地球物理测井实习指导书 电子版.pdf

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1、目 录附1测井地质分析.1第一节水淹层测井解释.3第二节低阻油气层测井评价.7第三节 燃源岩测井评价.11第四节流动单元测井解释.16第五节 储层油气产能的预测模型和方法.19第六节凝析油气测井评价.23第七节异常地层压力分析.27第八节测井资料分析沉积环境.29附2 生产测井.41第一节流体流动.41第二节油气水在垂直管道中的流动.41第三节生产测井应用.42第四节生产测井方法原理.43附3煤田测井.57第一节煤田测井的基本知识.57第二节煤层的测井响应.59第三节煤层气测井.68第四节含煤岩系中其它有益矿产分析.79附4 其他测井方法.83第一节电极电位测井.83第二节电磁波传播测井.85

2、附5 井中瞬变电磁法的一次场.89第一节矩形载流线圈的空间磁场.89第二节圆形载流线圈的空间磁场.91第三节磁偶极子产生的矢量磁位和磁感应强度.93石油测井综合解释实验.94一、解释实验目的.94二、测井原始曲线认识.94三、划分渗透层、并确定渗透层厚度.96四、确定地层水电阻率.96五、确定泥质含量.97七、确定束缚水饱和度和束缚水电阻率.98八、确定地层电阻率、冲洗带电阻率.98九、确定泥浆电阻率和泥浆滤液电阻率.98十、确定地层的含油性.99H 、可动油分析.99十二、提交实验报告.101煤田测井综合解释实验.107一、解释实验目的.107二、测井原始曲线及测井响应.107三、煤层识别和

3、确定煤层厚度.107四、煤质分析.108五、煤层气的识别方法.109六、煤阶的评价方法.110七、煤层气含量计算.110八、测井曲线附图.112思考题.118主要参考文献.125附1测井地质分析第一节水淹层测井解释油田长期注水开发，注水层水淹状况十分复杂。不同的注水方式、注水性质和含水阶段使水淹层在测井信息的显示特征不尽相同，种类也很多。按驱动水矿化度将水淹层分为三类:(1)淡水水淹层，是指边内注水井并由淡水驱油形成的水淹层；(2)边水水淹层，是指靠边水或边外注水驱油形成的水淹层，多见于原始油水界面上移或原始油水关系被破坏；(3)污水水淹层，是指污水回注或淡水、污水混合形成的水淹层，此种驱动水

4、矿化度非常复杂，由于注入水的性质不同导致了测井解释的难度。一、水淹层物性变化油层被注入水水淹后，内部物性发生一系列变化，一般具有以下特点：(1)Sw增大，S。降低，饱和度指数改变；(2)孔隙结构改变，孔隙度发生变化；(3)渗透率发生变化。强水洗后，渗透率可能明显增大；水淹也可能使粘土矿物膨胀,降低产层的渗透率；(4)注入水和原生水混合，引起Rw的变化；(5)岩石由偏亲汕转为偏亲水；(6)产层内部油、气、水的分布和流动特点发生变化。虽然水淹层内部物理特性的变化在测井响应中有所反映，但由于水淹状况复杂多变，使用一般测井解释方法识别水淹层具有很大困难。二、水淹层测井识别方法1、电阻率下降识别法在注水

5、开发过程中，注入水逐渐与地层水混合，同时不断溶解地层中的盐分，形成不同于注入水和地层水的混合液。这种混合液进入地层后，驱替了导电性能很差的油，不仅油水含量相对变化，而且水的离子浓度也在变化，改变了原始的电性对应关系，在水驱过程中，随着水驱程度的提高，地层含水饱和度增高，从而使岩石孔隙体积中总含盐量也得以增多，地层导电性能增强，电阻率下降。濮城和文中油田注入水矿化度708 0 g/L,产 出 水 矿 化 度110160g/Lo据63 口调整井的356层水淹层的统计，有336层出现不同程度的电阻率下降，占94.4%,还有5.6%的层因水淹程度低，电阻率下降不明显。从统计数据上看，水淹之后电阻率下降

6、这一特征十分普遍，是濮城和文中油田水淹层最主要的判断依据之一。图附1-1中是RFT测得的XP3W4井的部分曲线，从图中看出水淹程度最高的层，电阻率下降最明显。第26层原始地层电阻率为1.5 Q.m,现下降为0.5Q.m,表现为强水淹。自然电位幅度受储层渗透性、地层电阻率影响。渗透率越大，自然电位幅度越大，地层电阻率减少。油层水淹后，渗透率变大，电阻率减少，因而水淹层自然电位幅度变大。自然电位幅度受泥浆矿化度影响，单井之间自然电位曲线幅度变化很难比较，同一口井相同物性的油层与水淹层相比较，自然电位幅度变化明显。研究发现，文中油田一类储层大部分水淹层自然电位幅度增加。二类储层水淹层自然电位幅度变化

7、不明显，三类储层水淹层自然电位幅度无变 化（图 附1-2）。图附1-2水淹层自然电位幅度变化（郝振宪等）解结果级水淹油层电序号22、高阻水淹现象存在淡水水淹特征。淡水水淹导致高阻现象的发生，表现为在电阻率升高的同时，自然电位幅度明显减小。南阳油田解释实例如图附1-3,图 中15111534m为高阻强水淹层，电阻率高达110（中部正常值仅30.8）；中子伽马呈高值，声波时差减小，自然电位幅度高;如15671574m为厚水层中部的局部高阻水层，自然电位幅度明显升高，中子伽马显著上升。3、自然电位形变识别法1）自然电位幅度增大从自然电位的原理可知，当储层物性及层厚相似的情况下，储层的电阻率越低，自然

8、电位异常的幅度越大。在统计的52 口井264层水淹层中，出 现9 7层明显的水淹层自然电位幅度增大，占36.7%。在自然电位幅度增大的97层中，一级水淹层出现这种现象尤为显著。如3-419井（图 附1 4）的第59层（油层）与第60层（2级水淹）相比，第59层物性好于第60层，但第60层的自然电位幅度明显比第5 9层的自然电位幅度大，其原因就是含水增多造成的。图附1-4 自然电位幅度增大（黄宏才等）5X592）自然电位基线偏移IU 4nSg t/就螳例超“腿图附1-5岔3 附 1-130井测井曲线及自然电位（SP）偏移现象（宋子齐等）在水驱油过程中，由于地层内部的非均匀性及重力作用的影响，水在

9、层内各部的推进速度各异，使油层部分水淹，引起自然电位基线偏移。自然电位基线偏移的程度主要取决于水淹前后地层水矿化度的比值以及储层物性的差异程度。自然电位基线偏移的大小，主要取决于水淹前后地层水矿化度的比值，二者的比值越大，自然电位基线偏移越大，表明油层水淹程度越高，自然电位这种基线的偏移现象在指示淡水水淹层方面，往往能见到较好的效果，图 附 1-5华北油田岔3 附1-130井第38号层为淡水水淹层，该层下界面自然电位SP偏 移 13m V,经单层试油日产油2 2 t,水 135m3,表明为强水淹层.水淹层自然电位基线偏移原理示意如图 附 1-6,引起自然电位曲线基线偏移的主要原因在于上、下两部

10、分地层的含水矿化度不同。对于非均质水淹层，油层被淡水水淹后，束缚水会受到局部淡化，导致基线偏移，以底部水淹为例，油层局部水淹后，三个部分产生的电动势不同。4、中子寿命测井识别水淹层热中子寿命测井通过测量热中子的衰减速率来记录地层中的热中子俘获截面。热中子俘获截面的大小主要取决于地层中水的矿化度及化学成分，特别是氯的含量。因此，在产层注水开发过程中，热中子俘获截面的变化主要取决于注入水及地层水的类型和产层的水淹程度。注入水及地层水的氯含量越高、油层水淹程度越强，水淹油层的宏观俘获截面就越大，热中子寿命就越短。图 附 1-7 是某井测井曲线图，图中FSIG为中子寿命测井得到的热中子俘获截面；PSX

11、O为冲洗带孔隙水体积;PSW为原状地层孔隙水体枳。由图可看出，该曲线变大的层位，正是物性好的层位，说明物性好的地层己水淹，而物性相对较差的层位，还没水淹或水淹程度相对较弱。图 附 1-6 水淹层自然电位曲线基线偏移示意图5、碳氧比(C/0)能谱识别水淹层油层碳含量高，水层氧含量高,计 算 C/0 就能够指示油水层。地层孔隙度为30%、含油饱和度为100%的油层，C/O 比 值 为 1.79；而含水饱和度为100%的水层，C/O 比值则为 1.55,所以C/O值的大小可以识别划分水淹层段。图 附 1一 8 为华北岔河集油田岔152-115井 32、33层的碳氧比测井成果图，两 层 C/O 数 值

12、 为 1.4251.460解释为强水淹层段，该井相对层位都已严重水淹。图 附 1-8碳 氧 比(C/O)能谱识别水淹层(宋子齐等)三、水淹层剩余饱和度的定量计算1、利用C/O测井计算So。剩余油是指宏观上具有水力连贯性分布的油，它包含了随着在颗粒表面的残留油，在生产压差下未受吸附的油可以沿油层流向井底。残余油指微观上无水力连贯性的油分布，在正常压差下，没有渗流能力；但在大的压差下或采用其它驱油(热驱动、化学驱动)方式下可以带出部分油量。用 C/O测井求S o时，在均匀砂岩储层：So=(c/o)(C/O)*K/(c/o)iin)z(c/o)*(附 1-1)而对于非均质储层砂岩储层SoS o =(

13、c/o)+0.8(5/C )-1.40.6,“碳酸盐岩层So(c/o)+1.8(5z/Ca)-1.581r ni.n2、利用介电常数测井计算So 据 看尔奥.1 9 8 2)图附1-9 介电常数，孔隙度与Sw的关系外，还有介电常数 ,它是衡量介质极化能力的一个宏观物理量。在介电测井中是利用探头发射3义1。7 微电磁波照射地层。然后用两个探头接受波的相位差及幅度比值，用图版计算e o 然后用e、Sw 图版计算S w,如图附1-9,介电测井求Sw方法仅适用于“淡水泥浆，6 215%的地层”。它对地层水矿化度不敏感，可以用来研究水淹层。3、中子寿命测井中子寿命测井可在套管井、裸眼井中使用，用于确定油

14、层中的残余油的饱和率Sor。利用脉冲中子源在油井中向地层发射快中子，经与原子核的多次碰撞减速为热中子，最终被原子核吸收，而放出俘获Y 射线。中子寿命是指从热中子产生到被俘获所经历的平均时间丁，单位为Us。显然，中子寿命T与地层对热中子的宏观俘获截面（单 位 cm）有关。越大，则T越小。地层对热中子的俘获能力，可由中子寿命测井响应方程式表示：tl=ma（l 4Vsh）+-Sw-S wl+（lSw）4）hc+Vslrsh（附 1-2）Sw _ Z，-Zma+（pma-Z/zc）+Vsh（Ema-Esh）（附 1-3）（Evv-Ehc）对于淡水油藏或注淡水水淹油藏，由于淡水与烧的相同，无法求出Sor

15、值，因而中子寿命测井仅适合于天然水驱油藏的高矿化度地层水条件下求Sor为了解决这个问题，目前现场主要在油田注水中采用测一注一测（或多次测注）的方法来求取Sor参数。其原理是，第一次向井中注淡水后，中子寿命测井响应方程：E tl=m a（l 4Vsh）+-Sw w l+（lSw）*4 ,22 hc+Vsh-S sh（附 1-4）第二次向井中注高矿化度水后再测中子寿命。t2=ma（l 4Vsh）+4-Sw-w2+（lSw）6 Xhc+Vsh-sh（附 1-5）两式联立，提出S w,换算为S o r,贝 IJ：Sor=1 -Sw=1-（附 1-6）夕（，2 *,”）由于Xt2、2 t l 为测值，配

16、入的注入水X w l、Xw2为已知，故可用测一注一测的方法,在注淡水油藏中解决Sor计算的方法。4、利用电阻率测井及自然电位测井计算剩余油饱合度1）计算公式如前所述，淡水水淹层在强水淹阶段，随着Sw上升，R t上升。电阻率与Sw之间呈U形特征。但在中一高含水阶段，水淹层的电阻率指数I 与 Sw 在双对数坐标下仍为直线关系。尤其是早期注淡水，后期注污水的情况下，甚至在高一特高含水期，阿尔奇公式仍然适用。即：S：.=abRz（pmRt（附 1-7）由公式可见，Sw 的计算的关键是R z的计算。2）地层混合液电阻率Rz地层注水以后，地层水的矿化度发生很大变化，如果不能很好地计算R z,将不可能准确计

17、算S w,可用SP测井计算Rz。用 SP测井计算R z,首先应进行压滤电位和层厚等校正。第二节低阻油气层测井评价低电阻率油气层的含义可从3 个方面来理解：油气层的电阻率低于或接近邻近水层的电阻率；油气层的电阻率低于邻近泥岩层的电阻率；油气层的电阻率虽然高于邻近水层和邻近泥岩层的电阻率，但油气层的电阻率比通常所说油气层电阻率范围（3 100Q.m）要低，属于低阻油气层。对于第3 种低电阻率油气层，在不同的油田，认识标准也不相同。例如，我国几个油田的低电阻率油气层（文留、商河西、利津和马岭油田）的电阻率就分别为0.7 2.5Q.m、2 3.3 C.m、3.6-6 0.m.2.6-6.0 0.mo因

18、此，通常所说的油气层电阻率范围可在低阻油气层电阻率范围的基础上来认识。值得注意的是，第 1 种低电阻率油气层解释难度最大，其原因是在电性上难以区分油气层与水层，因此，该种低阻油气层是国内外解释专家探讨的重点。一、低电阻率油气层类型及成因1、内因内因是指油气层本身岩性、结构、物性及地层水等因素的变化导致油气层电阻率减小。该类低阻油气层属于内因形成的低阻油气层。1）油气层中含有高矿化度地层水泥质砂岩储层由粒间孔隙、微孔隙、泥质和砂岩骨架（石英）等组成，而地层水主要储存在粒间孔隙中，当油气层粒间孔隙中存在一定数量的高矿化度（低电阻率）地层水时，油气层电阻率必然减小，并随高矿化度水数量的增大，而逐渐减

19、小。例如：新疆塔北、文留、商河西、利津等油田，高或极高地层水矿化度是油气层电阻率减小的主要因素之一。2）油气层中含有较多的束缚水储层岩石细粒成分增多和粘土矿物的填充与富集，导致地层中微孔隙发育，微孔隙和渗流孔隙并存，微孔隙储集束缚水使储层束缚水含量增高。3）油气层微孔隙发育当油气储层中存在两组孔隙系统情况下（组是孔隙半径小于0.Um 的微孔隙系统，另组是粒间渗流孔隙系统），由于油气层微孔隙十分发育，并且微孔隙系统中存在相当数量的微孔隙水，使油气层的电阻率值减小。通常微孔隙十分发育的油气层在储层孔隙结构上压汞分析喉道半径分布图呈双峰分布，即喉道半径峰值分别为0.1 u m 左右和2.0-1 0.

20、O u m o4）岩性细和泥质含量高岩性细和泥质含量高的油气层受沉积旋回与沉积环境的控制，表现为岩石细粒成分（粉砂）增多或粘土矿物充填与富集，导致地层中微孔隙发育、微孔隙和渗流孔隙并存。这类微孔隙发育的地层束缚水含量明显增加，在高矿化度地层水作用下造成电阻率极低。5）骨架导电般油气储层的骨架是不导电物质（石英等），但当油气储层的骨架含有导电物质时，油气层电阻率降低。在新疆塔里木油田，经重矿物分析发现，在油气储层骨架中富含黄铁矿，部分井黄铁矿含量可占重矿物含量的9 5%,还有的井黄铁矿局部富集，呈浸染状、层块乃至团块状分布，大幅度降低了地层的电阻率.6）粘土附加导电性通常粘土颗粒表面均带负电荷，

21、而岩石中的水分子是一种电荷不完全平衡的极性分子，对外可显正、负两个极性，使粘土颗粒表面的负电荷可直接吸附极性分子中的阳离子（如N a，）,这些被吸附的极性水分子称吸附水。被吸附的阳离子又可与极性水分子结合，成为水合离子，这些与阳离子结合的极性水分子称为结合水。这样，粘土颗粒表面的负电荷既可吸附极性分子中的阳离子，又可通过这些阳离子与极性水分子结合，在粘土颗粒表面形成一层薄水膜，这一过程称为粘土水化作用。一般情况下，粘土颗粒表面的负电荷吸附的阳离子是不能移动的，但这种吸附并不很紧密，在电场的作用下，吸附的阳离子可以与岩石中溶液的其他水合离子交换位置，引起导电现象，这种现象称为粘土矿物的阳离子交换

22、（在泥质砂岩中，最常见的可交换阳离子是N a 、K M g 、C a*等离子）。由粘土矿物的阳离子交换产生的导电性称为粘土矿物的附加导电性。2、外因外因指外来因素导致油气层电阻率减小。该类低阻油气层属于外因形成的低阻油气层。1）、钻井液的侵入当油气层为轻质油气层时，该类油气层具有比重小、粘度低、流动性好等特点。在钻井过程中，井眼周围地层的轻质油气层很容易被泥浆滤液驱赶走。这些泥浆的侵入，使轻质油气层的电阻率减小，降低了轻质油气层与水层的深探测电阻率差异。2)、油气层、水层对比条件发生变化当油气层与水层中地层水不一样，而且差异很大时，降低了油气层与水层的电性差异。在冀东油田、渤海岐口油田、华北留

23、路油田发现这类油气层。通常遇到的水洗油藏、淡水破坏油藏均属此类。3)、侵入深与测井探测范围有限由于地层中存在裂缝等原因，泥浆侵入地层较深，泥浆滤液驱走井眼周围油气，使油气层电阻率降低(从测井结果上看是低阻)。3、复合成因以上所述几种典型成因可能在某一具体油藏中同时遇到，这样形成的低阻油气层被认为是复合成因造成的。二、低电阻率油气层测井评价方法概述针对泥质砂岩油气储层，特别是低阻油气储层的情况，国外不少测井解释专家提出一些导电模型，例如：Crane(1990)等提出扩展阿尔奇公式(EAE)；O livar等待(1991)提出泥质砂岩的颗粒电导率法；Charles(1995,1996)提出有效介质

24、模型(EMM)；Givens(1987,1989)提出岩石骨架导电模型(CRMM)。这些模型对我国利用测井资料评价低阻油气储层具有一定的适用价值，但我国油气田的成因复杂，虽然在有些油田低阻油气层的一个(或几个)影响因素相同，但不同油田之间明显存在一些不同的影响因素，因此，我国不同油田必须根据各自的特点，研究相应的测井评价低阻油气层的方法。实 例 1：曾文冲(1991)结合国内外油田。剖析了国内外低电阻率油气层的类型及成因。列举了我国几个油田(文留、商河西、利津和马岭等油田)油层电阻率减小的影响因素是：高或极高地层水矿化度、砂岩中富含泥质及粒间一裂缝孔隙(双重孔隙结构)等，并提出一种新的双重孔隙

25、解释模型。他认为：(1)地层总的导电体积是由渗流特性完全不同的二部分孔隙的导电体积所组成，为二者之和。(2)上述的二部分孔隙体积是：地层的微孔隙体积、有效孔隙体积。(3)微孔隙的导电与渗流特性，可视为与邻近泥岩相同，即认为泥岩地层的束缚水饱含 度 Swi为 1,微孔隙系统的电阻率Rm=Rsh。(4)为简化起见，解释方程采用双水导电模型的形式。该解释模型的主要优点是：模型中的参数是可测真实参数，并具有严格的物理意义；微孔隙泛指地层中的微孔隙,不一定单纯是粘土中的微孔隙,也可能是岩性变细等引起的结果。该模型对国内外低电阻率油气层测井评价具有实用价值。实例2：新疆塔北地区中新生界层段有两类油气储层，

26、即一般油气层和特殊油气层。特殊油气层的电阻率(0.4 1.5 Q.m)低于或接近邻近水层的电阻率，在电性上难以区分油气层与水层，给测井资料解释带来很大难度。根据新疆塔北地区中新生界的泥质砂岩油气储层的情况，在分析和研究大量测井曲线资料、岩心分析资料的基础上，提取了水层、两类油气储层测井曲线特征和储层物性特征，认为使新疆塔北三叠系油气层电阻率值减小的主要原因是：有高矿化度地层水，三叠系地层水分析矿化度为：0.17 0.2 2,水 型 为 CaCl2,利用矿化度换算的地层水电阻率Rw=0.010.02Q.m；束缚水饱和度高；微孔隙十分发育，具有双重孔隙结构(图附1-1 0),并且,泥质是综合因素的

27、反映(图附l-ll)o结合新疆塔北地区中新生界泥质砂岩油气储层的特征，建立了一个新的泥质砂岩导电模型。大量实际资料处理结果表明，逐点解释的含水饱和度与压汞换算的含水饱和度致性好（图 附 1 1 2）,用模型计算的S w 与 S w i 交会图分区明显（图 附 1-1 3）。同时，利用B P 人工神经网络、灰关联分析聚类、S V D 法建立判别函数法等方法识别低电阻率油气层与水层，逐层识别油、气、水层的结果，与试油和实际情况的符合率达8 5%以上。我 总 含 后油 气 层3 n率 与 见 颇 含 量 关 系图附1-11水层电阻率与泥质含量的关系1 00-&u=。358663+2 2 4 2 6

28、9 6 k78 N U M-137（137水 星）0-.457G4674 4578 46824586Depth（m）1D W C M C M 解释含水饱和度 2 一岩心分析饱和度图 附 M 2 逐点解释的含水饱和度与压汞换算的含水饱和度30e.ee e.ze e.4e e.6e e.eeSw图附1T3 Sw与Swi交会图2。取 道 半 径（um）图附1-1 0双重孔隙结构实例3：胡英杰等分析了吉林油田低阻油气层的测井曲线特征，结合岩心实验等资料，他首先根据岩心测量结果及现场的试油、粒度分析、薄片和压泵等资料，对目的层有如F 认识：（1）地层水矿化度不高，一般在1 0 g/L 左右；（2）岩性细

29、，储层岩石的粒度中值大部分在 0.0 1 0.1mm之间；（3）含有高阳离子交换量类型的粘土矿物，如蒙脱石或伊/蒙混层;（4）储层物性较差；（5）次生孔隙发育；（6）储层岩石具有亲水性；（7）部分岩石骨架中含有导电矿物。为了研究储层在未受泥浆侵入状态下的导电机理，本文在模拟地层条件下采用油驱水的方式对饱和盐水（10g/L的氯化钠溶液）的岩心进行电阻率扫频测量。然后，用岩心刻度测井曲线的方法建立了该地区青一段储层岩石的粘土含量、粒度中值、束缚水饱和度等模型，并重新建立了油、水层的划分标准中，在新的油、水层的划分标准中，根据可动水饱和度和含油饱和度共同来划分油水层。提出了吉林油田低阻油气层的主导低

30、阻成因是粘土矿物的附加导电性，认为双水模型在该油田具有很好的实用性。实际资料处理结果表明，解释符合率比以前有明显的提高。实 例4：王向公等在综合分析大港油田板桥地区地质概况及测试资料的基础上，分析总结了该地区低阻油气层的成因是：咸水泥浆侵入：大港油田板桥地区早期钻井多数使用咸水泥浆，并且相对密度偏高，这对储层的污染是相当严重的。到目前为止，由于各种条件的限制仍有部分井使用咸水泥浆钻 井（板828井测井时，第2 3号层已被钻井液浸泡8 2 d,由于咸水泥浆的长期浸泡使地层电阻率严重降低，误解释为水层。）岩性因素：板桥地区岩性因素造成的低阻油气层主要分布在东营组、E sl段、Es3段储层。板624

31、6第24号层电阻增大率仅为1.5,由自然伽马曲线可见该层泥质含量较高，岩性较细，束缚水饱和度增高引起储层电阻率降低。该层试油为油层（试油结果：纳维泵抽，日产油2 7 4 3累计产油13.6t,不产水）。通过实例综合分析，充分证明大港油田板桥地区主要存在2种类型的低阻油层，即咸水泥浆侵入型和岩性因素型低阻油层。总结了咸水泥浆侵入浸泡天数与地层电阻率的相对关系，证明了储层物性、岩性与低阻油气层的内在联系。为研究咸水泥浆侵入低阻油气层和岩性因素引起的低阻油气层的解释模型、解释方法，提高低阻油气层的解释符合率奠定了坚实的基础。实 例5：目前淡水（低矿化度）低阻储层普遍存在（我国环渤海的东部油田均有发育

32、），如渤海歧口油田由于原始油藏在一定时期受淡水侵入影响，使水层电阻率升高，同时受粘土附加导电性作用影响，导致水层和油气层电阻率非常接近（基本无差别），解释难度大。孙建孟等根据各种岩心分析资料和测井曲线提出了确定渤海歧口油田低阻油气层饱和度的“双孔隙水 解释模型。“双孔隙水”解释模型的应用表明，模型计算得到的饱和度与试油、压汞资料吻合较好，取得了好的应用效果。第三节 燃源岩测井评价烧源岩的测井评价是一项极具挑战性的研究，因为：燃源岩中同时存在干酪根和已生成的烧，而且涉及到泥质岩、碳酸盐岩和煤系燃源岩，不仅如此，各类煌源岩的岩性仍有重大差异，研究对象都涉及到未成熟、成熟以及过成熟的燃源岩。利用测井

33、资料研究煌源岩始于20世 纪40年代，研究方向集中于识别技术、有机质丰度和成熟度的定量解释方法，尚未见到利用测井资料划分有机质类型的研究。一、燃源岩的测井识别方法快速、准确地识别出煌源岩是炬源岩评价的首要任务，一般都是利用有机质丰度的测井响应定性地识别煌源岩。1、弹性参数由于有机质的存在，使煌源岩的地层密度较低，而声波时差较高，因此，表征地层纵波传播速度的平方与体密度的乘积的弹性参数B将会更突出这一特征，B的关系式为：B=p/A/2（附 1-8）式中：A t为声波时差，is/m；p为体密度，g/cmt2、AGR自然伽马能谱测井能提供地层总自然伽马和去铀伽马计数率，两者之差（即 AGR）反映了地

34、层中的铀含量，AGR的计算公式为：AGR=HSG R-H CG R（附 1-9）式中，HSGR为总自然伽马测井值，API：HCGR为去铀自然伽马测井值，API。大量研究表明：铀含量与有机质丰度之间有较好的相关关系，因此AGR间接反映了有机质丰度。采用AGR/HSGR或 AGR/HCGR的比值可消除井眼扩径的影响。3、铀钞比砂泥岩剖面中，伽马射线几乎全是由铀、针和钾等核素所产生，而泥页岩骨架的原生放射源4K和 Th在一定的地层中相对稳定，因此，自然伽马强度的变化反映铀含量的变化。而地层中铀的聚集主要与有机质有关，所以，铀钻比反映了有机质丰度，并考虑了岩性，即泥质含量的变化。4、井径差值井径曲线上

35、,泥页岩层常显示扩径。常用测量的井径值与钻头直径之差来表示扩径大小,记为ACALoACAL=CAL-BITS（附 1-10）式中，CAL为井径测量值，mm；BITs为钻头直径，mm。综上所述，泥页岩煌源岩表现为“三高一低 的特征：高铀铳比、高井径差值ACAL、高小GR（或 AGR/HSGR、AGR/HCGR）、低弹性参数 B。图 附 1-14为测井资料识别燃源岩（生油岩）实例。利用测井资料研究和评价生油岩见表 附 1-1。泥质成份及干酪根等参数见表附1-2。图附1-1 4测井资料识别燃源岩（生油岩）（陈振岩等）表 附 1-1 利用测井资料研究和评价生油岩（陈曜琴）特征生油条件岩性岩相地球化学相

36、有 机 碳（）最好以黑色泥页岩为主较深深湖相还原强还原1好较好灰 灰 黑 色 泥 岩、页岩为主，夹灰绿色砂泥岩浅湖较深湖相还原0.5-1较好较差以灰灰绿色泥岩为主沼泽浅湖相弱还原还原0.3 0.5表 附1-2泥质成份及干酪根等参数(陈曜苓)测井响应值干酪根泥质成份粉砂粘土矿物束缚水密度 p(g/cm3)1.12.682.821T.22体积光电吸收指数U(b/cm3)3.04.812.040.26 1.95含氢指数Ht(%)67.014.031.510060声波时差At(|is/m)571.0182.0279.0620607铀含量(ppm)200.0社含量(ppm)10.0钾含量()2.0自然伽

37、马GR(APl)80200电阻率R1(Q.m)1051091041012电磁波传播时间tpo(ns/m)15.07.28.030.0二、有机质丰度的测井解释方法焙源岩中有机质丰度的高低在测井响应上有直接的反映，因此，有机质丰度的测井解释方法在国内外呈现出“百家争鸣”的景象。1.C/0能谱测井C/0能谱测井同时提供了 C/0和Si/Ca曲线，首先，根据校正过的C/0曲线确定地层中的总碳含量C t(%),然后，利用Si/Ca曲线求取地层中无机碳含量N C t(%),因此，燃源岩的有机质丰度(总有机碳含量TOC)即为C t与NCt之差：TOC=Ct-NCt该方法利用了 C/O能谱测井和地层密度测井，

38、只适用于泥质岩烧源岩。实例见图附15。图附1T5 计算有机碳含量(赵彦超等)2.自然伽马法以往的自然伽马法只适用于泥质岩燃源岩，多采用自然伽马强度与实测TOC的数学关系。即先用自然伽马测井估算泥质含量，然后通过线性回归分析建立泥质含量(Vsh)与有机质丰度(TOC)间的数学关系：TOC=aVs h+b(a、b 为回归系数)(附 1-11)所以，有机质丰度(TOC)与自然伽马的关系式为：TOC=a(2C-AG2?-1)/(2C-1)+/(附 1-12)建 立 Vsh与 TO C的统计关系是该方法的关键，应充分考虑沉积、沉岩背景和有机质演化对碳酸盐岩有机质丰度的影响。有机碳与泥质含量的关系见图附1

39、-16。家工4 0隹*窸起系破殴盐岩泥喝含与有机/含量关系图附1-16 有机碳与泥质含量的关系（陈增智等）3.密度测井燃源岩中有机质的密度（1.03 l.lg/cn?）明显低于围岩基质的密度（粘土骨架的密度为2.33.1g/cm 碳酸盐岩的更高），使燃源岩密度测井值降低。Mallick和 Raju采用最小二乘拟合法，对印度上Assam盆地碳质页岩的有机质丰度（TOC）和地层密度（P b由测井获得）的关系进行了研究，发现TOC和 Pb存在反比关系（图附1-17）,与 Schmoker和 Hester的方程形式完全相同，仅仅两系数有所差异。4.电阻率重叠法和双孔隙度法电阻率重叠法：在饱含水的非燃源

40、泥页岩中，不含有机质的电阻率R。与实测电阻率R,曲线可以彼此重叠；而在富含有机质的泥页岩中，由于干酪根分散于岩石的骨架之中，造成实测电阻率增大，特别是当燃源岩趋于成熟时，大量的燃生成，占据了泥页岩中的大部分孔隙，造成泥页岩的R,明显增大，使 R,、1 两曲线的重叠间距(AlgR)增大，AlgR越大，反映煌源岩中有机质丰度越高(图附1-18)。双孔隙度法：烧源岩的有机质高声波忖差、低密度、高氢指数，在体积模型中，有机质可以看成是孔隙的一部分，同时，有机质的电阻率较高。因此：APORnPORt-PORr能反映煌源岩的有机质丰度(体积)、丰度(TOC)。APOR越大，反映烧源岩中有机质丰度越高。PO

41、Rt：烧源岩的总孔隙度采用三孔隙度测井的平均值；PORr：电阻率计算孔隙度(选用W S方程计算)。；1 0702 01 00 09 08 0IG/3290.0 F.o 2.0 x o 4.a实漫J c(%)苏北化地有机碳与声波时差交会国1.00.0 0.2 G4 0.6 0.1.0 I logR苏北盆地有机碳C与Z ogR交会图0.0图 附 1-18 C 与a t 以及logR的关系(宋宁等)5.含油气饱和度法燃源岩中，随埋深的增加而增大的含油气饱和度与有机质丰度成正比，并与有机质的成熟度和类型有直接关系。煌源岩中剩余燃含量(VHC)是指残留于燃源岩孔隙中的油气含量(体积),它与有机质的丰度、

42、成熟度、类型以及产慌率有关。VHC=PORtSog(附 1-13)式中，PORt为燃源岩的总孔隙度，%,采用中子-密度交会技术计算；Sog为燃源岩的含油气饱和度，%,用阿尔奇公式求解。因为煌源岩的含油气饱和度与有机质丰度成正比，所以，从剩余煌含量(VHC)可以转换得到有机质丰度。6.核磁共振测井核磁共振测井(NMR)测量的主要是地层孔隙介质中氢核对仪器的贡献，岩石固体骨架中的氢对它无影响。这一独特的特征使得井眼中的NMR测井不受烧源岩中固态有机质的影响。也就是说，N M R解释的煌源岩孔隙度不受有机质丰度变化的影响。N M R 为煌源岩评价提供了一项新的技术，即适用于泥质岩又适用于碳酸盐岩燃源

43、岩。Alixant等非常看好这项技术的应用前景，但切实可行的具体方法有待深入研究。表附-3 苏北盆地计算结果与实验结果比较(宋宁等)井号层位暗色泥岩厚度(m)计算TOC实验TOC平均值(%)大于0.4%的百分比有效烽源岩厚度(m)平均值(%)大于0.4%的百分比有效燃源岩厚度(m)YC1E1F41841.1477184x77%=1421.3965184x65%=120YC1E1F22032.0488203x87%=1772.0095203x95%=193ZH86E1F44921.1990492x90%=4431.2780492x80%=394第四节流动单元测井解释 、流动单元的定义流动单元(f

44、low u n it),又称水力 单 元(hydraulic u n it)是指具有相同渗流特征的储层单元，它是储层岩石物性特征的综合反映，同一流动单元具有相似的水动力学特征，亦具有相似的水淹特点，不同的流动单元，其水淹特点亦不相同，剩余油的分布特征亦不相同。二、储层流动单元研究进展储层流动单元研究是国外20世纪80年代中后期兴起的一种储层研究方法，而在国内则是最近几年才开始进行探索性研究，由于具体的地质条件和实际资料的限制及研究问题的出发点不同，对流动单元的认识及研究方法也不完全一致。流动单元的概念是由Hearn等 于 1984年提出来的。Hearn在研究美国怀俄明州HartzogDraw油

45、田Shannon砂岩储层时，提出把Shannon砂岩划分为5 个流动单元，并把流动单元定义为横向连续的储集层，在该单元的各部位岩性特点相似，影响流体流动的岩石物理性质也相似，这里提到的岩石物理性质，主要是指孔隙度和渗透率。流动单元定义的提出，为砂岩储层进一步细分提供了较量化的定义，同时为油藏数值模拟提供了基础。自Hearn提出储层流动单元的概念以后，很多学者应用这概念开展了储层表征或储层评价研究，并对流动单元的概念和划分方法进行了进一步的补充和完善。“八五”中后期流动单元的概念被国内研究者广为接受，并开始着手研究和应用，特别是第2 届国际储层表征技术研讨会(1989)以后，大量的国外研究方法被

46、介绍到国内，同时国内的一些专家学者也提出了他们自己对流动单元概念的理解和研究方法。流动单元的研究，在以下几个方面得到了应用：合理划分储集层，预测储集层的分布及性质：提高渗透率的解释精度；确定剩余油的分布及加密调整挖潜的对象；为油藏数值模拟提供分层依据。三、储层流动单元研究的基本思路和方法目前，国内、外储层流动单元研究的基本思路和方法可大体分为两种类型：第 种是以数学手段为主的储层参数分析法：广泛应用储层中的各种地质参数，通过单井中密集取样的聚类分析寻找划分流动单元的有效参数和定量界限，然后直接在整套储层中定量划分流动单元。最终建立以流动单元为基础的三维定量地质模型。该分析法可大体分为如下几类：

47、(1)岩相及宏观岩石物理参数：如岩石类型、沉积构造、粒度中值、泥质含量、砂层厚度、净毛比、孔隙度、渗透率、渗透率变异系数、Kv、Kh、含水饱和度等；(2)微观孔隙结构参数：如孔隙组合类型、孔喉半径、平均流动半径或流动带指标等；(3)传导系数、存储系数；(4)生产动态参数：如井间流动能力指数。第二种是近年来刚刚形成的以地质研究为主的储层层次分析法：首先应用高分辨率层序地层学旋回等时对比法则，建立高分辨等时地层格架，并研究其间泥质岩隔、夹层的分布。然后在等时地层单元内，按照其中不同级次沉积界面和结构单元的特征，把储层详细解剖到成因砂体或成因单元，并进一步分析界面间沉积、成岩胶结屏障及断层遮挡状况，

48、建立精细的储层结构模型及渗流屏障模型。最后通过影响渗流的储层地质参数分析，在成因砂体或成因单元内定量划分流动单元，建立储层流动单元分布模型及其三维定量地质模型。这类方法比较适用于陆相非均质储层。实例一（高兴军等）：八区克上组砾岩油藏储层流动单元研究基于平均水力流动半径的概念，K oz e ny 和 C a r ma n推导了孔渗关系：K:1（1 叱,）2 FstSw（附 1-1 4）式中，K为渗透率，单 位 是 ur n2；e 为有效孔隙度，小数；F s为形状系数；T为孔隙介质的迂曲度；S g v为颗粒体积的表面积。由上式得到：（附 1-1 5）1式中,反映了储层的微观渗流特性，定义其为流动层

49、带指标，记为F Z I：FZI理RQI1-中,Z（附 1-1 6）（附 1-1 7）（附 1-1 8）I类流动单元n类 流 动单元联流动单元N类流动单元V类流动单元/式中，R Q I 为储层质量指标；e 为孔隙体积与颗粒体积之比；K 为渗透率，单位为1 0-3 y m2o具有相同或相似F Z I 储层，有着相似的孔喉特征，而流动单元是具有相同或相0翻图 附1-19流动单元划分似渗流特征的岩相组合，因此可用F Z I 来划分流动单元，划分的界限采用聚类分析方法加以确定。通过综合考虑岩性、物性，在聚类分析的基础上，确定流动单元的F Z I 分界线为（图附 1-1 9）：I 类流动单元:7 W F

50、Z K 1 4；I 类流动单元：3.8 W F Z K 7；I I I 类流动单元:2 W F Z K 3.8；I V 类流动单元：1 W F Z K 2；V类流动单元：F Z K 1 o实例二、研究流动单元的三种方法（阎长辉等）用三种方法划分的流动单元见图 附 1-2 0：a.选用三个划分指标：流动系数、存储系数、净/毛厚度比。由此划分的流动单元,是影响流体流动的岩石特征相近的储集岩体。b.选用包括饱和度中值压力的四参数指标：流动系数、存储系数、净/毛厚度比以及饱和度中值压力。这样求出的动态流动单元同样是影响流体流动的岩石特征相近的储集岩体，它在体现流动意义上更明显。c.选用包括含油饱和度的