生产测井资料的解释及应用.ppt

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1、大家好！大家好！生产测井资料的解释及应用生产测井资料的解释及应用主讲人主讲人 郭新军郭新军前言在在油油井井投投产产后后至至报报废废止止的的整整个个生生产产过过程程中中，凡凡采采用用地地球球物物理理测测井井工工艺艺技技术术进进行行井井下下测测量量并并录录取取资资料料的的工工作作，统统称称为为生生产产测测井井。这这里里提提及及的的油油井井，是是油油田田为为勘勘探探和和开开采采石石油油而而钻钻各各种种井井眼眼的的统统称称。包包 括括 产产 油油 井井、注注 入入 井井、观观 察察 井井 和和 资资 料料 井井。生生产产测测井井属属于于地地理理物物理理测测井井的的一一个个分分支支。它它是是相相对对完完

2、井井（裸裸眼眼井井）测测井井而而提提出出来来的的，两两者者在在部部分分内内容容中中，没没有有绝绝对对的的界界限限。对对于于一一些些特特殊殊地地层层（如如碳碳酸酸岩岩）中中的的井井，它它不不需需下下油油层层和和技技术术套套管管，此时的生产测井则同样在裸眼井中进行。此时的生产测井则同样在裸眼井中进行。前 言生生产产测测井井的的任任务务是是贯贯穿穿于于油油气气田田开开发发的的全全过过程程，适适时时进进行行动动态态监监测测。为为不不断断认认识识油油气气层层，了了解解注注入入或或产产出出剖剖面面、油油层层改改造造提提供供有有关关资资料料，并并评评价价其其效效果果。也也通通过过监监测测井井身身的的技技术术

3、状状况况，为为油油水水井井大大修修提提供供依依据据，以以保保证证油油水水井井的的正正常常生生产产，它它是是提提高高油油气气田田最最终终采采收收率率，科科学学经经济济合合理理地地开开发发好好油油气气田田的的重重要要手手段段，对对于于采采取取有有效效的的增增产产措措施，制订调整挖潜方案具有十分重要的意义。施，制订调整挖潜方案具有十分重要的意义。前 言生产测井主要包括以下几种方法：生产测井主要包括以下几种方法：1井温测试井温测试2放射性同位素示踪法测井放射性同位素示踪法测井3产出剖面（产出剖面（PLT生产组合测井）生产组合测井）4C/O比测井比测井5热中子寿命测井热中子寿命测井 前 言 一、井温测试

4、一、井温测试第一节第一节 井下温度测试井下温度测试井井下下温温度度是是油油田田开开发发中中的的一一项项重重要要参参数数，测测知知井井下下温温度度可可以以帮帮助助我我们们准准确确地地分分析析地地层层压压力、原油性质等。力、原油性质等。在在油油田田生生产产中中，井井下下温温度度及及其其变变化化，一一方方面面为为我我们们设设计计或或选选择择井井下下工工具具和和井井下下仪仪器器提提供供重重要要依依据据，另另一一方方面面还还可可以以用用来来定定性性地地判判断断吸吸水水层层位位、油油井井水水淹淹层层位位和和出出气气层层位位，解解决决生生产产中的问题。中的问题。测测点点法法是是将将仪仪器器下下入入井井内内预

5、预定定深深度度，停停留留足足够够长长时时间间后后，取取出出仪仪器器得得到到该该点点温温度度。所所谓谓足足够够长长时时间间是是指指必必须须超超过过仪仪器器的的感感温温时时间间，若若仪仪器器在在所所测测点点停停留留时时间少于感温时间，测得的温度值将偏低。间少于感温时间，测得的温度值将偏低。（一）测点法（一）测点法井下温度测试井下温度测试此此种种方方法法是是在在测测点点法法基基础础上上发发展展而而来来的的。它它在在井井筒筒中中某某深深度度开开始始，每每隔隔一一定定间间隔隔测测若若干干点点。在在现现场场间间隔隔一一般般选选100m。在在测测第第一一点点时时，停停留留时时间间必必须须大大于于感感温温时时

6、间间，以以后后各各点点因因温温差差变变小小，可可以以适适当当缩短。缩短。测测得得各各点点温温度度后后，将将其其整整理理在在深深度度温温度度直直角角坐坐标标上上，并并将将各各点点连连成成连连续续折折线线。这这条条折折线线显显示示了了温温度度在在井井筒筒中中各各测测点点深深度度上上的的变变化化，所所以以称称之之为为井井温剖面（如下图）温剖面（如下图）（二）测井温剖面法（二）测井温剖面法井下温度测试井下温度测试井下温度测试井下温度测试井井温温剖剖面面图图二、井温资料的应用二、井温资料的应用按按层层系系、区区域域选选择择少少数数井井位位在在关关井井后后测测得得稳稳定定的的地地温温数数据据，并并将将其其

7、绘绘制制在在深深度度温温度度直直角角坐坐标标上上，称称为为地地温温曲曲线线。地地温温曲曲线线呈呈一一直直线线，用用数数学通式来表示：学通式来表示：t=A+B*H式中式中t地层温度，地层温度，；A地温曲线在坐标系中的截距；地温曲线在坐标系中的截距；B地温曲线的斜率；地温曲线的斜率；H深度，深度，m。（一）研究地温分布规律井下温度测试井下温度测试井下温度测试井下温度测试地地温温曲曲线线在在油油层层结结蜡蜡或或套套管管严严重重结结蜡蜡的的油油井井中中，常常采采取取热热洗洗措措施施。在在热热洗洗前前后后进进行行井井温温测测量量，可可以判断可能结蜡层位。以判断可能结蜡层位。（二）检查井底热洗措施效果（二

8、）检查井底热洗措施效果井下温度测试井下温度测试例例如如在在井井下下测测压压时时，因因温温度度不不同同会会引引起起附附加加误误差差；高高压压物物性性取取样样分分析析化化验验时时，需需将将样样品品加加热热到到取取样样时时的的温温度度，这这个个温温度度就就靠靠实实测测井井下下温温度值来提供。度值来提供。（三）对井下有关参数进行校正井下温度测试井下温度测试（四）研究油、气、水生产状况（四）研究油、气、水生产状况井下温度测试井下温度测试1用井温剖面曲线判断注水井吸水层位水水井井注注入入水水的的温温度度和和吸吸水水层层温温度度是是有有差差别别的的。若若注注入入冷冷水水，水水温温在在吸吸水水层层处处温温度度

9、显显低低值值。因因注注入入水水冷冷却却吸吸水水层层，使使其其温温度度降降低低，而而且且注注水水量量越越大大，冷冷却却程程度度越越大大。若若注注热热水水，热热水水加加热热了了吸吸水水层层，使使其其温温度度升升高高。同同样样，注注入入量量越越大大，加加热热程程度度越越大大。这这样样，水水就就使使吸吸水水层层偏偏离离了了正正常常温温度度变变化化规规律律，其其偏偏离离的的程程度度与与吸吸水水层层的的注注水水量量及及注注水水强强度度度度有有关关。（如图）（如图）井下温度测试井下温度测试井下温度测试井下温度测试注注冷冷水水井井温温曲曲线线井下温度测试井下温度测试注注热热水水井井温温曲曲线线只要在井温曲线上

10、找出低温异常点，只要在井温曲线上找出低温异常点，就可判定见水层。如文就可判定见水层。如文10-68井（井温找井（井温找水曲线）水曲线）2 2用井温剖面曲线判断油井出水层位用井温剖面曲线判断油井出水层位井下温度测试井下温度测试3 3确确定定压压裂裂裂裂缝缝形形成成部部位位 油油水水井井压压裂裂后后，通通常常是是压压开开层层进进入入压压裂裂液液最最多多，压压裂裂液液挤挤入入油油层层后后，将将引引起压开层低温异常。起压开层低温异常。压压裂裂前前后后各各测测一一条条井井温温曲曲线线，二二者者对比，温度异常处，即为裂缝形成部位。对比，温度异常处，即为裂缝形成部位。井下温度测试井下温度测试井下温度测试井下

11、温度测试测测定定地地层层压压裂裂裂裂缝缝第二节第二节 放射性同位素示踪法测井放射性同位素示踪法测井放射性同位素示踪法测井是一种利用放射性物质人为提高地层的伽玛射线强度，用来研究井的注入剖面和井身技术状况的方法。放射性同位素示踪法测井放射性同位素示踪法测井基基本本方方法法是是：用用同同位位素素释释放放器器向向井井内内注注入入被被同同位位素素活活化化的的物物质质，并并在在注注入入活活化化物物质质前前、后后分分别别进进行行伽伽玛玛测测井井，对对比比两两次次结结果果，确确定定活活化化物物质质在在井井内内的的分分布布状状况况。用用以以判判断断岩岩层层特特性性、井井身身技技术术状状况况或或油油层层动态。动

12、态。对对于于注注水水开开发发的的非非均均质质多多油油层层的的油油田田，为为了了充充分分发发挥挥水水驱驱的的效效果果，防防止止注注入入水水沿沿高高渗渗透透层层单单层层突突进进，必必须须时时时时了了解解注注入入井井各各小小层层的的吸吸水水状状况况，从从而而有有针针对对性性地地采采取取措施，以提高注水开发效果。措施，以提高注水开发效果。放射性同位素示踪法测井放射性同位素示踪法测井一、工作原理是是使使用用一一次次下下井井同同位位素素释释放放器器携携带带固固相相载载体体（GTP塑塑性性微微球球混混凝凝）的的放放射射性性同同位位素素离离子子，在在规规定定深深度度上上释释放放，用用井井内内注注水水形形成成活

13、活化化悬悬浮浮液液，吸吸水水层层同同时时也也吸吸收收活活化化悬悬浮浮液液。当当载载体体颗颗粒粒直直径径大大于于地地层层孔孔隙隙直直径径时时，悬悬浮浮液液中中的的注注入入水水进进入入地地层层，微微球球载载体体滤滤积积在在井井壁壁上上，地地层层的的吸吸水水量量与与滤滤积积在在该该段段地地层层对对应应井井壁壁上上的的同同位位素素载载体体量量和和载载体体的的放放射射性性强强度度三三者者之之间间成成正正比比关关系系。通通过过对对比比同同位位素素载载体体在在地地层层滤滤积积前前、后后所所测测得得的的伽伽玛玛测测井井曲曲线线，计计算算对对应应射射孔孔层层位位上上曲曲线线叠叠合合异异常常面面积积的的大大小小，

14、反反映映了了该该层层的的吸吸水水能能力力，采采用用面面积积法法解解释释各各层层的的相相对对吸吸水水量量，从从而而可可确确定定注注入入井井的的分分层层吸吸水剖面。水剖面。放射性同位素示踪法测井放射性同位素示踪法测井二、放射性同位素的选择目目前前我我国国各各油油区区经经常常使使用用的的放放射射性性同同位位素素是是131BaGTP微微球球，其其分分子子式式为为BaCL3，半半衰衰期期11.7d，伽伽玛玛射射线线能能量量 0.1240.498Mev，微微 球球 直直 径径100300m，呈呈 固固 态态，密密 度度1.01.06g/cm3。放射性同位素示踪法测井放射性同位素示踪法测井常见放射性同位素物

15、理特征表放射性同位素示踪法测井放射性同位素示踪法测井名称分子式半衰期（d）伽玛射线能量MeV59FeFeCl3451.101.2965Zn ZnCl22501.114110Ag AgNO32600.6571.382131I NaI8.050.080.72131BaBa(NO3)211.70.1240.498131Ba-GTP微球 BaCl311.70.1240.498三、放射性同位素示踪法测吸水剖面的解释及应用放射性同位素示踪法测井放射性同位素示踪法测井（一）解释步骤：（一）解释步骤：绘绘图图测测井井曲曲线线深深度度校校正正绘绘制制叠叠合合基基线线绘绘制制叠叠合合曲曲线线绘绘制制施施工工管管柱

16、柱吸吸水水层层位位的的划划分分（异异常常值值若若过过泥泥岩岩段段基基线线值值1.5倍倍，定定为吸水层）为吸水层）相对吸水量解释相对吸水量解释放射性同位素示踪法测井放射性同位素示踪法测井相对吸水量计算公式：相对吸水量计算公式：Bi=100%Bi某层相对吸水量，某层相对吸水量，%；Si某层吸水面积，某层吸水面积，cm2；全井吸水面积之和，全井吸水面积之和，cm2。放射性同位素示踪法测井放射性同位素示踪法测井（二二）放放射射性性同同位位素素示示踪踪法法影响资料解释精度分析影响资料解释精度分析 放射性同位素示踪法测井放射性同位素示踪法测井1 1微球颗粒直径大小的影响微球颗粒直径大小的影响测测井井施施工

17、工使使用用的的放放射射性性同同位位素素131Ba微微球球，其其直直径径在在100300m之之间间。而而地地层层在在长长期期注注水水冲冲刷刷以以及及不不断断地地改改造造中中（如如酸酸化化、压压裂裂），使使地地层层的的原原生生孔孔隙隙及及裂裂缝缝增增大大，使使得得测测井井时时微微球球不不能能可可靠靠地地吸吸附附在在井井壁壁上上，特特别别是是当当注注水水量量大大、注注水水速速度度高高时时，微微球球被被推推进进地地层层的的深深部部，造造成成了了渗渗透透性性好好、吸吸水水能能力力强强的的层层位位，所所测测得的放射性同位素曲线幅度变小或无显示。得的放射性同位素曲线幅度变小或无显示。因因此此测测剖剖时时，应

18、应区区分分区区块块的的岩岩层层特特性性制制造造和和选选用用不不同同粒粒度度径径的的同同位位素素微微球球进进行行施施工工。目目前前还还没没有有针针对对同同位位素素微微球球进进入入地地层层而而造造成成的的散散失失进进行行解解释释中中的的校校正正模模型型研研究究。采采用用井井温温和和同同位位素素组组合合测测井井，这这样样较较能能正正确反映地层的吸水能力。确反映地层的吸水能力。放射性同位素示踪法测井放射性同位素示踪法测井2 2现场施工的影响现场施工的影响目目前前应应广广泛泛使使用用井井口口防防喷喷测测井井工工艺艺，但但有有些些井井井井口口压压力力过过高高造造成成仪仪器器下下井井困困难难，部部分分单单位

19、位在在井井口口放放溢溢流流，降降低低井井口口压压力力，虽虽然然可可以以加加快快施施工工速速度度，但但破破坏坏了了正正常常注注水水情情况况下下各各层层吸吸水水的的启启动动压压力力，造造成成层层间间干干扰扰，不不能能真真实实反反映映真真实实的的吸吸水剖面情况。水剖面情况。放射性同位素示踪法测井放射性同位素示踪法测井3 3污染影响污染影响（1）油管接箍）油管接箍（2）偏心配水器和封隔器）偏心配水器和封隔器（3）油油管管外外壁壁和和套套管管内内壁壁（如如死死油油、管柱局部腐蚀）管柱局部腐蚀）出出现现污污染染影影响响后后，解解释释必必须须进进行行污污染校正。染校正。放射性同位素示踪法测井放射性同位素示踪

20、法测井（三）应用（三）应用1定量测出分层水量定量测出分层水量2定性判断套管漏失点如：文检定性判断套管漏失点如：文检2井（吸水剖面）井（吸水剖面）3可发现套管窜槽可发现套管窜槽(如文侧如文侧15-40井井)4利用水井注入剖面定性推测产出剖面利用水井注入剖面定性推测产出剖面（1）吸水剖面基本反映了连通油井同期的产液剖面）吸水剖面基本反映了连通油井同期的产液剖面（2）油井水淹层明显地对应着主力吸水层）油井水淹层明显地对应着主力吸水层（3）随随着着吸吸水水剖剖面面的的变变化化，连连通通油油井井产产出出剖剖面面也也相相应地变化。应地变化。放射性同位素示踪法测井放射性同位素示踪法测井第三节第三节 产出剖面

21、测井资料的产出剖面测井资料的解释方法及应用解释方法及应用在在油油井井生生产产过过程程中中，其其井井内内和和储储层层的的流流体体变变化化是是相相当当复复杂杂的的。若若想想获获得得可可靠靠的的反反映映油油井井变变化化的的产产出出剖剖面面结结果果，除除了了选选择择适适当当测测井井仪仪器器录录取取真真实实资资料料外外，还还必必须须建建立立起起适适应应各各种种测测井井仪仪器器的的处处理理井下不同流动特性的解释方法。井下不同流动特性的解释方法。产出剖面测井资料的解释方法及应用产出剖面测井资料的解释方法及应用生生产产测测井井解解释释就就是是从从测测井井曲曲线线中中提提取取井井内内流流体体流流动动特特性性的的

22、定定性性或或定定量量资资料料。依依据据流流体体力力学学的的基基本本原原理理，井井内内流流体体流流动动分分析析离离不不开开对对流流速速、流流体体密密度度、温温度度、压压力力以以及及各各相相介介质分布型态等相对关系的研究。质分布型态等相对关系的研究。产出剖面测井资料的解释方法及应用产出剖面测井资料的解释方法及应用一、产出剖面测井解释基础方法一、产出剖面测井解释基础方法递递减减法法是是各各种种测测井井解解释释方方法法的的基基础础。即即取取得得各各个个产产液液层层之之间间的的夹夹层层位位置置解解释释点点资资料料，综综合合处处理理得得出出各各解解释释点点合合层层产产出出结结果果（合合层层产产液液量量、合

23、合层层产产油油量量、合合层层产产水水量量及及合合层层产产气气量量），然然后后逐逐层层递递减减，即即可可得得出出分分层层的的油油、气、水产出状况。气、水产出状况。产出剖面测井资料的解释方法及应用产出剖面测井资料的解释方法及应用产出剖面测井资料的解释方法及应用产出剖面测井资料的解释方法及应用产液状态示意图产液状态示意图具体方法：以油水两相产出为例具体方法：以油水两相产出为例设设仪仪器器测测得得的的各各点点合合层层体体积积流流量量分分别别为为Q1、Q2、Q3；合合层层持持水水率率分别为分别为Yw1、Yw2、Yw3。产出剖面测井资料的解释方法及应用产出剖面测井资料的解释方法及应用1计算合层产水量计算合

24、层产水量第一层合层产水量第一层合层产水量Qw1=Q1Yw1（m3/d）第二点合层产水量：第二点合层产水量：Qw2=Q2Yw2（m3/d）第三点合层产水量：第三点合层产水量：Qw3=Q3Yw3（m3/d）产出剖面测井资料的解释方法及应用产出剖面测井资料的解释方法及应用2计算合层产油量计算合层产油量第第 一一 点点 合合 层层 产产 油油 量量：Q01=Q1（1-Yw1）（）（m3/d）第第 二二 点点 合合 层层 产产 油油 量量：Q02=Q2（1-Yw2）第第 三三 点点 合合 层层 产产 油油 量量：Q03=Q2（1-Yw3）产出剖面测井资料的解释方法及应用产出剖面测井资料的解释方法及应用在

25、在计计算算合合层层参参数数的的基基础础上上，应应用用层层层层依依次次递递减减的的方方法法，求求得得分分层层产产油量、产水量。油量、产水量。第第一一层层的的分分层层产产水水量量=测测点点1的的合合层层产产水水量量-测测点点2的的合合层层产产水水量量，以以下各点以此类推。下各点以此类推。第第一一层层的的分分层层产产油油量量=测测点点1的的合合层层产产油油量量-测测点点2的的合合层层产产油油量量，以以下各层以此类推。下各层以此类推。产出剖面测井资料的解释方法及应用产出剖面测井资料的解释方法及应用以以上上是是油油水水两两相相产产出出状状况况，对对于于油油气气水水三三相相产产出出油油井井，确确定定持持水

26、水率率，持持油油率率或或持持气气率率后后，在在求求得得合合层层产产油油、气气、水水的的基基础础上上，也也可可同同样样用用减减法法求求油油气气水水各各层层产出量。产出量。递递减减解解释释方方法法是是获获得得产产出出剖剖面面的的基基本本算算法法，但但所所需需解解释释参参数数的的取取得得，如如流流量量、持持水水率率、持持油油率率等等，却却依依不不同同井井况况，选选择不同测井方法而变得复杂多样化。择不同测井方法而变得复杂多样化。产出剖面测井资料的解释方法及应用产出剖面测井资料的解释方法及应用二、产出剖面测井资料的应用二、产出剖面测井资料的应用产出剖面测井资料的解释方法及应用产出剖面测井资料的解释方法及

27、应用1根根据据产产出出剖剖面面资资料料选选择择压压裂裂层，针对性强，避免选层的盲目性；层，针对性强，避免选层的盲目性；2利利用用井井温温剖剖面面资资料料结结合合放放射射性性同同位位素素示示踪踪技技术术及及其其它它测测井井资资料料定定性性判判断断压压裂裂效效果果和和预预测测裂裂缝缝形形成成部位。部位。产出剖面测井资料的解释方法及应用产出剖面测井资料的解释方法及应用井井温温法法主主要要是是根根据据在在压压裂裂液液进进入入压压裂裂地地层层所所引引起起的的地地温温场场的的变变化化来来判判断断压压裂裂效果。效果。而而放放射射性性示示踪踪法法是是利利用用向向压压裂裂层层段段加加入入示示踪踪砂砂，通通过过测

28、测量量压压前前自自然然伽伽玛玛曲曲线线和和压压后后放放射射性性同同位位素素曲曲线线来来观观察察压压裂裂效效果。果。产出剖面测井资料的解释方法及应用产出剖面测井资料的解释方法及应用3压压裂裂效效果果的的定定量量检检测测。用用涡涡轮轮产产量计可达到此目的。量计可达到此目的。4可可找找准准高高含含水水井井的的高高含含水水层层，实实施堵水。施堵水。5利利用用产产出出剖剖面面资资料料，采采取取堵堵、压压结结合合的的增增产产措措施施，达达到到改改造造油油层层及及解解决决层间干扰的双重目的。层间干扰的双重目的。产出剖面测井资料的解释方法及应用产出剖面测井资料的解释方法及应用第四节第四节 C/O C/O测井测

29、井一、测井基本原理一、测井基本原理C/OC/O测井测井C/O测测井井又又叫叫非非弹弹性性散散射射伽伽玛玛能能谱谱测测井井，是是利利用用脉脉冲冲中中子子源源向向地地层层发发射射14Mev高高能能快快中中子子，测测量量这这些些快快中中子子与与地地层层物物质质的的核核素素发发生生非非弹弹性性散散射射放放出出的的伽伽玛玛射射线线能能谱谱的的一一种测井方法。种测井方法。C/OC/O测井测井由由于于快快中中子子与与地地层层中中不不同同核核素素发发生生非非弹弹性性散散射射放放出出具具有有不不同同特特征征能能量量的的伽伽玛玛射射线线，例例如如硅硅（Si）、钙钙（Ca），碳碳（C）、氧氧（O）的的非非弹弹性性散

30、散射射伽伽玛玛射射线线 能能 量量 分分 别别 为为 1.78Mev、3.75Mev、4.43Mev、6.19Mev。对对非非弹弹性性散散射射伽伽玛玛射射线线的的强强度度，就就可可以以确确定定地地层层中中存存在在某种核素和它们各自的浓度。某种核素和它们各自的浓度。C/OC/O测井测井14Mev的高能快中子打入地层后，在的高能快中子打入地层后，在10-810-7s时间间隔内，主要发生非弹性时间间隔内，主要发生非弹性散射，发射非弹性散射伽玛射线，而后散射，发射非弹性散射伽玛射线，而后经过弹性散射减速变为热中子，被俘获经过弹性散射减速变为热中子，被俘获产生俘获伽玛射线。这个过程发生快中产生俘获伽玛射

31、线。这个过程发生快中子射入地层后的子射入地层后的10-410-3s时间间隔里。时间间隔里。C/OC/O测井测井非弹性散射伽玛能谱测井，根据不同非弹性散射伽玛能谱测井，根据不同核反应的时间分布，按照时间先后仪器核反应的时间分布，按照时间先后仪器开有脉冲门，俘获门等测量门，分别接开有脉冲门，俘获门等测量门，分别接收非弹性散射伽玛射线和俘获伽玛射线。收非弹性散射伽玛射线和俘获伽玛射线。利用多道脉冲幅度分析器进行伽玛能谱利用多道脉冲幅度分析器进行伽玛能谱分析，分别测量不同能量的非弹性散射分析，分别测量不同能量的非弹性散射伽玛射线强度和俘获伽玛射线强度。伽玛射线强度和俘获伽玛射线强度。C/OC/O测井测

32、井最有意义的是仪器探测的伽玛射线能最有意义的是仪器探测的伽玛射线能量所指示出的碳和氧原子数目的相对量所指示出的碳和氧原子数目的相对比值。比值。骨架碳骨架碳+孔隙空间碳孔隙空间碳+井眼碳井眼碳COR=-骨架氧骨架氧+孔隙空间氧孔隙空间氧+井眼氧井眼氧C/OC/O测井测井通过代入岩石物理参数并假定通过代入岩石物理参数并假定Sw+So=1，可将上式写成下面的形式：可将上式写成下面的形式：C(1-)+C（1-Sw）+BcCOR=A-C（1-）+CSw+BoC/OC/O测井测井式式中中：COR=碳碳/氧氧比比值值，归归一一化化到到实实验验室室数数据据库的数值库的数值A=0.75，是，是Roscot和和G

33、rau计算出的常数计算出的常数C骨架中碳原子的含量骨架中碳原子的含量C油气中碳原子的含量油气中碳原子的含量C骨架中氧原子的含量骨架中氧原子的含量C水中氧原子的含量水中氧原子的含量Bo井眼氧含量井眼氧含量Bc井眼碳含量井眼碳含量Sw含水饱和度含水饱和度孔隙度孔隙度C/OC/O测井测井二、二、C/OC/O测井的应用测井的应用C/OC/O测井测井1 1、确定含油饱和度、确定含油饱和度SoSo不不同同的的含含油油饱饱和和度度，碳碳氧氧比比能能谱谱测井得的测井得的C/O是不同的。是不同的。根据根据C/O，可确定，可确定So。C/OC/O测井测井从左图理论计算的从左图理论计算的C/O与孔隙度和含油饱和度与

34、孔隙度和含油饱和度关系曲线中可以看出，关系曲线中可以看出，只有在孔隙度较大的情只有在孔隙度较大的情况下，由况下，由C/O确定的确定的So才是比较可靠的。才是比较可靠的。岩性不同的地层，岩性不同的地层，其其C/O和和So有不同的关有不同的关系曲线，石灰岩的系曲线，石灰岩的C/O比砂岩的高。比砂岩的高。C/OC/O测井测井简单简单C/OC/O实验室刻度曲线实验室刻度曲线2 2、利用、利用C/OC/O测井曲线值划分水淹层测井曲线值划分水淹层含油砂岩和含水砂岩的含油砂岩和含水砂岩的C/O的的相对差别在相对差别在28%以上，油层水以上，油层水淹后，水淹部分淹后，水淹部分C/O明显下降。明显下降。如如65

35、-17井。井。C/OC/O测井测井3 3、以、以Si/CaSi/Ca定性指示岩性定性指示岩性它反映骨架中它反映骨架中CaCO3含量的多少；含量的多少；并反映骨架含碳量的多少可作为并反映骨架含碳量的多少可作为C/O测井解释的参数。测井解释的参数。C/OC/O测井测井4 4、确定孔隙度指数和泥质指数、确定孔隙度指数和泥质指数中子与不同的核素产生的俘获伽玛中子与不同的核素产生的俘获伽玛射线能量也是不同的，因此，由俘获门射线能量也是不同的，因此，由俘获门接收并作能量分析，所记录的氢、钙、接收并作能量分析，所记录的氢、钙、硅以及时铁的俘获伽玛射线的计数率，硅以及时铁的俘获伽玛射线的计数率，可用来计算出孔

36、隙度指数和泥质指数。可用来计算出孔隙度指数和泥质指数。C/OC/O测井测井氢的俘获伽玛计数率氢的俘获伽玛计数率孔隙度指数孔隙度指数=（钙（钙+硅）俘获伽玛计数率硅）俘获伽玛计数率铁的俘获伽玛计数率铁的俘获伽玛计数率泥质指数泥质指数=（钙（钙+硅）俘获伽玛计数率硅）俘获伽玛计数率C/OC/O测井测井这这里里的的钙钙+硅硅反反映映骨骨架架，氢氢反反映映孔孔隙隙，铁铁反反映映泥泥质质（因为泥质中含铁量较高）。（因为泥质中含铁量较高）。第五节 中子寿命测井 中子寿命测井也叫热中子衰减中子寿命测井也叫热中子衰减时间测井（时间测井（TDTTDT），它是通过测量热），它是通过测量热中子在地层中的寿命，研究地

37、层对中子在地层中的寿命，研究地层对热中子的俘获性质，从而认识地层热中子的俘获性质，从而认识地层的一种中子测井方法。的一种中子测井方法。中子寿命测井中子寿命测井 一、基本原理一、基本原理中子寿命测井中子寿命测井 由井下仪器的脉冲中子源在井内向由井下仪器的脉冲中子源在井内向地层发射地层发射14MeV14MeV的快中子，经过和地的快中子，经过和地层的原子核发生非弹性散射和弹性层的原子核发生非弹性散射和弹性散射逐渐减速成为热中子，直到被散射逐渐减速成为热中子，直到被俘获产生俘获伽玛射线。俘获产生俘获伽玛射线。中子寿命测井中子寿命测井 我们已知热中子寿命的长短和物我们已知热中子寿命的长短和物质的宏观俘获

38、截面有关，地层介质的质的宏观俘获截面有关，地层介质的宏观俘获截面大，热中子将迅速被俘宏观俘获截面大，热中子将迅速被俘获，热中子寿命就短。岩石的宏观俘获，热中子寿命就短。岩石的宏观俘获截面是岩石中各个核素的微观俘获获截面是岩石中各个核素的微观俘获截面的总和。截面的总和。中子寿命测井中子寿命测井 在沉积岩石中，除硼之外，氯核素的微观在沉积岩石中，除硼之外，氯核素的微观俘获截面比其它核素的大得多。所以岩石宏观俘获截面比其它核素的大得多。所以岩石宏观俘获截面的大小主要取决于氯的含量，即主要俘获截面的大小主要取决于氯的含量，即主要取决于地层水的矿化度。地层水的含盐量越大，取决于地层水的矿化度。地层水的含

39、盐量越大，则俘获截面越大，热中子寿命就越短。所以记则俘获截面越大，热中子寿命就越短。所以记录热中子寿命或岩石的宏观俘获截面能反映地录热中子寿命或岩石的宏观俘获截面能反映地层中含氯量的多少，盐水层比油层的含氯量大，层中含氯量的多少，盐水层比油层的含氯量大，因此盐水层有比油层宏观俘获截面大得多和热因此盐水层有比油层宏观俘获截面大得多和热中子寿命小得多的特点。中子寿命小得多的特点。中子寿命测井中子寿命测井 快中子变成为热中子以后，热中子开始向周快中子变成为热中子以后，热中子开始向周围扩散。在地层内的扩散中，地层中某点的围扩散。在地层内的扩散中，地层中某点的热中子密度热中子密度N N按指数规律依下式随

40、时间衰减。按指数规律依下式随时间衰减。中子寿命测井中子寿命测井 式中式中N N0 0-开始衰减时的热中子密度；开始衰减时的热中子密度；N-N-经过时间经过时间T T的热中子密度；的热中子密度；-岩石的热中子寿命岩石的热中子寿命 s;s;因为在任何时刻存在的俘获伽玛射线的因为在任何时刻存在的俘获伽玛射线的强度都是与仪器周围的热中子密度成正强度都是与仪器周围的热中子密度成正比，所以测量俘获伽玛射线强度或热中比，所以测量俘获伽玛射线强度或热中子的密度，都可以求得地层的热中子寿子的密度，都可以求得地层的热中子寿命或岩石的宏观俘获截面。命或岩石的宏观俘获截面。中子寿命测井中子寿命测井 在两次发射脉冲中子

41、之间，在俘获伽在两次发射脉冲中子之间，在俘获伽玛射线强度随时间按指数规律衰减的时间玛射线强度随时间按指数规律衰减的时间范围内，选取两个适当的延迟时间范围内，选取两个适当的延迟时间T T1 1和和T T2 2。分别在分别在T T1 1和和T T2 2时间段内（时间段内（T T1 1和和T T2 2测量时间门）测量时间门）测量热中子被俘获所放出来的俘获伽玛射测量热中子被俘获所放出来的俘获伽玛射线的强度，按照上述公式，线的强度，按照上述公式，T T1 1时间和时间和T T2 2时时刻的俘获伽玛射线计数率分别为：刻的俘获伽玛射线计数率分别为：中子寿命测井中子寿命测井 将将式除以式除以式则得到式则得到中

42、子寿命测井中子寿命测井 T T1 1和和T T2 2是已知的，测量得到是已知的，测量得到N N1 1、N N2 2，再，再由中子寿命测井仪的专用计算线路，由中子寿命测井仪的专用计算线路，计算得到热中子寿命计算得到热中子寿命T T线宏观俘获截面线宏观俘获截面。沿井身测量则会得到。沿井身测量则会得到或或的测的测井曲线。井曲线。中子寿命测井中子寿命测井 二、中子寿命测井的应用二、中子寿命测井的应用中子寿命测井中子寿命测井 1 1、划分油水层、划分油水层矿化度较高的水层有比油层大的矿化度较高的水层有比油层大的俘获截面（或较小的中子寿命），可俘获截面（或较小的中子寿命），可用中子寿命测井曲线，划分油层和

43、盐用中子寿命测井曲线，划分油层和盐水层。水层。中子寿命测井中子寿命测井 2 2、观察油水和气水界面的变化、观察油水和气水界面的变化油层在采油过程中含水饱和度不断油层在采油过程中含水饱和度不断变化，油水界面向上移动。在地层水矿化变化，油水界面向上移动。在地层水矿化度较大的情况下，利用不同测的宏观俘获度较大的情况下，利用不同测的宏观俘获截面截面线中的寿命线中的寿命曲线，可以了解油水曲线，可以了解油水界面或气水界面向上移动的速度，井身曲界面或气水界面向上移动的速度，井身曲浅到深，浅到深，曲线在油水或气水界面处由高曲线在油水或气水界面处由高值变为低值。值变为低值。中子寿命测井中子寿命测井 3 3、求含

44、水饱和度（、求含水饱和度（S Sw w）在地层孔隙度比较大，且地层水矿在地层孔隙度比较大，且地层水矿化度比较高的情况下，可以由中子化度比较高的情况下，可以由中子寿命测井的宏观俘获截面寿命测井的宏观俘获截面求含水饱求含水饱和度和度Sw。中子寿命测井中子寿命测井 纯地层情况下的地层宏观俘获截面为：纯地层情况下的地层宏观俘获截面为：中子寿命测井中子寿命测井 整理得：整理得：式式中中ma岩岩石石骨骨架架的的宏宏观观俘俘获获截截面面，根根据据岩岩性可查表或计算求得；性可查表或计算求得；10-3cm-1或或C.U.孔隙度，由孔隙度测井求得。孔隙度，由孔隙度测井求得。W地地层层水水宏宏观观俘俘获获截截面面，

45、知知道道地地层层水水的的温温度度与与所所含含盐盐的的成成份份和和浓浓度度，可可以以查查图图版版或或计计算求得；算求得；h油、气的宏观俘获截面，可查图版求油、气的宏观俘获截面，可查图版求得。得。中子寿命测井中子寿命测井 上述参数均可查得，故中子寿命测上述参数均可查得，故中子寿命测井测得三值，就可用上述公式求得井测得三值，就可用上述公式求得纯地层的含水饱和度纯地层的含水饱和度Sw。中子寿命测井中子寿命测井 含泥质地层用下式求含水饱和度含泥质地层用下式求含水饱和度Sw式中式中Vsh、sh分别为泥质的体积百分分别为泥质的体积百分含量和泥质的宏观俘获截面含量和泥质的宏观俘获截面中子寿命测井中子寿命测井

46、SwSw=4 4、选井的条件、选井的条件中子寿命测井应用的优越条件可认中子寿命测井应用的优越条件可认为地层水总矿化度在为地层水总矿化度在1515万万PPmPPm、孔隙、孔隙度在度在15%15%以上，即总矿化度与孔隙乘以上，即总矿化度与孔隙乘积大于积大于2.22.2时，可单独使用资料进行时，可单独使用资料进行含水饱和度解释。含水饱和度解释。中子寿命测井中子寿命测井 对于低矿化度或水淹严重地层，采用对于低矿化度或水淹严重地层，采用硼硼中子寿命测井，用中子寿命测井，用“测测-注注-测测”方方法。其地质条件要求目的层厚度在法。其地质条件要求目的层厚度在1-40m1-40m，孔隙度大于，孔隙度大于11%11%，渗透率在，渗透率在50105010-1 1mm2 2以上。应用例子：文以上。应用例子：文101-54101-54井。井。中子寿命测井中子寿命测井 谢谢大家！谢谢大家！