測(cè)井原理與技術(shù)

1、第一部分 油層物理基礎(chǔ)第一章 儲(chǔ)層巖石的物理性質(zhì)一、儲(chǔ)層骨架性質(zhì)1、巖石粒度組成：指構(gòu)成砂巖的各種大小不同顆粒的含量。即測(cè)定不同粒級(jí)顆粒占全巖顆粒的百分?jǐn)?shù)。（表示巖石骨架分散性的一種指標(biāo)）2、巖石比面：指單位體積巖石內(nèi)，巖石骨架的總表面積或單位體積巖石內(nèi)總孔隙的內(nèi)表面積。 （顆粒越細(xì)，比面越大） （同樣是表示巖石骨架分散性的一種指標(biāo)）對(duì)油藏中流體流動(dòng)影響很大，它可以決定巖石的許多性質(zhì)，如：表面現(xiàn)象、流動(dòng)阻力、滲透率、

2、吸附量等。二、巖石孔隙結(jié)構(gòu)1、孔隙類(lèi)型：結(jié)構(gòu)模型（單一、雙重、多重）2、孔隙大小及分選（同粒度度量）3、孔隙度：巖石的孔隙體積占巖石外表體積之比。（分為總、有效、流動(dòng)）,測(cè)井基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn),三、巖石的飽和度：指巖石孔隙中某種流體所占的體積百分?jǐn)?shù)。巖石中由幾相流體充滿其孔隙，則這幾相流體飽和度之和為1。原始含油飽和度、原始含水飽和度、目前油、氣、水飽和度、殘余油飽和度四、巖石的滲透率：代表巖石讓流體通過(guò)能力的大小，常用來(lái)對(duì)比不

3、同巖石的滲透性。達(dá)西定律（線性滲流定律）：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過(guò)巖心的液體流量與巖心兩端的壓差及巖心的橫截面積成正比，而與巖心長(zhǎng)度及流體粘度成反比。四、巖石的其它性質(zhì)熱學(xué)性質(zhì)、導(dǎo)電性、放射性、敏感性,,第二章 儲(chǔ)層流體的物理性質(zhì)一、天然氣的物理性質(zhì)組成：碳1到碳5的烷烴、非烴氣體地層天然氣的高壓物性體積系數(shù)：地下體積比地面體積（一般小于1）壓縮系數(shù)：在等溫條件下，單位體積天然氣隨壓力變化的體積變化率粘度：流體中任一點(diǎn)單位

4、面積的剪應(yīng)力與速度梯度的比值。是流體內(nèi)摩擦力引起的阻力。表征流體流動(dòng)的難易程度。壓縮因子（偏差壓縮系數(shù)）：實(shí)際氣體與理想氣體之間的一切偏差。,二、地層油的物理性質(zhì)溶解油氣比：將某一壓力、溫度下的地層含氣原油，在地面進(jìn)行脫氣后，得1立方米原油所分離出的氣量，就是該壓力、溫度下的地層原油溶解油氣比。體積系數(shù)（一般大于1 ）地層油氣兩相體積系數(shù)：地層壓力小于飽和壓力時(shí)，地層原油和析出氣體的總體積與它在地面脫氣后原油體積之比。壓縮系數(shù)

5、、粘度原油凝固點(diǎn)：指原油由能流動(dòng)到不能流動(dòng)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。三、地層水的物理性質(zhì)礦化度：代表水中礦物鹽的濃度。溶解度： 指地面1立方米水，在地層壓力、溫度下所溶解的天然氣的體積。粘度、體積系數(shù)、壓縮系數(shù),第三章 多相流體滲流機(jī)理一、巖石的界面現(xiàn)象體積性質(zhì)：由相內(nèi)分子所引起的性質(zhì)。界面性質(zhì)：由于兩相界面層分子所引起的性質(zhì)。如：水驅(qū)洗油、互溶混相驅(qū)油時(shí)界面消失等。表面張力：作用于單位長(zhǎng)度上的力。（熱力學(xué)第二定律：任何自由能都

6、趨于最小的趨勢(shì)。）吸附現(xiàn)象：溶解在具有兩相界面系統(tǒng)中的物質(zhì)，自發(fā)地聚集到兩相界面層上，降低該界面層的界面張力的現(xiàn)象。潤(rùn)濕現(xiàn)象和毛管力：是當(dāng)不相混的兩相流體與巖石固相接觸時(shí)，其中一相流體沿著巖石表面鋪開(kāi)，其結(jié)果使體系的表面自由能降低的自發(fā)現(xiàn)象。 這種現(xiàn)象發(fā)生在巖石的細(xì)小毛管中，在其中出現(xiàn)彎液面和由于彎液面而產(chǎn)生毛管力。界面粘度，比體相粘度大得多，為異常高粘度。,二、巖石的潤(rùn)濕性：當(dāng)存在兩種非混相流體時(shí)，其中某一相流體沿固體表面延

7、展或附著的傾向性。驅(qū)替過(guò)程：非潤(rùn)濕相驅(qū)替潤(rùn)濕相的過(guò)程。（親油巖石水驅(qū)油）吸吮過(guò)程：潤(rùn)濕相驅(qū)替非潤(rùn)濕相的過(guò)程。（親水巖石水驅(qū)油）三、毛管壓力曲線：毛管壓力和飽和度的關(guān)系曲線 對(duì)于研究巖石孔隙結(jié)構(gòu)、分析產(chǎn)油能力、確定巖石潤(rùn)濕性、油水飽和度分布、采收率、多相流體滲流均有意義。 親水巖石，毛管壓力為正，將其浸泡在油中，水在壓力作用下自動(dòng)進(jìn)入巖心，吸吮。 親油巖石，毛管壓力為負(fù)，為阻力，水不能自動(dòng)

8、進(jìn)入巖心，必須施加外力克服毛管力，才能水驅(qū)油，驅(qū)替。四、驅(qū)油過(guò)程中的阻力效應(yīng)賈敏效應(yīng)：氣泡通過(guò)窄口時(shí)產(chǎn)生附加阻力的現(xiàn)象。,,五、相對(duì)滲透率曲線：Sw、 So～Kro、 Krw的關(guān)系曲線A區(qū)：?jiǎn)蜗嘤土鲄^(qū) Sw < Swi＝20%， Krw ＝0， Kro很大 ，此時(shí)水不能流動(dòng)，油相K稍有下降B區(qū)：油水同流區(qū) 隨Sw上升， Krw上升， Kro下降明顯，油水同流C區(qū)：純水流動(dòng)區(qū)

9、 So < Sor， Kro ＝0， Krw急劇上升( So從15%下降到0， Krw則從60%上升100%) 該曲線是在油田開(kāi)發(fā)、動(dòng)態(tài)分析、確定Sw、 So 、 Sg、水驅(qū)油等有關(guān)計(jì)算的重要資料。,第四章 提高原油采收率機(jī)理一、提高原油采收率（Enhanced Oil Recovery，簡(jiǎn)稱(chēng)EOR）采收率、一次采油、二次采油、三次采油、四次采油EOR：除一次、二次采油以外的任何方法。如：熱力驅(qū)法

10、、混相驅(qū)法、化學(xué)驅(qū)法注入工作劑時(shí)的采收率（ER） ＝波及系數(shù)（程度）（EV）×洗油效率（ED）波及系數(shù):工作劑驅(qū)掃國(guó)的油層體積所占的百分?jǐn)?shù)。 EV＝AShS /Ah洗油效率：注入工作劑在孔隙中清洗原油的程度。 ED＝1- Sor/ Soi二、提高原油采收率的方法1、熱力采油法： 蒸汽吞吐法、蒸汽驅(qū)油法、火燒油層2、混相采油法： 互溶混相驅(qū)、注液化石油氣段塞法、富氣混相驅(qū)、高壓干氣混相驅(qū)、CO2

11、驅(qū)油法3、化學(xué)法： 聚合物溶液驅(qū)油法、活性劑溶液非混相驅(qū)油法、泡沫驅(qū)油法、膠束－微乳液驅(qū)油法,第二部分 礦場(chǎng)地球物理（測(cè)井） 一、概念 地球物理測(cè)井是用各種專(zhuān)門(mén)的儀器放入井中，沿井身測(cè)量井孔剖面上地層的各種物理參數(shù)隨井深的變化曲線，并根據(jù)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行綜合解釋?zhuān)ɑ驍?shù)字處理）來(lái)判斷巖性、確定油氣層及其它礦藏的一種間接手段。二、工作完成的順序1、將裝在汽車(chē)中的儀器設(shè)備運(yùn)到井場(chǎng)安裝好。用鉸車(chē)提升井下

12、儀器并同時(shí)進(jìn)行參數(shù)測(cè)量，得到各種測(cè)井資料。經(jīng)驗(yàn)收合格后，將資料帶回室內(nèi)；2、經(jīng)過(guò)資料的綜合解釋?zhuān)ɑ驍?shù)字處理）得到巖層的各種地質(zhì)參數(shù)，進(jìn)而判斷出油氣層。,四、發(fā)展史1、測(cè)井技術(shù)開(kāi)始于法國(guó)，1927年佩斯布龍（法）測(cè)得第一條電測(cè)曲線；2、我國(guó)，測(cè)井技術(shù)有六十多年歷史A、1941年10月，老君廟油田4號(hào)井鉆開(kāi)L油層時(shí)發(fā)生強(qiáng)烈井噴起火，為提供L油層資料， 1942年用自制的半自動(dòng)電測(cè)儀測(cè)得第一條電測(cè)曲線；B、 1956年四川為研究自流

13、井氣田早期開(kāi)發(fā)歷史，對(duì)已有幾百—幾十年歷史的鹽水井和氣井，進(jìn)行干井電測(cè)，與古代的“巖口簿”對(duì)比，比較精確地解決了地層、構(gòu)造、儲(chǔ)層性質(zhì)等方面的問(wèn)題；C、50年代，引進(jìn)前蘇聯(lián)測(cè)井儀器；D、 1958年自制國(guó)產(chǎn)多線電測(cè)儀及放射性測(cè)井儀投入生產(chǎn)，為60年代初期的大慶油田勘探開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，提供了油層評(píng)價(jià)的重要資料；E、 60年代中后期，又試制成功了聲波測(cè)井儀，為勝利、大港、江漢油田提供了資料；F、 70年代初，又試制成功了切割式取芯儀，電纜式

14、地層測(cè)試儀，雙發(fā)雙收聲速測(cè)井儀、補(bǔ)償密度和聲波電視，地層傾角測(cè)井儀和數(shù)字測(cè)井儀，測(cè)井系列越來(lái)越完善；G、 70年代后期，引進(jìn)10套特萊賽（美）公司測(cè)井儀，該儀器最大耐溫177—204°C，耐壓141MPa。,第一篇　　測(cè)井方法原理第一章 普通電阻率測(cè)井 以研究巖石電阻率差異來(lái)區(qū)分巖性的測(cè)井方法，是最早的測(cè)井方法之一，也是應(yīng)用最為廣泛的一種。§1 巖石電阻率與巖性、孔隙度、含油飽

15、和度的關(guān)系一、巖石電阻率數(shù)值上等于S=1米2，L=1米的單位體積巖石的電阻率值，它僅與導(dǎo)體的材料有關(guān)，而與其形狀無(wú)關(guān)。二、R與巖性的關(guān)系1、不同巖石、礦物的R不同；2、火成巖R高，沉積巖R低；3、沉積巖R決定于巖石顆粒大小、組織結(jié)構(gòu)及所含流體性質(zhì),,三、R與地層水性質(zhì)的關(guān)系骨架：自由電子導(dǎo)電；孔隙內(nèi)地層水：離子導(dǎo)電，取決于RW；四、R與孔隙度的關(guān)系對(duì)給定的含水砂巖樣測(cè)試，無(wú)論改變Rw，含水巖石電阻率R0與Rw的比值總

16、是一個(gè)常數(shù)，即：F稱(chēng)為：巖石的地層因素或相對(duì)電阻率，只與巖樣的孔隙度、膠結(jié)情況和孔隙形狀有關(guān)，而與Rw無(wú)關(guān)。根據(jù)數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析得：五、R與含油飽和度的關(guān)系,§2 普通電阻率測(cè)井原理 在井孔中測(cè)定周?chē)鷰r石的電阻率，必須給介質(zhì)通入電流造成一個(gè)人工電場(chǎng)，這個(gè)場(chǎng)的分布特點(diǎn)決定于周?chē)橘|(zhì)的電阻率，因此，確定各種介質(zhì)中的電場(chǎng)分布特點(diǎn)則該介質(zhì)的電阻率即可確定，所以電阻率測(cè)井實(shí)質(zhì)上是研究各種介質(zhì)中的電場(chǎng)分布。在井

17、孔剖面上經(jīng)常出露的是有限厚的各種電阻率不同的巖石，當(dāng)滲透層被鉆開(kāi)后其各帶的電阻率也要發(fā)生變化。非均勻特性，各帶的電阻率不同，是由于“泥漿侵入”造成的?！澳酀{侵入”現(xiàn)象：在鉆井過(guò)程中通常保持泥漿柱壓力稍大于地層壓力，在這個(gè)壓差作用下，泥漿濾液向滲透層中滲入，置換了滲透層孔隙中原來(lái)的流體而形成侵入帶，同時(shí)泥漿中的泥質(zhì)顆粒附著在井壁上形成泥餅的現(xiàn)象。一般分為高侵和低侵，在這種綜合條件影響下測(cè)量的電阻率稱(chēng)為視電阻率，故稱(chēng)視電阻率測(cè)井。

18、視電阻率經(jīng)井眼、圍巖、侵入影響校正求出真電阻率,三、電極系（一）定義：由供電電極和測(cè)量電極按一定的位置、距離固定在一個(gè)絕緣體上組成的下井儀器。（包括三個(gè)電極）成對(duì)電極：接在同一回路中的兩個(gè)電極；不成對(duì)電極：接在不同回路中的電極。（二）分類(lèi)：A、按電極之間的相對(duì)距離可把電極系分為兩類(lèi)：1、電位電極系：不成對(duì)電極到靠近它的成對(duì)電極的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于成對(duì)電極之間的距離。理想電位電極系：成對(duì)電極之間的距離為無(wú)窮遠(yuǎn)，此時(shí)只有A、M兩

19、個(gè)電極 視電阻率值與M點(diǎn)的電位成正比，故稱(chēng)為電位電極系,,,,,,M O A B L,,,,2、梯度電極系：不成對(duì)電極到靠近它的成對(duì)電極的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于成對(duì)電極之間的距離。理想梯度電極系：成對(duì)電極之間的距離趨于零，此時(shí)M、N、O三點(diǎn)為一點(diǎn)，視電阻率值與O點(diǎn)處沿井軸方向的電位梯度成正比，故稱(chēng)為梯度電極系B、按成對(duì)電極與不成對(duì)電極的相對(duì)位置可分為：1、正裝電極系：成對(duì)電極位于不成對(duì)電極下方（對(duì)

20、于梯度電極系又稱(chēng)為底部梯度電極系，其測(cè)井曲線以明顯的極大值顯示于高阻層的底界面）,A M O N L,,,,,,,,2、倒裝電極系：成對(duì)電極位于不成對(duì)電極上方（對(duì)于梯度電極系又稱(chēng)為頂部梯度電極系，其測(cè)井曲線以明顯的極大值顯示于高阻層的頂界面）另外，還分為單極供電、雙極供電等（三）電極系書(shū)寫(xiě)方式：在井內(nèi)由上而下順序?qū)懗鲭姌O名稱(chēng)及距離。見(jiàn)表（四）電極系互換原理：在一個(gè)電極系中，保持電極之間的相對(duì)位置不變，

21、只把電極的功能改變（互換供電和測(cè)量電極），測(cè)量條件不變時(shí)，用變化前后的兩個(gè)電極系對(duì)同一剖面進(jìn)行視電阻率測(cè)井，所得曲線完全相同。據(jù)該原理，四種梯度電極系實(shí)為兩種，而電位電極系所測(cè)曲線對(duì)稱(chēng)，故其細(xì)致分類(lèi)無(wú)實(shí)用意義。（五）電極系探測(cè)深度：以供電電極為中心，以某一半徑作球面，如果球面內(nèi)包括的介質(zhì)對(duì)測(cè)量結(jié)果的貢獻(xiàn)為50%時(shí)，則此半徑定義為電極系探測(cè)深度或探測(cè)半徑。一般電極距為L(zhǎng)，電位電極系探測(cè)深度是2L，梯度電極系的是1.4L,§

22、3 視電阻率測(cè)井曲線特征及影響因素一、梯度電極系視電阻率測(cè)井曲線（理論）特征：1、曲線不對(duì)稱(chēng)于地層中點(diǎn)； 2、底（頂）曲線分別在地層底（頂）界面處出現(xiàn)極大值； 3、曲線中部較直的段的讀數(shù)接近視電阻率值。二、電位電極系視電阻率測(cè)井曲線（理論）特征：1、曲線對(duì)稱(chēng)于地層中點(diǎn)； 2、對(duì)應(yīng)地層中點(diǎn)處出現(xiàn)極大、小值；

23、 3、地層界面處出現(xiàn)平臺(tái)，當(dāng)厚度小于L時(shí)（薄層），出現(xiàn)“假極大”。故厚度小于0.5米的地層不能用電位電極系視電阻率測(cè)井曲線去分辨三、視電阻率實(shí)測(cè)曲線認(rèn)識(shí)：較平滑，不象理論曲線那么規(guī)則和深刻，厚層多用“半幅點(diǎn)”劃界面。,四、影響因素1、電極系主要是電極距（L）的影響：L大，受?chē)鷰r影響；L小，受井的影響2、井主要是泥漿的電阻率的影響：RM>5RW(要求)例如：A0.5M4NM0.5A3.75BN0.5M3.

24、75AB0.5A2.25M,3、圍巖—層厚4、泥漿侵入高侵：（增阻侵入）低侵：（減阻侵入）5、高阻鄰層的屏蔽減阻屏蔽：增阻屏蔽：6、地層傾斜（井軸不垂直于巖層界面）對(duì)于梯度電極系：,§4 普通電阻率測(cè)井應(yīng)用一、巖層的視電阻率讀數(shù)高阻厚層：直線段；高阻中等厚度層：去掉屏蔽區(qū)取面積平均值法；屏蔽區(qū)（盲區(qū)）：在梯度電極系視電阻率曲線上，距高阻層界面一個(gè)L范圍內(nèi)，其視電阻率值很低。高阻薄層：只有一個(gè)較

25、窄的尖峰，取極大值。二、應(yīng)用1、劃分巖性剖面,2、求地層真電阻率（Rt） 利用“橫向測(cè)井圖版”，電模擬，繪出視電阻率（Ra）與已知參數(shù)的關(guān)系曲線簇3、求孔隙度 先找出巨厚水層（視電阻率值低，SP上負(fù)高異常），求100%含水的電阻率值（R0），從實(shí)驗(yàn)室分析出地層水電阻率值（Rw），利用阿爾奇公式，求F，進(jìn)而求孔隙度4、求含油層的R0值，確定含油飽和度 因無(wú)法直接測(cè)含油層的R0值，

26、先通過(guò)孔隙度測(cè)井資料確定孔隙度后，計(jì)算出F，結(jié)合Rw，應(yīng)用阿爾奇公式求R0，再應(yīng)用阿爾奇公式求S05、是標(biāo)準(zhǔn)測(cè)井圖、柱狀剖面圖的主要組成部分，也是測(cè)井資料綜合解釋的重要參數(shù)之一。,§5 微電極系測(cè)井 為提高縱向分辨能力，不漏掉薄層和求準(zhǔn)目的層厚度；直觀地判斷滲透層；較準(zhǔn)確地確定出沖洗帶的電阻率等目的而提出。一、微電極系測(cè)井原理 為達(dá)到上述目的，設(shè)計(jì)了一個(gè)電極距很小，但測(cè)量結(jié)果不受泥漿影響

27、的井下裝置------微電極系。在主體上裝有彈簧片扶正器（三個(gè)），夾角為1200，其中一個(gè)上裝有硬橡膠絕緣板，其上嵌有三個(gè)電極：A（供電）、M1、M2（測(cè)量），相距0.025米。彈簧扶正器使電極緊貼井壁進(jìn)行測(cè)量，克服泥漿對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響微梯度 A 0.025 M1 0.025M2 L=0.0375m, r=40mm(4--5cm

28、) Rmc微電位 A 0.05M2 L=0.05m r=100mm(8--10cm) Rxo Rmc=1--3 Rm , Rxo=5 Rmc,二、測(cè)井曲線 通常采用重疊法將兩條曲線繪在

29、成果圖中，某些井段重合，某些井段分開(kāi)，曲線分離的稱(chēng)“幅度差”。電位 > 梯度 ，正幅度差 ; 電位 <梯度 ,負(fù)幅度差 三、資料應(yīng)用1、劃分巖性剖面（主要是區(qū)別滲透性，不同巖性的層段有不同的特征）2、確定巖層界面（以兩條曲線的分歧點(diǎn)深度為準(zhǔn)）3、確定含油砂巖層的有效厚度（總厚減去夾層厚）4、確定井徑擴(kuò)大井段（曲線幅度極低，接近泥漿電阻率值）5、確定沖洗帶電阻率(Rxo)

30、及泥餅厚度（hmc）利用圖版,第二章 自然電位測(cè)井自然電場(chǎng)：在鉆開(kāi)巖層的井壁附近產(chǎn)生的電化學(xué)活動(dòng)的結(jié)果造成的電場(chǎng)，該場(chǎng)的分布決定于井孔剖面上的巖性。§1 自然電場(chǎng)的產(chǎn)生 地層水礦化度和泥漿濾液礦化度的差異，使鉆開(kāi)的巖層井壁發(fā)生電化學(xué)過(guò)程，產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，形成自然電場(chǎng)。一、擴(kuò)散電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生擴(kuò)散現(xiàn)象：高濃度溶液中的離子受滲透壓的作用要穿過(guò)滲透性隔膜遷移到低濃度溶液中去的現(xiàn)象。離子遷移率：Na

31、+<Cl-，結(jié)果：高濃度溶液中的正電荷富集（Na+） 　　　　 低濃度溶液中的負(fù)電荷富集（Cl-） 直到接觸面兩側(cè)的電荷富集帶形成的電動(dòng)勢(shì)增加到使正負(fù)離子遷移速度相同時(shí)，電荷富集停止，但離子仍然在擴(kuò)散，達(dá)到動(dòng)平衡，產(chǎn)生（定）擴(kuò)散電動(dòng)勢(shì)。二、擴(kuò)散吸附電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生泥巖隔膜中陽(yáng)離子的交換作用使擴(kuò)散結(jié)果發(fā)生變化，形成

32、擴(kuò)散吸附電動(dòng)勢(shì)結(jié)果：高濃度溶液中的負(fù)電荷富集（Cl-） 低濃度溶液中的正電荷富集（Na+）,§2 自然電位測(cè)井原理及曲線特征以泥巖的自然電位幅度為基線，故在滲透性層段出現(xiàn)負(fù)異常（ Cw>Cm ）曲線特征A、當(dāng)上下圍巖相同時(shí)，曲線對(duì)地層中點(diǎn)對(duì)稱(chēng)；B、厚地層(h>4d)，可用半幅點(diǎn)劃分界面；C、地層中點(diǎn)取曲線幅度的最大值。§3 影響因素曲線特征取決于：造成自

33、然電場(chǎng)的靜自然電位（巖性、地溫、地層水和泥漿中的離子成分及濃度比）和自然電流的分布（厚度、井徑、線路中介質(zhì)的電阻率）一、地層水和泥漿濾液中含鹽濃度比值　二、巖性 三、溫度 四、地層水和泥漿濾液中含鹽性質(zhì)五、地層電阻率,六、地層厚度h下降，異常平緩七、井徑擴(kuò)大和泥漿侵入d增加，泥漿侵入越深，曲線幅度下降。§4 自然電位曲線應(yīng)用一、劃分滲透性地層對(duì)于砂泥巖剖面，用異常來(lái)判斷二、估計(jì)泥質(zhì)含量三、

34、確定地層水電阻率(Rw)四、判斷水淹層五、研究沉積環(huán)境,第三章 側(cè)向測(cè)井 在高阻（灰?guī)r）和高礦化度泥漿（鹽水）剖面中鉆孔，進(jìn)行普通視電阻率測(cè)井時(shí)，由于井的分流作用大，所以曲線變化平緩，幾乎無(wú)法分辨剖面上的巖層，更無(wú)法確定其真電阻率。為此，在電極系上增設(shè)聚焦電極迫使供電電極發(fā)出的電流徑向地流入地層，從而減少了井的分流和圍巖的影響，提高了縱向分辨率；用這種電極系沿井孔進(jìn)行視電阻率測(cè)井即側(cè)向測(cè)井，又稱(chēng)為聚焦測(cè)井。

35、 為求準(zhǔn)地層徑向各帶的電阻率，設(shè)計(jì)了各種聚焦電極系并建立了相應(yīng)的側(cè)向測(cè)井，目前有：三側(cè)向、六側(cè)向、七側(cè)向、八側(cè)向、雙側(cè)向、微側(cè)向、鄰近側(cè)向、微球形聚焦等。§1 三側(cè)向測(cè)井一、三側(cè)向電極系（柱形）A0：主電極，發(fā)出主電流I0 A1 、A2 ：屏蔽電極，發(fā)出屏蔽電流Is B1、B2：回路電極， N：對(duì)比電極電極之間用絕緣材料隔開(kāi)， O1 ： A0 、A1之間中點(diǎn) 、O

36、2 ：A0 、A2之間中點(diǎn) O1 O2 =0.175米，有利測(cè)薄層。（為測(cè)準(zhǔn)Ri、Rt，設(shè)計(jì)了深、淺三側(cè)向電極系）,三、資料應(yīng)用1、劃分巖性剖面比普通視電阻率測(cè)井受井眼、圍巖-層厚、侵入的影響小，并有利劃分薄層2、判斷油氣水層將深淺三側(cè)向曲線在同一坐標(biāo)中重疊繪制3、確定地層真電阻率(Rt)需經(jīng)井眼、圍巖-層厚、侵入校正，用圖版，同時(shí)可以求侵入帶直徑di,§2 確定Rxo的側(cè)向測(cè)井一、微側(cè)向測(cè)井因

37、為Rmc<<Rxo，所以泥餅有分流作用，故微電極測(cè)井RML不等于Rxo1、微側(cè)向電極系嵌在絕緣板上的7個(gè)圓環(huán)狀電極： A0 0.016 M10.012M20.012A1電極距： L= O1 O2=4.4cm 探測(cè)深度：r=8cm 故微側(cè)向測(cè)井RMLL=Rxo2、測(cè)量原理A0供I0不變，自動(dòng)調(diào)節(jié)Is，滿足UM1=UM2條件為止,3、資料應(yīng)用（1）劃分薄層 因?yàn)橹麟娏骺v向分布范圍

38、是4.4cm，h=5cm左右的薄層均可區(qū)別（2）確定沖洗帶電阻率（Rxo）亦可差圖版二、鄰近側(cè)向測(cè)井三、微球形聚焦測(cè)井,第四章 感應(yīng)測(cè)井 普通電阻率測(cè)井適用于淡水泥漿，側(cè)向測(cè)井適用于水基泥漿，若是油基泥漿或空氣鉆井，均無(wú)法使用，提出新理論，適應(yīng)各種類(lèi)型的泥漿。感應(yīng)測(cè)井：以電磁感應(yīng)理論為基礎(chǔ)，通過(guò)研究交變電磁場(chǎng)的特性反映介質(zhì)電導(dǎo)率的一種測(cè)井方法。§1 感應(yīng)測(cè)井原理儀器：地面部分（

39、高壓控制面板） 井下部分：線圈系 輔助電路（振蕩器、放大器）單元環(huán)：用Z不同的水平面和r不同的圓柱面分割而成的圓環(huán)，介質(zhì)可看作由無(wú)數(shù)個(gè)地層圓環(huán)組成。發(fā)射探頭T，接收探頭R，線圈距L=1米,§2 感應(yīng)線圈的探測(cè)特性 用橫（徑）向、縱（軸）向幾何因子特性曲線的研究來(lái)評(píng)價(jià)線圈系的探測(cè)特性。一、雙線圈系的探測(cè)特性總之（1）井的影響大，探測(cè)淺；（2）圍巖影響大，縱向分辨率

40、低（3）無(wú)用信號(hào)大二、復(fù)合線圈系-----0.8m六線圈系探測(cè)特性二、六線圈系的探測(cè)特性主線圈：T0、R0 L00=0.8m補(bǔ)償線圈（主線圈內(nèi)側(cè)）： T1、 R1 消除井的影響聚焦線圈（主線圈外側(cè)）： 、R2 提高縱向分辨率 R2 0.6 T0 0.2 T1 0.4

41、 R1 0.2 R0 0.6 T2 -7 +100 -25 -25 +100 -7,總之：六線圈系（1）井的影響消除； （2）探測(cè)深； （3）縱向分辨能力有所改善§3 感應(yīng)測(cè)井曲線0.8m六線圈系，在無(wú)井條件下，根據(jù)幾何因子理論計(jì)算的理論曲線一、上下圍

42、巖相同，單一低電導(dǎo)和高電導(dǎo)率地層的視電導(dǎo)率曲線h>1.7m，曲線頂部出現(xiàn)一對(duì)“耳朵”，對(duì)稱(chēng)在上下界面以內(nèi)0.85m左右，是“過(guò)聚焦”產(chǎn)生的局部極值，在實(shí)際測(cè)井中不明顯，不作地質(zhì)解釋?zhuān)琱=1,7m時(shí)，完全重合。二、上下圍巖不同，單一低電導(dǎo)和高電導(dǎo)率地層的視電導(dǎo)率曲線,§4 感應(yīng)測(cè)井資料應(yīng)用是計(jì)算孔隙度、滲透率、含油飽和度及地層真電阻率的重要參數(shù)一、劃分滲透層h>2m，用“半幅點(diǎn)”劃界面，通常要結(jié)合

43、微電極系或短電極距的視電阻率曲線二、確定地層真電阻率進(jìn)行均質(zhì)、圍巖-層厚、侵入校正。均質(zhì)校正：無(wú)限均勻介質(zhì)中傳播效應(yīng)校正傳播效應(yīng)：電磁波在均勻介質(zhì)中傳播時(shí)其幅度衰減和相位移動(dòng)的現(xiàn)象電磁波傳播測(cè)井：測(cè)介電常數(shù)，可以判斷低阻油層和高阻水層,第五章 聲波測(cè)井 該法是通過(guò)測(cè)量井孔剖面上巖層及井壁附近的聲學(xué)特性參數(shù)，來(lái)判斷巖性、估算孔隙度和確定巖層的彈性力學(xué)性質(zhì)以及檢查固井質(zhì)量等工程問(wèn)題的測(cè)井方法。它不受泥

44、漿性質(zhì)和侵入影響，適應(yīng)性強(qiáng)。主要有：聲波速度測(cè)井、聲波幅度測(cè)井、聲波全波列測(cè)井、聲波井下電視、噪聲測(cè)井等§1 聲學(xué)基本知識(shí)一、彈性體和塑性體彈性體：對(duì)物體施加外力而產(chǎn)生形變，取消外力后，物體恢復(fù)原來(lái)狀態(tài)。塑性體：不能二、聲波測(cè)井的聲波聲波（人耳能聽(tīng)到的）16Hz-----20000Hz 超聲波 >20000Hz測(cè)井用聲波 15KHz------30KHz,均為彈

45、性波，都是質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械振動(dòng)以波動(dòng)形式在介質(zhì)內(nèi)部的傳播縱波：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向一致的彈性波橫波： 垂直三、滑行波 巖石C2 泥漿 C1四、聲源和接收器,§2 聲波速度測(cè)井 是沿井孔剖面測(cè)量聲波在各種巖石中傳播速度的差異來(lái)判別巖性、確定孔隙度以及尋找氣層的一種測(cè)井方法。一、巖石

46、的聲速特性密度大，彈性好（E大），則速度（C）快影響因素：1、巖性，礦物成分；2、結(jié)構(gòu)，膠結(jié)物性質(zhì)（孔隙度）3、孔隙中的流體（氣使C下降）；4、埋藏深度（使C上升 ）二、測(cè)井原理井下儀器：?jiǎn)伟l(fā)單收聲速測(cè)井儀、單發(fā)雙收、雙發(fā)雙收、雙發(fā)四收等源距L，間距l(xiāng)，記錄點(diǎn)O曲線記錄了O所在深度上下各0.25米范圍內(nèi)巖層的平均聲波時(shí)差 h>>l :厚層（曲線對(duì)稱(chēng)） ； h<l：薄層（

47、受?chē)鷰r影響大）,措施：（1）加大源距，使反射波滯后滑行波（2）在鋼管上刻槽，使直達(dá)波路線加長(zhǎng)（3）為消除井徑不等及深度誤差，采用雙發(fā)雙收聲系，該法稱(chēng)為井眼補(bǔ)償聲速測(cè)井，但在薄層的分辨上不及單發(fā)雙收聲系。,,,,,,,,,,,,,,L=1m,,,l=0.5m,o,T,R1,R2,三、資料應(yīng)用1、確定孔隙度 巖石

48、 骨架 孔隙（流體） V V-Vf Vf t tma tf,壓實(shí)校

49、正：泥質(zhì)校正：2、判斷氣層、裂縫帶周波跳躍：指含氣層井段該曲線幅度無(wú)規(guī)律的時(shí)大時(shí)小地急劇變化。 因?yàn)楹瑲鈱雍土芽p帶的彈性差，對(duì)波的吸收強(qiáng)，首波到達(dá)R1后，未到R2就被吸收了， R2接受到的是后續(xù)波，導(dǎo)致地面記錄的時(shí)差產(chǎn)生無(wú)規(guī)則變化，此時(shí)時(shí)差記錄已失去反映巖層內(nèi)聲速特性的意義，所以不能使用該值計(jì)算孔隙度。3、確定巖性致密層，相對(duì)時(shí)間小；疏松層，相對(duì)時(shí)間大,§3 聲波幅度測(cè)井 該法是沿井身

50、測(cè)量聲系中接受探頭接受到的聲波首波的幅度變化，用來(lái)分辨裸眼井剖面巖性及檢差套管井固井質(zhì)量的一種測(cè)井方法。 利用介質(zhì)對(duì)聲波的吸收特性，聲波在傳播時(shí)克服內(nèi)摩擦力和在非理想的介質(zhì)中熱傳導(dǎo)引起的聲波能量損耗大小與介質(zhì)的粘滯系數(shù)、熱傳導(dǎo)系數(shù)及聲波的圓頻率成正比而與密度和聲波的速度三次方成反比。一、測(cè)井原理： 單發(fā)單收

51、 L=1米或1.5米 C1=1600m/s管內(nèi)均勻泥漿 C2 =5400m/s鋼套管

52、 C3管外介質(zhì)，固結(jié)水泥、泥漿、氣體,,,,,,C3 C2 C1,,,,,,,T,R,J4,J1J3J5,,J0,J2,J6,能量：聲阻抗Z， 兩介質(zhì)的聲阻抗差別大，聲藕合率差，能量不易損失，反之

53、，兩介質(zhì)的聲阻抗差別小，聲藕合率好，能量易損失。二、曲線解釋1、確定水泥上返高度曲線幅度突然下降，用半幅點(diǎn)深度2、評(píng)價(jià)固井質(zhì)量水泥面以上井段曲線幅度為A100%，然后在20%A，40% A處作直線 40% A 差,§4 聲波變密度測(cè)井 上述固井聲幅測(cè)井利用首波反映第一界面（套管與水泥環(huán)）膠結(jié)情況，而第二界面（水泥環(huán)與地層）膠結(jié)情況不清楚，需研究續(xù)至波，出現(xiàn)全波列測(cè)井。

54、 該法是沿井身記錄出聲波波列中前12—14個(gè)波相的幅度和到達(dá)時(shí)間，研究這些參數(shù)變化，反映與井軸平行的各個(gè)不同物理性質(zhì)介質(zhì)的交界面上聲幅的衰減情況，可以做到：檢查第一、二界面情況，地層壓裂效果，判斷套管外出砂層位。一、測(cè)井原理聲系與固井聲幅測(cè)井一樣，但它接受的信號(hào)是聲波全波列的幅度和到達(dá)時(shí)間。聲波變密度測(cè)井圖：在膠片上記錄下聲波波列中前12—14個(gè)波相的幅度和到達(dá)時(shí)間隨深度的變化規(guī)律圖。如：第n個(gè)波幅度最高（波列圖），光點(diǎn)最亮

55、，沖洗后，顏色最黑（測(cè)井圖）,二、聲波變密度測(cè)井圖1、裸眼井中各帶左右擺動(dòng)說(shuō)明聲波傳播速度變化，可判斷巖層的聲學(xué)特性，以輔助對(duì)巖性的正確判斷2、套管井中井徑為7-3/4英吋時(shí)，波列順序?yàn)椋ㄈ艟畯脚c套管尺寸不同，則順序不同）左1—3相線：套管波 4---6相線：水泥環(huán)波 7---9相線：地層波 >9相線：泥漿直達(dá)波第一界面好：套管波弱第二界面好：地層波強(qiáng)定性解釋,第六章 放射性測(cè)井

56、 是通過(guò)研究井孔剖面上巖石的核物理性質(zhì)的差異來(lái)判別巖性、尋找油氣儲(chǔ)集層和其它有用礦藏，獲取生產(chǎn)井內(nèi)重要參數(shù)及解決油井工程問(wèn)題的地球物理方法。據(jù)測(cè)井所接受的射線性質(zhì)不同，可將目前常用的放射性測(cè)井分為兩大類(lèi)： 伽馬測(cè)井：以研究伽馬射線為基礎(chǔ)的放射性測(cè)井方法。 中子測(cè)井：以研究中子源照射井壁介質(zhì)后中子和伽馬射線性質(zhì)為基礎(chǔ)的放射性測(cè)井方法。放射性測(cè)井的特點(diǎn)：1、工作不受井孔結(jié)構(gòu)、井內(nèi)流體性質(zhì)的影響；2、

57、在高阻剖面中適用；3、成本高、時(shí)效低，技術(shù)設(shè)備復(fù)雜，需專(zhuān)門(mén)的防護(hù)保健。,伽馬測(cè)井：自然伽馬測(cè)井 自然伽馬能譜測(cè)井 放射性同位素測(cè)井 地層密度測(cè)井 巖性密度測(cè)井 中子測(cè)井： 中子--超

58、熱中子測(cè)井 中子--熱中子測(cè)井（補(bǔ)償中子測(cè)井） 中子伽馬測(cè)井 中子壽命測(cè)井 非彈性散射伽馬能譜測(cè)井 中子活化測(cè)井,§1 伽馬測(cè)井基礎(chǔ)知識(shí)

59、一、原子與原子核二、核素、同位素、放射性核素核素：原子核中具有一定數(shù)目的質(zhì)子和中子，并能在同一能態(tài)上的同類(lèi)原子，同位素：原子核中質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不相同的核素，在元素周期表中占同一位置，故名。如：1H1、1H2、1H3核素分為穩(wěn)定核素和放射性核素；放射性核素又分為放射性同位素和放射性元素。,三、核衰變 放射性核素的原子核能自發(fā)地放射出一個(gè)帶電粒子并轉(zhuǎn)變成另一個(gè)新的原子核，新核處于激發(fā)態(tài)，在很短的時(shí)間內(nèi)激發(fā)

60、核以輻射伽馬光子的形式把多余的能量釋放出去，而處于穩(wěn)定態(tài)的現(xiàn)象。放射性核素的數(shù)目隨時(shí)間的推移數(shù)量將按指數(shù)遞減規(guī)律下降,四、放射性射線五、伽馬射線與物質(zhì)的相互作用伽馬射線能量不同，照射物質(zhì)產(chǎn)生的效應(yīng)不同1、光電效應(yīng)　　 2、康普頓—吳有訓(xùn)效應(yīng)　　3、電子對(duì)形成高能伽馬射線穿過(guò)物質(zhì)時(shí)會(huì)產(chǎn)生上述三種效應(yīng)，隨著穿行路線的增加，射線強(qiáng)度隨之減弱（按指數(shù)遞減規(guī)律）六、伽馬射線源由濃縮的放射性核素造成的發(fā)射伽馬光子的裝置七、

61、伽馬射線探測(cè)器閃爍記數(shù)器：將伽馬射線強(qiáng)度轉(zhuǎn)變?yōu)殡娒}沖數(shù)的換能器,§2 自然伽馬測(cè)井 這是以測(cè)量井孔剖面內(nèi)巖石中自然存在的放射性核素在核衰變過(guò)程中放射出的伽馬射線強(qiáng)度大小，來(lái)確定巖性剖面、估算泥質(zhì)含量及進(jìn)行地層對(duì)比的一種測(cè)井方法。一、巖石的自然放射性：決定于巖石所含放射性核素的種類(lèi)和數(shù)量 與泥質(zhì)含量有正向比例關(guān)系放射

62、性核素主要有：鈾系、釷系、錒系、鉀40等；巖石的放射性依此為：粘土巖、砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)砂巖、含泥質(zhì)碳酸鹽巖、石膏、硬石膏、不含鉀鹽的巖鹽、白云巖、石灰?guī)r、石英砂巖二、自然伽馬測(cè)井原理儀器：地面：放射性控制面板 地下：高壓電源 電源（各測(cè)井共用） 放大器

63、 閃爍計(jì)數(shù)器,儀器接受到巖石自然放射線照射后，輸出與接受信號(hào)成正比的電脈沖數(shù)探測(cè)范圍：以探測(cè)器的記錄點(diǎn)（閃爍記數(shù)器）為中心，以一半徑（30-45cm）為半徑作一球面，若其內(nèi)所包介質(zhì)對(duì)測(cè)量結(jié)果的貢獻(xiàn)占全部讀數(shù)的90%以上，此半徑為探測(cè)半徑。三、測(cè)井曲線理論計(jì)算曲線的條件：測(cè)速為零，泥漿無(wú)放射性，記數(shù)率為100%，d

64、=30cm特點(diǎn)：1、曲線關(guān)于地層中界面對(duì)稱(chēng)，在此處取極大值； 2、厚度下降，曲線幅度下降，h>3d時(shí)，幅度不受影響； 3、 h>=3d時(shí)，用半幅點(diǎn)劃分界面。四、影響因素1、井的影響 泥漿性質(zhì)、井身結(jié)構(gòu)等2、測(cè)井速度和積分電路充放電時(shí)間常數(shù)的影響 積分電路有惰性，速度增大，極大值

65、向提升方向偏移，曲線畸變，失去對(duì)稱(chēng),3、放射性漲落的影響 放射性核素的核衰變是隨機(jī)的，因此在同樣的地層條件下，相同的時(shí)間間隔內(nèi)，測(cè)量條件不變，多次進(jìn)行測(cè)量，每次測(cè)量的讀數(shù)各不相同，但與全部讀數(shù)的平均值之間的差值大部分分布在一定的范圍內(nèi)的現(xiàn)象。該現(xiàn)象引起曲線不光滑，呈“鋸齒狀”，不能作地質(zhì)解釋。4、地層厚度的影響（見(jiàn)曲線特征）五、曲線應(yīng)用1、劃分巖性剖面 根據(jù)泥質(zhì)

66、與放射性強(qiáng)弱的關(guān)系2、確定泥質(zhì)含量3、地層對(duì)比與標(biāo)準(zhǔn)測(cè)井類(lèi)同，但更優(yōu)越。因?yàn)镚R不受地層及井內(nèi)流體性質(zhì)影響，標(biāo)準(zhǔn)層易選，特別在油水過(guò)渡帶解釋?zhuān)Ч选?§3 放射性同位素測(cè)井 用放射性同位素配置的活化液，對(duì)井進(jìn)行活化處理，在活化處理前后各測(cè)一條自然伽馬曲線，對(duì)比兩次曲線得到活化劑的分布特點(diǎn)，從而解決油井中的工程技術(shù)問(wèn)題及檢查采油增產(chǎn)措施的效果和有關(guān)參數(shù)的研究。一、測(cè)井過(guò)程及步驟1、編寫(xiě)施工設(shè)計(jì)書(shū)

67、，內(nèi)容有：2、按設(shè)計(jì)書(shū)施工———進(jìn)行放射性同位素測(cè)井的過(guò)程工作原理活化層：活化液水份進(jìn)入滲透層，固相載體則濾積在滲透層表面吸水量正比于濾積量，曲線異常面積的增量（ Jr2 -Jr1 ），用求積儀測(cè)定?！　　　　　?#167;4 地層密度測(cè)井巖石真密度：每立方米巖石的質(zhì)量。巖層體積密度：?jiǎn)挝惑w積中巖石骨架和孔隙內(nèi)流體的質(zhì)量之總和。,§5 中子測(cè)井核物理基礎(chǔ)知識(shí)一、中子源：能以某種方式將原子核中的中子釋放出

68、來(lái)的裝置 自然界中幾乎無(wú)自由中子，但“束縛”狀態(tài)的中子到處可見(jiàn)，其平均壽命很短，半衰期為11.7分鐘。測(cè)井中常用中子源有：1、同位素中子源 如： 镅—鈹中子源，簡(jiǎn)寫(xiě)Am(α,n)C 此源發(fā)射的中子具En=4MeV，適用于中子--中子測(cè)井，中子—伽馬測(cè)井。,2、加速器中子源（脈沖中子源） 如：D--T加速器中子源產(chǎn)生的快中子能量是14MeV，采取人為控制脈沖式發(fā)射。二、中子的分類(lèi)：快中

69、子 En>1KeV 能量高，速度大慢中子 En< 1KeV 超熱中子 En(0.025eV-- 1KeV) 熱中子 En=0.025eV 三、巖石的中子特性（中子與物質(zhì)的作用）：1、快中子非彈性散射,2、快中子對(duì)原子核的活化 快中子與穩(wěn)定的原子核作用會(huì)發(fā)生(n , α)、

70、 (n , p)核反應(yīng)，生成新的放射性核素，稱(chēng)為活化核反應(yīng)。 活化形成的新核素，有一定的半衰期，其衰變產(chǎn)生的伽馬射線叫活化伽馬射線。如：Si28(n , p)Al28， Al28衰變放出伽馬射線，衰變式為：3、快中子彈性散射 中子減速過(guò)程長(zhǎng)短取決于核的物理性質(zhì)：A、靶核微觀彈性散射截面（即靶核與快中子發(fā)生彈性散射的幾率）；B、每次碰撞中子的最大可能損失的能量；C、每次彈性散射中子平均損失的能量；D、同等能量