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2019/12/20中国石油大学（华东）张福明1第九章其它测井简介9.1地层倾角测井9.2电缆地层测试器9.3随钻测井2019/12/20中国石油大学（华东）张福明29.1地层倾角测井地层倾角测井是通过在井内测量地层面产状（倾角和倾斜方位角），从而解决地质构造和沉积等地质问题的一种测井方法，它对油气田的开发具有重要意义。地层倾角测井要取得的基本资料就是地层层面的倾角和倾斜方位角，从而确定地层层面在空间的位置。一、倾角测井基础二、倾角测井原理三、成果显示2019/12/20中国石油大学（华东）张福明3一、倾角测井基础1.地层产状空间一平面可以用与其垂直的单位法向矢量来表示它的倾斜情况。地层走向：地层面与水平面交线(AA’)的方位，即顺时针偏离正北的角度；倾斜方位角：地层倾向线按顺时针偏离正北方向的角度（φ），也称倾向；倾角：地层倾斜线与倾向线的夹角（θ），也等于法矢量与垂直方向的夹角。2019/12/20中国石油大学（华东）张福明4大地坐标系：水平面上北、东方向与铅垂线组成的OVNE坐标系；仪器坐标系：以仪器面（垂直于仪器轴的面）为平面，仪器轴为垂直轴组成的OADF坐标系；柱坐标：空间一点M在柱坐标下可表示为(r,φ,z)。2.坐标系2019/12/20中国石油大学（华东）张福明5二、倾角测井原理根据数学知识，空间三个点可以确定一个平面，只要得到地层面上至少三个点的空间坐标，即可唯一确定地层面，从而获取其产状。地层倾角测井即根据此原理，测量并处理得到仪器坐标系下地层面上至少三个点的柱坐标，然后将其转换到大地坐标系下，最终确定地层面倾角、倾向(倾斜方位角)等产状要素。常用四臂高分辨率地层倾角仪(SHDT)，可以得到地层面上四个点的坐标。目前的电成像测井也可以提供地层倾角测井资料。2019/12/20中国石油大学（华东）张福明61.四条微聚焦电导率(电阻率)曲线DIP1,DIP2,DIP3,DIP4仪器装有复杂的几何臂，以保持四个极板的测量电极记录点始终在垂直于仪器轴的同一平面内，仪器坐标轴的纵轴与仪器轴及井轴同向。四个极板顺时针编号为1,2,3,4，相邻极板间隔90o；测量时贴井壁移动，测得四条微聚角电导率曲线，通过曲线相关对比可得到岩层面上四个点M1,M2,M3,M4沿井轴方向的高度Z1,Z2,Z3,Z4。2.两条井径曲线四个极板贴井壁测量，由I-III和II-IV可同时测得两条井径曲线d13和d24；因四极板记录点在同一平面、仪器轴与井轴重合，故可得M1,M2,M3,M4在径向的位置d13/2,d24/2,d13/2,d24/2。2019/12/20中国石油大学（华东）张福明73.三条角度曲线I号极板方位角曲线：仪器坐标系与大地坐标系不重合，将仪器坐标系转换大地坐标系时，需要极板的方位角。实际测I号极板方位角μ，由磁罗盘连续测量；各极板的方位角即为μ,μ+π/2,μ+π,μ+3π/2；井斜角：即井轴倾角δ，井轴与铅垂方向的夹角，用作斜井校正；井斜方位角：正北方向顺时针转至井轴在水平面的投影形成的夹角。常用I号极板相对方位角β（井轴对I号极板的方位角）替代。地层面上四个点在柱坐标系下的坐标：M1(d13/2,μ,Z1)，M2(d24/2,μ+π/2,Z2)M3(d13/2,μ+π,Z3)，M4(d24/2,μ+3π/2,Z4)2019/12/20中国石油大学（华东）张福明8三、成果显示1.数据表包括原始数据表和最终成果表。地层倾角测井利用计算机调用各种显示程序将计算结果打印成数据表和绘制各种图件，以供地质解释人员使用。2019/12/20中国石油大学（华东）张福明92.成果图（1）矢量图：箭头尾部横坐标位置是地层倾角，纵坐标为深度，箭头方向为地层倾斜方向。箭头符号表示质量等级。最佳良好较差2019/12/20中国石油大学（华东）张福明10矢量图颜色模式：为方便解释，对矢量图用颜色模式分类：绿模式：随深度增加，倾角、倾向都相对稳定，反映构造倾角；红模式：倾向基本一致，倾角随深度增加而增大，反映断层、不整合等；蓝模式：倾向基本一致，倾角随深度增加而减小，反映沉积构造、古水流方向等；杂乱模式：倾角倾向杂乱变化，反映不整合面、破碎断裂等。2019/12/20中国石油大学（华东）张福明11（2）方位频率图：一定井段中以统计方法建立的用于确定倾角和倾向的极坐标图。（3）改进的施密特图：也是用统计方法确定倾角和倾向，并区分构造倾角和沉积倾角的极坐标图。2019/12/20中国石油大学（华东）张福明12（5）柱面展开图:相当于岩心素描展开图，用于研究层面倾角、观察层理等。（4）杆状图（棍棒图）：是表示沿剖面线的地层视倾角随深度变化的图件。地层倾角测井资料的地质应用（略）2019/12/20中国石油大学（华东）张福明132019/12/20中国石油大学（华东）张福明14第九章其它测井简介9.1地层倾角测井9.2电缆地层测试器9.3随钻测井2019/12/20中国石油大学（华东）张福明159.2电缆地层测试器根据测井、地震、地质、钻井等资料可以确定具有商业价值的油气层并对其进行评价。一旦识别出了这些具有潜在能力的目的层段后，就有必要对这些层的生产能力进行评估，电缆地层测试器是完成这一任务的快速、经济的方法。应用它评价储集层的生产能力已成为测井进行地层分析与油气评价的重要工具。2019/12/20中国石油大学（华东）张福明16电缆地层测试器一般是在测量SP或GR测井曲线以后再进行测量。在测试以前，设计人员根据GR或SP测井曲线确定井筒内储集层所在深度，结合地质设计和施工情况，确定电缆地层测试器要进行流体取样的深度和预测试若干个深度的位置，一般要设计化几十个预测试深度点。以这个设计为基础，将井下仪器下放到井中的一个设计深度，定位并开始推靠仪器，探头被挤进储集层，然后井下仪器开始抽取地层流体和测量探头处的压力变化，取样等，测量完后收回推靠器，井下仪器上升或下降至第二点、第三点，…，重复测量，直到所有的设计深度测量完为止，到此一次下井的电缆地层测试器的测量完毕。1.电缆地层测试器测量方式2019/12/20中国石油大学（华东）张福明17与其他测井方法相比，电缆地层测试器主要有四点不同：首先，它测量的资料是压力随时间变化的坐标图，而不是深度与某种测井的物理量的坐标图；第二，它是在深度上对人们感兴趣的个别深度点进行测量，而不是连续记录深度上的某一物理量；第三，它是测量某一储集层经过抽吸后压力场的变化。压力是地层的直接地质参数．它不是像其他测井方法一样，测量的是间接的物理量，它们间接地反映储集层的情况；第四，它测量时井下仪器定位在井中某一深度位置上静止不动，而其他测井在测井时井下仪器是沿着井筒匀速运动。2.与其它测井方法的不同2019/12/20中国石油大学（华东）张福明183.电缆地层测试器种类Schlumberger的仪器称为重复式电缆地层测试器RFT；Atlas的仪器称为地层多次测试器FMT；Halliburton的仪器称为选择式电缆地层测试器SFT；九十年代初，斯仑贝谢推出了一种新型的电缆地层测试器，即组件式地层动态测试器MDT。它是MAXIS-500上的一支重要井下仪器，代表了当代电缆地层测试技术的最高水平；（以上这四种产品都是在裸眼井中使用的电缆地层测试器。它们是世界上占有绝大多数电缆地层测试服务工作量的仪器。）Halliburton有套管井地层测试器CWFT，它是在八十年代推出的一种新仪器；国内中原油田制造出电缆地层测试器。2019/12/20中国石油大学（华东）张福明194.主要用途了解地层内流体的性质，油、气、水（地层水）的含量，油气比，原油的比重与粘度等；计算地层的有效渗透率；预计地层生产油、气的能力，以及产水地层的产水率等；建立单井压力剖面，确定气、油、水界面和评价储集层的纵向连通性。各井地层压力资料的对比，还可以研究油田范围内储集层的延伸性和流通性。5.测得的资料包括：测试深度；一定数量的流体样品；原油比重、粘度；天然气体积；油气比；各种压力数据（泥浆柱静水压力、最初关闭压力、流动压力、地层压力等）等等。2019/12/20中国石油大学（华东）张福明206.仪器组成（FMT为例）由地面控制的仪器推靠系统；液压系统：地层密封板和支撑板、吸管；取样罐（筒）：可配备不同容量的取样罐，3或6gal，2.5或5.5gal。Schlumberger的RFT还配有两个预测试室，用来估算地层渗透率。2019/12/20中国石油大学（华东）张福明217.基本工作原理仪器下到目的层后，打开泥浆阀门，使井内流体进入仪器；在泥浆柱的静水压力作用下液压推靠系统开始工作，使地层密封板和支撑板与井壁接触；吸管和筛孔吸管压入地层，或使用聚能弹（双枪体）射入地层，这时地层中的流体（气或液）便可进入仪器，并经管线流入取样筒（罐），由管线中的压力记录装置测量初始压力和流动压力；取样以后，液压系统使取样罐阀门关闭，把取样罐内的流体密闭在地层压力下，并由压力测量系统测量最后关闭压力，即地层压力；2019/12/20中国石油大学（华东）张福明22液压系统压力释放后，密封板脱离地层或套管表面。静水压力作用在密封板的活塞上，使密封板和支撑板收拢：地层测试器带着密封好的流体返回地面；（上述整个下井仪器操作的全过程都记录下来）在地面用各种仪器，从取样罐中把天然气取出，然后再取出油、水、凝析油等进行计算。同样记录下来。2019/12/20中国石油大学（华东）张福明23第九章其它测井简介9.1地层倾角测井9.2电缆地层测试器9.3随钻测井2019/12/20中国石油大学（华东）张福明249.3随钻测井概况随钻测井LWD（LoggingWhile-Drilling）即在钻井的过程中，同时进行用于评价所钻穿地层的地质和岩石物理参数的测量。包括地层电阻率、岩性、孔隙度、流体饱和度、井径等测量。2019/12/20中国石油大学（华东）张福明251.随钻测井的发展30年代，试图采用将测量电极和导电钻杆绝缘的办法，测量井底电极附近的地层电阻率。与此同时，也有人试图在钻杆中埋电缆的方法进行随钻测量，由于在钻杆和钻杆的联结部位很难保证绝缘而导致失败。40年代和50年代，人们的注意力从地面设备和井下设备的硬联结转向考虑用电磁波或无线电波，通过地层输送到地面的方法。但是，由于地层除了极低频信号外均严重衰减，此项努力也无结果。这时考虑过用声信号通过地层或钻杆传输信息的办法，也因地层和钻杆接箍对声信号的衰减，只能在有限的距离内传输而无实用价值。2019/12/20中国石油大学（华东）张福明26到了60年代，转向用在钻井液柱中产生压力脉冲的方法传输信息。但是，直到1978年才推出第一个商用系统。然而，该系统是用来进行随钻测量(MWD)而不是随钻测井(LWD)。商用的钻井液脉冲传输LWD到80年代初产生，首先是进行电阻率测量，而后是中子、密度等。从80年代到90年代，MWD、LWD经过漫长岁月的孕育，随着大斜度井、水平井和侧钻井等勘探和钻井技术的发展而应运发展。到1995年，世界范围内的水平井已增长到1600口，使用常规的电缆测井方法受到很大限制，因而发展了多种LWD技术。电磁（EM）传输方法能替代泥浆脉冲传输方法将LWD数据传输到地面。在不利于泥浆脉冲传输的空气、泡沫或充气泥浆欠平衡钻井过程中能使用EM传输系统。直接数据传输系统：GrantPrideco公司的智能钻杆通信系统是一种通过钻杆连接井下LWD仪器与地面系统的高速传输系统。采用无需专门定向的非接触式耦合器通过钻杆传输测量数据。2019/12/20中国石油大学（华东）张福明272.测井的优点当井发生意外时，如遇到超压层钻井，不能正常进行电缆测井，使用LWD，不致于失去昂贵的井的信息。在地层被钻井液侵入前测井，有助于确定地层真电阻率。众所周知，由于钻井液的侵入，给各种用电测井评价油层真电阻率的方法带来困扰，尤其在高渗透性地层和水平井中影响更大。而LW