谭长华地球物理测井 .pptx

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1、本课程介绍的主要内容：自然电位测井普通电阻率测井侧向测井感应测井声波速度测井声波幅度测井伽马测井中子测井测井资料综合解释第1页/共56页课程重点：1、每一种测井方法的曲线特点及影响因素2、测井资料主要应用3、部分测井方法的原理4、各种测井资料的综合应用课程难点：1、测井原理2、测井曲线的应用3、测井资料的综合解释第2页/共56页参考资料：洪有密：测井原理与综合解释楚泽涵：声波测井原理黄隆基：放射性测井原理雍世和：测井资料数字处理与综合解释张庚骥等：电法测井（上）张守谦等：石油地球物理测井第3页/共56页 测井概述主要内容：测井的概念测井发展简介钻井基本知识测井基本原理测井方法测井资料的应用储集

2、层第4页/共56页第5页/共56页第6页/共56页 测井概述一、测井的概念测井，也称矿场地球物理或油矿地球物理测井、地球物理测井，它是地球物理科学的一个分支。其定义为：应用各种专门仪器沿井身测量井剖面上各种物理参数随井深的变化曲线，并根据测量结果进行综合解释来判断岩性、确定油气层及其它矿藏、研究和解决各种地质和工程问题的一门技术。第7页/共56页测井工作可分为两个阶段：第一，为井场获取测井资料阶段。将装在汽车上的测井仪器设备运至井场，进行必要的准备后按规定安装好，如图，然后用绞车提升井下仪器，同时进行参数测量，得到各种测井资料，经验收合格后将测井资料带回解释站。第8页/共56页第二，资料解释阶

3、段。经过资料的人工解释及计算机数字处理，得到岩层的各种地质参数或曲线。利用解释资料可对储集层进行综合评价，判断岩性和油气层，或解决钻井、采油工程中的相应技术问题。第9页/共56页有关测井的几个概念1、完井测井在石油天然气勘探开发中，钻至设计井深后必须进行的测井作业，称为完井测井。2、勘探测井：在油气井未下套管之前所进行的裸眼井测井作业，通常称为勘探测井或裸眼测井。3、生产测井：在油气井下套管之后所进行的一系列测井作业，习惯称为生产测井或开发测井。第10页/共56页二、测井发展简介二、测井发展简介 19271927年法国人康拉德年法国人康拉德.斯伦贝谢兄弟斯伦贝谢兄弟（SchlumbergerS

4、chlumberger）和乔治）和乔治.多尔等在法国的阿尔萨斯多尔等在法国的阿尔萨斯州（州（AlsaceAlsace）成功地测量出了第一条电阻率曲线，标）成功地测量出了第一条电阻率曲线，标志着测井技术的诞生。迄今为止，从志着测井技术的诞生。迄今为止，从地面采集方面地面采集方面来来说，测井技术已经历了四次大的更新换代，即说，测井技术已经历了四次大的更新换代，即：第一代模拟测井第二代数字测井第一代模拟测井第二代数字测井第三代数控测井第四代成象测井第三代数控测井第四代成象测井第11页/共56页First Schlumberger Log 1927First Schlumberger Log 1927

5、.9.59.5第12页/共56页模拟测井模拟测井数字测井数字测井数控测井数控测井成像测井成像测井模拟测井模拟测井 现场采集的测井数据用模拟记录方式，测井系现场采集的测井数据用模拟记录方式，测井系列不完善，资料解释以人工定性为主；储集层的含列不完善，资料解释以人工定性为主；储集层的含油气评价和地层对比是测井资料应用的主要目的油气评价和地层对比是测井资料应用的主要目的测井系列以电法测井为主，我国典型测井系统为西测井系列以电法测井为主，我国典型测井系统为西安石油仪器厂的安石油仪器厂的JD581JD581。二、测井发展简介第13页/共56页模拟测井模拟测井数字测井数字测井数控测井数控测井成像测井成像测

6、井数字测井数字测井 测测井井数数据据采采用用数数字字记记录录方方式式，相相应应出出现现测测井井数数据据的的计计算算机机处处理理。这这阶阶段段开开发发了了的的裸裸眼眼井井和和套套管管井井测测井井系系列列，储储集集层层含含油油气气和和油油井井生生产产动动态态的的定定性性定定量量解解释释技技术术，测测井井学学进进入入了了成成熟熟阶阶段段，应应用用开开始始向向石石油油地质学和油藏工程学等更新的领域发展。地质学和油藏工程学等更新的领域发展。典型的测井系统为阿特拉斯的3600、西仪厂的83系列。测井方法有电阻率测井、GR、NL、DEN、声波测井。二、测井发展简介第14页/共56页模拟测井模拟测井数字测井数

7、字测井数控测井数控测井成像测井成像测井数控测井数控测井 计算机技术全面融入测井数据采集和处理中，计算机技术全面融入测井数据采集和处理中，质量控制、组合测井和综合评价技术日趋成熟，油质量控制、组合测井和综合评价技术日趋成熟，油气评价精度大幅度地提高。这阶段开发出大量的测气评价精度大幅度地提高。这阶段开发出大量的测井新方法和新仪器，测井广泛服务于石油地质学、井新方法和新仪器，测井广泛服务于石油地质学、油藏工程学、采油工程、钻井工程油藏工程学、采油工程、钻井工程典型的测井系统为斯伦贝谢的CSU、阿特拉斯的CLS3700、西仪厂的SKC3700、胜利测井公司的SL3000数控测井系统。二、测井发展简介

8、第15页/共56页模拟测井模拟测井数字测井数字测井数控测井数控测井成像测井成像测井 广泛应用广泛应用高科技，实现了井下传感器阵列化、数据电缆传，实现了井下传感器阵列化、数据电缆传输高速遥测化、数据采集和处理工作站化、记录和显示成像化。输高速遥测化、数据采集和处理工作站化、记录和显示成像化。能更有效地研究储集层的非均质性，不仅回答储层是否含油气，能更有效地研究储集层的非均质性，不仅回答储层是否含油气，还回答其产能的大小，能更加有效地服务于油气的勘探和开发。还回答其产能的大小，能更加有效地服务于油气的勘探和开发。阿特拉斯的ECLIPS5700、哈里伯顿的EXCELL2000、斯伦贝谢的MAXIS5

9、00、西仪厂的ERA2000、胜利测井公司的SL6000高分辨率多任务测井系统。成像测井成像测井二、测井发展简介第16页/共56页我国测井技术发展著名地球物理学家翁文波先生和赵仁寿先生等几位石油界前辈于1939年在四川巴县石油沟油矿一号井，成功地进行了电阻率和自然电位测井，并据此划分了气层的位置，开创了我国使用测井技术勘探石油天然气的先河。第17页/共56页我国测井发展1947年，翁先生和孟尔盛、刘永年先生在玉门成立了中国第一个电测站1958年，刘永年先生研制出了多线全自动电测仪，JD-581。第18页/共56页国内测井技术的发展-具体测井方法 50年代以前横向测井 1965年1975年声波时

10、差及感应组合测井，模拟记录 1975年1990年密度与中子测井，地层倾角测井与电缆式地层测试器，采用数字记录。90年代以后先后引进了各类成像测井系统。包括核磁共振测井、井壁微电阻扫描成像（发展为六个、八个极板）、井壁声波成像、偶极子阵列声波、井旁声波测井、阵列感应、三相量感应、方位侧向等测井，以及模块式地层测试器等。目前胜利测井研制成功了SL-6000型成像测井系统，已投入正常生产应用。第19页/共56页评价技术第20页/共56页三、钻井基本知识钻井：是勘探开发油气的最基本手段。它是利用钻机从地面向地下钻一个圆柱形孔眼，构成油气流向地面的通道。井眼：圆柱形孔眼。井口：井眼的最上部；井底：井眼的

11、最下部；井壁：井眼的圆筒形侧壁；井径：井眼的直径称为井径；井身：从井口到井底的整个部分；井深：从井口到井底之间的距离称为井深。第21页/共56页钻井过程钻井时，由柴油机或电动机带动钻具及下部的钻头旋转钻削岩层；与此同时，泥浆泵将配好的钻井液从泥浆池以高压打进钻具内孔，以很大的喷射力从钻头水眼喷出，在冲刷钻头的同时，携带着钻削下的岩屑由钻具外部和井壁之间的环形空间返回地面，经地面泥浆专用设备将泥浆和岩屑分离，分离出的泥浆再流回泥浆池。在钻井过程中，井身不断加深的过程，就是钻头不断钻削地层和泥浆不断循环带出岩屑的过程。第22页/共56页四、测井基本原理1、测井工作原理测井就是对井下地层及井的技术状

12、况进行测量，其工作原理就是利用不同的下井仪器沿井身连续测量地质剖面上各种岩石的地球物理参数，如电阻率、声波速度等，以电信号的形式通过电缆传送到地面仪器并按照相应的深度进行记录。第23页/共56页第24页/共56页2、测井所用的设备井场测井作业需用设备：1）地面仪器：以计算机为核心，凭借着所加载的各种程序的控制，完成各种不同的测井作业。如对测量信号的处理、记录、显示、质量控制以及对现场测井资料的井场快速处理和解释。2）下井仪器：测量地层各种物理参数。3）电缆：测井过程中起传输和信道作用。4）动力系统：为输送下井仪器提供动力。液压绞车第25页/共56页2、测井所用的设备5）深度系统：由深度传送和深

13、度信号处理等部分组成，以提供井下测量信号的准确深度。6）供电系统：为地面系统和井下仪器提供电源。目前常用的有车载发电机及井场外引电源。7）工程车：安防仪器、工具、备件等。8）辅助设备：包括井口设备及仪器托盘、仪器架、源灌或源车、防爆箱、各种刻度器和专用工具等。第26页/共56页轻型和重型绞车轻型和重型绞车测井仪器车测井仪器车第27页/共56页地面仪器地面仪器第28页/共56页下井仪器下井仪器第29页/共56页五、测井方法分类根据测量的物理量不同，测井方法可分为：1、电法测井：以岩石导电性为基础。如普通电阻率、侧向、感应测井、微电阻率扫描测井。2、声波测井：以声学性质为基础。声速、声幅、声成像测

14、井等。3、核测井：以原子物理和核物理性质为基础。GR、密度测井、中子测井、核磁测井等。4、电化学测井：以电化学性质为基础。如SP、激发极化电位测井等。5、其它测井：井径、井温、地层倾角、介电、井壁取心及检查井内技术状况的测井。第30页/共56页六、测井的基本任务在油气勘探开发过程中，测井是确定和评价油气层的重要方法之一，同时也是解决一系列地质和工程问题的重要手段，被誉为油气勘探与开发生产的“眼睛”。它在勘探开发生产中的作用和地位 正在日益提高，成为油气勘探开发过程中必不可少的工作环节。目前石油测井所担负的任务可概括为：1、建立钻井剖面，详细划分岩性和各类储集层，准确地确定岩层的深度和厚度。第3

15、1页/共56页测井的基本任务2、评价油气层的生产能力，包括确定油气层的有效厚度、定量或半定量计算储层的性能：孔隙度、渗透率、含油气饱和度、可动油气饱和度、地层压力、地层流体密度及相对渗透率等。3、进行地层对比，研究构造产状和地层沉积等问题。4、在油田开发过程中，提供地下各储层的动态资料，如剩余油饱和度、出水层位等。5、研究油水井的技术状况，如井斜、井径、固井质量、地层压裂效果、套管技术状况等。第32页/共56页七、储集层测井评价主要对象（一）储集层：是指能够储存流体并且在一定压差下，可使流体自由流动的岩层。（二）储集层的特点：-物性 孔隙性具有各种孔隙、孔洞、裂缝形成的空间 渗透性孔隙空间之间

16、必须相互连通（三）储集层的主要类型：1.碎屑岩储集层2.碳酸盐岩储集层 3.特殊岩性的储集层第33页/共56页储层岩性：以砂岩为主，还有砾岩、粉砂岩和泥质砂岩等，其油气储量约占世界已发现储量的40%。碎屑岩：矿物碎屑石英、长石和云母 岩石碎屑由云母类型决定 胶结物泥质、钙质、硅质和铁质等组成孔隙结构特点：主要是孔隙型（原生），孔隙分布均匀，各种物性和泥浆侵入基本是各向同性的。碎屑岩储集层的围岩：一般是粘土类，包括粘土岩、泥岩、页岩等。1.碎屑岩储集层：第34页/共56页2.碳酸盐岩储集层：目前世界油气田中，大约50%的储量和60%的产量属此类储集层。碳酸盐岩：属于生物、化学沉积，主要由碳酸盐矿

17、物组成，主要岩石类型是石灰岩和白云岩，以及过渡性的泥灰岩。第35页/共56页常见的孔隙及其特点：原生孔隙有晶间、粒间、鲕状、生物腔体孔隙，一般较小，分布均匀，渗透性较低次生孔隙裂缝和溶洞等，孔隙类型多，形状不规则，分布不均匀，横向变化较大。若孔隙度、渗透性较高主要储集空间，高产。碳酸盐岩当有次生孔隙时，一般认为总孔隙度在5%以上即可具有渗透性而可成为储集层。测井评价效果：孔隙度较大的储集层效果较好，低裂缝性储集层效果较差。第36页/共56页3.特殊岩性的储集层 是指除碎屑岩和碳酸盐岩以外的岩石所形成的储集层，如岩浆岩、变质岩、泥岩等。当这些岩层的裂缝、片理、溶洞等次生孔隙比较发育时，可成为良好

18、的储集层，特别是古潜山的风化壳，往往可获得单井高产的油气流。第37页/共56页（三）储集层的基本参数：1.孔隙度：岩石中孔隙体积占岩石体积的百分数。有效孔隙度e：岩石中有效孔隙体积占岩石体积的百分数。缝洞孔隙度2：也称次生孔隙度，是岩石中缝洞孔隙体积占岩石体积的百分数。2=N-s或D-S总孔隙度t：岩石孔隙隙体积占岩石体积的百分数。对碎屑岩储集层：纯地层t=e对碳酸盐岩储集层：t=D=N第38页/共56页2.饱和度：用来度量储集层的含油性含油气饱和度Sh：岩石中含油气体积占岩石孔隙体积的百分数.若地层只含油，称含油饱和度，用So表示；若只含气，称含气饱和度，用Sg表示。含水饱和度Sw：岩石中含

19、水体积占岩石孔隙体积的百分数。Sw+Sh=1通常用含水饱和度Sw来描述储集层的含油性。第39页/共56页测井解释中常用的饱和度概念有：冲洗带含水饱和度Sxo和残余油饱和度Sor:Sor=1-Sxo可动油气饱和度Smo:Smo=Sxo-Sw 或 Smo=So-Sor束缚水饱和度Swi:束缚水体积占岩石孔隙体积的百分数称为束缚水饱和度。或Swirr可动水饱和度Swm：Sw=Swirr+Swm第40页/共56页储集层的岩石颗粒越细、孔隙孔道越小，束缚水饱和度越大。因此，不同岩性、不同粒径的储集层，它们的油气、水饱和度界限值是不同的。需对储层的Swi和Sw进行比较来判断油气层：当Sw较小，且SwSwi

20、时为油（气）层；当Sw较大，且SwSwi且SwSwi,ShShr时，为水层。理论和实践均证明：第41页/共56页3 渗透率K：是描述岩石渗透性大小的参数，渗透性是在一定压差下岩石允许流体通过的性质。一定粘度的流体通过地层的畅通性的度量，称为渗透率。岩层渗透性的大小，是决定油气藏能否形成和油气层产能大小的重要因素。第42页/共56页为区分单相流与多相流通过岩石的能力，将渗透率分为：绝对渗透率：是当只有一种流体饱和岩石时测得的渗透率，K。大小是由岩石孔隙性决定的，与流体种类和性质无关，通常用岩石对于空气的渗透率值来表示。有效渗透率（相渗透率）：在几种流体同时渗虑过岩石时，对其中一种流体测得的渗透率

21、，它与岩石孔隙特性、流体相对含量和流体性质有关。Kg、Ko、Kw。注：有效渗透率之和总是小于绝对渗透率。第43页/共56页相对渗透率：岩石有效渗透率与绝对渗透率的比值。Kri=Ki/K，Krw、Kro、Krg实验表明：相对渗透率随流体的相对数量不同而变化。如，在油水两相的情况下，当水的相对含量低于20%时，Krw 0,即只产油。反之，当含油量低于某一值时，Kro0，地层全出水。因此，纯出油地层并不是说地层中完全没有水。注意：一般说的渗透率是指绝对渗透率。第44页/共56页相对渗透率与Sw关系以出油为主以出油为主以出水为主Swirr较大Swirr较小第45页/共56页利用测井资料确定渗透率方法主

22、要有：以电阻率为基础的统计法-图版。以孔隙度和束缚水饱和度为基础的统计法经验公式，如：第46页/共56页4储集层厚度 通常用岩性或物性的显著变化，来划分储集层的界面。储集层的厚度：是指储集层顶、底界面之间的距离。油气层有效厚度：是指在目前经济技术条件下能够产出工业性油气流的油气层实际厚度，即符合油气层标准的油气层的厚度，扣除不合标准的夹层，剩下的厚度。第47页/共56页八、储集层的泥浆侵入1、储集层的泥浆侵入在钻井过程中通常保持泥浆柱的压力稍大于地层压力，在压力差的作用下，在渗透层，泥浆滤液向地层内渗入，泥浆滤液置换了渗透层中原来所含的流体而形成侵入带，同时泥浆中的泥质颗粒附着在井壁上形成泥饼

23、，这种现象称为泥浆侵入。泥浆侵入使距井轴不同距离处地层电阻率发生了变化，如图所示：第48页/共56页RsRsRtRwSwRmRxoRmfSxoRmchmcdid储集层泥浆侵入剖面图原状地层过渡带冲洗带Di第49页/共56页第50页/共56页 储集层泥浆侵入围岩围岩第51页/共56页泥浆侵入冲洗带：井壁附近受泥浆滤液强烈冲刷的部分地层，其电阻率用Rxo表示。Sxo侵入带：包括冲洗带的全部和过渡带。Ri过渡带：介于冲洗带和原状地层之间的部分地层。其中的流体是泥浆滤液与原地层中流体的混合物。原状地层：未受泥浆侵入的部分地层，用Rt表示。Sw第52页/共56页2、泥浆侵入类型：泥浆高侵：增阻侵入,Rx

24、oRt是指冲洗带电阻率Rxo明显高于地层电阻率Rt.淡水泥浆钻井的水层多为泥浆高侵。泥浆低侵：减阻侵入,RxoRt是指冲洗带电阻率Rxo明显小于地层电阻率Rt。油层多为泥浆低侵或侵入不明显。第53页/共56页3 3、泥浆侵入径向电阻率变化、泥浆侵入径向电阻率变化RRRxoRmcRmRtRxoRmcRmRt r r冲冲洗洗带带过过渡渡带带冲冲洗洗带带过过渡渡带带井井井井高侵剖面高侵剖面低侵剖面低侵剖面泥浆侵入径向电阻率分布示意图泥浆侵入径向电阻率分布示意图Rm泥浆电阻率泥浆电阻率Rmc泥饼电阻率泥饼电阻率Rxo冲洗带电阻率冲洗带电阻率r距井轴距井轴 距离距离第54页/共56页作业思考题：1、什么是测井？2、什么是储集层？具有哪些特点？3、储集层的基本类型有哪些？其储集空间各有什么特点？4、评价储集层的基本参数有哪些？其概念如何？5、解释：冲洗带、原状地层、泥浆高侵、泥浆低侵6、画出储集层泥浆侵入剖面图和电阻率径向变化示意图，并标明各部分名称及主要参数第55页/共56页感谢您的观看！第56页/共56页