一绪论及电法测井

1石油工程测井绪论测井石油工程LoggingofPetroleumEngineeringWellloggingLoggingGeophysicalwelllogging测井原理及工程应用2绪论测井及其资料的用途测井的基本原理测井方法分类测井技术发展概况3测井及其资料的用途●测井是一种勘探的方法或手段●测井是地球物理测井的简称，亦称钻井地球物理勘、矿场地球物理、油矿地球物理等，是地球物理勘探的一个重要分支●测井是在井孔（钻孔）中进行的各种地球物理勘方法的统称。它是通过观测井孔内各种地球物理场的特征，来研究钻孔周围介质的性质和分布状态，从而解决各种地质、勘探、开发、工程和有关科学与技术问题的。测井资料的用途？？地层评价;油藏静态描述与综合地质研究;油井检测与油藏动态描述;钻井采油工程绪论4主要包括单井油气解释与储层精细描述两部分：前者的目的是对本井作初步解释与油气分析，即划分岩性与储集层，确定油、气、水层及油水分界面，初步估算油气层的产能，尽快为随后的完井与射孔提供依据。后者的目的在于对储集层的精细描述，主要内容有岩性分析，计算地层泥质含量和主要矿物成份，计算储集层参数：孔隙度、渗透率、含油油气饱和度和含水饱和度、已开发油层(水淹层)的剩余饱和度和残余油饱和度，油气层有效厚度等等，综合评价油气层及其产能，为油气储量计算提供可靠的基础数据。绪论5以多井测井评价形式完成的,将多井测井资料同地质、地震、开发等资料结合，做综合分析评价，目的是以油气藏评价为目标，提高对油气藏的三维描述能力，重现储集体的时空分布原貌与模拟。主要内容有：测井、地质（岩心、录井）、地震等资料的横向变化规律；研究地区地质构造、断层和沉积相以及生、储、盖层；研究地下储集体几何形态与储集参数的空间分布；研究油气藏和油气水分布规律；计算油气储量，为制定油田开发方案提供大量可靠的基础地质数据。绪论6在油气田开发过程中，研究产层的动态参数(包括Φ、k、S0、T、P、Q等)的变化规律，确定油气层的水淹级别及剩余油气分布,确定生产井的产液剖面和液入井的吸收剖面以及它们随时间的变化情况,监测产层的油水运动状态、水淹状态、水淹状况及其采出程度，确定挖潜部位，对油气藏进行动态描述，为单井动态模拟和全油田的油藏模拟提供基础数据，以制定最优的开发调整方案、达到最大限度地提高最终采收率的目的。绪论7在钻井工程中,测量井眼的井斜、方位和井径等几何形态的变化，估算地层孔隙流体压力和岩石破裂压力、压力梯度，确定下套管的深度和水泥上返高度，检查固井质量、确定井下落物位置、钻具切割等；在采油工程中，进行油气井射孔，检查射孔质量、酸化和压裂效果，确定出水、出砂和串槽层以及压力枯竭层位等等。绪论8参考书9把测井参数加工成地质或井技术参数的过程岩性物性参数含油性其他曲线数据图象其他地质或井技术参数测井参数测井解释测井、测井解释及其原理从地球物理勘探的含义上理解其原理绪论10地球物理勘探？？？地球物理：地球的物理性质岩层的物理性质电性声学特性核物理特性其它…导电特性电化学特性介电特性硬地层与软地层、油气层与水层电性的比较三大类测井方法绪论11测井仪器的组成及工艺过程井下仪器地面仪器电缆12测井的专业名称变更概况矿场地球物理勘查技术与工程应用地球物理勘查地球物理（测井）（物探）绪论1313绪论石油工程学院资源环境学院机电工程学院石油工程学院资源环境学院机电工程学院化学化工学院材料科学与工程学院计算机科学学院电气信息学院土木工程与建筑学院理学院经济管理学院文法学院政治学院外语学院体育学院艺术学院继续教育与网路学院应用技术学院工程训练中心（开发系）（勘探系）（机械系）1414绪论石油工程学院资源环境学院机电工程学院（开发系）（勘探系）（机械系）钻井采油油藏？地质物探测井？？石油工程资源勘查勘查技术？15测井方法分类★按研究的物理性质分类:1、电法测井2、声波测井3、放射性测井4、其它测井★按技术服务项目分类1、裸眼井地层评价测井系列2、套管井地层评价测井系列3、生产动态测井系列4、工程测井系列绪论16测井技术发展概况第一代：手动或半自动测井仪第二代：全自动测井仪第三代：数字测井仪第四代：数控测井仪第五代：数控成象测井仪绪论17第一代：翁文波1939，12，5，四川巴县（现重庆巴南区）石油沟第二代：JD-581多线电测仪仿苏联匈牙利SJD-83系列85年生产，是JD-581D的配套下井仪器，SJD-801D井下仪器相同第三代：我国70年代中后期引进并开始研制和仿造3600系列SJD801系列二、三代的区别：除了井下仪器系列的完整外，在记录方式上后者增加了数字记录第四代：数控测井仪70年代末投入商业性使用常见的有：司仑贝谢德莱赛（阿特拉斯）吉尔哈特（哈里伯顿）CSU3700系列DDL第五代：数控成象测井仪MAXIS-500ECLIPS-5700EXCELL-2000绪论18发展阶段模拟测井1964年以前数字测井1965～1972数控测井1973～1990成像测井1990年以后地面系统测量方式传输方式检流计光点照相记录仪数字磁带记录仪计算机控制记录仪成像测井仪单测为主部分组合多参数组合多参数阵列组合直流模拟传输单向编码传输双向可控数据传输双向可控数据传输井下仪器井下仪器电阻率普通电测、三侧向、七侧向双侧向、四臂地层倾角高分辨率地层倾角、微电阻率扫描方位电阻率成像、全井眼为电阻率成像电导率感应、深聚焦感应双感应数字感应阵列感应成像介电介电测井电磁波传播测井多频多探头电磁波声速连续声波补偿声波长源距声波偶极子横波成像测井声幅水泥胶结变密度水泥胶结评价井下声波电视超声成像自然伽马闪烁自然伽自然伽马能谱补偿自然伽马能谱复杂环境自然伽马能谱中子中子伽马单探测器中子双源距中子四探测器中子加速器中资源孔隙度密度地层密度补偿地层密度岩性密度岩性密度能谱、三探测器密度核磁测井核磁测井样机核仪磁共振仪核磁共振成像仪地层测试电缆地层测试重复式地层测试重复式地层测试模块化地层测试、套管井地层测试主要应用地层对比评价油气藏描述油气藏精细描述油气藏评价绪论19快测平台测井系统成像测井系统的发展背景快测平台测井系统的发展要求①以深、中、浅三个探测深度的电阻率测井和中子、密度、声波为主的常规测井资料，在大多数井内基本可以满足地质家的需要；②各石油公司期望尽量减少测井占井场的时间，希望测井快，不返工。快测平台测井系统的特点组合性强、总长度短、可靠性高、测井速度快；多种传感器集成在一只仪器上，可挂接各种成像测井井下仪器。20绪论21绪论22测井技术发展概况常规测井资料综合分析实例23电测井技术及应用电法测井通常指测量岩石导电特性介电特性电化学特性的所有测井方法。普通电测电流聚焦测井感应测井电成像测井介电测井电磁波传播测井自然电位测井人工电位测井24电测井技术及应用普通电阻率测井基本原理电极系曲线特征资料用途25影响岩石电阻率的主要因素岩性地层水电阻率—水性孔隙度—物性含油饱和度—含油性电测井技术及应用26岩石名称电阻率（Ωm）矿物名称电阻率（Ωm）粘土泥岩页岩疏松砂岩泥质页岩致密砂岩含油砂岩贝壳石灰岩泥灰岩石灰岩白云岩玄武岩花岗岩1～2×1025～6010～1022～505～10３20～10３2～10320～2×1025～5×10360～6×lO３50～6×1036×102～10５60×102～10５石英白云母长石石油方解石硬石膏无水石膏石墨磁铁矿黄铁矿黄铜矿1012～10１４4×10114×1011109～10１６5×103～5×10１２104～10610910－6～3×10－４10－４～6×10－３lO－４10－３常见矿物或岩石的电阻率电测井技术及应用27岩石的导电机理电子导电类岩石—火成岩离子导电类岩石—沉积岩电子离子导电类岩石泥质、骨架的概念泥质对岩石导电性的影响电测井技术及应用28泥质：由粘土矿物、细粉砂和水组成的混合物。骨架：除泥质以外的所有固体部分，包括岩石颗粒、充填物和胶结物等。电测井技术及应用29泥质的附加导电性：粘土为片状颗粒，与它们的体积相比，表面很大，这些粘土颗粒由2到3层铝氧八面体或硅氧四面体堆砌而成。由于一些Mg++代换了铝氧八面体晶格中的Al+++，在片状粘土的表面出现了过剩的负电荷。这些负电荷具有不能移动的束缚电荷性质。为了保持粘土颗粒的电中性，就要补偿这种局部的电荷不平衡，其补偿剂就是附着在干粘土表面的阳离子，也就是平衡离子或补偿阳离子，结果在粘土颗粒表面形成偶电层。电测井技术及应用30粘土颗粒表面特性电测井技术及应用31岩石电阻率与地层水性质的关系影响地层水电阻率RW的主要因素RW=f(化学成分、浓度、温度）电测井技术及应用32成分电阻率浓度gl-1NaClKClMgCl20.015365734310.1054.658.2451.005.755.754.99电测井技术及应用33F=R0/RW=a/mF:地层因素(FormationFactor)。其只与孔隙度和孔隙结构有关,亦称相对电阻率R0—100%含水岩石的电阻率RW—地层水电阻率a—岩性指数m—胶结指数—孔隙度☆近似计算时,可取a=1m=2电测井技术及应用34岩石储油物性的好坏取决于岩石的有效孔隙度,但它不能通过测量得到。经研究表明R0与RW、孔隙度和岩性有关，通过实验得知，无论如何改变RW，但R0与RW的比值是个常数：我们定义这个比值为岩石的地层因素F，它只与岩石的孔隙度、胶结情况和孔隙形状有关，而与RW无关。wnn02W021W01RRRRRR适用条件：纯地层（骨架不含导电矿物或泥质含量5%）35电阻率指数(ResistivityIndex)（电阻增大系数）定义：I=Rt/R0I=b/Swn=b/（1-S0）nI只与岩石的含油饱和度有关，而与RW、孔隙度、及隙度的形状无关。Rt—岩石的电阻率R0—100%含水岩石的电阻率n—饱和度指数（只与岩性有关，表示油水在孔隙中分布状况对Rt的影响）b—系数☆近似计算时，可取b=1n=2电测井技术及应用36由和可得到:mWaRRF0nWtSbRRI0nmtWWORabRSS11电测井技术及应用37普通电阻率测井原理•电阻率测井的理论问题•正演问题•反演问题介质分布电场分布正演反演38均匀介质中的电阻率测井描述电场的物理量：电场强度E电流密度j电位U三者之间的关系：E=RjE=-gradU39电测井技术及应用均匀介质条件下电阻率的测量供电电极Ar在距离以供电电极A为球心、以r为半径的球面上的任何一点处的电位u为：rRIu440在均匀介质条件下因此则24rIj24rIREdrdUgradUE24rIRdrdU41drrRIdU24积分得CrRIdrrRIdUU442C=？？？？最后得：实际测量ΔUMNrRIU442NMMNUUUAMRIUM4ANRIUN4ANAMMNRIUMN443均匀介质条件下的电阻率公式:IUMNANAMRMN4IUKRMN44电测井技术及应用非均匀介质条件下电阻率的测量实际测井时的地层及井眼情况：45冲洗带过渡带侵入带侵入带原状地层泥饼46电测井技术及应用视电阻率的概念：对于均匀介质，电阻率与电位差之间存在着很简单的关系，通过测量电位差，利用即可求出介质的电阻率。在实际测井中，所遇到的是全非均匀介质，此时，两者关系非常复杂。为此，根据该式定义一个视电阻率Ra，它和在任何非均匀介质中所测的电位差△uMN之间有类似的关系，即：，将这种在综合条件影响下测量的岩石电阻率称为视电阻率Ra(apparentresistivity）。IuKRMNIuKRMNa47视电阻率的特点：？？Ra=f(Rt,Ri,Rm,Rs,D,d,h,L)48Rm------泥浆电阻率(mud)Rmf-----泥浆滤液电阻率(mudfluid)Rmc-----泥饼电阻率(mudcakes)Rw------地层水电阻率(water)Rxo-----冲洗带电阻率Ri--