第一章 自然电位测井PPT讲稿.ppt

第一章 自然电位测井第1页，共55页，编辑于2022年，星期二学时学时:36 学分学分:2分分上课时间上课时间:10-18周，周二（周，周二（3,4节），周四（节），周四（5,6节）节）地点地点:周二：周二：2#1111周四：东阶周四：东阶402测井方法与综合解释测井方法与综合解释第2页，共55页，编辑于2022年，星期二一、课程的性质和目的一、课程的性质和目的1.性质：测控技术与仪器专业限选课性质：测控技术与仪器专业限选课2.目的目的 通过本课程的学习使学生掌握通过本课程的学习使学生掌握常规测井原理常规测井原理(电、声、核电、声、核)；常规测井解释方法；常规测井解释方法；计算机解释平台。计算机解释平台。测井方法与综合解释测井方法与综合解释第3页，共55页，编辑于2022年，星期二3.重要性重要性测井方法与综合解释测井方法与综合解释n测井又称测井又称“井中地球物理勘探井中地球物理勘探”，是物理探矿的一种，是物理探矿的一种方法，是钻孔中使用的地球物理勘探方法的通称。测方法，是钻孔中使用的地球物理勘探方法的通称。测井是将地质信息转换成物理信号，然后再把物理信号井是将地质信息转换成物理信号，然后再把物理信号反演回地质信息的一种技术。反演回地质信息的一种技术。n根据所利用的岩石物理性质不同，可分为根据所利用的岩石物理性质不同，可分为电电测井、测井、放放射性测井、射性测井、声声波测井、波测井、磁磁测井、测井、热热测井和测井和重力重力测测井等。井等。（1）什么是测井技术？）什么是测井技术？第4页，共55页，编辑于2022年，星期二测井的目的测井的目的n根据地质和地球物理条件，合理地选用综合测井方法。根据地质和地球物理条件，合理地选用综合测井方法。可以详细研究可以详细研究钻孔地质剖面钻孔地质剖面、探测有用矿产探测有用矿产、详细、详细提供计算提供计算储量所必需的数据储量所必需的数据，如，如油层的有效厚度、孔隙度、含油气饱和油层的有效厚度、孔隙度、含油气饱和度和渗透率度和渗透率等，以及等，以及研究钻孔技术情况研究钻孔技术情况等任务。此外，井等任务。此外，井中磁测、井中激发激化、井中无线电波透视和重力测井中磁测、井中激发激化、井中无线电波透视和重力测井等方法还可以发现和研究钻孔附近的盲矿体。测井方法等方法还可以发现和研究钻孔附近的盲矿体。测井方法在石油、煤、金属与非金属矿产及水文地质、工程地质在石油、煤、金属与非金属矿产及水文地质、工程地质的钻孔中，都得到广泛的应用。特别在油气田、煤田及的钻孔中，都得到广泛的应用。特别在油气田、煤田及水文地质勘探工作中，已成为不可缺少的勘探方法之一。水文地质勘探工作中，已成为不可缺少的勘探方法之一。石油测井的目的石油测井的目的-识别油气层识别油气层第5页，共55页，编辑于2022年，星期二 应用测井方法可以应用测井方法可以减少钻井取心工作量，提高勘探速度，降减少钻井取心工作量，提高勘探速度，降低勘探成本低勘探成本。在油田有时把测井称为矿场地球物理勘探、油矿。在油田有时把测井称为矿场地球物理勘探、油矿地球物理或地球物理或地球物理测井地球物理测井。地球物理测井地球物理测井(简称测井简称测井)是地球物理学的重要分支，它以是地球物理学的重要分支，它以物理学、数学、地质学物理学、数学、地质学为理论基础，采用为理论基础，采用先进的电子及传感器、先进的电子及传感器、计算机信息论、层析成像和数据处理计算机信息论、层析成像和数据处理等技术，借助专门的探测仪器等技术，借助专门的探测仪器设备，沿设备，沿钻井剖面观测岩层的物理性质钻井剖面观测岩层的物理性质(岩石物理性质岩石物理性质)，以研，以研究和解决地质问题，进而究和解决地质问题，进而发现油气、煤、金属与非金属、放射发现油气、煤、金属与非金属、放射性、地热、地下水等矿产资源性、地热、地下水等矿产资源。近年来已。近年来已扩展到工程地质、灾害扩展到工程地质、灾害地质、生态环境、考古研究等应用领域地质、生态环境、考古研究等应用领域。第6页，共55页，编辑于2022年，星期二 测井作为勘探与开发油气田的重要方法技术，至今已近测井作为勘探与开发油气田的重要方法技术，至今已近80年的历年的历史。随着科技进步和测井技术本身的发展，它在史。随着科技进步和测井技术本身的发展，它在油气勘探、开发和生油气勘探、开发和生产的全过程中发挥着更大的作用产的全过程中发挥着更大的作用，为油气工业带来更高的经济效益为油气工业带来更高的经济效益。近十几年来的测井技术，特别是近十几年来的测井技术，特别是20世纪世纪90年代后，取得了重年代后，取得了重大进展。按照大进展。按照传统的观点传统的观点，测井技术在油气勘探与开发中，测井技术在油气勘探与开发中，仅仅仅仅对油气层做些储层储集性能和含油气性能对油气层做些储层储集性能和含油气性能(孔隙度、渗透率、含孔隙度、渗透率、含油气饱和度和油水的可动性油气饱和度和油水的可动性)定量或半定量的评价工作定量或半定量的评价工作，这已远，这已远远跟不上油气工业迅猛发展的需要。而当今测井工作中评价油远跟不上油气工业迅猛发展的需要。而当今测井工作中评价油气藏的理论、方法技术有了长足的发展，解决地质问题的领域气藏的理论、方法技术有了长足的发展，解决地质问题的领域也在逐步扩大。目前，也在逐步扩大。目前，地球物理测井研究和解决油气勘探与开地球物理测井研究和解决油气勘探与开发问题发问题，有以下几方面有以下几方面。第7页，共55页，编辑于2022年，星期二 油气藏的基础地质问题研究油气藏的基础地质问题研究:1)利用地球物理测井信息进行地层层序划分和标定。利用地球物理测井信息进行地层层序划分和标定。2)利用测井资料进行利用测井资料进行油气藏精细地质构造油气藏精细地质构造以及断层研究。以及断层研究。3)以构造地质学基本理论为指导，通过构造应力分析，充分以构造地质学基本理论为指导，通过构造应力分析，充分利用测井信息进行裂缝型储集带定量研究，认识裂缝发育分布规利用测井信息进行裂缝型储集带定量研究，认识裂缝发育分布规律。律。4)地球物理测井沉积学的研究，综合其他地质资料，进行沉地球物理测井沉积学的研究，综合其他地质资料，进行沉积微相的分析，确立沉积环境和古水流方向。积微相的分析，确立沉积环境和古水流方向。第8页，共55页，编辑于2022年，星期二 地球物理测井是解决有关矿产资源地质、工程地地球物理测井是解决有关矿产资源地质、工程地质、灾害地质、生态环境等问题的手段和依据，是对质、灾害地质、生态环境等问题的手段和依据，是对钻井内实际地质情况有条件地间接反映，必须将测井钻井内实际地质情况有条件地间接反映，必须将测井信息进行深加工，转换成地质信息、工程信息以及灾信息进行深加工，转换成地质信息、工程信息以及灾害地质、生态环境等信息，才能达到认识问题和解决害地质、生态环境等信息，才能达到认识问题和解决问题的目的。问题的目的。第9页，共55页，编辑于2022年，星期二石油勘探中的应用：石油勘探中的应用：1)利用地球物理测井信息利用地球物理测井信息解释评价油、气、水层解释评价油、气、水层，计算含油气岩系，计算含油气岩系的的孔隙度、渗透率和含油孔隙度、渗透率和含油(气气)饱和度饱和度。2)利用测井信息研究生油层、盖层及油气的生、储、盖组合。利用测井信息研究生油层、盖层及油气的生、储、盖组合。3)利用测井信息研究油储储量参数、地下流体性质、分布状况。利用测井信息研究油储储量参数、地下流体性质、分布状况。此外，测井工作还可用于现代地应力场定量分析此外，测井工作还可用于现代地应力场定量分析,预测和监测地层预测和监测地层压力、破裂压力压力、破裂压力,为合理开发油气和科学钻探提供依据。为合理开发油气和科学钻探提供依据。地球物理测井是一门仍在迅速发展的技术学科，伴随着油气地球物理测井是一门仍在迅速发展的技术学科，伴随着油气等矿产资源开发的难度加大和科学技术的快速发展，测井新理论、等矿产资源开发的难度加大和科学技术的快速发展，测井新理论、新方法、新技术也在不断出现和发展。新方法、新技术也在不断出现和发展。第10页，共55页，编辑于2022年，星期二二、课程的特点和学习方法二、课程的特点和学习方法1.课程特点课程特点(1)要求知识面宽、渊博，物理与地质相结合；要求知识面宽、渊博，物理与地质相结合；(2)广而不深；广而不深；(3)内容包括方法、处理、解释；内容包括方法、处理、解释；(4)学完本课程可具备现场解释的基本能力；学完本课程可具备现场解释的基本能力；(5)常规解释定性知识较多，定量少一些，目前向定量发展。常规解释定性知识较多，定量少一些，目前向定量发展。(6)每一章相的方法独立，但解释评价又相互联系。每一章相的方法独立，但解释评价又相互联系。测井方法与综合解释测井方法与综合解释第11页，共55页，编辑于2022年，星期二2.学习方法学习方法(1)上课认真看书、听讲，积极思考问题；上课认真看书、听讲，积极思考问题；(2)多看书，多思考，必须综合解释评价，没有固定的解释方法；多看书，多思考，必须综合解释评价，没有固定的解释方法；(3)学习基本方法，掌握理论知识如何用来解释实际问题；学习基本方法，掌握理论知识如何用来解释实际问题；(4)认真完成作业，巩固所学知识。认真完成作业，巩固所学知识。三、成绩组成三、成绩组成平时成绩平时成绩20%考试成绩考试成绩80%测井方法与综合解释测井方法与综合解释第12页，共55页，编辑于2022年，星期二现现场场测测井井示示意意图图第13页，共55页，编辑于2022年，星期二第14页，共55页，编辑于2022年，星期二第15页，共55页，编辑于2022年，星期二课程主要内容：课程主要内容：第一章第一章 自然电位测井自然电位测井第二章第二章 普通电阻率测井普通电阻率测井 第三章第三章 侧向测井侧向测井 第四章第四章 微电阻率测井微电阻率测井 第五章第五章 感应测井感应测井第六章第六章 声波测井声波测井 测井方法与综合解释测井方法与综合解释第16页，共55页，编辑于2022年，星期二第七章第七章 自然伽马测井和放射性同位素测井自然伽马测井和放射性同位素测井 第八章第八章 密度测井和岩性密度测井密度测井和岩性密度测井 第九章第九章 中子测井中子测井 第十章第十章 测井资料综合解释基础测井资料综合解释基础 第十一章第十一章 评价岩性和孔隙度基本方法评价岩性和孔隙度基本方法 第十二章第十二章 评价含油性的基本方法评价含油性的基本方法第十三章第十三章 测井资料计算机解释测井资料计算机解释 第十四章第十四章 现代测井技术与应用现代测井技术与应用第17页，共55页，编辑于2022年，星期二第一章第一章 自然电位测井自然电位测井自然电位自然电位-Spontaneous。是划分岩性和。是划分岩性和研究储集层性质的基本方法之一。研究储集层性质的基本方法之一。1.1 自然电位的成因自然电位的成因一、电化学电动势一、电化学电动势1、扩散电动势、扩散电动势第18页，共55页，编辑于2022年，星期二第19页，共55页，编辑于2022年，星期二第20页，共55页，编辑于2022年，星期二第21页，共55页，编辑于2022年，星期二第22页，共55页，编辑于2022年，星期二定义扩散电动势系数定义扩散电动势系数则扩散电动势为则扩散电动势为在温度为在温度为18度时，纯砂岩中的扩散电动势系数为度时，纯砂岩中的扩散电动势系数为-11.6mV。第23页，共55页，编辑于2022年，星期二2、扩散吸附电动势、扩散吸附电动势第24页，共55页，编辑于2022年，星期二Kda扩散吸附电动势系数。它与岩层的泥质阳离子交换能力扩散吸附电动势系数。它与岩层的泥质阳离子交换能力Qv有关。在有关。在Qv接近极限值的情况，岩石中只有正离子参加接近极限值的情况，岩石中只有正离子参加扩散，可看作氯离子迁移率为扩散，可看作氯离子迁移率为0的扩散，此时电动势系数为的扩散，此时电动势系数为扩散吸附电动势为扩散吸附电动势为这是扩散吸附电动势的最大值。在温度为这是扩散吸附电动势的最大值。在温度为18度时，度时，min（Kda）=-11.6mV，max（Kda）=58.0mV。第25页，共55页，编辑于2022年，星期二二、二、动电学电动势动电学电动势第26页，共55页，编辑于2022年，星期二第27页，共55页，编辑于2022年，星期二1.2 自然电位测井及曲线特征自然电位测井及曲线特征第28页，共55页，编辑于2022年，星期二1.2 自然电位测井及曲线特征自然电位测井及曲线特征第29页，共55页，编辑于2022年，星期二第30页，共55页，编辑于2022年，星期二第31页，共55页，编辑于2022年，星期二第32页，共55页，编辑于2022年，星期二第33页，共55页，编辑于2022年，星期二第34页，共55页，编辑于2022年，星期二1.3 自然电位曲线的影响因素自然电位曲线的影响因素一、地层水和泥浆滤液中含盐浓度比值一、地层水和泥浆滤液中含盐浓度比值二、岩性二、岩性三、温度三、温度四、地层水和泥浆滤液中含盐性质四、地层水和泥浆滤液中含盐性质五、地层电阻率五、地层电阻率六、地层厚度六、地层厚度七、井径和泥浆侵入七、井径和泥浆侵入第35页，共55页，编辑于2022年，星期二第36页，共55页，编辑于2022年，星期二第37页，共55页，编辑于2022年，星期二第38页，共55页，编辑于2022年，星期二第39页，共55页，编辑于2022年，星期二第40页，共55页，编辑于2022年，星期二1.4 自然电位曲线的应用自然电位曲线的应用一、判断岩性和划分渗透性岩层一、判断岩性和划分渗透性岩层1、砂泥岩剖面、砂泥岩剖面2、碳酸盐剖面、碳酸盐剖面3、膏岩剖面、膏岩剖面第41页，共55页，编辑于2022年，星期二第42页，共55页，编辑于2022年，星期二第43页，共55页，编辑于2022年，星期二第44页，共55页，编辑于2022年，星期二1.4 自然电位曲线的应用自然电位曲线的应用二、估计泥质含量二、估计泥质含量含水纯砂层自然电位含水纯砂层自然电位纯泥层自然电位纯泥层自然电位经层厚、井眼等影响因素校正后的自然电位经层厚、井眼等影响因素校正后的自然电位如果泥岩自然电位取为如果泥岩自然电位取为0，纯砂岩自然，纯砂岩自然电位用电位用SSP表示，则泥质含量计算公式表示，则泥质含量计算公式为为第45页，共55页，编辑于2022年，星期二1.4 自然电位曲线的应用自然电位曲线的应用三、确定地层水电阻率三、确定地层水电阻率泥浆滤液等效电阻率泥浆滤液等效电阻率地层水等效电阻率地层水等效电阻率第46页，共55页，编辑于2022年，星期二2、求自然电位系数求自然电位系数K地表年平均温度地表年平均温度地温梯度，即温度随井深的变化率地温梯度，即温度随井深的变化率地层埋藏深度地层埋藏深度1、确定静自然电位、确定静自然电位SSP第47页，共55页，编辑于2022年，星期二3、求泥浆滤液等效电阻率、求泥浆滤液等效电阻率泥浆滤液等效电阻率由泥浆滤液电阻率转换得到。用图泥浆滤液等效电阻率由泥浆滤液电阻率转换得到。用图版（图版（图1-13）通过泥浆电阻率和泥浆密度来估计。）通过泥浆电阻率和泥浆密度来估计。4、求地层水电阻率、求地层水电阻率首先用首先用SP-1图版（图图版（图1-15）求出地层水的等效电阻率。）求出地层水的等效电阻率。然后用然后用SP-2图版（图图版（图1-14）求出地层水电阻率。）求出地层水电阻率。第48页，共55页，编辑于2022年，星期二1.4 自然电位曲线的应用自然电位曲线的应用四、判断水淹层四、判断水淹层第49页，共55页，编辑于2022年，星期二第50页，共55页，编辑于2022年，星期二第51页，共55页，编辑于2022年，星期二第52页，共55页，编辑于2022年，星期二基线基线偏移偏移第53页，共55页，编辑于2022年，星期二作业作业1、试绘出如下地层中的电流分布图及自然电位形状并计算当、试绘出如下地层中的电流分布图及自然电位形状并计算当K=70.7mV，Rw=10.m，Rmf=1.m时的总电动势及自然时的总电动势及自然电位电位SP（已知（已知Rm=0.1.m）。）。砂岩砂岩泥岩泥岩砂岩砂岩井眼井眼泥浆泥浆2、试写出自然电位曲线的特点。、试写出自然电位曲线的特点。第54页，共55页，编辑于2022年，星期二3、写出自然电位异常的影响因素。、写出自然电位异常的影响因素。4、已知、已知Rt=10.m，Rxo=50.m，Rs=2.5.m，SP=-50mV，h=5m，Di=1.25m，Dh=0.25m，Rm=0.5.m，求，求该层的静自然电位。该层的静自然电位。第55页，共55页，编辑于2022年，星期二