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测井资料综合解释 中国石油集团测井有限公司长庆事业部 测井资料综合解释基础 测井 地球物理测井 是应用地球物理学的一个分支 在勘探和开发石油 天然气 煤 金属矿等地下矿藏的过程中 利用各种仪器测量井下地层的各种物理参数和井眼的技术状况 解决地质和工程问题 世界上第一次测井是由法国人斯仑贝谢兄弟与道尔一起 在1927年9月5日实现的 我国第一次测井是由著名地球物理学家翁文波 于1939年12月20日在四川巴县石油沟油矿1号井实现的 1 地层评价 地层评价 用测井资料划分井剖面的岩性和储集层 评价储集层的岩性 储油物性 生产价值和生产情况 其任务 1 储层评价 岩性 储油物性 生产价值和生产情况 2 划分地层的年代和岩性组合3 评价一口井的完井质量4 描述和评价一个油气藏 2 划分单井地质剖面 划分单井地质剖面是对一口井粗略的评价 包括 1 划分全井地层的年代和主要地层单位的界限 2 找出本井的含油层系 如 长庆油田的延安组 延长组 马家沟组等 3 可画出某一井段的岩性解释剖面 3 划分储集层确定单一储集层在井内的位置 顶界面和底界面的深度和厚度 地质上常常把储集层按岩性分类 有碎屑岩储集层 碳酸盐岩储集层和其它岩类的储集层 测井把储集层划分为两大类 孔隙性储集层和裂缝性储集层 1 孔隙性储集层粒间孔隙对岩石储集性质起决定作用的储集层 一般与构造作用无关 孔隙分布均匀 横向变化较小 孔隙度较高 低者10 左右 高者30 左右 一般15 25 孔隙性储集层是测井地层评价应用最好的一类储集层 岩性 物性 含油性较均匀 2 裂缝性储集层因裂缝较发育而具有储集性 裂缝发育程度有限 孔隙度很低 5 7 较高者10 左右 裂缝性储集层 对测井技术的要求较高 4 岩性评价 1 岩石类别测井类别 一般为 砂岩 石灰岩 白云岩 硬石膏 石膏 盐岩 花岗岩 灰质砂岩 灰质白云岩等 2 泥质含量和矿物含量泥质含量是岩石中颗粒很细的细粉砂 小于0 1mm 和湿粘土的体积占岩石体积的百分数 5 储层物性评价 储集层岩石储集流体的能力称为孔隙性 在一定压差下允许流体渗透的能力称为渗透性 两者合称储油物性 测井资料可判断地层的孔隙性和渗透性 1 总孔隙度岩石全部孔隙体积占岩石总体积的百分数 2 有效孔隙度岩石有效 不包含泥质孔隙 孔隙体积占岩石总体积的百分数 4 绝对渗透率岩石孔隙中只有一种流体时测量的渗透率 因为常用空气测量 也称空气渗透率 测井通常只计算绝对渗透率 5 有效渗透率当岩石孔隙中有两种以上流体存在时 对其中一种流体测量的渗透率称为有效渗透率或相对渗透率 6 含油性评价 储集层的含油性是指岩石孔隙中是否含油气 含油气的多少 测井通过计算饱和度来评价储集层的含油性 1 含水饱和度岩石含水体积占其有效孔隙体积的百分数 称为含水饱和度 岩石孔隙中含有地层水 被吸附在孔隙表面而不能流动的地层水 称为束缚水 在一定压差下可以流动的地层水 称为可动水或自由水 2 含油气饱和度岩石含油气体积占其有效孔隙的百分数 称为含油气饱和度 7 储集层侵入特性钻井过程中 泥浆柱压力大于地层压力 其压力差驱使泥浆滤液向储集层孔隙渗透 驱替出一部分原来的液体 在不断渗滤的过程中 泥浆中的固体颗粒逐渐在储集层井壁沉淀下来形成泥饼 储集层受泥浆侵入以后 特别是冲洗带与原状地层的差别 称为储集层的侵入特性 8 油井技术评价1 井身质量评价 井斜方位角 井斜角 斜井的靶心距 井径等2 固井质量评价 固井质量是指水泥环与套管之间 第一界面 和水泥环与地层之间 第二界面 胶结的好坏 以及本身水泥丰满的程度 3 射孔质量评价 射孔质量评价是深度准确 射入深度 孔眼大小 射孔密度 每米孔数 和孔眼方位分布 孔眼畅通程度 4 压裂和酸化效果评价 将压裂或酸化前后的同类测井曲线进行比较 评价压裂和酸化效果 5 管材损伤评价 如油管和套管变形 腐蚀 穿孔 9 测井技术的分类 1 电法测井 研究地层电化学性质 电阻率 电磁波的各种测井方法 2 声波测井 研究地层纵波 横波 纵波幅度 声波全波列测井方法 3 放射性测井 研究地层核物理性质的自然伽马 自然伽马能谱 密度 岩性 密度 补偿中子各种测井方法 4 其它测井 井温测井 地层测试器等 10 测井系列1 裸眼井地层评价测井系列 未下套管的裸眼井中 一套测井方法 2 套管井地层评价测井系列 已下套管的井中一套综合测井方法 3 生产动态测井系列 地层产出或吸入流体的情况下 一套综合测井方法 4 工程测井系列 裸眼井或套管井中 确定井斜状态 固井质量 酸化或压裂效果 射孔质量等测井方法 表1气探井测井系列 表2油探井测井系列 表3气开井测井系列 表4油开井测井系列 表5套管井地层评价测井系列 表6生产动态测井系列 表7 长庆油田工程测井系列 11 测井数据的处理与解释测井解释收集的第一性资料 钻井取芯 井壁取芯和地层测试 钻井显示 岩屑录井 气测录井试油气资料 测井数据预处理在用测井数据计算地质参数之前 对测井数据所做的一切处理都是预处理 主要包括 深度对齐 使每一深度各条测井数据同一采样点的数据 把斜井曲线校正成直井曲线 曲线平滑处理 把非地层原因引起的小变化或不值得考虑的小变化平滑掉 环境校正 把仪器探测范围内影响消除掉 获得地层真实的数值 数值标准化 消除系统误差的方法 12 测井资料的定性解释测井资料的定性解释是确定每条曲线的幅度变化和明显的形态特征反映的地层岩性 物性和含油性 结合地区经验 对储集层做出综合性的地质解释 13 测井综合解释由各油田测井公司的解释中心选择的处理解释程序 有比较富有经验的人员 较丰富的资料对测井数据做更完善的处理和解释 它向油田提供正式的单井处理与解释结果 综合地质研究 还可以完成地层倾角 裂缝识别 岩石机械性质解释等特殊处理 14 地层评价方法 以阿尔奇公式和威里公式为基础 发展了一套定量评价储集层的方法 包括 建立解释模型 用声速或任何一种孔隙度测井计算孔隙度 用阿尔奇公式计算含水饱和度和含油气饱和度 快速直观显示地层含油性 可动油和可动水 计算绝对渗透率 综合判断油气 水层 15 评价含油性的交会图 电阻率 孔隙度交会图应用阿尔奇公式的一种快速直观解释方法 优点是形象直观 可看出油水层分区的规律 快速读出含水饱和度 16 确定束缚水饱和度和渗透率 储集层产生流体类别和产量高低 与地层孔隙度和含油气 束缚水饱和度 绝对渗透率和原油性质等有关 束缚水饱和度与含水饱和度的相互关系 是决定地层是否无水产油气的主要因素 绝对渗透率是决定地层能否产出流体的主要因素 束缚水饱和度有密切关系 没有一种测井方法可直接计算这两个参数 17 确定束缚水饱和度的方法 1 将试油证实的或综合分析确有把握的产油 油基泥浆取芯测量的含水饱和度就是束缚水饱和度 2 深探测电阻率计算的含水饱和度作为束缚水饱和度 3 根据试油 测井资料的统计分析 确定束缚水饱和度 18 确定地层绝对渗透率的方法 一般用岩芯分析资料与测井参数回归的经验公式 计算地层的渗透率 19 综合判断油气 水层的一般方法 采用比较分析的方法 在一个地层水电阻率基本相同的井段内 对岩性相同的地层进行储油物性 含油性 电性的比较 比较的主要标准是该井段岩性和物性基本相同的纯水层 逐层做出解释 20 典型水层 油层和气层 1 典型水层典型水层也称标准水层 是综合判断油 气 水层及确定某些解释参数 如和骨架参数 的标准 GR最低 SP异常幅度最大 厚度一般3米以上 其测井显示的孔隙度与其它储集层相近 但深探测电阻率却是储集层中最低的 并且常有泥浆高侵的特点 2 典型油层与典型水层的最大差别是深探测电阻率明显升高 一般是水层的3 5倍以上 束缚水饱和度愈低差别愈大 含水饱和度较低 泥质含量低 常见的测井方法 1 自然电位测井自然电位测井是在裸眼井中测量井轴自然产生的电位变化 研究井剖面地层性质 是一种最简便而实用测井方法 自然电位曲线的定性解释 1 划分储集层自然电位曲线偏离泥岩基线的明显异常是孔隙性和渗透性较好的储集层的标志 泥岩基线上或附近变化的地层是非储集层 泥岩或其孔隙性和渗透性很差的地层 称为緻密层 二 估算泥质含量 碎屑岩泥质含量的增加 将使自然电动势减小 从而使SP幅度减小 三 确定地层水电阻率SSP 2 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 包括声速测井 声幅测井 声波全波列测井等多种测井方法 声波速度测井的应用确定岩性和孔隙度声速测井是最常用的岩性 孔隙度测井方法之一 威里平均时间公式 实验研究和理论分析证明了纯岩石声波时差与其孔隙度的关系是线性的 这一关系最初是威里 MRJWyllie 提出来的 其形式为 由公式可导出 求纯砂岩孔隙度的公式 t tma tf tma 岩石力学性质分析 1 计算岩石弹性常数 2 计算井壁有效应力 3 岩石机械性质分析有了岩石弹性常数和井壁应力等参数 可进一步得到钻井和采油作业的一些参数 3 电阻率测井电阻率测井有一个供电电极 一对测量电极 K为电极系系数 4 微电极测井 微电极测井最突出的价值是在砂泥岩剖面划分渗透层 从渗透层中扣除非渗透层夹层 显示直观 微电极测井的应用 1 划分岩性和储集层泥岩 微电极曲线幅度为低值 无幅度差或只有很小的正幅度差或负幅度差 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 5 感应测井 感应测井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 感应测井利用交流电的互感原理测量地层的导电性 图6 1 感应测井的应用 1 感应测井与一种孔隙度测井组合 可以计算地层电阻率R 地层含水饱和度Sw 和含油气饱和度Sh 长庆油田常用声感组合 声速和感应 来计算以上参数 2 定性判断油气水层 6 自然伽马测井岩石中放射性 主要是铀 钍和钾的放射性同位素 自然伽马测井是测量岩石总的自然伽马射线强度 研究地层性质 自然伽马能谱测井 分别测量地层内铀 钍 钾的含量研究地层性质 砂岩和碳酸盐岩的铀 钍 钾含量一般随其泥质含量增加而增加 钾 铀 钍含量范围 砂岩分别为0 7 3 8 0 2 0 6ppm 0 7 2 0ppm 碳酸盐岩分别是0 2 0 1 9 0ppm 0 1 7ppm 自然伽马测井的应用 1 划分岩性和地层对比2 划分储集层 砂泥岩剖面中 低自然伽马一般是储集层 碳酸盐岩剖面 低自然伽马异常只指出泥质含量较少的纯岩石 是否为储集层 有相对高一点的孔隙度和低的电阻率 3 计算泥质含量 自然伽马是指示地层泥质含量的最好方法 7 密度测井和岩性 密度测井 岩石体积密度是单位体积岩石的质量 单位是g cm3 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 性质及含量有关 密度 岩性密度测井的应用 确定岩性和孔隙度根据Pe和 b交会快速解释岩性 一般Pe 2 为砂岩 Pe 3左右 为白云岩 Pe 5左右 为石灰岩等 硬石膏 b 2 98g cm3 岩盐 b 2 02g cm3 8 补偿中子测井 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 1 计算储层孔隙度 2 与密度 声波时差等曲线组合判识储层是否含气 计算储层的含水饱和度和矿物成分 3 计算地层的泥质含量 测井解释实例 试油日产量5 1t 23 1m3 电性分析 油水分异很明显 油层厚度解释大 底部为含油水 池10 21井延10综合图 试油日产量油花 33 3m3 注水井 盐45 38井长2综合图 试油日产量30 1t 0 0m3 解释偏低 盐60 32井长2综合图 镇46井是马岭油田一口预探井 解释时 延6储层1397 5 1403 3米 岩性纯 密度值低 储层渗透性好 解释了5 8米油水层 电性特征 视电阻率23 8欧姆米 时差243 39us m 密度2 33克 立方厘米 计算孔隙度17 05 含水饱和度51 40 渗透率22 95毫达西 2003年10月16日 采用负压射孔 获得日产141吨高产工业油流 镇53是伊陕斜坡的一口预探井 用ECLIPS5700成像测井 长8地层的1872 2188测井 电性显示好 电阻率高 自然电位幅度大 声波时差值高 渗透率好 密度为中低值 在核磁共振差谱显示上有较强幅度的剩余信号 标准T2谱有明显的双峰 反应孔隙性较好 且存在着一定量的轻烃 从定量分析的结果来看 平均总孔隙度为13 平均有效孔隙度为9 毛管束缚水孔隙度为3 泥质