2023年测井重点西安石油大学.doc

测井重点西安石油大学 　 测井系列是指在给定的地区，为了完成预定的地质勘探开发和工程任务而选用的一套经济实用的综合测井方法。 　测井方法也可以按照测井系列进行分类。岩性测井系列：自然伽马、自然电位、井径；孔隙度测井系列：声波测井、密度测井、中子测井；电阻率测井系列：普通视电阻率测井、侧向测井、感应测井、微电极系测等。岩性测井系列(一)自然电位测井 自然电位的测量很简单，即把一个电极放在地面，另一个测量电极放在井下，移动电极M，就可以连续地测量出一条自然电位曲线。产生自然电位的原因：①地层水和泥浆含盐浓度不同而引起的扩散电动势和吸附电动势。〔占绝对优势〕②地层压力与泥浆柱压力不同而引起的过滤电动势。 　使用SP曲线应注意的几个问题： A、自然电位测井曲线没有绝对零点，而是以泥岩井段的自然电位幅度作基线，曲线上方标有带极性符号的横向比例尺，它与曲线的相对位置，不影响自然电位幅度的读数。B、自然电位幅度ΔUsp的读数是基线到曲线极大值之间的宽度所代表的毫伏数。C、在砂泥岩剖面井中，一般为淡水泥浆钻进(Cw>Cmf)，在砂岩渗透层井段自然电位曲线出现明显的负异常；在盐水泥浆井中(Cw<Cmf)，渗透层井段出现正异常，这是识别渗透层的重要特征。影响因素：在井内测得的自然电位降落仅仅是自然电动势的一局部(该电动势的另外两局部电位降落分别产生在砂岩层及其围岩之中)，它的数值及曲线特点主要决定于造成自然电场的总电动势Es及自然电流的分布。Es的大小取决于岩性、地层温度、地层水和泥浆中所含离子成分以及泥浆滤液电阻率与地层水电阻率之比。自然电流I的分布那么决定于流经路径中介质的电阻率及地层厚度和井径的大小。地层温度的影响：从扩散和吸附电动势的产生，我们可以看出，Kd和Ka与温度有关，因此同样的岩层，由于埋藏深度不同，其温度不同，也就造成Kd和Ka值有差异。通常绝对温度T与Kd和Ka成正比关系，这可从离子的活动性来解释。地层水和泥浆滤液中含盐浓度比值的影响：自然电位曲线幅度ΔUsp主要取决于自然电场的总电动势SSP。显然，ΔUsp与SSP成正比，而SSP的大小取决于岩性和Cw／Cmf。因此，在一定的范围内，Cw和Cmf差异大，造成自然电场的电动势高，曲线变化明显。地层水和泥浆滤液中含盐性质的影响：地层水和泥浆滤液内所含盐类不同，那么溶液中所含离子不同，离子价也不同。由于不同离子的离子价和迁移率均有差异，直接影响Kd和Ka的大小，因而也就影响了Es的数值。井的影响〔包括井径和泥浆电阻率〕：井径扩大，使井眼的截面积增大，那么泥浆柱的电阻rm减小，从而导致ΔUsp降低。井内泥浆电阻率减小，同样使泥浆柱电阻rm减小，那么导致ΔUsp降低。⑤ 岩性的影响：由于组成泥质的粘土颗粒具有离子选择薄膜的特性，因此，存在于砂岩中的泥质对溶液的直接扩散产生了一种附加的影响。使得砂岩层与井之间除了产生扩散电动势之外，还产生一种附加的吸附电动势。而这两种电动势的极性是相反的，它们局部抵消的结果，会使得对着砂岩层处的扩散电动势数值同岩石不含泥质时相比有所降低，从而使总电动势也降低。电动势降低的程度，与岩石中含泥质的多少有关。显然，岩石含泥质越多，产生的附加吸附电动势就强，总电动势的降低也越大；反之，就越小。自然电位曲线的应用：(1)划分渗透性岩层，并确定其界面：自然电位曲线是划分渗透层的有效工具。一般可按半幅值点确定渗透层的界面。(2)分析岩性,研究沉积相:“测井相〞是指能反映某一沉积物特征，并能使这个沉积物与其他沉积物区别开来的一组测井〔参数〕响应。沉积相由特定的相标志表示，而测井相由特定测井响应来代表。不同沉积相因其成分、结构、构造等不同而造成测井响应不同，故可以利用测井曲线这种电性响应特征进行沉积相分析，即测井相分析。测井相分析的根本方法是：首先建立岩心相与测井相之间的对应关系，建立测井相库；然后，依据测井相库资料对各井层段划分沉积相；最后归纳建立全区和整个沉积过程的沉积相模式。 　(3)定量计算地层泥质含量：①泥质系数法②经验公式法③关系曲线法 (4)估算地层水电阻率：在评价油气储集层时，含油气饱和度是一个非常重要的参数，而要确定含油饱和度So，那么必须知道地层水电阻率Rw。其方法是:选择剖面中较厚的饱含水的纯洁砂岩层，读出该层的自然电位异常幅度ΔUsp，并根据泥浆资料确定泥浆滤液电阻率Rmf，然后根据下式即可确定出Rw。 　 式中：Rmfe为泥浆滤液等效电阻率； Rwe为地层水等效电阻率。 　(5)判断水淹层:自然电位曲线的基线在该层上下发生偏移，出现台阶，这是一种比拟普遍的现象，这是由于注入水与油田水的矿化度不同造成的。〔6〕判断储层中流体性质：一般含水砂岩的自然电位幅度ΔUsp比含油砂岩的自然电位幅度ΔUsp要高，据此可判断油水层。(二)自然伽马测井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，它就是γ射线，所以γ射线是放射性同位素发生衰变时原子核内部能量发生改变时的伴随产物。自然界的岩石和矿石均不同程度的具有一定的放射性，它们几乎全部是由放射性元素铀、钍、锕以及放射性同位素钾19K40在其中存在并进行衰变的结果。这些放射性元素在衰变过程中都能同时放出伽马射线，且不同元素放出的γ射线的数量和能量两方面均有区别。通过探测γ射线的数量〔强度〕和能量〔能谱〕，可以确定岩石中放射性元素的数量〔含量〕及种类。以研究岩石中放射性元素的相对含量，即探测自然伽马射线总强度的测井方法叫做自然伽马测井；测定在一定能量范围内自然伽马射线的强度，以区分岩石中放射性元素的类型及其实际含量的测井方法，那么叫自然伽马能谱测井。测井原理：目前使用较为普遍的伽马射线探测器主要是闪烁计数器。它主要由NaI萤光晶体和光电倍增管组成。其工作原理是，伽马射线射到萤光体(如碘化钠晶体)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为电脉冲，电脉冲的数量与进入萤光体的伽马射线成正比，这就是闪烁计数器的根本工作原理。优点：〔1〕裸眼井和套管井中均可以进行;〔2〕油基泥浆、高矿化度以及干井中均可以进行;〔3〕碳酸盐岩剖面和水化学沉积剖面不可缺少。缺点：〔1〕测速慢，本钱高。〔2〕如果岩石本身组成中含放射性物质，如含火山碎屑等，那么无法正确判断泥质含量。如哈密地区，那么VSH判定需从其分资料中求取。自然伽马测井简易图。井下仪器主要包括：伽马射线探测器(将接收到的伽马射线转换成电脉冲的装置)、供应该探测器所需的高压电源，以及将探测器输出的电脉冲进行放大的放大器等。地面仪器主要包括：将来自井下的一连串电脉冲转换成连续电流的一整套电路，以及记录仪和电源等。影响因素：〔1〕放射性涨落的影响--实测曲线呈锯齿状：由于地层中放射性元素的衰变是随机的，因此，在一定时间间隔内衰变的原子核数，亦即放射出的伽马射线数不可能完全相同。但从统计的角度来看，它根本上围绕着一个平均值在一定的范围内波动。这就是通常所说的统计起伏，或放射性涨落。放射性涨落现象的存在，使得采用同样的测井速度，在同一地层不同时间测得的自然伽马读数并不一致。表现在测井曲线上，即呈锯齿状的变化。〔2〕当测井速度增加时，曲线形状发生沿仪器移动方向移动的畸变：自然伽马测井记录的是单位时间内探测到的γ射线强度，而实际测井时仪器在不断地连续移动，这样实测曲线与理论曲线就有一些差异。只有当测井速度很小时，测的曲线形状才与理论曲线相似，当测井速度增加时，曲线形状发生沿仪器移动方向移动的畸变。造成畸变的原因是：井下仪器具有一定的提升速度，地面仪器有一定的时间常数这两种因素决定的〔Vτ〕。〔3〕井的参数对自然伽马测井曲线的影响：自然伽马测井曲线的幅度不仅与地层的放射性有关，而且还受井眼条件(井径、泥浆比重、套管、水泥环等参数)的影响。泥浆、套管、水泥环吸收伽马射线，所以这些物质会使自然伽马测井值降低。自然伽马测井曲线的应用：(1)划分岩性，确定渗透层：利用自然主要是根据岩层中泥质含量不同进行的，伽马测井曲线划分岩性 (2)进行地层比照，显著高伽马地层常作为标志层：运用自然伽马测井曲线进行地层比照的优点：①与岩石流体性质无关〔油、水、地层矿化度等〕②与泥浆性质无关〔盐、水泥浆〕③在自然伽马测井曲线上容易找到标淮层，如海相沉积的泥岩，在很大区域内显示明显的高幅度值。④在油水过渡带内进行地层比照时，就显示出自然伽马测井曲线的优点了。因为在这样的地区同一地层不同井内，孔隙中所含流体性质(油、气、水)是不同的，这就使视电阻率、自然电位和中子伽马测井曲线变化而造成比照上的困难。而自然伽马测井曲线不受流体性质变化的影响，所以在油水过渡带进行地层比照时，使用自然伽马测井曲线效果较好。(3)估算地层中泥质含量：由于泥质颗粒细小，具有较大的比面，使它对放射性物质有较大的吸附能力，并且沉积时间长，有充分时间与溶液中的放射性物质一起沉积下来，所以泥质(粘土)具有很高的放射性。在不含放射性矿物的情况下，泥质含量的多少就决定了沉积岩石的放射性强弱。所以有可能利用自然伽马测井资料来估算泥质含量，通常采用相对值法确定地层泥质含量。〔4〕确定岩石的粒度中值，作沉积环境分析： (三)井径测井Caliper Log 目前使用的井径仪，就其结构而言，主要有两种形式。一种是进行单独井径测量的张臂式井径仪；另一种是利用某些测井仪器(如密度仪、微侧向仪等)的推靠臂，在这些仪器测井的同时测量的。井径测井的应用： A.泥岩层和某些松散岩层，常常由于钻井时泥浆的浸泡和冲刷造成井壁坍塌，使实际井径大于钻头直径，出现井径扩大； B.渗透性岩层，常常由于泥浆滤液向岩层中渗透，在井壁上形成泥饼，使实际井径小于钻头直径，出现井径缩小；C.致密岩层处，井径一般变化不大，实际井径接近钻头直径。孔隙度测井系列(一)声波速度测井声波速度测井简称声速测井，测量滑行波通过地层传播的时差。岩石的传播声速度与岩石的致密程度有关，更确切地说与岩石的岩性、孔隙度以及孔隙中所充填的流体性质等有关。因此，研究声波在岩层中传播速度或单位时间，在岩性和所含孔隙流体情况下，可以确定岩石孔隙度。用于估算孔隙度、判断地层和研究岩性。 　这是一种主要的孔隙度测井方法，它的下井仪器主要由声波脉冲发射器和声波接收器构成的声系以及电子线路组成，如图。 　声波速度测井应用：A.划分岩性，作地层比照；B.判断气层:(1)产生周波跳跃； (2)声波时差增大 C.确定地层孔隙度。 　 (二)密度测井密度测井是孔隙度测井法，它是通过测定井下岩石的体积密度来研究岩石特性和孔隙度的。 　密度测井就方法的物理根底而言，属于放射性测井。它测量由伽马源放出的伽马射线与周围物质相互作用之后所产生的散射伽马射线的强度。密度测井的应用：确定岩层的孔隙度，确定岩层孔隙度是密度测井的主要用途。 　确定岩性：砂岩 2.65g/cm3 、石灰岩2.71g/cm3 、白云岩2.87g/cm3 、硬石膏2.98g/cm3 、盐岩2.03g/cm3 密度曲线与中子曲线重叠可用于识别气层，天然气相对于地层水和石油而言，密度测井值较低，计算的孔隙度比实际孔隙度偏大，而在中子测井曲线上气层表现为低孔隙度，因此二者曲线重叠即可识别气层。(三)中子测井 NPHI中子测井是用中子源照射地层，通过中子探测器直接测量地下地层中的热中子和超热中子的密度，从而反映地层孔隙度随深度的变化。根据中子测井的记录内容，可以将中子测井分为 中子-中子测井 中子-伽马测井。根据仪器的结构特点，中子—中子测井又可分为中子-超热中子测井〔SNP〕—井壁中子测井中子-热中子测井〔CNL〕—补偿中子测井中子测井利用岩石的另一种特性，即岩石中的含氢量来研究岩石性质和孔隙度等地质问题。这种测井方法在于将装有中子源和探测器的井下仪器下入井中，由中子源→中子→进入岩层, 同物质的原子核发生碰撞将产生减速、扩散和被俘获几个过程，到达探测器。 　在这些过程中，探测器周围