油气田开发测井

《油气田开发测井基础》读书报告学号：201104020305姓名：陈辉指导老师：邓老师时间：2014年5月油气田开发测井基础读书报告摘要通过对对20篇中外测井地质文献的阅读，我收获良多，主要存在以下几个方面：1油气测井地质在其勘探中的应用。2利用测井资料对地层层序，沉积相的研究。3利用成像测井资料研究裂缝。测井地质学简单地说，就是利用测井方法解释地质问题的一门学问。更确切地说，测井地质学是以地质学、岩石物理学和测井学的基本理论为指导，综合运用大量的测井信息并结合其它地质、测试等信息，解决地层学、构造地质学、沉积学、石油地质学以及油田地质学中各种地质问题的一门科学。关键词：测井地质学，成像测井，层序地层学，沉积相正文：1油气测井地质在其勘探中的应用综合测井数据解释的主要任务是识别地层、岩性及标志层，划分渗透层与非渗透岩层,确定油气水界面，划分小层，确定天然状态下各岩性的密度、井径和井斜等，从而为地质编录、无岩芯钻探以及钻孔工程质量评价提供可靠参数。而在油气田地质应用则主要是以下三个方面。也即是测井解释工作已形成的三个层次的技术。(1)利用地球物理测井信息进行地层层序划分和标定也即是测井资料的一次解释，也可称单井测井解释。重点是油水层的判断，及时进行探井试油，发现油气层。此外，还应进行完井的测井地质学解释，包括地层、岩性、储层、构造、裂缝识别与分析等内容。(2)测井资料的二次解释，也可称为精细测井解释。取心、录井、试油等基本完成，岩心的分析、化验部分完成，地质研究有进展，可以用这些资料初步标定测井，解释时间比较充裕。它是单井测井解释的再评价，应按勘探设计对目的层进行测井地质学解释。在勘探工程中需要进行对地质构造和断层研究，这就需要通过测井技术手段达到，从而支持了勘探工程的后续工作的实施(3)测井资料的三次解释，即多井测井解释。关键井的资料多、实验分析资料全、试油资料完整，地球物理、露头资料齐全。在开展多学科结合的油藏描述中，充分发挥测井的高分辨率、高精度的优点，开展测井地质学的应用，包括测井层序地层学、油气饱和度分布、沉积微相、精细构造、裂缝分布、现代地应力等研究。结合以上三个方面，测井地质分析对我们的要求测井地质分析理论是一套系统的、逐步发展的理论，在勘探、开发和测井的过程中需要工作人员掌握勘探和测井的方法和基本理论，将勘探工程和测井技术相结合，理解测井解释的基本公式，将公式运用于实际工作中还需要工作人员熟练掌握各层系地层的测井特征，了解各层系复杂储层的特征，结合各个地区独特的自然环境、地理环境以及地质情况，充分发挥测井资料的用途，不断提高勘探开发的水平，不断创新开发测井技术，了解主要特殊测井方法的用途，了解测井资料的基本应用方法。只有这样才能将测井技术很好的融入勘测开发中，为我国的石油勘探事业做出贡献，以应付我们以后面对的越来越复杂的油气藏，根据对测井资料解释的研究但测井解释仍存在两点缺陷1)当前综合测井曲线解释仍处于半定量水平。对砂体中的粗、中、细砂岩分辨能力不强，少部分钻孔间曲线幅度存在系统误差，即同一种数值的某种测井曲线在某钻孔中反映为粗砂岩，而在另一钻孔中则反映为中砂岩。2)对于细砂岩、粉砂岩分辨能力不强。细砂岩中粉砂含量较多时，它的测井曲线就与粉砂岩没什么两样了。曲线解释为细砂岩时，有时实际为粉砂岩。对于储层评价时，两种砂岩在孔隙度方面有很大区别，此时就只能依赖于钻探取芯，来具体分析。2利用测井资料对地层层序，沉积微相的研究。八十年代以来，测井技术的迅速发展，油气、煤田勘探开发的需要，层序地层学理论的出现以及其它相关学科的进展已迅速推动与拓展了测井地质学的研究范围·表现在传统测井地质，如地层压实、有机质含量求取、用测井资料确定岩性、岩相、沉积环境研究等有了更新的概念.在测井曲线旋回分析(如Milankovitch旋回分析)、测井层序地层学分析、测井曲线计算有机质含量并分析其在测井层序中的变化模式，而在以层序地层、旋回地层与地层模拟为基础的测井——地震综合使地震高分辨率上升到测井的量级等等.这将影响到多井解释、油藏描述、储层研究等一系列方面.根据Milankovich的周期，前南斯拉夫塞尔维亚人Ivlilankovich于1920年证明的天文周期，即地球轨道的岁差、地轴斜率及偏心率周期.岁差(近日点的变化)变化周期为1.9和2.1万年，地轴斜率(又称斜度，指黄赤夹角)周期为4.1万年;偏心率(指地球轨道由近圆到椭圆再到近圆的变化)主要周期分别是41.3,12.5和9.5万年。这些周期影响到气候，并通过气候影响到沉积物供应，沉积水体的大小(可容纳空间，层序地层学概念，P.RVai1,1981.).并以岩性、岩相、单层厚度、物性的变化记录在地层中，这些周期变化规律会相应地体现在地球物理测井中.设计一定的数据处理系统就可以提取这种周期信号，可以说Milankovitch周期是一类记录在地层中的“时钟”，是一种地层剖面中的不变量.众所周知沉积层序可以包含若干个不同类型的沉积体系域及准层序组和准层序。准层序是一个以海泛面或与之对应的面为界，成因上有联系的层或层组构成的相对整合序列，是测井层序地层分析的最小基本单元，厚度为几米到几十米。有成因关联的一套准层序构成准层序组，根据准层序的叠置样式，准层序组可划分为进积、加积、退积等3种类型。测井曲线具有较高的纵向分辨率，可以划分出大多数地层单元，如层序、准层序组、准层序、层组等。划分层序地层的关键在于不同级别层序界面的识别。不同的层序界面岩性和沉积特征差异较大，反映到测井曲线上可表现为不同的幅度和频率(尺度)特征。测井曲线的幅度和趋势变化在一定程度上反映了沉积环境的变化，沉积环境的变化是层序界面形成的重要因素。而沉积物的不同韵律形成了地层差异和旋回，而测井曲线上的变化则可完美的显示这一切。而利用测井曲线解决层序问题则主要是寻找层序界面，在测井井层序分析中，层序界面一般表现为如下特征：①在岩性剖面上处于由下向上变粗的准层序组顶部或岩性突变处;②在测井曲线上，位于漏斗形曲线的顶部或测井曲线的幅度发生明显变化处;③在地层倾角测井矢量图上，能够确定为不连续的面，显示为杂乱模式或间断模式;④在自然伽马能谱测井曲线上，一般表现为总计数率低，低U值、低k值、低Th值以及低Th/U比值和高Th/k比值。当层序缺失某个体系域时，可能出现比较复杂的情况。具体的方法如下：1声波时差测井法2声波时差测井和电阻率曲线叠合法3地层倾角测井法4成像测井资料的运用等。而对于具体的准层序单元的划分则是根据测井曲线的突变和渐变的变化来划分。具体方法有：研究测井曲线频率(尺度)和功率谱的深频分析法、最大熵谱分析法;小波分析法;研究测井曲线自相似性的分形分析法等。测井曲线活度法、砂泥比曲线法等。而对于沉积环境的划分，则主要依靠的是能够识别厘米级的地层的高分辨率的地层倾角测井。倾角的矢量与深度关系大致分为4类。①红模式:倾向大体一致、倾角随深度增加而增大的一组矢量，可指示砂坝等。②蓝模式:倾向大体一致、倾角随深度增加而减小的一组矢量，一般反映地层水流层理。③绿模式:倾向大体一致、倾角随深度增加而不变的一组矢量，一般反映构造倾斜和水平层理。④白（乱)模式:倾角变化幅度大，或者矢量很少，可信度差，用以指示断层面、风化面或块状层理。主要研究的有(1)沉积环境的能量：沉积环境能量的判断可依靠地层倾角的大小，倾角沉积时水流流速大，沉积颗粒粗;倾角小表示沉积时水流流速小，沉积颗粒细。主要的判别标准见表1沉积相倾角水能沉积环境砂岩发育砂体延展20度强高能极好沿水流方向舌状10到20度中中等好垂直水流小于10度弱低能差垂直水流表1(2)古水流的方向及砂体延伸方向古水流方向的确定对于开发井有很大的益处，沿古水流方向注水可提高开发井的采收率，井位的布置一般也是沿古水流的方向。表1列出了古水流向与砂体的延伸方向的关系。利用地层倾角成果图判断古水流方向，主要采用的是蓝色模式法和矢量方位频率图法。在砂岩体中，蓝色模式的矢量方向一般都指示古水流方向;矢量方位频率图法就是将研究层段中所有矢量点进行方位统计，绘制出矢量方位频率图，方位频率图中主峰的个数反映作用营力的个数，峰的方向指示古水流方向，而峰的离散反映水流方向的变化范围。(3)砂岩体加厚方向砂体的加厚方向与古水流方向垂直，也即砂体加厚方向与砂体的模式倾向一致。根据倾角矢量图上红模式的倾向可以推断砂体的加厚方向。对于河道沉积砂体，砂岩段红模式的倾向指示河道底线所在方向，即砂体加厚方向;对于坝形砂体，其上披覆泥岩产生的红模式的倾向指向砂体在泥岩中的尖灭方向，红模式倾向的反方向指向坝体本身。(4)沉积微相研究各种沉积体沉积环境不同，所形成的沉积特点也就不同，这就为地层倾角的解释提供了便利。可以根据各种沉积体的沉积特点如韵律沉积、沉积的层理等来还原出古地理环境。A.网状河心滩沙坝:心滩，沙坝的孔渗性好，是很好的储集层。在解释中结合GR曲线可得。心滩主体部分GR测井曲线表现为圆柱曲线形状，底部与泥岩突变接触，顶部为渐变接触。方位频率图为单峰显示，水流层理倾向变化大，为分散的单峰。B.曲流河点沙坝:曲流河的特点是河床坡度缓，河道弯曲度大，流水搬运量稳定。GR曲线成凹钟形，底部有小片圆柱形，上部凹钟形有锯齿状。矢量图较为散乱，但其层理多为交错层理。C.三角洲分流河道砂体:在河道充填砂体基底，是槽状水流层理，向上为板状斜层理，倾角逐渐减小，倾向与趋向一致。矢量图上整个变化趋势为红色模式。方位频率图上单峰显示。GR曲线表现为钟形或圆柱形。D.分流河口沙坝:该沉积中GR曲线为锯齿漏斗型，矢量频率图为蓝色模式，方位频率图为单峰显示，倾向稍有些分散。砂体为反韵律沉积。E.浅海相海滩砂和沙坝:砂体在地层倾角测井矢量图上整个变化趋势为蓝色模式，表示上部颗粒粗水流能量大。倾角一般不超过200。砂体的水流层理为平缓的板状交错层理，交错层理的倾向指向海的方向，与砂体延伸方向垂直。方位频率图的单峰指向海的方向。F.浅滩陆棚砂体:GR测井曲线显示为锯齿状钟形或漏斗形曲线。水流层理为多变的板状交错层理，由于水流强度较弱，在矢量频率图上为低角度的绿色模式显示。方位频率图为多峰显示。G.浅海相碳酸盐岩礁:GR测井曲线在岩礁和上覆泥岩中为柱形曲线显示，在礁泥过渡区，出现锯齿状钟形曲线。矢量频率图以乱散模式显示，而上覆泥岩以红色模式显示。上覆泥岩红色模式的方位频率图指出礁体减薄方向，其相反方向为礁体增厚方向，与此垂直方向为礁体延伸方向。综上所述：研究沉积环境，首先通过地层倾角判断沉积环境的能量，再结合矢量方位频率图，确定古水流方向、砂体延伸及加厚方向;而沉积微相的识别则需要结合GR,SP等其他测井资料进行综合分析，以避免出现多解性。3利用成像测井资料研究裂缝裂缝识别是测井资料解释工作的重要组成部分，它是利用岩心、测试及成像测井资料，借助于常规测井响应对储层裂缝进行研究。天然裂缝发育与否，对油气藏研究意义重大。由于靠钻井取芯了解天然裂缝发育程度的方法成本太高，应用常规测井资料识别单井裂缝发育段就显得十分必要，而成像测井是了解天然裂缝发育与否最直接、最可靠的方法，因此将常规测井和成像测井结合进行裂缝识别的方法经济可行。成像测井(CFM)（斯伦贝谢）资料识别裂缝一般来说，裂缝在成像测井图像上显示条纹特征，裂缝不规则分布，且两侧地层的颜色是截然变化的。水平缝在成像测井图像上呈暗色水平(或正弦波)条纹;角度裂缝缝在成像测井图像上呈暗色正弦波条纹;高角度裂缝在成像测井图像上呈暗色“V”字形条纹;直立缝在成像测井图像上表现为与井轴近似平行出现的两条暗色条纹(见图1)根据裂缝的充填情况，可将裂缝分为未充填裂缝、半充填裂缝和全充填裂缝。钻井钻遇未充填裂缝时，裂缝被高电导率的钻井泥浆所充填，由于钻井泥浆电阻率低，在成像测井图像上表现为暗色条纹特征;充填裂缝在成像测井图像上表现出的颜色由浅到深，颜色的变化取决于裂缝充填物的成分以及裂缝的充填程度。常见的裂缝充填物类型主要有泥质充填，黄铁矿充填和方解石充填。被泥质和黄铁矿充填的裂缝上为自然裂缝在测井中的