《地层倾角测井》PPT课件.pptVIP

第十六章地层倾角测井 地层倾角测井主要测量地层的倾角及倾向 第一节地层倾角测井的基本原理 一 基本概念1地层走向 地层面与水平面交线的方位角 2 地层倾向 地层面倾斜的方向 地层倾向线与正北的夹角 倾斜线在水平面上的投影为倾向线 3 地层倾角 地层倾斜线与倾向线的夹角 X Y Z 二 地层倾角测井原理1 空间任意平面位置的确定方法建立如图16 1的坐标系 任意平面的单位法向矢量n在大地坐标系 V N E 中的三分量分别为 由图可知 任意平面的倾角和倾斜方位角分别为 16 1 地层层面上不在一条直线上的四点 相邻两点的方位差90度 在大地坐标系下的坐标 注 地层层面单位法向矢量的确定方法 地层在大地坐标系下的单位法向矢量 根据下式 即可得到地层的倾角和倾向 地层走向 地层走向垂直于地层倾向 2 地层倾角测井原理1 地层倾角测井的输出a 四条微聚焦电阻率 或电导率 曲线 b 两条井径曲线C13 C24 c 1号极板方位角曲线 d 井斜角及1号极板相对方位角 注 1号极板方位角 从正北起顺时针方向计量 井斜角 井轴与铅垂线的夹角 1号极板相对方位角 井轴相对1号极板的方位角 从1号极板开始逆时针方向计量 图16 2倾角测井地层曲线实例 图16 3六臂地层倾角测井曲线 第二节地层倾角及倾斜方位的计算 一 直井内地层倾角及倾斜方位的计算 1 建立坐标系1 仪器坐标系与大地坐标系的原点重合 位于井轴 2 1号极板在D轴上 D轴指向正北方向 2 地层面上四个极板的坐标 3 地层倾角及倾斜方位 其中 16 2 16 3 注 如果1号极板不在正北方向 则地层倾斜方位角为 4 其中1个极板接触不良时 地层倾角及倾斜方位的计算 设2号极板接触不良 1 16 4 2 地层层面单位法向矢量在仪器坐标系下的三分量 16 5 16 6 3 地层倾角及倾斜方位 16 7 二 斜井内地层倾角及倾斜方位的计算 1 建立坐标系仪器坐标系OFDA A轴与井轴重合 FOD为垂直井轴的平面 1号极板在D轴 2号极板在F轴 大地坐标系OENV V轴是铅垂轴 E轴是正东轴 N是正北轴 EON是水平面 仪器坐标系与大地坐标系的原点重合 2 斜井计算方法 1 2 3 4 5 6 注 16 8 三 背景校正1 已知地层倾角测井测得的地层层理倾角为 方位角为 则消除构造倾角影响后的层理倾角和方位角 16 9 其中 2 则可以根据以下步骤计算地层真倾角和真倾斜方位 2 1 3 4 5 6 注 第三节地层倾角测井资料的成果显示 一 数据表 特点 1 地层上下界面 2 地层三要素 二 成果图1 蝌蚪图 特点 地层深度 地层倾角 地层倾斜方位角 反映一定深度段内地层倾角 倾向的变化规律 2 棍棒图 特点 表示沿剖面线的地层视倾角随深度变化的图件 图16 6棍棒图 方位频率图 特点 仅反映某一深度段内地层倾斜方位的分布规律 不反映地层倾角的变化情况 图16 7方位频率图 改进的施米特图 特点 不仅反映某一深度段内地层倾斜方位的分布规律 也反映地层倾角的变化情况 图16 8改进的施米特图 圆柱面展开图 特点 直观显示地层的倾角及其他一些结构和构造现象 图16 9圆柱面展开图 第四节地层倾角测井资料的应用 一 地层倾角矢量图模式 绿模式地层倾角和倾斜方位基本不随地层深度变化 地层倾角 地层深度 图16 10蝌蚪图 绿模式 红模式随地层深度增大 倾斜方位基本不变 地层倾角增大 图16 10蝌蚪图 红模式 兰模式随地层深度增大 倾斜方位基本不变 地层倾角减小 乱模式随地层深度变化 地层倾角和倾斜方位杂乱变化 图16 10蝌蚪图 乱模式 二 研究地质构造问题 研究褶皱构造对称背斜 地层倾角和倾向基本不随深度改 非对称背斜 井眼通过其两翼时 随深度增加 有兰模式 红模式 平卧背斜 上下翼倾向相反 倾角随深度也发生变化 变化深度为井眼和背斜轴相交处 确定断层 有拖曳现象的正断层 自上而下 越接近断层面倾角越大 过断层后 倾角减小 上下断层面的地层倾向相同 图16 12有拖曳现象的正断层的矢量图 逆断层随深度增加 倾角增大 在断层面附近达最大 而后减小 地层倾向基本不变 图16 12逆断层的矢量图 同生断层越接近断层面 地层倾角越大 在断层面两侧 地层倾向相反 图16 12同生断层的矢量图 确定不整合 角度不整合不整合面上 下倾角不同 但不随深度变化 地层倾向可能相反 假整合假整合处如果存在风化壳 则地层倾角和倾向均无规律变化 4 确定物源方向 古水流方向由北东向南西流 图16 14 图16 15 古水流方向由北西向东南流 图16 16 M48 1位于M48的北西向 51层日产油64 6吨 M48 3位于M48 1的北西向 27 28 29三层日产油29吨 图16 17 5 识别裂缝性地层 相对极板电阻率值高 而另外两方位电阻率曲线低 16 18识别裂图缝地层 根据电导率异常及双井径确定裂缝发育层段 3123处出现泥浆漏失现象 16 19识别裂图缝地层 6 地应力方向分析 1 椭圆井眼分类 1 应力型椭圆井眼由于应力场两个水平主应力存在差异 钻井时在井壁形成应力集中 对于张性应力场 在最小主应力方向产生最大周向张性法应力时 形成椭圆井眼 应力型椭圆井眼的特点 井眼单方向拉长 椭圆井眼出现的井段较短 并且断续出现 有固定的椭圆井眼长轴方位 2 断裂型椭圆井眼在强大的地应力场作用下 岩石断裂 形成裂缝或断层 钻井遇到裂缝或断层时 就会形成椭圆井眼 在张应力场作用下 裂缝的延伸方向总是垂直于水平最大主应力方位 正断层的走向也是如此 因此断裂型椭圆井眼长轴方位与水平最小主应力方位一致 特点 在双井径曲线上的表现与应力型椭圆井眼类似 但井径差值比应力型椭圆井眼的大 3 冲溶型椭圆井眼常见于泥岩 盐岩井段 泥岩受到钻井液浸泡冲刷 体积膨胀而垮塌 形成椭圆井眼 同样 钻井液溶蚀井壁周围的盐岩 也会造成椭圆井眼 特点 两条井径曲线都扩径 且具有很好的相似性 井径差值也较大 小结 应力型和断裂型椭圆井眼的成因都与地下应力场有关 产生的椭圆井眼的长轴与最小地应力方向一致 而冲溶型椭圆井眼成因与地下应力场无关 井径C2 4大于钻头直径 而C1 3接近于钻头直径 说明井眼沿2 4极板方位崩落 图16 20椭圆井眼 2 地应力方向分析 由于地应力存在 井眼常出现椭圆状 其长轴方向为最小地应力方向 其短轴方向为最大地应力方向 1 最小主应力方位的确定 16 10 2 裂缝延伸方位 最大主应力方位 16 11 AZ 1号极板方位角 其中 3 实例分析 某油田一口探井的地应力方向图 椭圆井眼长轴方向340 160 最大主应力方向70 250 图16 22椭圆井眼长轴方向分析图 例2 最大主应力方向N100 165 E 图16 23 水平主应力方向的确定方法 设井壁受到无穷远处两个主应力 即最大水平主应力 1和最小主应力 2 1 2 的作用 钻井液对井壁产生的压力为p 井眼半径为R 则井眼外区域内任一点p1处的受力情况可表示为 附 图16 24井壁受力示意图 式中 r r 分别是径向主应力 切向主应力和剪切应力 钻井过程中应力崩塌形成的椭圆井眼通常是由切向正应力作用于井壁形成的 从式 16 13 可以得到 在 2和 3 2处 有最大值 井壁所受的切向正应力最大 在 0和 处 有最小值 井壁所受的切向应力最小 其计算式分别为 16 15 16 16 式 16 15 表明 切向正应力的最大值出现在最小主应力的方向上 当该处切向应力达到或超过岩石的破裂强度时 即发生破裂 形成井壁崩落椭圆 所以 椭圆井眼的长轴方向为最小水平主应力的方向 式 16 16 表明 在切向正应力的最