常规测井曲线的原理及应用优秀课件.ppt

常规测井曲线的原理及应用第1页，本讲稿共65页1.自然电位测井（SP）一、各条测井曲线的原理及应用2.声波时差测井（AC）3.4.视电阻率测井(RT)5.三侧向测井（LLD/LLS)自然伽马 （GR）第2页，本讲稿共65页测井起源于法国，1927年9月，法国人斯仑贝谢兄弟（ConradSchlumberger和MarcleSchlumberger）发明了电测井，在法国Pechelbronn油田记录了第一条电测井曲线。中国使用电法测井勘探石油与天然气始于1939年12月。开始是简单的电阻率测井，直到1950年才出现侧向测井（聚焦式电阻率测井），第一代侧向测井是三侧向，随后发展了七侧向、八侧向、微侧向等，侧向测井出现后，普通电阻率测井被淘汰。法国人Doll提出感应测井方法，1946年5月3日Doll所设计的仪器在美国德克萨斯州一个油田的7号井中记录了第一条感应测井曲线，随后Doll还提出了几何因子理论。在声波测井方面，Mobil石油公司和Shell石油公司于50年代早期各自独立地发展了声速测井。1952年，Summer和Broding提出了单发双收声波测井仪。1964年，Schlumber公司把它改进为双发双收的井眼补偿声波测井仪。放射性测井又称核测井，开始于20世纪30年代末，由美国和前苏联首先使用自然测井方法评价地层和区分岩性，后来，特别是60年代后发展为系列核测井仪。我国测井技术始于1939年12月，中国科学院院士、著名地球物理学家翁文波教授（已去世）是中国测井的奠基人。核测井（自然）始于1952年，声波测井始于1965年。电、声、核测井的起始时间与国外相比分别晚12年、13年和13年。第3页，本讲稿共65页测井技术的分类：测井技术的分类：1、电电法法测测井井：研研究究地地层层电电化化学学性性质质、电电阻阻率率、电磁波的各种测井方法。电磁波的各种测井方法。2、声声波波测测井井：研研究究地地层层纵纵波波、横横波波、纵纵波波幅幅度度、声波全波列测井方法。声波全波列测井方法。3、放放射射性性测测井井：研研究究地地层层核核物物理理性性质质的的自自然然伽伽马马、自自然然伽伽马马能能谱谱、密密度度、岩岩性性密密度度、补补偿中子各种测井方法。偿中子各种测井方法。4、其它测井：井温测井、地层测试器等。、其它测井：井温测井、地层测试器等。第4页，本讲稿共65页1、测井系列wellloggingseries针对不同的地层剖面和不同的测井目的而确定的一套测井方法。2、组合测井combinationlogging将几种下井仪器组合在一起，一次下井可以测量多种物理参数的一种测井工艺。3、标准测井standardlogging以地层对比为主要目的，在自然伽马、自然电位、井径、声波时差和电阻率等项目中选定不少于三项的测井方法，全井段进行测量。4、电法测井electricallogging以测量地层电阻率和介电常数等物理参数为主的测井方法。5、声波测井acousticlogging；soniclogging测量声波在地层或井周其它介质中传播特性的测井方法。第5页，本讲稿共65页1：500测井项目（全测井项目（全井井 1：200测井项目（目的层测井项目（目的层段）段）选测项目选测项目 1双侧向双侧向1双侧向双侧向微球形聚焦微球形聚焦微电阻率成像微电阻率成像2声波时差声波时差2岩性密度岩性密度声波成像声波成像3自然电位自然电位3补偿中子补偿中子核磁共振核磁共振4自然伽马自然伽马4声波时差声波时差5井径井径5自然电位自然电位6井斜井斜6自然伽马能谱自然伽马能谱7井径井径8地层倾角地层倾角9双感应双感应八侧向（上古）八侧向（上古）气探井测井系列气探井测井系列第6页，本讲稿共65页1：500测井项目测井项目（全井（全井）1：200测井项目测井项目（目的层段）（目的层段）选测项目选测项目 1双感应双感应1双感应双感应八侧向八侧向地层倾角地层倾角2声波时差声波时差2声波时差声波时差自自然然伽伽马马能能谱谱3自然电位自然电位3补偿中子补偿中子4自然伽马自然伽马4补偿密度补偿密度5井径井径5自然伽马自然伽马6井斜井斜6自然电位自然电位7微电极微电极84米米9井径井径油探井测井系列油探井测井系列第7页，本讲稿共65页1：500测井项测井项目（全井目（全井）1：200测井项目测井项目（目的层段）（目的层段）选测项目选测项目 1双侧向双侧向1双侧向双侧向微球形聚焦微球形聚焦地层倾角地层倾角2声波时差声波时差2岩性密度岩性密度自然伽马能谱自然伽马能谱3自然电位自然电位3补偿中子补偿中子微电阻率成像微电阻率成像4自然伽马自然伽马4声波时差声波时差声波成像声波成像5井径井径5自然伽马自然伽马核磁共振核磁共振6井斜井斜6自然电位自然电位双双感感应应八八侧侧向向（上上古古目目的的层）层）7井径井径 气开井测井系列气开井测井系列第8页，本讲稿共65页1：500测测井项目井项目（全井）（全井）1：200测井项测井项目目（目的层段）（目的层段）选测项目选测项目 1双感应双感应1双感应双感应八侧向八侧向 地层倾角地层倾角2声波时差声波时差2声波时差声波时差自然伽马能谱自然伽马能谱3自然电位自然电位3补偿密度补偿密度补偿中子补偿中子4自然伽马自然伽马4自然伽马自然伽马地层测试地层测试5井径井径5自然电位自然电位6井斜井斜6微电极微电极74米电阻率米电阻率8井径井径油开井测井系列油开井测井系列 第9页，本讲稿共65页 常用测井曲线名称常用测井曲线名称 测井符号 英文名称 中文名称Rt true formation resistivity.地层真电阻率 Rxo flushed zone formation resistivity 冲洗带地层电阻率 Ild deep investigate induction log 深探测感应测井 Ilm medium investigate induction log 中探测感应测井 Ils shallow investigate induction log 浅探测感应测井 Rd deep investigate double lateral resistivity log 深双侧向电阻率测井 Rs shallow investigate double lateral resistivity log 浅双侧向电阻率测井RMLL micro lateral resistivity log 微侧向电阻率测井 CON induction log 感应测井 AC acoustic 声波时差 DEN density 密度 CN neutron 中子 GR natural gamma ray 自然伽马 SP spontaneous potential 自然电位 CAL borehole diameter 井径 K potassium 钾 TH thorium 钍 U uranium 铀 KTH gamma ray without uranium 无铀伽马 NGR neutron gamma ray 中子伽马第10页，本讲稿共65页第11页，本讲稿共65页1.自然电位测井（SP）在未向井中通电的情况下，放在井中的两个电极之间存在着电位差。这个电位差是自然电场产生的，称为自然电位。在井中的自然电场是由地层和泥浆间发生的电化学作用和动电学作用产生的。测量自然电位随井深的变化叫做自然电位测井。vMN井中电极M与地面电极N之间的电位差 原理：测量井中自然电场原理：测量井中自然电场原理：测量井中自然电场原理：测量井中自然电场第12页，本讲稿共65页第13页，本讲稿共65页1、自然电位测井曲线特点曲线特点砂泥岩剖面：砂泥岩剖面：泥岩处泥岩处 SP曲线平直（基线）曲线平直（基线）砂岩处砂岩处 负异常（负异常（Rmf Rw)负异常幅度负异常幅度 与粘土含量成反与粘土含量成反比，比，Rmf/Rw 成正比成正比第14页，本讲稿共65页 曲线应用 划分岩层界面 确定渗透性岩层 确定水淹层第15页，本讲稿共65页 曲线应用判断水淹层水淹层处，出现自然电位基线偏移的情况。第16页，本讲稿共65页原理：测测量量井井剖剖面面自自然然伽伽马马射射线线的的强强度度和和能能谱的测井方法。谱的测井方法。沉积岩中含有天然放射性同位素，不同岩石所含放射性同位素的数量不同，衰变时放射出的伽马射线的强弱也不同，因此自然伽马测井曲线能够反映不同地层的岩性剖面。2、自然伽马和自然伽马能谱测井第17页，本讲稿共65页2、自然伽马和自然伽马能谱测井岩层中的天然放射性核素衰变伽马射线岩性不同放射性核素的种类和数量不同 自然伽马射线的能量和强度不同自然伽马测井曲线 GR自然伽马能谱测井曲线铀U、钍Th、钾K的含量 去铀自然伽马 CGR 总自然伽马 GR测量基础测量基础 第18页，本讲稿共65页划分岩性 地层对比 确定泥质含量 曲线应用第19页，本讲稿共65页 配合其它测井资料或地质录井资料综合解释确定岩层岩性。泥岩曲线幅度值高，砂岩显示低幅度值，对于含泥质岩层，根据泥质含量多少界于上述两者之间。从曲线上比较容易选择区域性对比标准层，所以当其它测井曲线难以进行地层对比的剖面，可以用自然伽玛曲线进行。另外，曲线可在下套管的井中进行，因此广泛应用于工程技术测井，如跟踪定位射孔、找套管外窜槽等。曲线应用第20页，本讲稿共65页原理：不同的地层中，声波的传播速度是不同的。声波速度测井仪在井下通过探头发射声波，声波由泥浆向地层传播，其记录的是声波通过1米地层所需的时间t（取决于岩性和孔隙度）随深度变化的曲线。3.声波时差测井第21页，本讲稿共65页确定岩层孔隙度，识别岩性，对比地层、判断气层 岩石越致密，时差越小，岩石越疏松，孔隙度越大，时差就越大。由于声波在水中传播的速度大于在石油中传播的速度，而在石油中传播的速度又大于在天然气中传播的速度，故岩石孔隙中含有不同流体时，可以从声波时差曲线上反映出，尤其在界面上更为明显。线曲应用第22页，本讲稿共65页划分裂缝性渗透层对于致密岩层的破碎带或裂缝带，当声波通过时，声波能量被大量吸收而衰减，使得声波时差急速增大，有时产生周波跳跃的特征。线曲应用第23页，本讲稿共65页影响声速测井的几个因素1、井径的影响。扩径段声波时差减小，使时差曲线出现假异常。2、层厚的影响。声速测井仪对小于间距的薄地层分辨能力较差。减小间距可以提高对于薄层的分辨能力，但是记录精度就受影响了，特别是探测深度也随之变浅。3、周波跳跃的影响正常情况下，声速测井仪的两个接收探头是被同一脉冲首波触发的，但在含气疏松地层中，由于能量的严重衰减致使首波减弱到只能触发第一接收探头而不能触发第二接收探头的情况下，第二接收探头为后续波所触发时，则会出现测井曲线上的急剧偏转或特别大的时差值，这种现象称为周波跳跃。含气的疏松砂岩、裂缝发育的地层以及泥浆气侵的井段，由于声能量的严重衰减，经常出现周波跳跃现象。所以周波跳跃是疏松砂岩气层和裂缝发育地层的一个特征，可被利用来寻找气层或裂缝带。第24页，本讲稿共65页 声波时差曲线的影响因素声波时差曲线的影响因素 裂缝或层理发育的地层裂缝或层理发育的地层裂缝或层理发育的地层裂缝或层理发育的地层未胶结的纯砂岩气层、高压气层未胶结的纯砂岩气层、高压气层未胶结的纯砂岩气层、高压气层未胶结的纯砂岩气层、高压气层井眼扩径严重的盐岩层井眼扩径严重的盐岩层井眼扩径严重的盐岩层井眼扩径严重的盐岩层泥浆中含有天然气泥浆中含有天然气泥浆中含有天然气泥浆中含有天然气周波跳跃周波跳跃声速测井第25页，本讲稿共65页4、密度测井和岩性、密度测井和岩性密度测井密度测井岩石体积密度是单位体积岩石的质量，岩石体积密度是单位体积岩石的质量，单位是单位是g/cm3。岩石体积密度是表征。岩石体积密度是表征岩石性质的一个重要参数，它不但与岩石性质的一个重要参数，它不但与岩石矿物成分及其含量有关，还与岩岩石矿物成分及其含量有关，还与岩石孔隙和孔隙中流体类别、性质及含石孔隙和孔隙中流体类别、性质及含量有关。量有关。第26页，本讲稿共65页密度、岩性密度测井的应用密度、岩性密度测井的应用确定岩性和孔隙度确定岩性和孔隙度根据根据Pe和和b交会快速解释岩性，一交会快速解释岩性，一般般Pe 2，为砂岩；，为砂岩；P e=3左右，左右，为白云岩；为白云岩；Pe=5左右，为石灰岩左右，为石灰岩等。硬石膏等。硬石膏b=2.98g/cm3，岩盐，岩盐b=2.02g/cm3。第27页，本讲稿共65页5、补偿中子测井、补偿中子测井通过探测地层的含氢量来求地层孔隙度的。通过探测地层的含氢量来求地层孔隙度的。补偿中子测井的主要用途有：补偿中子测井的主要用途有：1.计算储层孔隙度；计算储层孔隙度；2.与与密密度度、声声波波时时差差等等曲曲线线组组合合判判识识储储层层是是否否含含气气，计计算算储储层层的的含含水水饱饱和和度度和和矿矿物物成分；成分；3.计算地层的泥质含量计算地层的泥质含量第28页，本讲稿共65页补偿中子和中子伽马测井基本原理 中子源中子源快中子快中子地层介质地层介质热中子热中子补偿中子测井（CNLCNL）：测量地层对中子的减速能力，测量结果主要反映地层的含氢量。中子伽马测井（NGNG）：测量热中子被俘获而放出中子伽马射线的强度。两者均属于孔隙度测井系列。第29页，本讲稿共65页补偿中子和中子伽马测井应用1、确定储集层孔隙度。2、划分岩性。3、判断气层。4、套管井中子伽马推移测井寻找气层。中子伽马推移测井气层识别图中子伽马推移测井气层识别图中子伽马推移测井气层识别图中子伽马推移测井气层识别图第30页，本讲稿共65页 原理：在视电阻率测井的基础上，为了细分层，减少上下邻层、泥浆及井径对曲线的影响，改装电极系，使电极系靠井壁测量岩层电阻率。这样，大大缩小了电极之间的距离的电阻率测井。.微电极曲线测井（RMG/RMN）第31页，本讲稿共65页曲线应用确定岩层界面划分渗透层确定岩性第32页，本讲稿共65页 曲线应用确定岩层界面 由于它电极距小，紧贴井壁进行测量，消除了邻层屏蔽的影响，减小了泥浆的影响，因此岩层界面在曲线上反映清楚。分层原则是用微电位曲线的半幅点来确定地层顶底界面。对于薄层，必须与视电阻率曲线配合，才能获准确结果。第33页，本讲稿共65页 曲线应用划分渗透层 渗透层处，两条微电极曲线出现幅度差，非渗透层处，两条曲线出现很小的幅度差。微电位曲线幅度大于微梯度曲线幅度，称做正幅度差。渗透性岩层在微电极曲线上一般呈正幅度差。当泥浆矿化度很高，使得泥浆电阻率大于侵入带电阻率，微电位曲线幅度低于微梯度曲线幅度，出现负幅度差。第34页，本讲稿共65页 曲线应用确定岩性 在碎屑岩沉积剖面上，根据两条微电极曲线幅度差大小，可以定性判断岩石的渗透性好坏，泥质含量的多少。泥岩一般表现电阻率低，曲线平缓无幅度差。渗透性砂岩一般表现曲线幅度值高，两条曲线存在正幅度差。随泥质含量的增加岩石渗透性变差，正幅度差值变小。第35页，本讲稿共65页 原理：根据同性电相斥的原理，在供电电极（主电极）的上、下方装上聚焦电极，使其电流与供电电极的电流极性相同，由于电流的排斥作用，使主电流只沿侧向（垂直井轴）进入地层。.三侧向测井(LLD/LLS)第36页，本讲稿共65页第37页，本讲稿共65页深浅三侧向曲线重叠判断油水层确定地层电阻率。三侧向视电阻率曲线的特点是对高阻层具有对称性，最大值在地层中点，解释时读最大值，可以确定地层电阻率，且对薄层分层能力比其它电阻测井要清晰得多。根据两条曲线的幅度差可以划分渗透层和油气水层。油层、气层幅度差大，且显示正幅度差，水层幅度差小，或显示负幅度差。曲线应用第38页，本讲稿共65页.视电阻率测井 普通电阻率测井包括视电阻率测井短电极（0.25米、0.45米）、长电极（2.5米、4米）测井等。原理：测量岩石电阻率，反映岩石的岩性及所含油水性质。测井时放入井中的那组电极（包括供电电极和测量电极）叫做电极系。分为电位电极系和梯度电极系两类。当地层较薄时，为了估计地层是否具有渗透性，因此采用了分辨能力更高、几乎不受围岩、高阻邻7层和泥浆影响的微电极测井。第39页，本讲稿共65页 根据各类型电极系测得的曲线在岩层界面的特点，可以准确地确定岩层分界面的位置。在搞清岩性与电性关系的基础上，利用视电阻率曲线可以判断岩层的岩性，划分油气水层。划分岩层界面确定岩性。曲线应用第40页，本讲稿共65页1.详细划分岩层，准确确定岩层界面和深度2.划分岩性和渗透层3.探 测 不 同 径 向 深 度 的 电 阻 率，了 解 电 阻 率 的径向变化特征4.划分油、气、水层 二 测井曲线在油田开发中的综合应用 计算油（气）的孔隙度、含油饱和度、渗透率、有效厚度，以致计算岩性成分、油气密度等第41页，本讲稿共65页用微电极和短电极（0.25米、0.45米）曲线划分岩层和确定深度用微电极、自然电位和声波时差曲线划分岩性和渗透层测井曲线组合应用第42页，本讲稿共65页用微电极探测冲洗带，短电极（0.25米、0.45米）探测侵入带，长电极（2.5米、4米）探测原状地层，并通过微电极与电阻率曲线的对比，分析电阻率的径向特征分析深、浅电阻率和声波时差、自然电位，可在一般情况下定性区分油（气）、水层用声波时差计算孔隙度，微电极和短电极（0.25米、0.45米）曲线确定油气层的有效厚度第43页，本讲稿共65页微电极曲线：渗透层在微电极曲线上表现正幅度差，而泥岩的微电极曲线没有或只有很小的幅度差。渗透层中的岩性渐变层，也常以微电极曲线读数和幅度差的渐变形式表现出来（1）划分渗透层自然电位曲线：以泥岩为基线，渗透层在自然电位曲线上显示为负异常（RmfRw）或正异常（Rmf30欧姆米为油层，10欧姆米为水层。在生产井钻得较多以后，也可以根据经验定性判断。第54页，本讲稿共65页三、测井曲线异常原因分析：1.增、减阻影响2.自然电位正异常3.油水层判断异常4.钻井液密度的影响第55页，本讲稿共65页1.增、减阻影响原因分析第56页，本讲稿共65页2.自然电位正异常 在泥浆液柱压力大于地层压力的条件下，渗透层处，过滤电位与扩散吸附电位方向一致，均呈负异常。压差越大，负异常越大。压差接近0时，自然电位曲线接近平直，当地层压力大于泥浆压力时，自然电位曲线会出现正异常。如果钻井液压力小于地层压力，负异常减少，则划分的有效厚度减少。原因分析第57页，本讲稿共65页 由于微电极曲线中微梯度电极系探测半径不同，在渗透性的砂岩地层中，探测半径较大的微电位测量的视电阻率主要受冲洗带电阻率的影响，显示较高的数值，探测半径较小的微梯度测量的视电阻率主要受泥饼电阻率的影响，显示较低的数值，从而形成“正幅度差”。3.钻井液密度对电测曲线的影响原因分析第58页，本讲稿共65页 幅度差的大小取决于冲洗带电阻率与泥饼电阻率的比值以及泥饼的厚度。当地层压力接近泥浆柱压力时，形成的泥饼较薄，正幅度差较小或幅度差消失。钻井液密度过低，导致渗透层幅度差较小或无幅度差，过高则污染油层。第59页，本讲稿共65页四、新测井系列厚度解释偏少的原因分析钻井条件变化的影响钻井条件变化的影响 钻井泥浆性能的变化直接影响钻井、钻井泥浆性能的变化直接影响钻井、测井质量。测井质量。第60页，本讲稿共65页测井曲线异常的影响测井曲线异常的影响结合操作规程，并根据新标准的制定，分析原因相差的原因如下：新标准划分砂岩、有效厚度主要是以深侧向及微球曲线为主，原标准划分砂岩、有效厚度主要是参考0.25m短梯度曲线，判断厚度是否符合电性标准，所以说，两个标准划分砂岩、有效厚度必然存在差异.第61页，本讲稿共65页 微电极曲线基值逐年降低，幅度差也在微电极曲线基值逐年降低，幅度差也在变小，甚至在某些渗透层处无幅度差。目前变小，甚至在某些渗透层处无幅度差。目前泥岩电阻率仅为泥岩电阻率仅为 2.52.5m m，这对薄差油层的，这对薄差油层的识别影响很大。识别影响很大。测井曲线异常的影响测井曲线异常的影响 新系列中高分辨率声波曲线，由于它对薄新系列中高分辨率声波曲线，由于它对薄的含钙层反映得更加灵敏，厚度解释中扣除高的含钙层反映得更加灵敏，厚度解释中扣除高阻夹层的比例要比老系列中增多，而使厚层的阻夹层的比例要比老系列中增多，而使厚层的有效厚度减少。有效厚度减少。第62页，本讲稿共65页 通过分析可以看出，自然电位、微电极曲通过分析可以看出，自然电位、微电极曲线异常是由于测井环境变化造成的：线异常是由于测井环境变化造成的：现今储层中的地层水不是原始地层水，现今储层中的地层水不是原始地层水，矿化度明显降低。矿化度明显降低。由于井内有地层流体流入，使钻井液矿由于井内有地层流体流入，使钻井液矿化度发生变化，而且变化不均，导致自然电位化度发生变化，而且变化不均，导致自然电位曲线出现漂移现象。曲线出现漂移现象。测井曲线异常的影响测井曲线异常的影响第63页，本讲稿共65页 当井筒内钻井液的压力与储层内流体压力当井筒内钻井液的压力与储层内流体压力基本一致或小于储层内流体压力时，井壁形不基本一致或小于储层内流体压力时，井壁形不成泥饼，这样微梯度和微电位测井值基本一致，成泥饼，这样微梯度和微电位测井值基本一致，不能产生幅度差或只产生较小的幅度差。不能产生幅度差或只产生较小的幅度差。随着油层水淹程度日趋严重，油层电阻随着油层水淹程度日趋严重，油层电阻率不断降低，微电极幅度值也将逐渐降低。率不断降低，微电极幅度值也将逐渐降低。测井曲线异常的影响测井曲线异常的影响第64页，本讲稿共65页(1)、油层：油层的微电极曲线幅度中等，具有明显的正幅度差，并随渗透性变差幅度差减小，自然电位曲线显示正异常或负异常，随泥质含量的增加异常幅度变小，长、短电极视电阻率曲线均为高阻特征；感应曲线呈明显的低电导(高电阻)；声波时差值中等，曲线平缓呈平台状；井径常小于钻头直径。(2)、气层：在微电极、自然电位、井径、视电阻率曲线及感应电导曲线上气层特征与油层相同，所不同的是在声波时差曲线上明显的数值增大或周波跳跃现象，中子伽玛曲线幅度比油层高。(3)、油水同层：在微电极、声波时差、井径曲线上，油水同层与油层相同，不同的是自然电位曲线比油层大一点，而视电阻率曲线比油层小一点，感应电导率比油层大一点。(4)、水层：微电极曲线幅度中等，有明显的正幅度差，但与油层相比幅度相对降低；自然电位曲线显示正异常或负异常，且异常幅度值比油层大；短电极视电阻率曲线幅度较高而长电极视电阻率曲线幅度较低，感应曲线显示高电导值，声波时差数值中等，呈平台状，井径常小于钻头直径。第65页，本讲稿共65页