常规测井资料综合解释及应用

常规测井资料综合解释及应用中国石油大学（华东）王鹂2010.7主要内容测井、测井解释的概念测井技术发展及现状测井资料应用常规测井方法介绍测井系列的选择常规测井资料综合解释测井、测井解释测井：是应用地球物理的一个重要分支，它利用涉及电磁学、核物理学、声学等方面的各种类型仪器测量井下地层各种物理参数和井眼技术状况，以解决油田勘探、开发中的各类地质和工程技术问题。测井既是十大石油学科之一，又是石油工业中高科技含量最多的学科，测井技术贯穿油气田整个勘探、开发监测的全过程。测井资料解释：利用测井资料，分析地层的岩性、物性，判断油、气、水层，计算孔隙度、饱和度、渗透率等地质参数及储层综合评价研究。属于应用地球物理方法（包括重、磁、电、震、测井）之一。是利用岩层的电化学特性、导电特性、声学特性、放射性等地球物理特性，测量地球物理参数的方法。测井方法众多。电、声、放射性是三种基本方法。还包括一些特殊方法（如电缆地层测试、地层倾角测井、成像测井、核磁共振测井），其他形式如随钻测井。各种单一测井方法基本上是间接地、有条件地反映岩层地质特性的某一侧面。要全面认识地下地质面貌，发现和评价油气层，需要综合使用多种测井方法，并重视钻井、录井第一性资料。什么是测井？（1）取资料阶段测井车：地面记录设备、电缆；辅助设备：下部滑轮、上部大钩负荷指示器、滑动滑车；井下仪器：通过电缆与地面记录设备相连。测井工作流程（2）资料解释阶段通过人工综合解释、计算机数字处理得到岩层的各种地质参数（孔隙度、渗透率、饱和度等）,对储集层进行综合评价，确定出油气储集层。测井工作流程主要内容测井、测井解释的概念测井技术发展及现状测井资料应用常规测井方法介绍测井系列的选择常规测井资料综合解释世界测井技术的发展回顾斯仑贝谢兄弟发现电测井（1927年）；阿尔奇建立了阿尔奇公式（1941年）；勘探技术和开发技术；岩石中电、声、核、力、机械、磁信息是建立找油找气的物理基础；五代测井仪器的更新换代反映测井技术的进步。世界三大测井公司：斯仑贝谢公司、阿特拉斯公司、哈里伯顿公司中国测井技术的发展和现状模拟记录阶段半自动测井仪（第一代）50年代引进51型电测仪JD—581多线电测仪（第二代）数控测井阶段70年代3600数字测井仪（第三代）80年代CLS-3700、CSU、DDL-III数控测井仪（第四代）数控与成像测井并存阶段90年代ECLIP-5700、MAXIS-500成像测井仪（第五代）初期阶段：测井仪器比较简单，测井曲线为模拟曲线，测井资料解释为人工解释；数字化阶段：测井仪器在性能、测量精度等方面有较大改进，曲线记录方式为计算机数字记录，主要借助于计算机进行数字处理解释；成像测井阶段：上世纪90年代以后，随着测井技术的不断完善、相近学科的发展及新问题的出现，测井专家又研制出新一代的成像测井仪。其特点为测量精度高，并能对测量对象进行直观显示。从第一条测井曲线出现，相应的测井解释技术诞生。最初是简单的定性解释：“相面法”---根据测井曲线的形态判断油、水层。伴随着测井技术及其它相关技术的发展，测井解释也在发展：模拟计录—定性解释数字测井—定量处理：计算孔、渗、饱，识别岩性数控测井—采集更多地质信息，提高了评价油气层、解决地质问题的能力成像测井—获取更丰富地质信息，拓展测井应用领域，可开展深层次地质应用研究。测井解释的发展人工解释计算机自动处理解释人机交互联作解释成果自动直观显示定性解释半定量解释定量解释单井评价多井评价与油藏描述单学科应用多学科综合测井资料解释技术发展趋势：测井面临的难题：1、地质方面超低电阻率油气多变的地层水砂岩油气层砾岩、火成岩油气层评价裂缝性油气层碳酸盐岩裂缝性油气层孔隙低渗透致密砂岩油气层稠油层中高含水期的水淹层2、工程方面超饱和盐水泥浆测井恶劣井眼环境测井水平井测井测井面临的难题：主要内容测井、测井解释的概念测井技术发展及现状测井资料应用常规测井方法介绍测井系列的选择常规测井资料综合解释1、地层评价分析岩石性质，确定地层界面计算岩石及矿物组分，绘制岩性剖面图计算储层参数：孔隙度、渗透率、饱和度等储层综合评价，划分油层、气层、水层，并评价产能状况确定储层流体性质评价油气层的产能测井资料解释的主要任务测井资料的应用2、地质应用应用测井资料可编制钻井地质综合柱状剖面图，岩心归位，地层对比；研究地层构造、断层和沉积相；研究油气藏和油、气、水分布规律，计算油气储量和制订油田开发方案。测井资料的应用3、钻井工程方面的应用确定井眼的倾斜状况、方位和几何形态；估算平均井径，计算固井水泥用量；确定下套管的深度和水泥上返高度；估算地层孔隙流体压力和岩石的破裂压力梯度等。测井资料的应用4、采油工程应用进行油井射孔；测量生产剖面和吸水剖面；判断水淹层及水淹状况；检查射孔、酸化、压裂效果；确定套管破损、管外窜槽等情况。测井资料的应用主要内容测井、测井解释的概念测井技术发展及现状测井资料应用常规测井方法介绍测井系列的选择常规测井资料综合解释测井方法:测井又称矿场地球物理勘查。它主要是通过测量剖面地层的各种物理参数，以解决地质勘探、地质工程及油田开发等方面的问题。根据所测物理量的不同，测井方法可分为：（1）电法测井：主要测量地层的电阻率、电导率；（2）声波测井：主要测量地层的声波速度及声波能量的衰减程度；（3）放射性测井：主要测量地层的天然放射性、地层体密度、地层含氢指数；（4）生产测井：主要测量地层压力、温度、孔隙流体体密度及井孔内流体的流量等；（5）地层倾角测井：主要测量地层的倾角及倾向；（6）随钻测井：气测井，主要分析孔隙流体的烃成分；（7）成像测井：核磁共振测井（NMR）、井下声波电视（BHTV)、偶极子声波成像（DSI)、微电阻率扫描成像测井（FMI、FMR）、阵列感应测井（AIL)。一、自然电位测井自然电位测井是在裸眼井中测量井轴上自然产生的电位变化，以研究井剖面地层性质的一种测井方法。井内自然电动势起因：主要是由不同浓度的盐溶液相接触时的扩散—吸附作用和盐溶液在岩石孔隙中的渗滤作用造成的。适用条件：砂泥岩剖面、淡水泥浆条件下的裸眼井。主要影响因素：泥浆性能、岩性、物性等。井内自然电场分布示意图泥岩砂岩泥岩+++++________++++++__|___+++++++______————Cl-Na+Na+Na++-+-扩散电位吸附电位+++++________++++++__|___+++++++______自然电位曲线特征:泥岩基线泥岩基线:均质、巨厚的泥岩地层对应的SP曲线。最大静自然电位SSP：均质、巨厚的完全含水的纯砂岩层的自然电位读数与泥岩基线读数的差。SP异常：指相对于泥岩基线而言，渗透性地层的SP曲线的位置：负异常：在砂泥岩剖面井中，当井内为淡水泥浆（CwCmf）时，渗透性地层的SP曲线位于泥岩基线的左侧；正异常：在砂泥岩剖面井中，当井内为盐水泥浆（CwCmf）时，渗透性地层的SP曲线位于泥岩基线的右侧；泥岩基线负异常正异常自然电位曲线特征:曲线形态：1）曲线关于地层中点对称；2）厚地层（h4d)的SP曲线幅度近似等于地层的实际值，半幅点对应地层界面；3）随地层变薄，曲线读数受围岩影响增加，幅度降低，半幅点向围岩方向移动。自然电位曲线特征:砂泥岩剖面泥岩处:SP曲线平直（基线）砂岩处：SP曲线负异常（CwCmf））自然电位测井曲线实例泥岩基线SSP1.划分渗透性岩层2.判断油水层和水淹层3.地层对比和沉积相研究泥岩基线自然电位曲线的应用自然电位曲线的应用4.估算泥质含量5.确定地层水电阻率1212*minmaxminGCURCGCURVSHSPSPSPSPCCmfCwKRweRmfeKSSPlg*lg*二、自然伽马测井自然伽马测井是用伽马射线探测器测量岩石总的自然伽马射线强度，以研究井剖面地层性质的测井方法。单位：API主要放射性核素：U238、Th232、K40自然伽马测井曲线特点：1.不光滑，有统计性涨落变化。忽略涨落误差，与自然电位相似。2.储集层或纯岩石有低伽马异常，纯泥岩有高伽马异常泥岩基线自然伽马测井曲线应用1.划分岩性和地层对比高放射性储层：火成岩、海相黑色泥岩等中等放射性岩石：大多数泥岩泥灰岩等低放射性岩石：一般砂岩、碳酸盐岩等※2.储层划分砂泥岩剖面：低伽马为砂岩储层，半幅点分层碳酸盐岩剖面：低伽马表示纯岩石，需结合地层孔隙度分层。3.计算地层泥质含量4.计算粒度中值粒度大小与沉积环境、沉积速度及颗粒吸附放射性物质的能力有关，岩性越细，放射性越强1212*minmaxminGCURCGCURVSHGRGRGRGRC三、普通电阻率测井普通电阻率测井是通过测量地层电阻率来研究井剖面地层性质的测井方法。包括梯度电极系测井和电位电极系测井。目前常用曲线：4米底部梯度电阻率曲线2.5米底部梯度电阻率曲线普通电阻率曲线应用1.划分岩性剖面和确定岩层界面2.求岩层的真电阻率3.粗略判断油气水层4.地层对比和地质制图泥岩基线储层储层储层储层高阻高阻高阻低阻A井B井C井D井四、微电极测井微电极测井是在普通电阻率测井基础上发展起来的一种探测冲洗带电阻率的测井方法。微电极曲线由微电位和微梯度两条曲线组成，按相同的基线、相同的横向比例重叠而成。正幅度差：微电位大于微梯度负幅度差:微梯度大于微电位微电极电阻率曲线对地层的岩性、物性具有很强的分辨能力。一般而言，微电极电阻率数值反映岩性变化，幅度差反映储层的渗透性。正幅度差正幅度差正幅度差1.划分岩性和储集层渗透性砂岩：幅度中等，明显正幅度差，幅度和幅度差有随粒度变粗而增加的趋势渗透性生物灰岩：幅度和幅度差明显大于相邻的渗透性砂岩致密层：有明显的高幅度，薄层呈尖峰状，幅度差可正可负泥岩：曲线低值，无幅度差或很小的正、负幅度差，致密泥岩或含灰质泥岩为较高值正幅度差微电极曲线应用微电极曲线应用2.确定岩层界面和扣除非渗透性夹层3.确定含油砂岩的有效厚度4.确定井径扩大井段5.确定冲洗带电阻率和泥饼厚度五、井径测井井径曲线与名义井径（钻头直径）差值变化反映出地层的岩性特征、储层渗透性。主要用途：计算固井水泥量；测井解释环境影响校正：提供钻井工程所需数据；辅助判断储集层。扩径六、双感应测井感应测井是根据电磁感应原理测量地层电导率，进而研究井剖面的岩性和油气水层的一种测井方法。感应电阻率相当于井眼、侵入带、原状地层和围岩几部分电阻率的并联，低阻部分影响大。适用条件：油基或淡水泥浆砂泥岩剖面、中—低阻地层（小于50欧姆米）、中厚层（大于2米）双感应曲线应用1.与孔隙度测井组合，计算地层水电阻率2.定性判断油气、水层油气层：高阻，低侵剖面水层：低阻，高侵剖面aRRwm0双感应曲线应用3.确定地层真电阻率，计算含水饱和度4.油田地质应用油层对比和油层非均质性研究nmRtabRwSw七、双侧向测井双侧向测井是在七侧向和三侧向测井基础上发展起来的深浅侧向的组合测井，属于聚焦测井。双侧向电阻率相当于井眼、侵入带、原状地层和围岩几部分电阻率的串联，高阻部分影响大。适用条件：盐水泥浆井、高阻薄层地区、碳酸盐岩及火成岩等高阻地区1.划分岩性剖面2.与孔隙度测井组合，计算地层水电阻率3.定性判断油气、水层油气层：高阻，低侵剖面水层：低阻，高侵剖面4.确定地层真电阻率，计算含水饱和度5.油田地质应用油层对比和非均质性研究双侧向曲线应用八、声波测井声波测井是通过测量井壁介质的声学性质来判断井壁地层的地质特性及井眼工程状况的一类测井方法声波测井包括声速测井、声幅测井、声波全波列测井等声速测井是测量滑行纵波在井壁地层中传播速度的测井方法。补偿声波测井曲线记录的是地层的声波时差（μs/ft）。砂泥岩剖面：砂岩声波速度大，时差低；泥岩声波速度小，时差大。碳酸盐岩剖面：致密石灰岩和白云岩时差低，含泥质时时差增大，如有孔隙和裂缝时时差有明显增大。1.确定地层岩