研究生测井储层评价考试题

1 测井技术或测井学的定义 在钻井井眼中 用特殊的测量装置连续记录井眼所穿过地层 岩石的各种物理性质和相关信息 并提供这些记录和信息的直观显示 在一定的物理实验 理论模型 刻度标定或经验统计的基础上 将这些记录转换成地质与工程参数 进而 帮 助 解决一些地质与工程问题的一门应用性学科 3 测井信息的存储及处理存储 记录格式 介质 数据库 预处理 环境校正 单井 深度匹配 平滑和滤波 拼接 基线偏移 井眼和侵入校正等 多井 标准化 不同仪 器 不同刻度 及人为因素造成的误差 信息提取及表征 微商 褶积 频谱分析 相关 分析 信息匹配及综合反演 岩石物理体积模型 优化求解 图象处理 增强 恢复 编 码 重建 识别与定量分析 显示及绘图 生产及解释分析图件 4 信息解释和应用油气评价及储层描述 单井井剖面 岩性 物性 含油性及生产能力 分析评价 油气层识别及评价 油水界面 储层物性 厚度及产能 地质综合研究及油藏 描述 多井 油气藏三维空间 储盖组合 储层分布 流体分布规律 储层参数分布 储量参数计算等 油井与油藏开发及动态监测 剩余油确定及分布预测 产液剖面 开发 方案调整 测井地质研究 沉积学 层序地层学 烃源岩评价等基础地质和石油地质研究 工程应用 固井质量 压裂 防砂 井眼轨迹 井壁稳定性 测试等 1 3 测井技术的特点 1 测量的特殊性 测量环境的特殊性 井眼中 地下高达数千米 深度 高温 高压 充满泥浆 形状不规则的有限空间 测量装置的特殊性 要在如此 受限的测量环境条件下实现人工物理场的激发 地层物理信号的接收 预处理和信号的传 输 测量空间的有限性 在如此受限的环境运行的测量装置所激发的物理场 空间域 的作用范围是有限的 主要局限于井周附近地层 2 方法的多样性 声 电 磁 核等 频率 能谱 探测深度 分辨率差别 3 应用的广泛性 应用领域几乎涵盖了石油勘探开 发的各个方面 4 信息转换存在多解性 从应用的角度讲 测井记录的信息是一种间接的 信息 由于测井记录的信息是地层岩石存在的响应 且受井眼环境 测量装置性能等因素 影响 故将测井得到的物理信息转换为各种地质和工程参数或信息时就存在多解性 谭廷 栋教授认为多解性有三方面的原因 测量对象的复杂性 测量误差 仪器 环境等 测 量方法的不匹配 3 砂岩渗透层划分以砂岩储层为例 概述渗透层在常规测井曲线上的典型特征 1 GR 曲 线相对低值 随粒度变细 砂岩储层的 GR 值逐渐增高 若砂岩中含长石或岩屑 GR 值将 相对升高 2 SP 曲线若 Rmf Rw 渗透层的 SP 曲线相对于泥岩基线表现为负异常 若 Rmf Rw 水层高侵 Rt Rxo 正差异 与侵 入时间有关否 4 井径曲线渗透层段往往表现为缩径 但也有泥岩缩径 5 孔隙度曲线 非致密层 6 Pe 曲线若用重晶石钻井 砂泥岩剖面渗透层则 Pe 值最高 异常响应 第六章 碳酸盐岩储层测井评价 测井评价的基本内容 计算矿物成分 确定孔隙类型及孔隙结构 储层参数计算 各种孔隙 度 饱和度 渗透率 测井储层评价的核心是孔隙结构 因为它影响和控制 原始地层 流体的分布 泥浆及泥浆滤液的侵入 储量 产能及生产方式 测井响应 6 2 储层识别 及储层类型划分一 非储层 1 致密层 DLL 2000ohm m GR 低 岩性纯 不扩径 孔隙度低 三孔隙度测井数值接近骨架值 各种测井无裂缝显示 2 泥质层 DLL 低值 GR 高值 扩径 时差 中子增高 密度升高或降低 是否有黄铁矿 3 碳质层 DLL 高 值 GR 低值 扩径 时差 中子增高 密度降低 二 储层基本特征 常规测井 1 DLL 相对低值 2 三孔隙度测井显示具有一定的孔隙度 三 裂缝储层的 DLL 测井特 征 1 DLL 数值降低 降低的程度正比于裂缝张开度 裂缝的延伸长度等 2 高角度缝 70 度 正差异 LLd LLs3 低角度缝 LLs4 斜交 40 70 度 无 差异 5 网状缝 差异特征取决于哪种产状的裂缝占优 储层类型及测井响应特征实例 测井储层评价方法测井储层评价方法 思考题思考题 1 简述测井学或测井技术的基本特点 测井学的基本特点 1 测量的特殊性 2 方法的多样性 3 应用的广泛性 4 信息转 换存在多解性 测井技术的特点 1 测量环境的特殊性 2 测量装置的特殊性 3 测量 空间的局限性 2 为什么说测井结果具有多解性 如何避免或降低测井资料解释应用的多 解性 主要是因为测井方法均有自身的探测特性和适用范围 每种测井信息都是地层某一种物理 性质或物理参数的反映 都只是从某一侧面间接地反映地层的地质特性 因而每种测井信 息都具有间接性的特征 同时 井下地层的情况很复杂 加之仪器测量时不可避免地受到 井下多种环境的影响 因此 测井结果具有多解性 避免或降低测井资料解释应用的多解 性 一方面要根据预定的地质任务 选择几种合适的测井方法组合综合测井系列 应用适 当的解释方法 从多种物理特征上综合分析和认识地层的地质特性 另一方面要将测井同 钻井 取心 录井 地层测试等其它来源的地质资料配合起来综合分析与判断 3 概述测 井资料在石油勘探开发中的主要应用 在石油勘探开发中 测井资料的应用主要有以下四个方面 1 地层评价 包括单井油气解 释和储集层精细描述 单井油气解释即划分岩性与储集层 确定油 气 水层及油水界面 储集层精细描述主要内容有岩性分析 计算地层泥质含量和主要矿物成分 计算储集层参 数 孔隙度 渗透率 含油气饱和度和含水饱和度 已开发油层的剩余油饱和度和残余油 饱和度 油气层的有效厚度 2 油藏静态描述与综合地质研究 主要内容是 测井 地质 地震等资料间的相互深度匹配与刻度 地层和油气层的对比 研究地层的岩性 储集性 含油气性等在纵横向上的变化规律 3 油井检测与油藏动态描述 研究产层静态和动态参 数的变化规律 确定油气层的水淹级及剩余油气分布 监测产层的油水运动状态 4 钻井 采油工程 测量井眼的井斜 方位和井径等几何形态的变化 估算地层孔隙流体压力和岩 石的破裂压力 压裂梯度 检查固井质量 检查射孔质量 酸化和压裂效果 确定出水 出砂和串槽层以及压力枯竭层位等等 4 测井资料为什么需要 解释 论述测井储层及油气评价的基本思路 测井资料记录的是 测井储层及油气评价的基本思路 1 分析地层的储集特性 找出有 意义的产层 特别注意不要漏掉裂缝性及其他次生作用形成的产层 2 根据地区经验和人 机联作方式 把测井信息还原为地质信息 计算反映地层特性的主要地质参数 并分析其 可信度 重点在于评价产层储渗性能 含油性及可动油量 3 分析产层的束缚水含量 揭 示油气层的特性及含油饱和度界限的变化 把握判断的趋势 同时 要特别注意分析是否 有低电阻率油气层存在的可能性 4 综合来源于非测井的信息进行判断分析 搞清储集层 的油水分布 提出有关油 气 水层的最佳答案 5 评价油气层的丰度和可能的生产能力 预测产层的含水率 6 常规 9 条曲线指哪些测井方法 它们分别用于解决储层评价中的什 么问题 答 1 自然伽马测井 主要应用于识别岩性和估算泥质含量 2 自然电位测井 确定地 层水电阻率 确定地层厚度 进行地层对比与沉积环境分析 3 密度测井 识别岩性和 计算地层孔隙度 4 井径测井 用于识别岩性和观测井径的变化情况 5 声波测井 确 定孔隙度 确定含水饱和度 异常地层压力预测 裂缝检测 确定套管井的水泥胶结质量 6 中子测井 评价孔隙度 探测天然气或轻烃 评价烃密度 区分岩性 7 深侧向测井 确定地层视电阻率和含水饱和度 8 浅侧向侧井 确定地层视电阻率和含水饱和度 9 微电阻率侧井 确定真电阻率 确定含水饱和度 7 概述常规九种测井方法的物理基础 密度测井的基础是伽玛射线的散射为被伽玛射线源所照射的环境物质的体积密度的函数这 一物理现象 中子测井的基础是弹性散射 非弹性散射及中子俘获 1 孔隙度系列 A 声波 滑行波在岩石中直线传播的时间 t 应等于滑行波在岩石骨架中的传播时间 tma 与在 空隙流体中的传播时间 tf 之和 B 密度 测量的是散射伽玛射线强度 反射的是地层的 中子密度 因而反映岩石的体积密度 C 中子 中子测井值主要反映地层的含烃量 在测 井中 将单位体积纯淡水的含氢量规定为一个单位 而单位体积岩石和纯水的含氢量称为 含氢指数 2 电阻率系列 A 微电阻率 井壁附近的电阻率 B 中感应 浅侧向 冲洗 带电阻率 C 深感应 深侧向 原状地层电阻率 3 岩性系列 A 自然伽玛 测量天然放 射性元素 U238 TH232 K40 B 自然电位 参考电极与地面电极之间的电位差 C 井 径 测量井眼直径 8 常规 9 种测井仪器的测量结果是什么 用列表方式总结其测量物理量 分辨率 探测深 度及主要影响因素 9 若井眼垮塌 会对测井结果有什么影响 井眼垮塌 对于贴井壁测量的仪器和探测深 度较浅的仪器影响较大 井壁跨塌在井的剖面上出现了大直径的洞口 测井仪器在该位置 上所记录的信号则往往不是地层特性的反映 而主要是来自井内的泥浆 这种极端的情况 在井深质量十分不好的井中常常可以出现 其表现为 微电阻率测井曲线平直 数值很低 声波时差曲线产生明显的周期跳跃 在最大扩径处 其数值异乎寻常的大 密度测井也明 显变小 其数值趋近于泥浆的密度值 中子测井的视空隙度明显增大 甚至高大 5 以上 使测井曲线失真 10 以 HDT 仪器为例 叙述地层倾角测井基本原理 答 由不在一直线上的至少三个点确定一个平面 因此知道空间三个点的坐标 X Y Z 应足以确定该平面 该三点是井壁三条动线与平面的交点 11 画出同向牵引正断层地层倾角矢量图 12 简述主要的成像测井仪器测量原理及基本应用 以 FMI AIT ARI DSI CMR 为例 答 FMI 电流回路为上部电极 地层 下部电极 上部电极是电子线路的外壳 下部电 极是极板 测量时 八个极板全部紧贴井壁 由地面 MAXIS 500 装置控制向地层发射电 流 记录每个电极的电流强度及所施加的电压 反映井壁四周地层微电阻率的变化 FMI 传感器测量的电流有 3 个分量 1 高频分量 2 低频分量 3 直流分量 测井模式有全 井眼 四极板和倾角测井 应用 1 裂缝识别与评价 2 沉积构造研究 3 储层分析 AIT 继承横向测井的概念 克服双感应测井的不足 采用三线圈结构 运用了两个双线圈 系电磁场叠加原理 实现消除直藕信号影响的目的 线圈系由八组基本接收单元组成 共 用一个发射线圈 使用三种频率同时工作 井下仪器测量多达 28 个原始实分量和虚分量信 号 测井数据传输至地面经计算机处理 实现数字聚焦 得到三种分辨率 五种探测深度 的测井曲线 应用 1 径向反演 2 侵入描述 3 直观解释 4 径向电阻率变化 5 径向侵入及径向饱和度 ARI 方位电极阵列安装在双侧向测井仪上 由 12 个方位供电电极流出的电流流回到地面 电极 B0 电极被 A2 电极上 下两部分流出的电流和电极 A1 A1 A0 及 A2 流出的电流聚焦 每个方位电极流出的电流也受到两侧相临电极聚焦 应用 1 薄层分析 2 评价裂缝地层 3 分析非均质地层 计算地层倾角 DSI 偶极发射器能产生沿井壁传播的挠曲波 挠曲波是频散界面波 偶极横波测井实际是 通过挠曲波的测量来计算地层的横波速度 为了减少频率的影响 偶极发射器应尽量降低 发射频率以便确保横波速度的测量精度 应用 1 探测气层 2 识别裂缝 3 估算地层 渗透率 4 判断地层各向异性 5 分析岩石机械特性 CMR 原子核的动量矩与磁矩 核磁感应 动量矩和磁矩共轴 这使得它成为一个磁陀螺 核磁共振 射频线圈提供和静磁场相垂直的振荡磁场 B1 使其振荡频率精确等于拉莫频率 以便磁偶极子从振荡磁场中吸收能量发生反转 弛豫时间 磁陀螺沿外场取向使磁化强度 数值指数式增长的时间常数 T1 为纵向弛豫时间 横向弛豫时间 T2 和岩石颗粒表面弛豫有 关 应用 1 确定储层有效孔隙度 2 确定储层渗透率 3 确定残余油饱和度 4 评 价低电阻油层 13 从应用的角度分析成像测井技术的特点 答 1 成像测井仪有助于发现复杂 非均质的油气层 除了确定油气含量以外 还可以搞 清楚储层及产层的静态特征和动态特征 2 成像测井仪采用最先进的微电子技术和计算机 功能 它是一个井下与地面 硬件与软件相结合的系统 能够采集更多的测井信息 3 成 像测井仪在不增加测井时间的情况下高速传输数据 在传输到地面之前做了必要的预处理 4 计算机软件系统可进行图象处理和数据分析 5 计算机硬件具有多项功能 不仅改善 了测井质量 而且有效地利用了测井时间 1 新一代的高分辨率 多探测点的电 声 核 磁测井仪器 2 一套完整的适应各类复杂非均匀储层参数定量评价和地质应用 工程应用 的软件包 14 简述利用毛管压力资料评价储层岩石孔隙结构的方法 答 毛管压力曲线是毛管压力和饱和度的关系曲线 毛管压力曲线可反映储层喉道的大小 和分选程度 分选越好 平台越平缓 由于一定的毛管压力对应着一定的孔隙喉道半径 因此 毛管压力曲线实际上包含了岩样孔隙喉道的分布规律 为更好的利用毛管压力曲线 定量研究孔隙喉道分布 通常绘制成各种孔隙喉道大小分布图 如孔隙喉道频率分布直方 图 孔隙喉道累计频率分布曲线 15 如何利用毛管压力资料评价油气藏含油饱和度分布规律 答 利用所测得的毛管压力 按公式 h Sw 100Pc Sw w O 直接将 Pc Sw 换算成 h Sw 关系 即可求出油过渡带高度随含油饱和度变化关系 16 阐述泥浆滤液侵入油气层的机理 为什么在油气层会形成低阻环带 答 当泥浆滤液 侵入含油气地层 由于混合驱动 在侵入带前面的地层水会被替换 结果在侵入带与原状 地层之间有地层水富集带 因此对各种测井装置的响应必须考虑这种特殊侵入剖面的存在 通常把这种侵入剖面叫做低阻环带 表明有可动烃 答 钻井时 由于泥浆柱压力大于地层压力 此压力差驱使泥浆滤液向储集层渗透 在泥 饼形成之前 表现为径向渗透过程 此后泥浆滤液向纵向 渗透 由于泥浆滤液电阻率于地层水电阻率不同 侵入将改变储层电阻率的径向特性 通 常分为高侵 低侵 无侵三种情况 Rmf Rw 时 一般 Rxo Rt 为高侵 Rxo Rt 为低侵 在高 渗透油气层侵入过程中 最厚泥饼形成时 在含轻质油或气层中 由于油气的相对渗透率大于 水的相对渗透率 在径向渗滤过程中 油气会被排挤的更快些 以致会在未侵入带之前形成一 个地层水饱和度相对高的环形空间 即低阻环带 17 论述泥浆滤液侵入油气层动态过程的 双感应测井响应变化规律 答 当泥浆滤液侵入含油气地层 含油气地层的泥浆滤液侵入会形成一地层水带 形成低 电阻环带 当原生地层水的饱和度低时 低电阻率环带明显 随着含水饱和度的增加 环 带减弱 当含水饱和度超过 60 时 几乎不在出现低电阻率环带 当侵入带增大时 环带 的厚度也增大 但当侵入直径大于 40 50 英寸时 环带可能开始消散 18 利用电路的串 并联原理 讨论泥浆滤液侵入油气层对感应 侧向电阻率测井的影响 在钻井过程中 一般井孔中泥浆柱压力大于地层压力 在此压力差作用下泥浆滤液向渗透 性地层中渗入 并置换了原渗透层孔隙中的流体 这就是泥浆侵入现象 对普通电阻率测 井的影响 由于泥浆电阻率总比地层电阻率低 泥浆在井内起到了分流作用 使测量的结 果比无井影响时要低 此外 井内泥浆电阻率 Rm 的变化对测量结果也会有影响 当 Rm 较高时 所测视电阻率曲线以明显的高异常显示出高阻层其 而当 Rm 较低时 所测视电 阻率曲线上 高阻层处的极大值急剧下降 且曲线变化平缓 纵向分辨能力下降 这是因 为井内泥浆电阻率太低 井内分流加大导致的结果 泥浆侵入对油 水层的影响如下 由 于含水层常出现 高侵 即侵入带电阻率由冲洗带电阻率渐变为原状地层电阻率 Rt 但 均大于 Rt 因此所测的视电阻率曲线幅度必然比无侵入时所测的视电阻率曲线幅度要大 相反 在油层井段常出现 低侵 其侵入带电阻率比原状地层电阻率低 因此所测得的 视电阻率曲线幅度比没有侵入时的测量幅度要低 利用这个影响因素可以判断油 水层 对侧向电阻率测井的影响 随着泥浆分流作用的存在 使侧向电阻率曲线幅度也相应地变 化 通常泥浆的电阻率较低 它使侧向电阻率曲线降低 对感应电阻率测井的影响 利用 并联原理解释 侵入带与原状地层对感应测井的涡流来说是并联的 虽然泥浆侵入对于测 量和确定岩层的真电阻率是一种干扰因素 但也可根据侵入类型粗略地估计渗透性地层含 油 水的情况 为了减少泥浆滤液侵入影响 在钻到油 气 水层时 应及时进行测井 这是提高油 气 水层测井解释质量的一条重要措施 20 分析测井解释中 岩心刻度测井 和 岩石物理体积模型 两种技术的特点和优势 答 岩心刻度测井即应用数理统计的方法建立测井资料与岩心分析资料之间的关系 然后 应用这些关系进行定量解释和计算处理 这类方法的基础是岩心分析资料的数量和质量 岩心资料越丰富 越具有代表性 所做的分析化验项目越齐全 这类方法越可靠 反之资 料越少 这些少量的岩心资料只能起到验证的作用 这种方法的优点在于快速 直观 简 单 参数选取少 在考虑地质参数与测井物理量之间的矛盾关系的基础上 从数据间的统 计关系来建立解释模型 目前这类方法已用于油田储量计算 测井定量解释沉积相研究方 面 由测井原理方法可知 许多测井方法上测量结果实际上都可以看成是仪器探测范围内 岩石物质的某种物理量的平均值 它们的测量参数可以看成是单位体积岩石中各部分的相 应物理量的平均值 在岩石均匀分布的情况下 无论任何大小的岩石体积 它们对测量结 果的贡献 按照单位体积来说都是一样的 根据这些特点 在研究测井参数和地质参数的 关系时 就可以避开对每种测井方法微观物理过程的研究 着重从宏观上研究岩石各部分 对测量结果的贡献 从而发展了所谓的岩石物理体积模型 用这种方法导出的测井响应与 相应测井理论方法和实验方法的结果基本一致 是一种很好的近似方法 特点是推理简单 不用复杂的数值物理知识 除电阻率测井外 对其它前述 平均 概念的测井方法 均可 以导出具有线形形式的测井响应方程 既便于人们记忆使用 又便于计算和处理 21 简述利用测井资料定量评价纯岩石孔隙度 渗透率和含油饱和度的基本方法 答 根据测井资料确定渗透率 两种常用的经验方法是 Timur 方程 k 0 136 4 4 Swb 和 Morris Biggs 方程 k C 3 Swb 2 C 250 石油 C 80 天然气 一 定量评价孔隙度 1 用一种空隙度资料计算空隙度 空隙 度资料测井主要指声波速度测井 密度测井或研性密度测井和中子空隙度测井 2 中子 密度测井曲线重叠法 3 双空隙度测井交会图 其实质量测井响应方程的一种图解形式 其理论图版一般有 中子 密度交会图 砂泥岩剖面上效果好 中子 声波交会图 对砂 岩 灰岩地层分辨力强 M N 交会图与骨架岩性识别图 M2D 来确定空隙度 岩石物 理体积模型法 主要是根据不同的地层特征 建立相应的响应方程 定量计算出空隙度 岩石刻度法 采用经验刻度法 关键是确定经验公式 二 定量计算含油饱和度用测井资 料定量求含油饱和度方法很多 不同的地层所用的方法求得的饱和度不同 1 用阿尔奇公 式 除了必须知道系数 a b 和指数 m n 还必须知道地层中电阻率 Rt 地层水电阻率 Rw 和 地层空隙度 2 元线形回归法分析确定饱和度 多元线形回归方法是要对因变量 Y 与多 个自变量 XI 的线形关系 y a b1x b2x bmxn 确定出常数 a 和回归系数 b1 b2 bm 并对该方程是否有意义相关性好坏 精度高低 主要影响因素作出评价 3 用交会图求 sw 后求 sh 这类交会图有电阻率 空隙度交会图 径向电阻率与自然电位交会图 对纯地 层应用 4 叠法有 sw 利用不同能够的参数在对数坐标系下采用重叠法能快速直观地确 定 sw 进而求出 sh 对纯地层应用 5 泥质地层 根据泥质不同的分布形式 采用不同的 形式 6 利用双水模型 求取含油气泥质地层中的 sh 7 用 waxman smits 模型 先建 立泥质砂岩的电阻变化模型 然后求 sh 三 定量计算渗透率 k 的方法 1 经验模型 是 建立在空隙度和束缚水饱和度 swi 的统计模型 2 多元统计法 3 神经网络技术 NMR 核 磁共振 RFT MDT 地层测试 22 简述利用测井资料划分碎屑岩渗透层的方法 答 1 将单井的第一资料 取心 岩 屑录井 钻井中油气显示测井 第一性资料标注在综合测井图上 2 与邻井对比 找 出平井钻井的目的层位 把测井资料分为若干解释井段 每段的地层水有其本相同的含盐 量 3 在解释井段内 以 SP 或 GR 为主 找出储集层位置 以电阻率资料为主 并结 合录井显示和邻井对比 找出最明显的水层和最可能的油气层 然后把其他储集层与之逐 一比较按分层要求找南其他可能含油气层 4 按照划分储信层的要求 用水平的分线逐 一标出所要划分的储层界面 A 分层线时 要兼顾所有曲线的合理性 B 油层 气层和 油水同层中有 0 5m 以上的非渗透夹层时 应把夹层上不分为两个层解释 C 岩性渐变层 的顶面和底面应分至岩性渐变结束 纯泥岩或非储集层开始为止 24 为什么利用协调性刻度后的中子 密度测井曲线重叠法可以确定岩性和估算孔隙度 答 协调性刻度后 中子 密度测井曲线 不论是石灰岩 还是砂岩 各自分别是一条 重叠的曲线 不同岩性的岩石 在相同的孔隙度值时 对应重叠不同的密度曲线 若与石 灰岩的刻度曲线重叠 其岩性即为石灰岩 与砂岩的刻度曲线重叠 其岩性即为砂岩 孔 隙度值可以从曲线中对应读出 25 论述利用测井资料定量评价油气层的理论基础和方法 答 测井解释油气层主要包括两个方面的内容 一是确定储层所含流体的性质 二是评价 油气层的质量包括盖层的储集 渗透性能及估价盖层的生产能力 泥质含量的计算 原理 通常 地层中自然伽马放射性是由泥质中所含铀 钍 钾等放 射性元素造成的 因而 式中 Swi 束缚水饱和度 孔隙度 K 绝对渗透率 10 3 m2 实际生产中 常通过建立 K 经验关系式 求取渗透率 26 能否说电阻率高的地层一定是油气层 为什么 答 不能 因为硬度高的致密石灰岩 白云岩和硬石膏等地层 也具有很高的电阻率 一 般来说 电阻率高的地层可能为油气层 但并不能据此断定一定是油气层 1 致密岩层的 电阻率可以很高 例如致密砂岩 砾岩 致密石灰岩 白云岩及石膏 岩盐层可以表现为 高电阻值的特点 但不一定为油气层 2 即使那些已经确认为油气层的层段 其电阻值也 可能不是很高 因为地层电阻率取决于地层中流体情况 假设岩石骨架不导电 具有高 束缚水含量的低含油饱和度油气层便是很好的例证 特别是含油饱和度接近或低于 50 地层 电阻率指数 I70 度 正差异 LLd LLs3 低角度缝 LLs4 斜交 40 70 度 无差异 5 网状缝 差异特征取决于哪种产状的裂缝 占优 41 为什么说了解孔隙 裂缝类型及组合关系是评价碳酸盐岩储层的关键 答 因为碳酸盐岩储层非均质性和各向异性强 以次生孔隙为主 形态极不规则 大小相 差悬殊 气水分布复杂 主要受现今构造变形 变位形成的裂缝分布所制约 成藏模式以 自生自储为主 部分为沿断裂运移的异源聚集 同时 裂缝还控制着溶孔 溶洞的发育 影响着地层中原始流体的分布状况和泥浆滤液侵入的特征 在实际地层中 各种空隙空间 往往不是单独存在的 而是以不同的方式组合在一起 进而表现出不同的物性 产能 产 出状态及测井响应特征 因此 有必要对不同的空隙空间组合进行分类 将其作为碳酸岩 盐储集层的基本分类 所以说了解空隙 裂缝类型及组合关系是评价碳酸岩盐储集层的关 键 42 裂缝性碳酸盐岩储层测井评价面临的技术难点是什么 如何解决 裂缝性碳酸盐 岩储层测井评价面临的技术难点 低孔 使得地层流体对测井信息的贡献小 反之岩石 成分 结构 构造等影响因素的贡献却很大 这就要求测井精度很高 解释必须十分精细 各向异性 裂缝发育程度及产状的差异造成了测井信息响应严重的各向异性 使得以均 匀 各向同性介质模型为基础而建立的各项常规解释方法失效 非均质性 被强烈次生 改造的孔隙 按不同规律发育的裂缝 形状 大小 分布差异极大的溶蚀洞等三个方面的 因素造成了储层严重的非均质性 这就必然大大增加了测井响应和解释结果的不确定性 解决办法 要从裂缝出发来分析各种评价方法的使用条件和效果 在实际评价中应按 各向异性介质来处理各种评价技术 由于碳酸盐岩储层明显的各向异性和非均质性 使 得用各种评价方法分析同一地质参数时如孔隙度 饱和度 渗透率等 得到的结果差异较 大 应根据储层特征 选用最适应该类储层的那种方法的结果 注意测井曲线本身的直 观性 因为它是地层客观情况的真实反映 没有人为的加工和修改 所以在目前评价技术 还不够完善 成熟的时候 认真分析研究曲线特征及其重要 由于测井信息种类和探测 特性的局限性 使得测井结果对于某些特殊的储层具有一定的不确定性 尤其是那些经过 简单化 理想化处理而得出的物理模型 数学公式往往如此 所以应尽量参考一些钻井 录井资料 不能完全局限在测井的范围里 43 测井地质学研究中 测井曲线 GR SP 形态主要分为几种类型 其地质含义是什么 1 柱形 箱形 反映沉积过程中物质供应丰富 水动力条件稳定下的快速堆积 或环 境稳定的沉积 2 钟形 测井曲线下部最大 往上越来越小 这是水流能量逐渐减弱或物 源供应越来越少的表现 3 漏斗形 与钟形相反 垂向上呈水退的反粒序 水动力能量逐 渐加强和物源区供应越来越丰富的沉积环境 4 复合形 表示由两种或两种以上的曲线形 态组合 如下部为柱形 上部为钟形或漏斗形组成 表示一种水动力环境向另一种环境的 变化 44 测井资料在层序地层学和沉积学研究中可以提供哪些信息 答 在层序地层学方面 1 测井资料在纵向上有极高的分辨率 特别是高分辨率地层倾角 阻 HDT 资料可用于研究地层产状和宏观沉积特征及构造特征 双地层倾角 SHDT 测井资料可 用于研究储层内部岩性和沉积相特征 分析不整合特征 另外 成像测井有更高的分辨率 可 分析沉积地层的沉积属性 2 引入测井资料使地层的纵向划分和横向对比定量化 在纵向 上 使用测井资料可高精度 连续地 定量进行全井段地层的分析 反映垂向地层的堆叠型式 在 横向上 测井曲线定量反映地层的特征有利于横向地层对比 分析地层侧向加积过程和形态 3 由岩心刻度测井 测井标定地震剖面 建立二维 三维地质体的形态 4 选择具有不同 探测深度的测井曲线 建立相应的曲线形态 分析沉积环境和沉积层序 在测井沉积学方面 测井相 是表征地层特征 并且可以使该地层与其它地层区别开来的一组测井响应特征集 是一个 n 维数据向量空间 每一个向量代表一个深度采样点上的几种测井方法的测量值 测 井相分析 利用多种测井响应的定性方面的曲线特征以及定量方面的测井参数值来描述地 层的沉积相 当然在实际确定沉积相中还有赖于地层倾角测井 自然伽玛能谱等多方面的 资料 可以这样说 测井系统愈完善 测井质量愈好 测井相图反映实际地层沉积相的程度也 就愈好 认识到测井资料 测井相的间接性 就不难理解测井解释的多解性和不确定性 就有 赖于地质资料特别精细的地质模型的约束 测井相分析的基本原理就是从一组能反映地层 特征的测井响应中 提取测井曲线的变化特征 包括幅度特征 形态特征等以及其它测井解释 结论 如沉积构造 古水流方向等 将地层剖面划分为有限个测井相 用岩心分析等地质资 料对这些测井相进行刻度 用数学方法及知识推理确定各个测井相到地质相的映射转换关系 最终达到利用测井资料来描述 研究地层的沉积相 2 测井相标志与地质相标志的关系 前述测井相中数据向量的每一维都可称作一个测井相标志 而沉积相标志是确定沉积相中一 个观察描述特征标志 这两种相标志之间不存在一一对应关系 尤其是类似古生物 地化指 标等描述在测井资料中不可能确定 但在已知特定油气田地质背景时 可以经过统计 知识推 理找到判断亚相 微相的组合对应关系 这种关系就是所谓解释模型 这种关系一般表现为 逻辑的 而不是数量的 当然更不会是解析的 在若干地质沉积亚 微相模型特征研究基础上 可 以总结出在确定某种沉积亚相 微相中最主要依据是 颜色 岩性 结构 沉积构造 粒度 分析 古生物 地球化学以及垂向相序列等相标志 而在区域沉积背景 即相组 相确定的 基础上 最基本的相标志是岩石组合 成分 结构 沉积构造 粒度分析及垂向序列的特 征 它们在各种亚相 微相中差别明显 而测井资料中以常规组合曲线及处理成果 地层倾 角测井曲线及其处理成果 成像测井图像 可以解释出其中主要的基本的相标志 1 岩石 组合 类型及结构 2 沉积构造 如冲刷面 层理类型 纹层组系产状及其垂向变化 3 垂向序列变化关系 正粒序 反粒序 复合粒序 元粒序 4 古水流 用测井资 料解决这几类相标志 就是为测井沉积学研究提供了可靠的保证 但也引出了 结合点 的关键 问题 怎样才能作好 地质一测井 刻度 反演的工作 精细地将已建立的各种地质相标志模型 和测井相标志模型的相互对应 使二者相互紧密结合 实现测井资料在地质相标志刻度下的沉 积亚相 微相判别 为此须紧紧抓住 岩心刻度测井 这一中心环节 进行反复刻度和反演 总 结出针对不同沉积亚相 微相的测井相标志 用于确定测井沉积相 选择两类若干种测井解 释模型 即反映岩性特征 层序特征的测井解释模型和反映沉积构造 结构及古水流系统的 测井解释模型 前一种主要用常规组合的曲线特征及计算机处理结果来完成 后一种用地层 倾角的微电导率曲线精细处理成果和成像测井图像来建立 测井储层评价方法测井储层评价方法 思考题思考题 4 简述测井学或测井技术的定义和基本特点 定义 在钻井井眼中 用特殊的测量装置连续记录井眼所穿过地层岩石的各种物理性质和 相关信息 并提供这些记录和信息的直观显示 在一定的物理实验 理论模型 刻度标定 或经验统计的基础上 将这些记录转换成地质与工程参数 进而 帮助 解决一些地质与 工程问题的一门应用性学科 基本特点 1 测量的特殊性 测量环境的特殊性 井眼中 地下高达数千米深度 高温 高压 充满泥浆 形状不规则的有限空间 测量装置的特殊性 要在如此受限的测量环 境条件下实现人工物理场的激发 地层物理信号的接收 预处理和信号的传输 测量空 间的有限性 在如此受限的环境运行的测量装置所激发的物理场 空间域 的作用范围是 有限的 主要局限于井周附近地层 2 方法的多样性 声 电 磁 核等 频率 能谱 探测深度 分辨率差别 3 应用的广泛性 应用领域几乎涵盖了石油勘探开发的各个方面 4 信息转换存在多解性 从应用的角度讲 测井记录的信息是一种间接的信息 由于测井 记录的信息是地层岩石存在的响应 且受井眼环境 测量装置性能等因素影响 故将测井 得到的物理信息转换为各种地质和工程参数或信息时就存在多解性 谭廷栋教授认为多解 性有三方面的原因 测量对象的复杂性 测量误差 仪器 环境等 测量方法的不匹配 2 为什么说测井结果具有多解性 如何避免或降低测井资料解释应用的多解性 主要是因为测井方法均有自身的探测特性和适用范围 每种测井信息都是地层某一种物理 性质或物理参数的反映 都只是从某一侧面间接地反映地层的地质特性 因而每种测井信 息都具有间接性的特征 同时 井下地层的情况很复杂 加之仪器测量时不可避免地受到 井下多种环境的影响 因此 测井结果具有多解性 避免或降低测井资料解释应用的多解 性 一方面要根据预定的地质任务 选择几种合适的测井方法组合综合测井系列 应用适 当的解释方法 从多种物理特征上综合分析和认识地层的地质特性 另一方面要将测井同 钻井 取心 录井 地层测试等其它来源的地质资料配合起来综合分析与判断 3 概述测 井资料在石油勘探开发中的主要应用 在石油勘探开发中 测井资料的应用主要有以下五个方面 1 地层评价 包括单井油气解 释和储集层精细描述 单井油气解释即划分岩性与储集层 确定油 气 水层及油水界面 储集层精细描述主要内容有岩性分析 计算地层泥质含量和主要矿物成分 计算储集层参 数 孔隙度 渗透率 含油气饱和度和含水饱和度 已开发油层的剩余油饱和度和残余油 饱和度 油气层的有效厚度 2 油藏静态描述与综合地质研究 主要内容是 测井 地质 地震等资料间的相互深度匹配与刻度 地层和油气层的对比 研究地层的岩性 储集性 含油气性等在纵横向上的变化规律 3 油井检测与油藏动态描述 研究产层静态和动态参 数的变化规律 确定油气层的水淹级及剩余油气分布 监测产层的油水运动状态 4 测井 地质研究 沉积学 层序地层学 烃源岩评价等基础地质和石油地质研究 5 钻井采油工 程 测量井眼的井斜 方位和井径等几何形态的变化 估算地层孔隙流体压力和岩石的破 裂压力 压裂梯度 检查固井质量 检查射孔质量 酸化和压裂效果 确定出水 出砂和 串槽层以及压力枯竭层位等等 4 测井资料为什么需要 解释 论述测井储层及油气评价的基本思路 测井资料需要 解释的原因 1 岩石物理参数几乎没有哪一个可以直接测量 而是必须从地层的其它物理参数的测量结 果推导或推断出来 目前 可测量的参数包括岩石的电阻率 体积密度 声波时差 自然 电位 自然放射性和氢的含量等 测井解释是把那些可测量的参数转换成所期望的孔隙度 含烃饱和度 渗透率 生产能力 岩性等岩石物理参数的过程 2 这种转换被钻井过程本 身进一步复杂化 在钻井穿过地层时 井眼周围岩石孔隙中的流体可能被侵入的钻井流体 所取代或污染 因此通常需要得到未被侵入的原状地层的岩石物理参数 测井仪必须能够 观察 侵入带以外的原状地层 另一方面 解释技术必须考虑到泥浆滤液侵入引起的问 题 3 多解性 如何避免 为了提高测井解释结果的符合率 应根据具体条件优选解释方 法 测井储层及油气评价的基本思路 1 分析地层的储集特性 找出有意义的产层 特别注意 不要漏掉裂缝性及其他次生作用形成的产层 2 根据地区经验和人 机联作方式 把测井 信息还原为地质信息 计算反映地层特性的主要地质参数 并分析其可信度 重点在于评 价产层储渗性能 含油性及可动油量 3 分析产层的束缚水含量 揭示油气层的特性及含 油饱和度界限的变化 把握判断的趋势 同时 要特别注意分析是否有低电阻率油气层存 在的可能性 4 综合来源于非测井的信息进行判断分析 搞清储集层的油水分布 提出有 关油 气 水层的最佳答案 5 评价油气层的丰度和可能的生产能力 预测产层的含水率 9 常规 9 条曲线指哪些测井方法 它们分别用于解决储层评价中的什么问题 答 1 自然伽马测井 主要应用于识别岩性 进行地层对比 判断放射性矿物和估算泥质 含量 2 自然电位测井 区分岩性 划分渗透层 确定水淹级别 计算地层水电阻率 计算泥质含量 确定地层厚度 进行地层对比与沉积环境分析 3 井径测井 用于识别岩 性和观测井径的变化情况 4 密度测井 识别岩性 判断气层和计算地层孔隙度 5 声 波测井 确定孔隙度 确定含水饱和度 气层识别 评价次生孔隙 异常地层压力预测 欠压实或高压层识别 裂缝检测 确定套管井的水泥胶结质量 6 中子测井 评价孔 隙度 探测天然气或轻烃 评价烃密度 区分岩性 7 深侧向 深感应 测井 确定地层 视电阻率和含水饱和度 判断储层流体性质 8 浅侧向 中感应 测井 确定岩层电阻率 和含水饱和度 判断流体性质 9 微电阻率测 井 判断岩性和详细划分渗透层 确定冲 洗带电阻率 确定含水饱和度 10 概述常规九种测井方法的物理基础 1 孔隙度系列 A 声波 滑行波在岩石中直线传播的时间 t 应等于滑行波在岩石骨架中 的传播时间 tma 与在孔隙流体中的传播时间 tf 之和 B 密度 基础是伽玛射线与岩石的 康普顿效应 测量的是散射伽玛射线强度 反映的是地层的中子密度 因而反映岩石的体 积密度 C 中子 基础是地层对快中子的减速能力 主要反映地层的含烃量 在测井中 将单位体积纯淡水的含氢量规定为一个单位 而单位体积岩石和纯水的含氢量称为含氢指 数 2 电阻率系列 感应测井的基础是电磁感应原理 A 微电阻率 井壁附近的电阻率 B 中感应 浅侧向 冲洗带电阻率 C 深感应 深侧向 原状地层电阻率 3 岩 性系列 A 自然伽玛 基础是不同放射性元素放 射出不同能量的伽马射线 测量天然放射性元素 U238 TH232 K40 B 自然电位 参考电极与地面电极之间的电位差 C 井径 测量井眼直径 9 若井眼垮塌 会对测井结果有什么影响 井眼垮塌 对于贴井壁测量的仪器和探测深 度较浅的仪器影响较大 井壁垮塌在井的剖面上出现了大直径的洞口 测井仪器在该位置 上所记录的信号则往往不是地层特性的反映 而主要是来自井内的泥浆 这种极端的情况 在井深质量十分不好的井中常常可以出现 其表现为 微电阻率测井曲线平直 数值很低 声波时差曲线产生明显的周期跳跃 在最大扩径处 其数值异乎寻常的大 密度测井也明 显变小 其数值趋近于泥浆的密度值 中子测井的视孔隙度明显增大 10 以 HDT 仪器为例 叙述地层倾角测井基本原理 笔记 9 11 页 由不在一直线上的至少三个点确定一个平面 因此知道空间三个点的坐标 X Y Z 应足 以确定该平面 该三点是井壁三条动线与平面的交点 为了计算层面的倾斜 需要下列三 类信息 不在同一直线上至少三点的位置 仪器的方位 仪器的倾向和倾角 地层 倾角测井 并不能直接测量地层的倾角和倾向 它只是提供了能够求出地层倾角和倾向的 足够的信息 然后通过计算机处理和计算 才能得到地层倾角和倾向 仪器装置使用了复 杂的几何臂 以保持四个极板的测量电极总是在同一个平面上 假设井眼是直的且地层是 水平的 那么在四条电导率曲线上 分别反映同一段地层 或地层界面 的四段曲线 它 们之间的相对位移为零 假设地层不是水平的 有一定的倾角 那么反映同一段地层的四 段曲线之间 就有一定的相对位移 应用曲线相关对比方法能够确定这些位移 这些位移 便决定了地层在空间的几何为止 由此可计算出地层倾角和倾向 12 简述主要的成像测井仪器测量原理及基本应用 以 FMI AIT ARI DSI CMR 为例 答 FMI 电流回路为上部电极 地层 下部电极 上部电极是电子线路的外壳 下部电 极是极板 测量时 八个极板全部紧贴井壁 由地面 MAXIS 500 装置控制向地层发射电 流 记录每个电极的电流强度及所施加的电压 反映井壁四周地层微电阻率的变化 FMI 传感器测量的电流有 3 个分量 1 高频分量 2 低频分量 3 直流分量 测井模式有全 井眼 四极板和倾角测井 应用 1 裂缝识别与评价 2 沉积构造研究 3 储层分析 AIT 继承横向测井的概念 克服双感应测井的不足 采用三线圈结构 运用了两个双线圈 系电磁场叠加原理 实现消除直藕信号影响的目的 线圈系由八组基本接收单元组成 共 用一个发射线圈 使用三种频率同时工作 井下仪器测量多达 28 个原始实分量和虚分量信 号 测井数据传输至地面经计算机处理 实现数字聚焦 得到三种分辨率 五种探测深度 的测井曲线 应用 1 径向反演 2 侵入描述 3 直观解释 4 径向电阻率变化 5 径向侵入及径向饱和度 ARI 方位电极阵列安装在双侧向测井仪上 由 12 个方位供电电 极流出的电流 流回到地面电极 B0 电极被 A2 电极上 下两部分流出的电流和电极 A1 A1 A0 及 A2 流出的电流聚焦 每个方位电极流出的电流也受到两侧相邻电极聚焦 应用 1 薄层分析 2 评价裂缝地层 3 分析非均质地层 计算地层倾角 DSI 偶极发射器能产生沿井壁传 播的挠曲波 挠曲波是频散界面波 偶极横波测井实际是通过挠曲波的测量来计算地层的 横波速度 为了减少频率的影响 偶极发射器应尽量降低发射频率以便确保横波速度的测 量精度 应用 1 探测气层 2 识别裂缝 3 估算地层渗透率 4 判断地层各向异性 5 分析岩石机械特性 CMR 原子核的动量矩与磁矩 核磁感应 动量矩和磁矩共轴 这 使得它成为一个磁陀螺 核磁共振 射频线圈提供和静磁场相垂直的振荡磁场 B1 使其振 荡频率精确等于拉莫频率 以便磁偶极子从振荡磁场中吸收能量发生反转 弛豫时间 磁 陀螺沿外场取向使磁化强度数值指数式增长的时间常数 T1 为纵向弛豫时间 横向弛豫时间 T2 和岩石颗粒表面弛豫有关 应用 1 确定储层有效孔隙度 2 确定储层渗透率 3 确定残余油饱和度 4 评价低电阻油层 笔记 18 页 14 从应用的角度分析成像测井 技术的特点 1 成像测井仪有助于发现复杂 非均质的油气层 除了确定油气含量以外 还可以搞清楚 储层及产层的静态特征和动态特征 2 成像测井仪采用最先进的微电子技术和计算机功能 它是一个井下与地面 硬件与软件相结合的系统 能够采集更多的测井信息 3 成像测井 仪在不增加测井时间的情况下高速传输数据 在传输到地面之前做了必要的预处理 4 计 算机软件系统可进行图象处理和数据分析 5 计算机硬件具有多项功能 不仅改善了测井 质量 而且有效地利用了测井时间 14 简述利用毛管压力资料评价储层岩石孔隙结构的方法 毛管压力曲线是毛管压力和饱和度的关系曲线 毛管压力曲线可反映储层喉道的大小和分 选程度 分选越好 平台越平缓 由于一定的毛管压力对应着一定的孔隙喉道半径 因此 毛管压力曲线实际上包含了岩样孔隙喉道的分布规律 为更好的利用毛管压力曲线定量研 究孔隙喉道分布 通常绘制成各种孔隙喉道大小分布图 如孔隙喉道频率分布直方图 孔 隙喉道累计频率分布曲线 15 如何利用毛管压力资料评价油气藏含油饱和度分布规律 利用所测得的毛管压力 按公式 h Sw 100Pc Sw w O 直接将 Pc Sw 换 算成 h Sw 关系 即可求出油过渡带高度随含油饱和度变化关系 16 阐述泥浆滤液侵 入油气层的机理 为什么在油气层会形成低阻环带 当泥浆滤液侵入含油气地层时 推动 地层水及油 气 流动 由于油气的相对渗透率大于地层水的相对渗透率 所以在径向渗 滤过程中 与孔隙水相比 油气会被排挤的更快些 以致会在冲洗带和未侵入带 原状地层 之间形成一个地层水饱和度较高的环带 若 Rmf Rw 这个环带的电阻率就低于 Rxo 和 Rt 称为低阻环带 存在低阻环型的侵入是储集层含油气的一种指示 低阻环带的形成条件 高矿化度地层水 淡水泥浆钻进 只发生在油气层 且冲洗带电阻率 Rmf Rw 低 阻环带的特点 逐渐向地层延伸 取决于地层可压缩的弹性空间 当原生地层水的饱 和度低时 低电阻率环带明显 随着含水饱和度的增加 环带减弱 当含水饱和度超过 60 时 几乎不再出现低阻环带 当侵入带增大时 环带的厚度也增大 但当侵入直径大于 40 50 英寸时 环带可能开始消散 低阻环带受浸泡时间影响较大 会随着时间推移而逐渐 消失 17 论述泥浆滤液侵入油气层动态过程的双感应测井响应变化规律 当泥浆滤液侵入含油气地层 含油气地层的泥浆滤液侵入会形成一地层水带 形成低电阻 环带 16 题 将中 深感应电阻率值随时间的变化绘制成图后可以看出 中 深感应电阻率值均表现为 先降低再升高的过程而且两条曲