2014测井数据处理与解释实践

谭茂金[e-mail]:教5楼114A159108693272014年11月北京地球物理测井数据处理与解释DataprocessingandinterpretationofBoreholegeophysics地球物理测井实践课TrainingForBoreholegeophysics内容提要一、引言二、测井技术概览五、实践报告编写要求三、典型油气水层测井特征四、测井数据处理与解释实验地球物理测井(geologicalwelllogging)—在钻孔中进行的各种地球物理勘探方法的总称。又称为：钻井地球物理勘探(boreholegeophysics)、矿场地球物理。简称为“测井”(Welllogging)。测井通常采用电缆将测量仪器(探头)送入井筒内完成对地层物理参数和井筒工程结构的测量，测量的结果经处理和解释得出石油勘探开发所需要的地质和工程参数。2)有关“井”的几个概念钻井(borehole)—又称钻孔，井孔，井眼泥浆(mud)—用于将钻井过程中产生的岩屑排出地面；保持对地层产生适当压力，防止发生井喷。裸眼井(openhole)与套管井(casedhole)１)地球物理测井一、引言1、测井分类可以看出，测井学是边缘学科；测井技术涉及应用电子学、计算机科学、传感器技术、精密加工和材料学等多项技术，是相互渗透和相互融合的结果。按物理方法分类：裸眼井测井探井、开发井套管井测井：工程测井、饱和度测井生产井动态监测按应用分类：石油测井煤田测井水文测井工程测井金属测井按领域分类：电学电阻率测井声学声波测井核物理学核测井力学电缆地层测试磁学井方位测井光学流体成份测量量子力学核磁共振测井热学井温测井实验学岩石物理实验一、引言物理方法分类1.电法测井a)以岩石导电性为基础的一组方法普通电极系电阻率法测井；微电极系测井；侧向测井及微侧向测井；感应测井、阵列感应测井、介电测井；地层倾角测井与微电阻率扫描成像测井。b)以岩石电化学性质为基础的一组方法自然电位法人工电位法2.声波测井(岩石弹性为基础)声波速度测井；声波幅度测井；声波电视测井；声波井壁成像测井；1、测井分类一、引言3核测井以物质的原子物理和核物理性质为基础的一组测井方法自然伽马与能谱测井；密度测井及岩性密度测井；中子测井；中子寿命测井；中子活化测井；同位素示踪测井核磁测井。4其它测井方法热测井泥浆测井检查井内技术状况的测井(井径、井斜)物理方法分类1、测井分类应用领域分类：一、引言1)划分钻孔岩性剖面，找出含油气储层，确定油气层的埋深及厚度；2)定量或半定量估计岩层的储杂性能(孔隙度、渗透率)；3)确定岩层的含油气性质(含油气饱和度及油气的可动性)；4)研究岩层产状，进行剖面对比，研究岩性变化及构造；5)在油田开发过程中，研究油层动态情况(油水分布的变化情况)；6)研究钻孔的技术状况(井径、井斜、井温、固井质量)；7)研究地层压力、岩石强度等问题。8)为地面地球物理勘探资料解释提供必要的参数；9)与地质、地球物理、钻井、测试等结合，储层空间描述和盆地分析10)油气井工程事故监测石油测井应用领域分类：1、测井分类一、引言1.石油勘探与开发过程的几个阶段(测井在其中的位置)1)地质调查—查明含油气盆地、提出含油气远景区；2)物探—帮助查明盆地状况，通过详查找出有利储油的构造；3)钻探—了解地质分层，寻找出油气层；4)测井—划分渗透性地层，判别渗透层含油气情况；5)试油与采油—为了解油井动态变化及研究井的技术状况，还须进行测井。测井是贯穿在整个石油勘探与开发过程中的一个不可缺少的环节。1、测井分类应用领域分类：一、引言裸眼井测井资料油田解释模型油井动态测井资料电缆测试资料射孔地震合成剖面测井沉积相分析地层评价(逐井)开发中期开发后期岩性描述储层分析含油气评价储量计算水泥胶结套管状况监测酸化压裂效果防砂效果产液剖面注入剖面温度压力剖面剩余油分布孔隙度饱和度渗透率压力剖面油藏模式分析油藏模拟油藏描述油藏工程采油工程裸眼井测井评价完井评价油藏监测开发初期勘探中后期勘探初期油田生产动态服务于油气勘探和开发的全过程国外煤田测井早期主要用于分层定厚，对比煤层、岩层和检查钻探质量，近年来则研究推广测定煤质参数，煤与围岩物理力学参数，预测围岩稳定性等方法。①在钻孔剖面中单解地划分出煤层并确定其埋，确定煤层厚度将煤层进一步划分为煤段和煤质岩石并确定各自厚度及详细结构②对钻孔剖面进行岩性划分；③确定灰分、挥发份、发热量、水分、硫、碳、氢、氧等多种组份的含量和变质程度④钻孔剖面对比，煤层对比⑤确定矿床或煤层厚度、结构和煤质参数的面积性变化规律⑥预测岩石的稳定性和易崩落性；确定岩石的物理一力学性质(密度、孔隙度、抗压和抗拉强度、硬度、杨氏模量、泊松比、切变模量等)⑦研究可采煤层的顶底板，划分其岩性类型确定其物质和粒度组成以及胶结物类型⑧确定岩层产状、划分断层和井旁构造；研究沉积环境⑨确定含水层位置，研究岩石的含水、含气状况和钻孔的技术状况。煤田测井应用领域分类：1、测井分类一、引言水文测井在钻孔中研究地下水特点的各种物探方法统称为水文测井。它的任务包括：①划分含水层与隔水层，并确定其深度和厚度；②确定含水层的孔隙度和渗透率，并估计其涌水量；③研究地层水矿化度；④研究地下水的流动方向和速度，等等。根据任务不同，可以单独或综合应用电阻率法测井、自然电位测井、放射性测井和声波测井等。例如，利用电阻率法测井划分含水层与隔水层；利用自然电位测井研究地层水矿化度；利用充电法或同位素法研究地下水流速流向；通过测量井中盐化泥浆的电阻率变化确定涌水量(—般称扩散法)等。水文测井对于寻找工农业用水和解决矿区水文地质及工程地质问题都有一定意义。应用领域分类：1、测井分类一、引言工程测井铁道部第一勘测设计院(铁一院)利用外资贷款于2003年引进了英国GR公司的深孔综合工程测井站。该设备可测试的参数达l3种：电阻率、井温、井径、超声成像等。特别是超声成像，可将孔内岩层产状、裂隙发育状况、走向直接反映出来；全波列测试可测得岩体纵波、横波、弹性模量、泊松比等。该仪器尚有测深孔孔斜、方位角以及孔中任意点的参数。(1)桩基检测。检查各类建筑基础桩的质量。(2)井中地质雷达。可形成地下彩色二维图象．直观地显示地下各种管道(金属、水泥)、电缆线(电话、电源线等)、空洞(防空洞、老窑采空区、充填区等)、污染土壤分布区等。(3)井中声波成像。应用领域分类：1、测井分类一、引言1．测井设备2．井场布置3．测井电缆2、测井现场一、引言3、测井的井下环境1．钻井工程及泥浆2．泥浆侵入带3．泥浆、井径和侵入带等环境因素冲洗带：岩石孔隙受到泥浆滤液的强烈冲洗，原始流体被挤走，孔隙中为泥浆滤液和残余地层水或残余油气。过渡带：距井壁有一定的距离，泥浆滤液减少，原始流体增加。未侵入带：未受泥浆侵入的原状地层。一、引言泥质砂岩地层测井特征与解释成果二、测井技术概览商xxx井区Ⅰ类油层测井特征典型图例二、测井技术概览声电成象测井SL-6000EC-5700声电成像测井四测井成果概览二、测井技术概览油气水层的一般特点地层孔隙性渗透性SP侵入特性(RmfRw)孔隙度测井显示录井油气显示油层较好≥3～5一般小于纯水层低侵或不明显油气显示好,气层较好≥3～5一般小于纯水层低侵或不明显φn小φn,φd大气测异常大,岩屑录井有显示水层较好≈1幅度最大高侵无油气显示或含稠油油水同层较好2～4介于油、水层，底部幅度大低侵或不明显，高侵气水同层较好2～4介于油、水层，底部幅度大低侵或不明显，高侵气水界面上与气层相同含油水层较好接近水层接近水层高侵干层差无或很小无侵入wwaotRRRR,三、典型油、气、水层测井响应1.典型水层①自然电位异常幅度大；②深探测电阻率小；③计算得到的含水饱和度Sw≈100%；④明显高侵；⑤录井及井壁取心均无油气显示，邻井试油为水层。三、典型油、气、水层的测井响应2.典型油层①深探测电阻率明显升高（是水层的3―5倍以上）；②低侵或者侵入不明显；③计算得到的含水饱和度一般≤50%；④录井及井壁取心油气显示好；⑤自然电位异常一般比水层略小些。三、典型油、气、水层测井响应3.典型气层①深探测电阻率显示与油层相同；②声波增大或出现周波跳跃现象；③中子孔隙度明显降低（中子伽马数值增高）；④体积密度值降低。三、典型油、气、水层的测井响应典型气层典型油层三、典型油、气、水层测井响应实验一测井图件认识与储集层定性划分实验二含泥质砂岩地层测井处理实验三测井软件介绍与开发平台应用四、测井数据处理与解释实验实验一测井图件认识与储集层定性划分通过对测井图件和曲线特征的分析和认识，认识测井曲线的名称、刻度、读图等，掌握定性划分砂泥岩剖面储集层的基本方法，巩固已经学过的钻井地球物理课程的主要内容与应用。正确划分出储集层和非储集层，对砂泥岩剖面能区分开较明显的油水层。进行测井曲线读数，简单地计算出孔隙度、饱和度等参数。图4-1是某井的综合测井曲线图。图中共有5道，第一道主要为反映岩性的测井曲线道，包括：自然电位测井曲线――曲线符号为SP、记录单位mv；自然伽马测井曲线――曲线符号为GR、记录单位API；井径测井曲线――曲线符号为CAL，记录单位in或cm；岩性密度测井曲线(光电吸收界面指数)――曲线符号为PE；第二道是深度道；通常的深度比例尺为1：200或1：500；第三道是电阻率测井道，反映含油性，包括深中浅三条电阻率测井，分别是：深侧向测井曲线――曲线符号为LLD、记录单位Ω•m；浅侧向测井曲线――曲线符号为LLS、记录单位Ω•m；微球形聚焦测井曲线――曲线符号为MSFL、记录单位Ω·m；电阻率测井曲线通常为对数刻度。1、测井曲线图的认识实验一测井图件认识与储集层定性划分第四道为反映孔隙度的测井曲线道，包括：密度测井曲线―曲线符号为DEN或RHOB，记录单位g/cm3；中子测井曲线―曲线符号为CNL或PHIN，记录单位%，有时为v/v。声波测井曲线―曲线符号为AC或DT，记录单位us/ft，有时为us/m。中子和密度测井曲线刻度的特点是保证在含水砂岩层上两条曲线重叠，在含气层上，密度孔隙度大于中子孔隙度，在泥岩层上，中子孔隙度大于密度孔隙度；第五道是反映粘土矿物类型道，包括自然伽马能谱测井中的三条曲线：放射性钍测井曲线――曲线符号为Th或THOR，记录单位是ppm；放射性铀测井曲线――曲线符号为U或URAN，记录单位ppm；放射性钾测井曲线――曲线符号为K或POTA，记录单位%。实验一测井图件认识与储集层定性划分1、测井曲线图的认识W903井测井曲线图PE010自然电位-3020自然伽马0150井径616深度(m)微球形聚焦22000深侧向22000浅侧向22000补偿密度23声波时差14040补偿中子孔隙度0.42-0.18钍030钾00.5铀020268026902700271027202730274027502770图4-1某井砂泥岩地层测井曲线图实验一测井图件认识与储集层定性划分2、测井曲线特征自然电位有明显的异常，异常的方向和幅度取决于泥浆滤液电阻率(Rmf)和地层水的电阻率(Rw)，或者说与Rmf与Rw的比值有关,如果RmfRw，则为负异常，否则为正异常。自然伽玛曲线亦显示低值。微电极曲线一般在砂岩层幅值高，并出现正幅差。泥岩的幅度和幅差均较低。砂岩中含灰质较多的夹层，因为致密电阻率异常高，幅度差很小或没有。一般幅度差大小标明了储集层渗透性的好坏。普通电阻率测井曲线在泥岩处显示为低值。砂岩处显示为高值，含油砂岩幅值就更高，如有两条探测深度不同的Ra曲线，幅值的差别显示着低侵、高侵。通常在油层上为低侵，水层上为高侵。井径在泥岩层扩大，砂岩层缩小(略小于钻头直径)。实验一测井图件认识与储集层定性划分(1)砂泥岩剖面的测井曲线特征地层测井曲线储集层－砂岩非储集层－泥岩自然电位负异常(RwRmf)正异常(RwRmf)泥岩基线自然伽马低高