测井课程设计

地球物理测井课程设计1课程设计的目的和基本要求本课程设计是地球物理测井教学环节的延续（独立设课），目的是巩固课堂所学的理论知识，加深对测井解释方法的理解，会用所学程序设计语言完成设计题目的程序编写，利用现有绘图软件完成数据成图，对所得结果做分析研究，最终完成报告一份。课程设计的主要内容（1）运用所学测井知识对某油田实际测井资料进行（手工）定性和（计算机）定量分析。（2）使用自然伽马、自然电位、井径及微电阻率测井曲线进行岩性识别。（3）使用自然伽马、自然电位、井径及微电阻率测井曲线进行储层划分，用声波速度、密度及中子曲线进行储层物性评价。（4）根据划分出的渗透层，读出储层电阻率值。并根据阿尔奇公式计算裸眼井原始含油饱和度和剩余油饱和度。（5）上述岩性识别、物性评价及含油气性评价定量分析程序要求学生用所学C语言独立编写。课程设计的步骤1.根据老师所给数据，将YI46井的数据在excel中进行处理和整理。运用地质软件知识，在卡奔软件中加载YI46井的数据，具体加载的数据有自然电位曲线（SP），自然伽马曲线(GR),声波测井（AC）,井径测井（CAL），深测向测井（RLLD）,浅侧向测井（RLLS）,密度测井（DEN），补偿中子测井（CNL）。并根据数据，选择合适的范围。编辑图头，选择合适的比例尺。2.使用自然伽马、自然电位、井径测井曲线进行岩性识别划分储集层。A使用自然电位曲线（SP）：自然电位测井获取的是井内不同深度上的自然电位。地面上某一点的固定电位值之差。自然电位测井曲线图上用每厘米偏转所代表的毫伏数和正负方向来表示井内自然电位数值的相对高低，而无绝对的零线。通常把自然电位曲线上对应厚层泥岩的自然电位值的连线当作基线，称为泥岩基线。某一地层的自然电位相对于泥岩基线发生偏离时，则称为自然电位地球物理测井课程设计2异常；曲线偏向泥岩基线的左方为负异常，偏向泥岩基线的右方为正异常。这一偏转方向，主要取决于井筒内泥浆滤液矿化度与地层水矿化度的相对大小。在一般情况下，测井时泥浆滤液矿化度必须小于地层水矿化度，因此自然电位显示为负异常。在自然电位曲线上有异常出现的地方，该异常相对于泥岩基线偏转的距离，叫做自然电位异常幅度。远近储层物性越好、厚度越大，自然电位曲线负偏幅度越大。纯砂岩的自然电位负偏幅度最大。随着砂岩中泥质含量的增加或粒度减小或孔隙减少，自然电位曲线负偏幅度随之减小。因此，根据自然电位曲线负偏幅度变化，可以区分地层的岩石性质，定性判断砂岩的渗透性、旋回性、粒度等。B自然伽马曲线(GR):泥岩、页岩放射性元素含量高，自然咖玛曲线幅度高。砂岩、煤放射性元素含量低，自然咖玛曲线幅度低。砂岩中随着泥质含量增减，自然咖玛曲线幅度发生变化。C井径测井（CAL）：井孔直径的变化也是岩石性质的一种间接反映。泥、页岩层常因泥浆的浸泡和冲刷造成井壁坍塌，出现井径扩大。渗透性岩层常因泥浆液体滤失形成的泥饼使井径缩小，而在致密岩层（粉砂岩、钙质层）处井径一般变化不大，实际井径接近钻头直径。3．使用微电阻率测井进行储层划分A微电阻率测井：微电极测井是一种探测井壁周围泥饼和冲洗带电阻率的测井方法。由三个微电极系测得的微梯度和微电位两条曲线组成。微梯度探测范围（横向深度）4—5厘米，显示的是泥饼的电阻值；微电位探测深度8—10厘米，显示的是冲洗带的电阻值。当地层为非渗透性的泥岩、页岩时井壁无泥饼和冲洗带，梯度电阻值等于或接近电位电阻值，曲线重合或叠置；当地层为渗透性的砂岩时，梯度电阻值小于电位电阻值，两条曲线分离，出现差异，差异越大说明砂岩渗透性能越好。所以，主要用来判断储层的渗透性能。B微梯度曲线和微电位曲线的坐标是重叠在一起的，微梯度电极系的视电阻率曲线用实线表示，微电位电极系视电阻率曲线用虚线表示。（1）在渗透性岩层，泥浆滤液浸入地层，井壁上形成泥饼，由于泥饼电阻地球物理测井课程设计3率要远低于冲洗带电阻率，因此，曲线出现正差异。（2）在非渗透岩层，如泥岩段无泥饼形成曲线无差异（重迭）或出现负差异（盐水地层可出现负差异），出现锯齿状高峰。4．声波测井种子测井曲线进行储层划分A声波测井（AC）泥岩、页岩、煤孔隙小较致密，声波穿越单位厚度地层用的时间短，速度快，所以，声速曲线幅度较高，向右突出。砂岩孔隙发育，孔隙内又有油水等液体，声波穿越单位厚度地层用的时间长，速度慢，所以，声速曲线幅度较低、较平直。随着砂岩物性和孔隙中填充物的变化，砂岩的声速曲线也会有一些小的起伏或摆动。砂岩疏松，物性变好，曲线向右抬升；砂岩致密，物性变差，曲线向左偏移。灰岩、钙质夹层声速曲线幅度较低，曲线幅度以砂岩为对称轴，呈小尖峰状向左突出B中子测井：利用中子源发射的快中子经与地层原子核发生弹性散射被减速为热中子，探测热中子密度的方法，其中补偿中子测井是一种较好的热中子测井。补偿中子测井（CNL）补偿原理：热中子的分布不仅与氢含量有关，还与氯含量有关。根据以上条件大致可以判断储集层:砂岩：低伽玛、高自然电位、小井径、中～较低声速、中～低电阻、微电极曲线平直且电位与梯度差异大。泥岩：高伽玛、低自然电位、大井径、高声速、高电阻.5.实验数据记录与处理数据记录和处理后，在卡奔中继续加载曲线。在excel表格中进行计算。基本原理1．岩性划分岩性是指岩石的性质类型等，包括细砂岩、粉砂岩、粗砂岩等，同时还包括碎屑成分、填隙物、粒间孔发育、颗粒分选、颗粒磨圆度、接触关系、地球物理测井课程设计4胶结类型等方面。通过划分岩性和分析岩心资料总结岩性规律，其研究主要依据岩心资料，地质资料和测井资料等。通过分析取心井的岩心资料和地质资料以及测井曲线的响应特征来识别岩性，并建立在取心井上的泥质含量预测解释模型。一般常用岩性测井系列的自然伽马GR、自然电位SP、井径CAL曲线来识别岩性。（1）定性划分岩性是利用测井曲线形态特征和测井曲线值相对大小，从长期生产实践中积累起来的划分岩性的规律性认识。首先掌握岩性区域地质的特点，如井剖面岩性特征、基本岩性特征、特殊岩性特征、层系和岩性组合特征及标准层特征等。其次，要通过钻井取心和岩屑录井资料与测井资料作对比分析，总结出用测井资料划分岩性的地区规律。表1为砂泥岩剖面上主要岩石测井特征。附表1.主要岩石测井特征岩性自然电位自然伽马微电极电阻率井径声波时差泥岩泥岩基线高值低、平值低、平值大于钻头直径大于300页岩近于泥岩基线高值低、平值低、平值较泥岩高大于钻头直径大于300粉砂岩明显异常中等值中等正幅度差异低于砂岩小于钻头直径260-400砂岩明显异常(Cw≠Cmf)低值明显正幅度差异中等到高，致密砂岩高小于钻头直径250-450(幅度较为稳定)煤层异常不明显低值无幅度差异高阻接近钻头直径350-450地球物理测井课程设计5例如对淡水泥浆井，地层剖面由砂岩、粉砂岩、煤层和泥岩四种岩石组成。如果测井资料有自然电位、自然伽马、微电极、密度和电阻率曲线，则可按下列步骤区分它们：①用自然电位和微电极测井曲线把渗透层和非透层区分开：砂岩和粉砂岩的自然电位有明显负异常，微电极有正幅度差，而煤层和泥岩自然电位无异常，微电极无幅度差。②利用自然电位、自然伽马和微电极测井曲线区分砂岩和粉砂岩：砂岩的自然电位、自然伽马测井曲线的异常幅度大于粉砂岩的曲线异常幅度，在微电极测井曲线砂岩异常幅度差大于粉砂岩异常幅度差。③利用电阻率和密度曲线可区分泥岩和煤层，煤层为高阻，泥岩为低阻；泥岩密度测井值较高而煤层密度测井值在剖面上看则很低。（2）定量评价储集层的岩性评价的定量解释主要是指确定储集层岩石所属的岩石类别，计算岩石主要矿物成分的含量和泥质含量，还可以进一步确定泥质在岩石中分布的形式和粘土矿物的成分。在定量计算方面主要是计算泥质含量和粘土含量。泥质含量是指岩石中颗粒很细的细粉砂(小于0.1mm)与湿粘土的体积占岩石体积的百分数，用符号Vsh表示；当需要把泥质区分为细粉砂和湿粘土时，则要计算岩石的粘土含量，它表示岩石中湿粘土的体积占岩石体积的百分数，用符号Vclay表示。目前，测井方法都是基于对地层矿物分布的测量来间接反映地层泥质含量，而不是对泥质含量进行直接测量，所以必须选择最能反映地层泥质含量的测井响应来建立测井解释模型。通常泥质含量的求取方法主要有自然伽马法和自然电位法，此外，还可应用自然伽马能谱、电阻率以及孔隙度测井（声波、密度、中子）交会法。自然伽马确定泥质含量除钾盐层外，沉积岩放射性的强弱与岩石中含泥质的多少有密切的关系。岩石含泥质越多，自然放射性就越强。一般常用的经验方程如下：地球物理测井课程设计6Vsh=GCUR•△GR-1GCUR-1△GR=GR-GRminGRmax-GRmin式中Vsh为地层泥质含量；△GR为自然伽马相对值;GR为自然伽马测井读数；GRmin为目的层段自然伽马测井读数最小值，即纯砂岩层段的自然伽马测井读数；GRmax为目的层段自然伽马测井读数最大值，即纯泥岩层段的自然伽马测井读数；GCUR为经验系数，与底层的地质时代有关，可按地层时代在较广泛的地区由岩心分析资料求得。通常，对第三纪地层GCUR=3.7，老地层GCUR=2.0。②自然电位确定泥质含量从自然电位测井的基本理论可知，自然电位异常与地层中泥质含量有密切的关系，而且随着砂岩地层中泥质含量的增加，自然电位异常幅度会随之减少，故可以利用自然电位测井曲线定量计算地层的泥质含量。一般常用的经验方程如下：Vsh=GCUR•△SP-1GCUR-1△SP=(SP-SBL-SSP)/SSP式中Vsh为地层泥质含量；△SP为自然电位相对值；SP为自然电位测井读数；SSP为目的层段自然电位异常幅度，即纯砂岩层段与泥岩基线之间的的自然电位测井差值；SBL为目的层段自然电位测井读数最大值，即纯泥岩层段的自然电位测井读数——泥岩基线；GCUR为经验系数。此外，自然伽马能谱、中子、电阻率测井曲线具有同自然伽马和自然电位曲线相似的变化特征，因此，也能在很大程度上指示泥质含量的变化。2．物性评价物性是指是指岩石的物理性质，主要包括孔隙度、渗透率等方面。其资料包括地质资料、岩心资料和测井资料等。通过研究取心井的地质资料、岩心资料，查看测井曲线的响应特征，并通过前面的岩性分析来判断物性的好坏，总结出孔隙度的规律和渗透率的大小，并建立在取心井上的孔隙度、渗透率的密度的预测解释模型。一般常用孔隙度测井曲线来判断物性，包括声地球物理测井课程设计7波时差AC、密度测井DEN，中子测井CNL等。储层物性反映的是储层质量的好坏，决定了油区的丰度和储量。应用测井资料对储层物性评价，主要是通过储层的有效孔隙度、绝对渗透率、有效渗透率、孔渗关系等进行储层的评价分类。测井计算反映储层物性的参数主要有孔隙度、渗透率、泥质含量以及粒度中值，甚至颗粒分选系数等，显然储层孔隙度高、渗透率大、泥质含量低、粒度大而均匀则储层物性好，相反，储层孔隙度低、渗透率小、泥质含量高、粒度细或颗粒不均匀则储层物性差。孔隙度是反映储层物性的重要参数，也是储量、产能计算及测井解释不可缺少的参数之一。目前，用测井资料求取储层孔隙度的方法已经比较成熟，精度完全可以满足油气储量计算和建立油藏地质模型的需要。声波、密度、中子三孔隙度测井的应用及体积模型的提出，给测井信息与地层的孔隙度之间搭起了一个有效而简便的桥梁。这三种测井方法是相应于地层三种不同的物理特性，并从三种不同角度上提供了地层孔隙度信息。经验表明，三孔隙度的测井系列对于高-中-低孔隙度的地层剖面，以及不同的储层类型，一般都具有较强的求解能力，并能较好地提供满足于地质分析要求的地层孔隙度数据。3．含油气性评价储集层的含油性是指岩层孔隙中是否含油气以及油气含量大小。地质上对岩心含油级别的描述分为饱含油、含油、微含油、油斑及油迹，其含油性依次降低。应用测井资料可对储集层的含油性作定性判断，更多的是通过定量计算饱和度参数来评价储集层的含油性。通常计算的饱和度参数有：地层含水饱和度Sw，束缚水饱和度Swb，可动水饱和度Swm；含油气饱和度Sh或含油饱和度So，含气饱和度Sg，残余油饱和度Sor，可动油饱和度Som以及冲洗带可