上反映不够明显。横向：靠近线圈系的介质〔r<0.5L〕对测量结果影响较大，说明井内泥浆对测量结果影响很大，且探测深度较浅。感应测井的曲线特征：〔1〕上、下围岩电导率相同的单一岩层的感应测井曲线特征：曲线的共同特点是曲线对称，正对岩层处视电导率增大。但是随着厚度的变化，曲线的幅度随地层厚度的增大而增大。当厚度大于5米以上，岩层的视电导率接近真电导率，而且曲线的半幅度点为地层界面点。2〕上、下围岩电导率不同的单一岩层的感应测井曲线特征：曲线右图是地层电导率小于上下围岩之间的视电导率曲线。当岩层厚度大于2米时，曲线呈台阶状，可按地层中点视电导率取值，用半幅点分层。当岩层厚度小于1米时，曲线在地层处呈倾斜状，读值和分层都比拟困难。感应测井的应用条件：淡水泥浆、砂泥岩剖面、储集层为中低阻和中厚层。判断油气、水层根本方法：依据阿尔奇公式，前提是假设解释井段内储集层岩性和孔隙度接近，Rw相同，因而可认为储集层的Rt相近，纯水层的Rt最低，油气层的R明显高于水层。水层:深探测电阻率最低，含水饱和度为100%，SP异常幅度最大，录井无油气显示，邻层试油证实为水层。淡水泥浆时为明显高侵。油气层：深探测电阻率明显高于水层，大约是水层电阻率的1-3倍，SP异常幅度小于邻近水层，录井油气显示好，邻井试油资料证实为油层。孔隙度较高的气层，声波时差明显增大或出现“周波跳跃”，中子测井孔隙度明显降低，体积密度读数也明显减小。油水同层：特征界于油气层和水层之间，一般出现在油水界面附近。深探测电阻率高于水层而低于油气层；当地层岩性变化不大而厚度较大时，由底部到顶部，Ra曲线出现明显降低，自然电位异常幅度将有增大趋势。第八章自然伽马测井和自然伽马能谱测井自然伽马测井是用伽马射线探测器测量地层总的自然伽马放射性的强度。单位API地层中不稳定同位素在向稳定转化〔衰变〕的过程中，原子核中多余的能量将以高能电磁波的形式辐射出去，就是γ射线，所以γ射线是放射性同位素发生衰变使原子核内部能量发生改变时的伴随产物。用铀系214Bi发射的1.76MeV的伽马射线识别铀，用钍系208Tl发射的2.625MeV识别钍,用1.46MeV的伽马射线识别钾。沉积岩的自然放射性碎岩石泥质含量增加而增加，其中粘土岩放射性最高。高自然放射性的岩石：包括泥质砂岩、砂质泥岩、泥岩、深海沉积泥岩，以及钾盐层等；中等自然放射性的岩石：包括砂岩、石灰岩和白云岩；低自然放射性的岩石：包括岩盐、煤层和硬石膏。沉积岩的自然放射性强度规律①随泥质含量的增加而增加；②随有机物含量的增加而增加；③随着钾盐和某些放射性矿物的增加而增加。由于伽马射线能量不同，与物质的作用不同，一般有光电效应，康普顿效应和电子对效应。光电效应：当伽马射线能量较小时〔能量大约在0.01-0.1MeV〕，它与原子中的电子碰撞，将全部能量传给一个电子，使电子脱离原子而运动，而伽马光子本身被完全吸收，被释放出来的电子称为光电子。康普顿效应：当伽马射线能量中等时〔0.1MeV-1.022MeV〕，它与原子的外层电子发生所用，把一局部能量传给电子，使该电子从某一方向射出，称为康普顿电子；而损失了局部能量的伽马射线向另一方向散射出去，称为散射伽马射线。电子对效应:当伽马射线能量大于1.022MeV时，它与原子核发生作用，伽马射线转化为一对正负电子，而伽马光子本身被全部吸收。盖革—弥勒计数管:带电粒子与组成物质原子的束缚电子发生非弹性碰撞的结果。带电粒子与束缚电子间的静电作用，是束缚电子产生加速作用，从而获得足够的能量而变成自由电子，产生了一个自由电子和正离子的离子对，称为直接电离。利用气体电离作用，收集电离电荷。闪烁计数器:束缚电子获得的能量缺乏以成为自由电子，只能激发到更高的能级。受激发的原子在退激过程中能放出光子，发生荧光。γ射线射到荧光体上，从其原子中打出电子，并在该电子的激发下发出闪光。光电倍增管将闪光转变成电脉冲，电脉冲的数量与进入荧光体的γ射线成正比。自然伽马应用〔1〕根据天然放射性强弱，判别岩性和划分井地层剖面，渗透层。主要是根据岩层中泥质含量不同进行的〔2〕在一个含油气区或单独构造上，各井剖面进行比照；〔3〕估计岩石中泥质含量，从而判断岩层的储集性能。泥质〔粘土〕具有很高的放射性，泥质含量的多少就决定了沉积岩石的放射性强弱。〔4〕确定岩石的粒度中值，作沉积环境分析自然伽马能谱应用①研究生油层自然界中的有机质，一来自水生有机物，二来自陆生植物。它们与铀之间都有亲和力存在。有机质与铀含量有明显相关关系。源岩的自然放射性明显高于非源岩。②求泥质含量地层的泥质含量与钍或钾的含量有较好的线性关系，而与地层的铀含量关系较小。③用Th/U研究沉积环境统计说明：陆相沉积、氧化环境、风化层，Th/U>7;海相沉积、灰色或绿色页岩，Th/U<7;海相黑色页岩、磷酸盐岩，Th/U<2。用Th/U、U/K和Th/K比值还可以识别粘土矿物。第九章密度测井和岩性密度测井密度测井和岩性密度测井都是通过研究伽马射线在地层中传播的减弱情况来研究地层的。利用康普顿效应确定