各條測井曲線的原理及應(yīng)用

1、一、各條測井曲線的原理及應(yīng)用,目 錄,二、測井曲線在油田開發(fā)中的綜合應(yīng)用,三、測井曲線異常原因分析：,四、新測井系列厚度解釋偏少的原因分析,1.自然電位測井（SP）,一、各條測井曲線的原理及應(yīng)用,2.聲波時差測井（AC）,3.,4.視電阻率測井(RT),5.三側(cè)向測井（LLD/LLS),自然伽馬 （GR）,測井起源于法國，1927年9月，法國人斯侖貝謝兄弟（Conrad Schlumberger和Marcle Schlumber

2、ger）發(fā)明了電測井，在法國Pechelbronn油田記錄了第一條電測井曲線。中國使用電法測井勘探石油與天然氣始于1939年12月。開始是簡單的電阻率測井，直到1950年才出現(xiàn)側(cè)向測井（聚焦式電阻率測井），第一代側(cè)向測井是三側(cè)向，隨后發(fā)展了七側(cè)向、八側(cè)向、微側(cè)向等，側(cè)向測井出現(xiàn)后，普通電阻率測井被淘汰。法國人Doll提出感應(yīng)測井方法，1946年5月3日Doll所設(shè)計的儀器在美國德克薩斯州一個油田的7號井中記錄了第一條感應(yīng)測井曲線，隨后D

3、oll還提出了幾何因子理論。在聲波測井方面，Mobil石油公司和Shell石油公司于50年代早期各自獨(dú)立地發(fā)展了聲速測井。1952年，Summer和Broding提出了單發(fā)雙收聲波測井儀。1964年，Schlumber公司把它改進(jìn)為雙發(fā)雙收的井眼補(bǔ)償聲波測井儀。放射性測井又稱核測井，開始于20世紀(jì)30年代末，由美國和前蘇聯(lián)首先使用自然γ測井方法評價地層和區(qū)分巖性，后來，特別是60年代后發(fā)展為系列核測井儀。我國測井技術(shù)始于1939年

4、12月，中國科學(xué)院院士、著名地球物理學(xué)家翁文波教授（已去世）是中國測井的奠基人。核測井（自然γ）始于1952年，聲波測井始于1965年。電、聲、核測井的起始時間與國外相比分別晚12年、13年和13年。,測井技術(shù)的分類：1、電法測井：研究地層電化學(xué)性質(zhì)、電阻率、電磁波的各種測井方法。2、聲波測井：研究地層縱波、橫波、縱波幅度、聲波全波列測井方法。3、放射性測井：研究地層核物理性質(zhì)的自然伽馬、自然伽馬能譜、密度、巖性—密度、補(bǔ)償中子各

5、種測井方法。4、其它測井：井溫測井、地層測試器等。,1、　測井系列 well logging series針對不同的地層剖面和不同的測井目的而確定的一套測井方法。2、　組合測井 combination logging將幾種下井儀器組合在一起，一次下井可以測量多種物理參數(shù)的一種測井工藝。3、　標(biāo)準(zhǔn)測井 standard logging以地層對比為主要目的，在自然伽馬、自然電位、井徑、聲波時差和電阻率等項目中選定不少于三項的測井方

6、法，全井段進(jìn)行測量。4、　電法測井 electrical logging以測量地層電阻率和介電常數(shù)等物理參數(shù)為主的測井方法。5、　聲波測井 acoustic logging；sonic logging測量聲波在地層或井周其它介質(zhì)中傳播特性的測井方法。,氣探井測井系列,油探井測井系列,氣開井測井系列,油開井測井系列,,常用測井曲線名稱 測井符號 英文名稱

7、 中文名稱Rt true formation resistivity. 地層真電阻率 Rxo flushed zone formation resistivity 沖洗帶地層電阻率 Ild

8、 deep investigate induction log 深探測感應(yīng)測井 Ilm medium investigate induction log 中探測感應(yīng)測井 Ils shallow investigate induction log

9、 淺探測感應(yīng)測井 Rd deep investigate double lateral resistivity log 深雙側(cè)向電阻率測井 Rs shallow investigate double lateral resistivity log 淺雙側(cè)向電阻率測井RMLL micro lateral resist

10、ivity log 微側(cè)向電阻率測井 CON induction log 感應(yīng)測井 AC acoustic 聲波時差

11、DEN density 密度 CN neutron 中子 GR natural

12、gamma ray 自然伽馬 SP spontaneous potential 自然電位 CAL borehole diameter 井徑 K

13、 potassium 鉀 TH thorium 釷 U uranium

14、 鈾 KTH gamma ray without uranium 無鈾伽馬 NGR neutron gamma ray 中子伽馬,,1.自然電位測井（SP）,在未向井中通電的情況下，放在井中的兩個電極之間存在著電位差。這

15、個電位差是自然電場產(chǎn)生的，稱為自然電位。在井中的自然電場是由地層和泥漿間發(fā)生的電化學(xué)作用和動電學(xué)作用產(chǎn)生的。測量自然電位隨井深的變化叫做自然電位測井。,?原理：測量井中自然電場,,1、自然電位測井,?曲線特點,砂泥巖剖面：泥巖處 SP曲線平直（基線）砂巖處 負(fù)異常（Rmf > Rw ) 負(fù)異常幅度 與粘土含量成反比，Rmf / Rw 成正比,,曲線應(yīng)用,① 劃分巖層界

16、面,② 確定滲透性巖層,③ 確定水淹層,,曲線應(yīng)用,③判斷水淹層,水淹層處，出現(xiàn)自然電位基線偏移的情況。,原理：測量井剖面自然伽馬射線的強(qiáng)度和能譜的測井方法。 沉積巖中含有天然放射性同位素，不同巖石所含放射性同位素的數(shù)量不同，衰變時放射出的伽馬射線的強(qiáng)弱也不同，因此自然伽馬測井曲線能夠反映不同地層的巖性剖面。,2、自然伽馬和自然伽馬能譜測井,2、自然伽馬和自然伽馬能譜測井,巖層中的天然放射性核素?衰變?伽馬射線巖性不同?放射性

17、核素的種類和數(shù)量不同 ?自然伽馬射線的能量和強(qiáng)度不同自然伽馬測井曲線 GR自然伽馬能譜測井曲線—鈾U、釷Th、鉀K的含量 去鈾自然伽馬 CGR 總自然伽馬 GR,?測量基礎(chǔ),①劃分巖性 ②地層對比 ③確定泥質(zhì)含量,配合其它測井資料或地質(zhì)錄井資料綜合解釋確定巖層巖性。泥巖曲線幅度值高，砂巖顯示低

18、幅度值，對于含泥質(zhì)巖層，根據(jù)泥質(zhì)含量多少界于上述兩者之間。 從曲線上比較容易選擇區(qū)域性對比標(biāo)準(zhǔn)層，所以當(dāng)其它測井曲線難以進(jìn)行地層對比的剖面，可以用自然伽瑪曲線進(jìn)行。另外，曲線可在下套管的井中進(jìn)行，因此廣泛應(yīng)用于工程技術(shù)測井，如跟蹤定位射孔、找套管外竄槽等。,原理：不同的地層中，聲波的傳播速度是不同的。聲波速度測井儀在井下通過探頭發(fā)射聲波，聲波由泥漿向地層傳播，其記錄的是聲波通過1米地層所需的時間△t（取決于巖性和孔隙度）隨深度變

19、化的曲線。,3.聲波時差測井,①確定巖層孔隙度，識別巖性，對比地層、判斷氣層,巖石越致密，時差越小，巖石越疏松，孔隙度越大，時差就越大。 由于聲波在水中傳播的速度大于在石油中傳播的速度，而在石油中傳播的速度又大于在天然氣中傳播的速度，故巖石孔隙中含有不同流體時，可以從聲波時差曲線上反映出，尤其在界面上更為明顯。,②劃分裂縫性滲透層,對于致密巖層的破碎帶或裂縫帶，當(dāng)聲波通過時，聲波能量被大量吸收而衰減，使得聲波時差急速增大，有時產(chǎn)

20、生周波跳躍的特征。,影響聲速測井的幾個因素1、井徑的影響。擴(kuò)徑段聲波時差減小，使時差曲線出現(xiàn)假異常。2、層厚的影響。聲速測井儀對小于間距的薄地層分辨能力較差。減小間距可以提高對于薄層的分辨能力，但是記錄精度就受影響了，特別是探測深度也隨之變淺。3、周波跳躍的影響正常情況下，聲速測井儀的兩個接收探頭是被同一脈沖首波觸發(fā)的，但在含氣疏松地層中，由于能量的嚴(yán)重衰減致使首波減弱到只能觸發(fā)第一接收探頭而不能觸發(fā)第二接收探頭的情況下

21、，第二接收探頭為后續(xù)波所觸發(fā)時，則會出現(xiàn)測井曲線上的急劇偏轉(zhuǎn)或特別大的時差值，這種現(xiàn)象稱為周波跳躍。含氣的疏松砂巖、裂縫發(fā)育的地層以及泥漿氣侵的井段，由于聲能量的嚴(yán)重衰減，經(jīng)常出現(xiàn)周波跳躍現(xiàn)象。所以周波跳躍是疏松砂巖氣層和裂縫發(fā)育地層的一個特征，可被利用來尋找氣層或裂縫帶。,? 聲波時差曲線的影響因素,裂縫或?qū)永戆l(fā)育的地層未膠結(jié)的純砂巖氣層、高壓氣層井眼擴(kuò)徑嚴(yán)重的鹽巖層泥漿中含有天然氣,周波跳躍,,聲速測井,4、密度測井和巖性

22、—密度測井,巖石體積密度是單位體積巖石的質(zhì)量，單位是g/cm3。巖石體積密度是表征巖石性質(zhì)的一個重要參數(shù)，它不但與巖石礦物成分及其含量有關(guān)，還與巖石孔隙和孔隙中流體類別、性質(zhì)及含量有關(guān)。,密度、巖性密度測井的應(yīng)用,確定巖性和孔隙度根據(jù)Pe和ρb交會快速解釋巖性，一般Pe ＜2，為砂巖；P e =3左右，為白云巖； Pe=5左右，為石灰?guī)r等。硬石膏ρb=2.98g/cm3，巖鹽ρb=2.02g/cm3。,5、補(bǔ)償中子測井,通過探測地層的

23、含氫量來求地層孔隙度的。補(bǔ)償中子測井的主要用途有：1.計算儲層孔隙度；2.與密度、聲波時差等曲線組合判識儲層是否含氣，計算儲層的含水飽和度和礦物成分；3.計算地層的泥質(zhì)含量,補(bǔ)償中子和中子伽馬測井,?基本原理 中子源?快中子?地層介質(zhì)?熱中子補(bǔ)償中子測井（CNL ）：測量地層對中子的減速能力，測量結(jié)果主要反映地層的含氫量。中子伽馬測井（ NG ）：測量熱中子被俘獲而放出中子伽馬射線的強(qiáng)

24、度。 兩者均屬于孔隙度測井系列。,補(bǔ)償中子和中子伽馬測井,?應(yīng)用 1、確定儲集層孔隙度。 2、劃分巖性。 3、判斷氣層。 4、套管井中子伽馬推移測井尋找氣層。,,中子伽馬推移測井氣層識別圖,,原理：,在視電阻率測井的基礎(chǔ)上，為了細(xì)分層，減少上下鄰層、泥漿及井徑對曲線的影響，改裝電極系，使電極系靠井壁測量巖層電阻率。這樣，大大縮小了電極之間的距離的電阻率測井。,６.微電極曲線測井（RMG/

25、RMN）,曲線應(yīng)用,,曲線應(yīng)用,①確定巖層界面,由于它電極距小，緊貼井壁進(jìn)行測量，消除了鄰層屏蔽的影響，減小了泥漿的影響，因此巖層界面在曲線上反映清楚。分層原則是用微電位曲線的半幅點來確定地層頂?shù)捉缑妗τ诒?，必須與視電阻率曲線配合，才能獲準(zhǔn)確結(jié)果。,,曲線應(yīng)用,②劃分滲透層,滲透層處，兩條微電極曲線出現(xiàn)幅度差，非滲透層處，兩條曲線出現(xiàn)很小的幅度差。 微電位曲線幅度大于微梯度曲線幅度，稱做正幅度差。滲透性巖層在微電極曲線上一般

26、呈正幅度差。當(dāng)泥漿礦化度很高，使得泥漿電阻率大于侵入帶電阻率，微電位曲線幅度低于微梯度曲線幅度，出現(xiàn)負(fù)幅度差。,,曲線應(yīng)用,③確定巖性,在碎屑巖沉積剖面上，根據(jù)兩條微電極曲線幅度差大小，可以定性判斷巖石的滲透性好壞，泥質(zhì)含量的多少。 泥巖一般表現(xiàn)電阻率低，曲線平緩無幅度差。滲透性砂巖一般表現(xiàn)曲線幅度值高，兩條曲線存在正幅度差。隨泥質(zhì)含量的增加巖石滲透性變差，正幅度差值變小。,原理： 根據(jù)同性電相斥的原理，在供電電極（主電極

27、）的上、下方裝上聚焦電極，使其電流與供電電極的電流極性相同，由于電流的排斥作用，使主電流只沿側(cè)向（垂直井軸）進(jìn)入地層。,７.三側(cè)向測井(LLD/LLS),①深淺三側(cè)向曲線重疊判斷油水層②確定地層電阻率。,三側(cè)向視電阻率曲線的特點是對高阻層具有對稱性，最大值在地層中點，解釋時讀最大值，可以確定地層電阻率，且對薄層分層能力比其它電阻測井要清晰得多。 根據(jù)兩條曲線的幅度差可以劃分滲透層和油氣水層。油層、氣層幅度差大，且顯示正幅度差，

28、水層幅度差小，或顯示負(fù)幅度差。,曲線應(yīng)用,８.視電阻率測井 普通電阻率測井包括視電阻率測井短電極（0.25米、0.45米）、長電極（2.5米、4米）測井等。,原理：測量巖石電阻率，反映巖石的巖性及所含油水性質(zhì)。測井時放入井中的那組電極（包括供電電極和測量電極）叫做電極系。分為電位電極系和梯度電極系兩類。當(dāng)?shù)貙虞^薄時，為了估計地層是否具有滲透性，因此采用了分辨能力更高、幾乎不受圍巖、高阻鄰7層和泥漿影響的微電極測井。,根據(jù)各類型電極

29、系測得的曲線在巖層界面的特點，可以準(zhǔn)確地確定巖層分界面的位置。在搞清巖性與電性關(guān)系的基礎(chǔ)上，利用視電阻率曲線可以判斷巖層的巖性，劃分油氣水層。,①劃分巖層界面②確定巖性。,1.詳細(xì)劃分巖層，準(zhǔn)確確定巖層界面和深度2.劃分巖性和滲透層3.探測不同徑向深度的電阻率，了解電阻率 的徑向變化特征4.劃分油、氣、水層,二 測井曲線在油田開發(fā)中的綜合應(yīng)用,計算油（氣）的孔隙度、含油飽和度、滲透率、有效厚度，以致計算巖性成

30、分、油氣密度等,,① 用微電極和短電極（0.25米、0.45米）曲線劃分巖層和確定深度② 用微電極、自然電位和聲波時差曲線劃分巖性和滲透層,測井曲線組合應(yīng)用,,③用微電極探測沖洗帶，短電極（0.25米、0.45米）探測侵入帶，長電極（2.5米、4米）探測原狀地層，并通過微電極與電阻率曲線的對比，分析電阻率的徑向特征④分析深、淺電阻率和聲波時差、自然電位，可在一般情況下定性區(qū)分油（氣）、水層⑤用聲波時差計算孔隙度

31、，微電極和短電極（0.25米、0.45米）曲線確定油氣層的有效厚度,②微電極曲線：滲透層在微電極曲線上表現(xiàn)正幅度差，而泥巖的微電極曲線沒有或只有很小的幅度差。滲透層中的巖性漸變層，也常以微電極曲線讀數(shù)和幅度差的漸變形式表現(xiàn)出來,（1）劃分滲透層,①自然電位曲線：以泥巖為基線，滲透層在自然電位曲線上顯示為負(fù)異常（Rmf>Rw）或正異常（Rmf<Rw）。,③井徑曲線：正常情況下，由于滲透層段井壁存在泥餅，因此實測井徑值應(yīng)小于鉆頭

32、直徑（井徑），且曲線比較平直規(guī)則。④聲波曲線：區(qū)分不同巖性的巖層以及判斷儲集層孔隙度的好壞。,砂巖：微電極曲線中等，有正異常，自然電位有負(fù)異常，電阻曲線底部有極大值。泥巖：微電極曲線平值，微電位、微梯度曲線基本沒有差異，自然電位曲線平值，電阻率曲線數(shù)值呈低平值。,具體特征,含鈣層：聲波時差曲線顯示低值，電阻曲線顯示高值，微電極顯示刺刀狀、尖峰狀，自然電位相應(yīng)幅度變小。,水淹層：油層水淹后，梯度曲線明顯上抬，三側(cè)向電阻降低，自然電位基

33、線偏移，自然電流出現(xiàn)偏大，聲波時差增大。,高壓層的識別：聲波讀值大，微電極曲線基值大，自然電位電流讀值小，井徑讀值大。,（2）綜合判斷油（氣）、水層,油田中油、氣、水是伴生在一起的，但它們的比重不同。石油的比重一般都小于1，水的比重為1，含鹽水比重大于1，天然氣的比重最小，因此在油田中，它們按比重進(jìn)行分異。一般來說，游離天然氣分布在頂部，油居中，水分布在底部 。,,a、電阻率數(shù)值高。是常規(guī)測井曲線在油層的最基本響應(yīng)特征，一般高于臨近同巖

34、性水層的3?5倍； b、受泥漿侵入影響，一般油質(zhì)為稀油的儲層，在地層水礦化度與泥漿礦化度差異不是很大情況下，深探測電阻率數(shù)值與淺探測電阻率數(shù)值差異較大，遠(yuǎn)大于水層的差異。而稠油地層由于沖洗帶較小，深、淺電阻率數(shù)值差異較小。 c、在稠油地層，自然電位幅度一般略小于臨近水層。,,油層的主要響應(yīng)特征,a、與油層一樣，最主要特征是深探測的電阻率數(shù)值較高； b、由于受天然氣影響，聲波時差有增大或周波跳躍現(xiàn)象； c、由于氣層含氫指數(shù)低，對快

35、中子減速能力差，對伽瑪射線的吸收能力也差，導(dǎo)致氣層中子伽瑪數(shù)值高。 d、密度孔隙度變大，中子孔隙度變小。兩曲線形成較好的包羅面積。,氣層主要測井響應(yīng)特征,,a、依據(jù)四性關(guān)系原理，綜合利用本井的測井曲線對儲層油、氣、水變化進(jìn)行分析。在巖性、物性一致的情況下，電阻率越高，儲層含油飽和度越高，含油性越好，油層電阻率一般是巖性、物性相近臨近水層的3?5倍。巖性越細(xì)，地層電阻率越低；反之，則越高。在巖性、含油性一致情況下，物性越好，電阻率越低。

36、 b、地層對比。根據(jù)地層對比結(jié)果，劃分油田的油、氣、水層界面深度，從而判定本井的油、氣、水層界面。 c、錄井、井壁取芯等第一性資料，分析儲層的含油性情況。,識別油、氣、水層主要依據(jù),,1.判斷水層①自然電位曲線異常增大。②深探測電阻率值變低。有明顯的增阻侵入特征，深淺三側(cè)向曲線出現(xiàn)負(fù)異常。,2.判斷油層①深探測電阻率值較高。②自然電位有明顯的負(fù)異常，但曲線幅度要小于水層。具有減阻侵入的特征。,1.溫米油層>30歐姆

37、米為油層，<10歐姆米為水層。在生產(chǎn)井鉆得較多以后，也可以根據(jù)經(jīng)驗定性判斷。,三、測井曲線異常原因分析：,1.增、減阻影響,,,,,2.自然電位正異常,在泥漿液柱壓力大于地層壓力的條件下，滲透層處，過濾電位與擴(kuò)散吸附電位方向一致，均呈負(fù)異常。壓差越大，負(fù)異常越大。壓差接近0時，自然電位曲線接近平直，當(dāng)?shù)貙訅毫Υ笥谀酀{壓力時，自然電位曲線會出現(xiàn)正異常。如果鉆井液壓力小于地層壓力，負(fù)異常減少，則劃分的有效厚度減少。,,由于微電極曲線中

38、微梯度電極系探測半徑不同，在滲透性的砂巖地層中，探測半徑較大的微電位測量的視電阻率主要受沖洗帶電阻率的影響，顯示較高的數(shù)值，探測半徑較小的微梯度測量的視電阻率主要受泥餅電阻率的影響，顯示較低的數(shù)值，從而形成“正幅度差”。,3.鉆井液密度對電測曲線的影響,,幅度差的大小取決于沖洗帶電阻率與泥餅電阻率的比值以及泥餅的厚度。當(dāng)?shù)貙訅毫咏酀{柱壓力時，形成的泥餅較薄，正幅度差較小或幅度差消失。鉆井液密度過低，導(dǎo)致滲透層幅度差較小或無幅度差，過

39、高則污染油層。,,,,,,四、新測井系列厚度解釋偏少的原因分析,㈠鉆井條件變化的影響,鉆井泥漿性能的變化直接影響鉆井、測井質(zhì)量。,,,㈡測井曲線異常的影響,結(jié)合操作規(guī)程，并根據(jù)新標(biāo)準(zhǔn)的制定，分析原因相差的原因如下： 新標(biāo)準(zhǔn)劃分砂巖、有效厚度主要是以深側(cè)向及微球曲線為主，原標(biāo)準(zhǔn)劃分砂巖、有效厚度主要是參考0.25m短梯度曲線，判斷厚度是否符合電性標(biāo)準(zhǔn)，所以說，兩個標(biāo)準(zhǔn)劃分砂巖、有效厚度必然存在差異.,,微電極曲線基值逐年降低，幅

40、度差也在變小，甚至在某些滲透層處無幅度差。目前泥巖電阻率僅為 2.5Ω·m，這對薄差油層的識別影響很大。,,㈡測井曲線異常的影響,,,新系列中高分辨率聲波曲線，由于它對薄的含鈣層反映得更加靈敏，厚度解釋中扣除高阻夾層的比例要比老系列中增多，而使厚層的有效厚度減少。,通過分析可以看出，自然電位、微電極曲線異常是由于測井環(huán)境變化造成的：　　 現(xiàn)今儲層中的地層水不是原始地層水，礦化度明顯降低。 由于井內(nèi)有地層流體流

41、入，使鉆井液礦化度發(fā)生變化，而且變化不均，導(dǎo)致自然電位曲線出現(xiàn)漂移現(xiàn)象。,,,㈡測井曲線異常的影響,(1),(2),當(dāng)井筒內(nèi)鉆井液的壓力與儲層內(nèi)流體壓力基本一致或小于儲層內(nèi)流體壓力時，井壁形不成泥餅，這樣微梯度和微電位測井值基本一致，不能產(chǎn)生幅度差或只產(chǎn)生較小的幅度差。 隨著油層水淹程度日趨嚴(yán)重，油層電阻率不斷降低，微電極幅度值也將逐漸降低。,,,㈡測井曲線異常的影響,(3),(4),(1)、油層：油層的微電極曲線幅度中等，具有

42、明顯的正幅度差，并隨滲透性變差幅度差減小，自然電位曲線顯示正異常或負(fù)異常 ，隨泥質(zhì)含量的增加異常幅度變小，長、短電極視電阻率曲線均為高阻特征；感應(yīng)曲線呈明顯的低電導(dǎo)(高電阻)；聲波時差值中等，曲線平緩呈平臺狀；井徑常小于鉆頭直徑。(2)、氣層：在微電極、自然電位、井徑、視電阻率曲線及感應(yīng)電導(dǎo)曲線上氣層特征與油層相同，所不同的是在聲波時差曲線上明顯的數(shù)值增大或周波跳躍現(xiàn)象，中子伽瑪曲線幅度比油層高。(3)、油水同層：在微電極、聲波時差