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测井曲线油层识别 油层识别的方法有很多种 最直接的有钻井取心 地质录井法等 工作中常用的就是测井法 我们今天就介绍一下最常用的测井法 一 常用测井曲线及主要应用二 综合应用实例 主要内容 一 常用测井曲线及主要应用 岩性测井系列 自然伽马 自然电位 井径 孔隙度测井系列 声波测井 密度测井 中子测井 电阻率测井系列 普通视电阻率测井 侧向测井 感应测井 微电极系测井等 1 自然伽玛测井及其应用 原理 通过测量井内岩层中自然存在的放射性元素核衰变过程中放射出来的 射线的强度来认识岩层的一种放射性测井法 其 射线强度与放射性元素的含量及类型有关 岩石的放射性是由岩石中所含的U Th k系放射性同位素引起的 沉积岩的自然放射性 大体可分为高 中 低三种类型 高自然放射性的岩石 包括泥质砂岩 砂质泥岩 泥岩 以及钾盐层等 其自然伽马测井读数约100API以上 中等自然放射性的岩石 包括砂岩 石灰岩和白云岩 读数介于50 100API 低自然放射性的岩石 包括岩盐 煤层和硬石膏 读数约50API以下 可见 除特殊的放射性矿物如钾盐层以外 油气田中常遇到的沉积岩的自然放射性强弱与岩石中含泥质的多少有密切的关系 构成泥质的粘土颗粒较细 有较大的比表面积 在沉积过程中能够吸附较多的溶液中放射性元素的离子 泥质颗粒沉积时间长 有充分的时间同放射性元素接触和进行离子交换 所以 泥质岩石就具有较强的自然放射性 1 自然伽玛测井及其应用 自然伽马测井曲线的应用 这也成为我们利用自然伽马测井曲线区分岩石性质 进行地层对比 以及定量估计岩石中泥质含量的依据 1 自然伽玛测井及其应用 1 划分岩性 确定渗透层 A 纯砂岩在自然伽马曲线上显示出最低值 B 泥岩显示最高值 C 粉砂岩 泥质砂岩介于二者之间 并随着岩层中泥质含量增加曲线幅度增大 2 进行地层对比 运用自然伽马测井曲线进行地层对比的优点 与岩石流体性质无关 油 水 地层矿化度等 与泥浆性质无关 盐 水泥浆 在自然伽马测井曲线上容易找到标淮层 在油水过渡带内进行对比时 自然伽马优势明显 因为岩石中含流体性质变化大 使R SP曲线形状变化不益于进行对比 1 自然伽玛测井及其应用 3 估算地层中泥质含量 首先 用自然伽马相对幅度的变化计算出泥质含量指数IGR 通常 泥质含量指数IGR的变化范围为0 l 用下式将IGR转化为泥质含量Vsh 式中 G 希尔奇指数 可根据实验室取心分析资料确定 新地层G 3 7 老地层G 2 1 自然伽玛测井及其应用 钻井后由于井壁附近的电化学活动性造成的电场叫自然电场 沿井轴测量记录自然电位变化即为自然电位测井 2 自然电位测井及其应用 地层水和泥浆含盐浓度不同而引起的扩散电动势和吸附电动势 地层压力与泥浆柱压力不同而引起的过滤电动势 实践证明 在油气井中 这两种电动势以扩散电动势和吸附电动势占绝对优势 自然电位产生的原因 A 自然电位测井曲线没有绝对零点 而是以泥岩井段的自然电位幅度作基线 B 自然电位幅度 Usp的读数是基线到曲线极大值之间的宽度所代表的毫伏数 C 在砂泥岩剖面井中 一般为淡水泥浆钻进 Cw Cmf 在砂岩渗透层井段自然电位曲线出现明显的负异常 在盐水泥浆井中 Cw Cmf 渗透层井段出现正异常 这是识别渗透层的重要特征 使用SP曲线应注意的几个问题 2 自然电位测井及其应用 影响自然电位异常幅度的因素 2 自然电位测井及其应用 地层温度的影响 地层水和泥浆滤液中含盐浓度比值的影响 井的影响 包括井径和泥浆电阻率 目的层的影响 包括厚度和电阻率 围岩的影响 包括厚度和电阻率 应用 2 分析岩性 估算泥质含量Vsh 3 估算地层水电阻率 1 划分渗透性地层 并确定其界面 4 判断水淹 5 研究沉积环境 2 自然电位测井及其应用 1 泥岩 扩径 2 页岩 稍大于或接近于钻头直径 3 砂岩 渗透性砂岩 有泥饼 缩径4 粉砂岩 界于泥岩和砂岩之间 井径曲线特征 3 井径测井及其应用 1 检查井眼大小 确定固井水泥量2 配合其他曲线分析地层岩性 井径曲线应用 声波时差测井 测量滑行波通过地层传播的时差 t 声速的倒数 单位是 s m 用以估算孔隙度 判断气层和研究岩性等 声波时差测井是孔隙度测井系列的主要方法 4 声波时差测井及其应用 1 划分岩性 作地层对比 应用 4 声波时差测井及其应用 砂泥岩剖面 一般情况是砂岩 显示为低时差400 180 越致密声时越低 泥岩 显示为高时差548 252 页岩 介于砂岩与泥岩之间 2 判断气层 天然气和油水层时差差别大 一般气比油水中大30 50 s m 所以当岩层孔隙中含气时 时差将显著增大 此外由于声波在气层中能量衰减显著 有可能出现周波跳跃现象 1 产生周波跳跃 2 声波时差增大 4 声波时差测井及其应用 4 声波时差测井及其应用 计算孔隙度 电阻率测井系列 在钻井过程中 通常保持泥浆柱压力稍微大于地层压力 在压力差作用下 泥浆滤液向渗透层侵入 泥浆滤液替换地层孔隙所含的液体而形成侵入带 同时泥浆中的颗粒附在井壁上形成泥饼 这种现象叫泥浆侵入 泥浆侵入分两类 高侵 侵入带电阻率Ri大于原状地层电阻率Rt 低侵 侵入带电阻率Ri小于原状地层电阻率Rt 水层经常发生高侵现象 油层经常发生低侵现象 5 普通视电阻率测井及其应用 电阻率法测井是通过测量钻井剖面上各种岩石和矿物电阻率来区别岩石性质的方法 电流以A为中心呈球形辐射状流出 梯度电极系 梯度电极系就是成对电极靠得很近 而不成对电极离得较远的电极系 电位电极系 电位电极系就是在电极的相互距离中 成对电极相距较远的电极系 梯度电极系探测深度 电位电极系探测深度 2L L为电极距 注 R2 5和R4均为梯度电极系其中2 5和4指电极距的长度探测范围1 4 2 5 1 4 4m 5 普通视电阻率测井及其应用 一确定岩层界面 二估算地层电阻率 三判断油水层 应用 1 井的影响2 电极系的影响3 侵入影响4 高阻邻层的屏蔽 影响因素 泥浆分流探测范围增阻 减阻侵入上部高阻对电流阻挡使下部电阻增加 实线为高阻屏蔽后所测视电阻率 虚线为没有高阻屏蔽时所测视电阻率 6 微电阻率测井及其应用 微电阻率测井是指探测深度较浅的一类测井方法 特点 电极嵌在绝缘板上 阻止泥浆对电流的分流 电极紧贴井壁 电流不经泥浆而直接进入井壁附近地层 因此 受泥浆的影响小 1 仪器主体 2 弹簧片 3 绝缘极板 微电位 RMN 探测8 10cm 反映冲洗带电阻率 微梯度 RMG 探测4 5cm 反映泥饼电阻率 6 微电阻率测井及其应用 当岩层为渗透性地层时 通常泥饼电阻率约为1 3倍的泥浆电阻率 冲洗带电阻率约为泥饼电阻率5陪以上 由于微电位探测范围深 因此微电位的视电阻率值大于微梯度的 即正幅度差 以此判断地层渗透性 应用 确定岩层界面 确定井径扩大井段 确定含油砂岩的有效厚度 划分岩性和渗透性地层 纵向分辨能力较强 划分薄互层组和薄夹层比较可靠 井径扩大 极板悬空 所测电阻率降低 接近于泥浆电阻率 利用它将油气层中的非渗透性的致密薄夹层划分出来 7 侧向 感应测井及其应用 电流分布 侧向 主电流在屏蔽电流的排斥作用下呈圆盘发射状感应 涡流 环流 由于感应测井和侧向测井采用了探测深度适当的纵向聚焦系统 使其测井值受井眼和围岩的影响较小 也就是说需要做的校正量一般较小 所以 利用这些测井值可以在较宽的条件内求得准确的岩层真电阻率Rt 反映地层真电阻率Rt 7 侧向 感应测井及其应用 当侵入不太深时 深感应测井和深侧向测井的读数 都可以不经校正直接把视电阻率Ra当作真电阻率Rt 当侵入较深时 侧向测井电流线成水平圆盘状从井轴向四面发射 而感应测井电流线是绕井轴的环流 因此 对于侧向测井 泥浆 侵入带和地层的电阻是串联的 而对感应测井 它们则是并联关系 这意味着 感应测井值受两个带中电阻率较低的带的影响较大 而侧向测井值受电阻率较高的带影响较大 因此 如果Rxo Rt时 采用感应测井确定Rt较侧向测井优越 如果Rxo Rt时 选用侧向测井较好 探测范围 探测范围 八侧向 中感应 深感应 如发生侵入则各曲线幅度表现为 油层 RILD RILM RLL8水层 RILD RILM RLL8纯泥层 RILD RILM RLL8基本重合 一 常用测井曲线及主要应用二 综合应用实例 主要内容 低孔低渗 构造幅度低 油水重力分异作用弱 孔隙度和喉道偏细 岩石骨架粒度中值小 渗透率小 高束缚水 淡水泥浆滤液侵入作用 延长低孔低渗油藏特点 油水分异不明显 油水同出 少有纯油层 油 水均高侵 油层电阻率低 低阻 1 油层一般性特征 1 GR低值 2 SP负异常 油层一般较水层SP幅度小 3 AC180 380微秒 米 4 油层一般较水层多为高阻 3 5倍 5 一般为低侵剖面 ILD ILM LL8 常规油层 1 油层一般性特征 低孔低渗条件下油层 油水层 1 GR低值 2 SP负异常 油层一般较水层SP幅度小 3 AC180 380微秒 米 4 油层一般较水层多为高阻 2倍以上 5 常表现为高侵剖面 LL8 ILM ILD 1 GR低值 2 SP负异常 水层SP幅度较油层大 3 AC180 380微秒 米 4 电阻率一般较低 5 常表现为高侵剖面 LL8 ILM ILD 2 水层一般性特征 干层一般性特征 1 干层电阻率一般较高 2 干层物性较差 孔隙度小 表现为AC低值 3 干层侵入不明显 双感八侧向几乎重合 3 干层一般性特征 4 低阻油层识别 低阻油层概念 就目前资料来看 低阻的定义尚无绝对标准 一般而言 低阻油气层系指在同一油水系统内油气层与纯水层的电阻率之比小于2 即油气层的电阻增大率小于2的油气层 判断一个储层是否为油气层的重要依据之一是测井电阻率 因此 不论油层电阻率绝对值较低还是较高 只要其电阻率增大率较低 都会给油层的识别带来极大的困难 X3 5井长22储层深感应电阻率6 38 m 中感应电阻率6 37 m 八侧向电阻率8 91 m 油层呈现高侵 油层组下部长23含水层深感应电阻率3 32 m Rt Ro 2 0 但试油结果为只出油不出水 试油日产油31 5t 该油层为典型的低阻油层 储层测井响应特征 4 低阻油层识别 X3 23井长22储层深感应电阻率5 30 m 中感应电阻率6 02 m 八侧向电阻率7 51 m 油层组下部长23含水层深感应电阻率4 24 m Rt Ro 2 0 但试油结果为只出油不出水 试油日产油25 2t 该油层亦为典型的低阻油层 储层测井响应特征 4 低阻油层识别 侵入因子法邻近水层对比法视自然电位差法横向对比法灰色聚类法 低阻油层判识方法 识别方法 4 低阻油层识别 考虑淡水钻井液侵入 利用已有试油资料对关键层选择中 深感应之差与深感应比值 称为侵入因子 深感应测井交会图 侵入因子法 油层 油水同层的侵入因子小于0 2水层侵入因子一般大于0 2 4 低阻油层识别 具体做法为 用相邻砂体测井曲线进行综合对比 先找出明显的水层 再将目的层的物性和水层进行对比 当目的层电性响应显示其物性同水层相当或比水层更好时 即满足 K目的层 K水 VSH目的层 VSH水 目的层 水 Rw目的层 Rw水 若目的层RILD大于或等于对应水层RILD的2倍时 为油层 若大于或等于对应水层电阻率1 5倍时 为油水层 邻近水层对比法 4 低阻油层识别 X74 81井目的层与水层 自然伽马 自然电位 声波时差 微电极 K目的层 2 37 VSH目的层 15 7 目的层 11 8 K水 3 84 VSH水 17 8 水 13 2 满足K目的层 K水 VSH目的层 VSH水 目的层 水 1911 5 1924 1m段 RILD 11 79 m 水层RILD 5 76 m 满足目的层深感应电阻率为水层的2倍 因此解释结论为油层 与测试结果一致 而1925 6 1930 7m段 RILD 9 71 m 为水层的1 6倍 因此解释结论为油水层 邻近水层对比法 4 低阻油层识别 自然电位形成的主要原因是地层水与泥浆滤液之间存在矿化度差 这也是造成纯水层不同探测深度电阻率值出现差异的主要原因 理论依据如下 视自然电位差法 4 低阻油层识别 对于水层 Sw Sxo 上式右边等于零 则视自然电位等于静自然电位 对于含油层 Sw Sxo 上式右边小于零 则视自然电位大于静自然电位 利用视自然电位差法识别油层 直接利用电阻率和自然电位测井响应 方法直观简单 生产解释中 利用RILD作为Rt RLL8作为Rxo 使邻近水层的ASP为零 从而调整K 值 若目的层出现ASP小于零的情况 则直观解释为油层 4 低阻油层识别 横向对比法是基于油藏特征的综合识别方法 横向对比法依托对关键井 关键层的认识 通过储层横向对比 研究