测井原理与综合解释

1、 测井基础知识与综合解释测井基础知识与综合解释 中国石油集团测井有限公司 长庆事业部 第一章 地层评价概论 测井（地球物理测井）是 应用地球物理学的一个分支。 是一种边缘性技术学科。 是在勘探和开发石油、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，以解决 地质和工程问题。 储集层：即能储存石油、天 然气、水，又能让油、气、 水在岩石中流动的岩层。 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。 地层评价是测井技术最基本和最重 要的应用，也是测井技术其它应用 的基础。 世界上第一次测井

2、是由法国人斯仑 贝谢兄弟（康拉德和马塞尔）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。 现在测井技术已成了一个主要提供 技术服务的现代化的高技术产业。 第一节第一节 地层评价的任务地层评价的任务 地层评价任务： 1、是储层评价。 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。 一、划分单井地质剖面一、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，包括任务： （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；含油 层系是

3、同一地质时代的一系列油 气层及其围岩的总称。如：长庆 油田的延安组，延长组，马家沟 组等。 （3）找出属于同一油气藏的油 层组； （4）在油层组内分出不同的砂 岩； （5）可画出某一井段的岩性解 释剖面。 完成上述任务，应当熟悉本 地区有关地质、本井的井位 及其钻井地质情况。 二、单井储集层评价二、单井储集层评价 储集层是有连通的孔隙、裂缝或 孔洞，能存储油、气、水，又能 让油气水在这些连通孔隙中流动 的岩层。 在单井中划分和评价那些可能有 工业价值的储集层，是测井地层 评价的中心任务。 （一）划分储集层划分储集层 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

4、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。 测井强调不同孔隙类型对岩石形 成储集性质的决定作用，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1525%。 孔隙性储集层，尤其是碎屑岩剖面 内的孔隙性储集层是测井地层评价 应用最好的一类储集层。其特点有 三点： 储层之间有泥岩隔层，而 泥岩的性质较稳定，储层较 易识别，自然电位测井识别 储集层是最简便易行的方法； 储集层孔隙度较高； 储集层的岩性、物

5、性、含 油性较均匀，横向变化小， 各种不同的测井方法具有比 较理想评价效果。 （2）裂缝性储集层 因裂缝较发育而使岩石具有 储集性质的储集层。裂缝发 育和孔隙度较高者（10%左右） 的裂缝性储集层，测井评价 的效果同孔隙性储集层。 裂缝发育程度有限、孔隙度 很低（5-7%）的裂缝性储集 层，对测井技术的要求很高。 （二）岩性评价岩性评价 储集层的岩性评价是确定储 集层岩石类别。 计算岩石主要矿物成分的含 量和泥质含量 确定泥岩在岩石中分布的形 成和粘土矿物成分。 （1）岩石类别 测井地层评价按岩石的主要矿物成分 确定岩石类别。一般为：砂岩、石灰 岩、白云岩、硬石膏、石膏、盐岩、 花岗岩、灰质砂

6、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,用符号VSH表示。 岩石中除了泥质以外的其它 造岩矿物构成岩石固体部分， 为骨架，这是测井的专用术 语。确定岩石矿物成分及其 含量，就是确定岩石骨架的 矿物成分及其体积占岩石体 积的百分数。由于测井的计 算能力有限，故一般只考虑 一、二种矿物成分，其它忽 略不计。 （三）储油物性评价三）储油物性评价 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。 测井资料可定性判断地层的孔隙 性和渗透性，也可计算反映地层

7、孔隙性和渗透性的有关参数。 （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 岩石有效孔隙体积占岩石总 体积的百分数 在测井地层评价中认为：泥岩和 其它岩石所含泥质的孔隙是微毛 细管孔隙，不是有效孔隙。 计算的纯岩石孔隙为有效孔隙度。 泥质岩石的包含泥质孔隙的孔隙 度为总孔隙度，泥质岩石的不包 含泥质孔隙的孔隙度为有效孔隙 度 。 =tVshsh sh为泥质孔隙度； Vsh为泥质含量。 （3）缝洞孔隙度 是有效缝洞体积占岩石体积的百 分数，是岩石有效孔隙度的一部 分，是表征裂缝性储集层储油物 性的重要参数。 （4）.绝对渗透率 是岩石孔隙中只有一种流体时测量的 渗透率，

8、用符号K表示，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 效渗透率或相渗透率。有效渗透率之 和总是小于绝对渗透率。 （6）相对渗透率 有效渗透率与绝对渗透率的 比值称为相对渗透率，数值 在0-1的范围内。 （四）含油性评价（四）含油性评价 储集层的含油性是指岩石孔 隙中是否含油气以及含油气 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，用 Sw表示。 岩石孔隙中含有地层水，其中被 吸附在孔隙表面而不能流动的

9、地 层水，称为束缚水；而离孔隙表 面较远，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。 当含水饱和度很高即含油气 饱和度很低时，油的有效渗 透率接近于0，这部分油称为 残余油，其饱和度为残余油 饱和度。 （3）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发生 的变化，特别是冲洗带与原 状地层的差别，称为储集层 的侵入特性。下图储集层理

10、想化的结构图，是测井地层 评价研究的基本对象，搞测 井解释的人随时都会想到这 个图形。 泥 浆 围岩 地层厚度 冲洗带 过渡带或环带 未侵入带 侵入带直径 di 泥饼 井径 dn 围岩 图1-2是高侵电阻率剖面，表示 出以井轴开始径向电阻率的变 化，其特点是冲洗带电阻率RXO 明显高于原状地层电阻率Rt 。 图1-3是低侵电阻率剖面，其特 点是冲洗带电阻率RXO明显低于 原状地层电阻率Rt。若RXO与Rt 接近，称为侵入不明显。 电阻率 R X O R X O R m c R m c R m R m R t R t 距 离 距 离 电阻率 图1-2图1-3 三、油井技术评价 一口井从钻井开始到

11、采出油气， 要做许多技术工作，要靠测井资 料来评价。 1裸眼井井身质量评价 （1）井斜方位角、井斜角，斜井的靶 心距等。 （2）井径 2固井质量 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。测井对固井质量评价一般 分为良好、中等、差（胶结不好）， 后者为不合格。 3射孔质量 油井射孔是采用专门的井下 射孔器完成的，是测井技术 之一。射孔质量首先是深度 准确，特别是不能射开水层， 其次是射入深度、孔眼大小、 射孔密度（每米孔数）和孔 眼方位分布；再次是孔眼畅 通程度。 4压裂和酸化效果 将压裂或酸化前后的同类测井曲线 进行比较，

12、可评价压裂和酸化效果。 5管材损伤 如果油管和套管变形、腐蚀、穿孔、 油管接头漏气，油管与套管之间安 装的封隔器发生漏失等，都影响开 采效果，可用测井方法对这些损伤 进行探测。 地层评价测井技术地层评价测井技术 一、测井技术的分类一、测井技术的分类 1按研究的物理性质分类 （1）电法测井 研究地层电学性质和电化学 性质的各种测井方法的总称。 研究地层导电性质电阻率测 井。 研究地层极化性质电磁波测 井。 研究地层电化学性质是自然 电位和人工电位测井。 （2）声波测井 它是研究地层声学性质的各种测 井方法的总称。 研究纵波速度的声速测井。 研究纵波幅度的声幅测井。 研究横波速度的横波测井。 研究

13、声波全波列各种成分的声波 全波列测井。 研究纵波反射的井下电视测井等。 （3）放射性测井 是研究地层核物理性质的各种测井方 法的总称。 1、研究地层天然放射性的有自然伽马 测井和自然伽马能谱测井。 2、研究伽马射线与介质相互作用的有 密度和岩性密度测井。 3、研究中子与介质相互作用的有中子 孔隙度测井、中子寿命测井和次生 伽马能谱测井等。 4）其他测井 如测量地层温度的井温测井， 测量地层压力的地层测试器， 测量井眼几何形态的井径测 井，测量泥浆烃含量的气测 井等。 2按技术服务项目分类 根据地质或工程需要选择几 种测井方法，构成项目所需 要的一套综合测井方法。这 套综合测井方法称为测井系 列

14、。 按测井项目，测井技术主要分为 四大测井系列： （1）裸眼井地层评价测井系列 在未下套管的裸眼井中，用测井 资料对储集层做出预测性评价使 用的一套测井方法。该系列称裸 眼井地层评价测井系列。目前长 庆油田裸眼井地层评价测井系列 有以下四个子系列：见表1表4： （2）套管井地层评价测井系列 在已下套管的井中，用测井 资料对储集层做出预测性评 价所用的一套综合测井方法， 该系列也用于储集层监护。 长庆套管井地层评价测井系 列见表5。 （3）生产动态测井系列： 在生产井或注水井中的套管内，在地 层产出或吸入流体的情况下，用测井 资料确定生产井的产出剖面或注水井 的注水剖面所用的一套综合测井方法，

15、见表6 （4）工程测井系列 在裸眼井或套管井中，用测井资料确 定井斜状态、固井质量、酸化或压裂 效果、射孔质量和管材损伤等所用的 各种测井方法见表7 表表1 气探井测井系列气探井测井系列 1：500测井项目（全 井 1：200测井项目（目的层段） 选测项目 1双侧向1双侧向微球形聚焦微电阻率成像 2声波时差2岩性密度声波成像 3自然电位3补偿中子核磁共振 4自然伽马4声波时差 5井径5自然电位 6井斜6自然伽马能谱 7井径 8地层倾角 9双感应八侧向（上古） 表表2 油探井测井系列油探井测井系列 1：500测井项目 （全井 ） 1：200测井项目 （目的层段） 选测项目 1双感应1双感应八侧向

16、地层倾角 2声波时差2声波时差自然伽马能 谱 3自然电位3补偿中子 4自然伽马4补偿密度 5井径5自然伽马 6井斜6自然电位 7微电极 84米 9井径 表表3 气开井测井系列气开井测井系列 1：500测井项目 （全井 ） 1：200测井项目 （目的层段） 选测项目 1双侧向1双侧向微球形聚焦地层倾角 2声波时差2岩性密度自然伽马能谱 3自然电位3补偿中子微电阻率成像 4自然伽马4声波时差声波成像 5井径5自然伽马核磁共振 6井斜6自然电位双感应八侧 向（上古目的 层） 7井径 表表4 油开井测井系列油开井测井系列 1：500测井 项目 （全井） 1：200测井项目 （目的层段） 选测项目 1

17、双感应1双感应八侧向 地层倾角 2 声波时差2声波时差自然伽马能谱 3 自然电位3补偿密度补偿中子 4 自然伽马4自然伽马地层测试 5 井径5自然电位 6 井斜6微电极 74米电阻率 8井径 表表5 套管井地层评价测井系列套管井地层评价测井系列 序号测井方法测井项目 所选仪器 1剩余油饱和度 测井 碳氧比C/O仪器 2剩余油饱和度 测井 中子寿命 3自然伽马 表表6 生产动态测井系列生产动态测井系列 序号测井方法测井项目所选仪器 1油井产液剖面测井产量、含水率、磁定位 环空测井仪、生 产测井组合仪 2气井产气剖面测井 流体密度/持水率、流量、自然 伽马、磁定位、井温、压力 DDL生产组合测 井

18、仪 3气井产气剖面测井 流体密度/持水率、流量、自然 伽马、磁定位、井温、压力 DDL生产组合测 井仪 4注水井吸水剖面测 井 自然伽马、磁定位125自然伽马磁定 位 5注水井吸水剖面测 井 井温 井温、噪声井温 仪 6注气井吸水剖面测 井 流体密度/持水率、流量、自然 伽马、磁定位、井温、压力 DDL生产组合测 井仪 7注气井吸水剖面测 井 流体密度/持水率、流量、自然 伽马、磁定位、井温、压力 DDL生产组合测 井仪 表表7：长庆油田工程测井系列：长庆油田工程测井系列 序号工程测井系列测井项目选用仪器 1井斜井斜、方位曲 线 连续测斜仪或井斜 仪 2 套损检查 井径、磁壁厚 多臂井径、X-

19、Y井 径、磁测井仪 2 套损检查 井温、井下电 视 微井温、井下电视 仪 3压裂效果检查井温、变密度 三参数组合、生产 测井组合仪 6压裂效果检查井温（变密度） DDL1-7/16多路遥 传生产测井组合仪 测井技术还可提供下列服务项目： （1）井壁取芯 用井壁取芯器从裸眼井井壁取出地层的岩 心，作为直接认识储集层的一种手段。一 般用于录井漏失，解释疑难的储集层。 （2）地层测试 在裸眼井或套管井中，用电缆地层测试器 可以从地层取得流体样品，并在取样过程 中得到井内静液压、流动压力、地层静压、 压力恢复曲线和压降曲线等压力资料。 （3）射孔、桥塞、井下爆炸切割等。 二、测井数据的采集 采集测井数

20、据的各种仪器设 备，通称为测井仪器。它由 以下三部分组成： 1、各种下井仪器； 2、绞车电缆及井口装置； 3、地面测量、记录和控制系统； 横向探测深度横向探测深度它是指某一 探测器测量的结果在横向上 主要受多大范围内介质的影 响（贡献5090%），简称探 测深度或探测范围。 （3）纵向分辨率纵向分辨率是指探测器 分层能力，即它在纵向上能 分辨不同性质岩层的最小厚 度。 三测井数据的处理与解释三测井数据的处理与解释 采集测井数据的过程是将地质信息 变为测井信息的过程，而处理与解 释测井数据的过程则是将测井信息 转换成地质信息的过程。测井数据 的采集、处理与解释是地层评价测 井技术的三大环节。国内

21、外常把测 井数据处理与解释称为测井分析， 这类人员称为测井分析家。 测井数据处理 测井数据处理是用计算机处 理和解释测井数据所做的各 项工作，主要包括测井数据 处理和测井数据地质分析两 个方面。 （1）测井数据预处理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： 深度对齐深度对齐使测井数据曲线由浅往深 顺序排列，并使每一深度各条测井曲线 的数据都是地层同一采样点的数据。 把斜井曲线校正成直井曲线把斜井曲线校正成直井曲线 曲线平滑处理曲线平滑处理采用滤波的方法把测 井曲线上非地层原因引起的小变化或不 值得考虑的小变化平滑掉。 环境校正环境校正 对一

22、个储集层来说，测 井仪器所处的环境，是一个非均匀 介质，因而不论何种测井方法，其 测量结果都不可能是地层的真实数 值。环境校正，就是把仪器探测范 围内与测量目的无关的影响消除掉， 以获得地层真实的数值。 数值标准化数值标准化由于刻度不准等原 因，测井数据有时会有系统的误差。 数值标准化就是消除这种系统误差 的方法。 确定解释模型和解释参数确定解释模型和解释参数 测井解释 模型是一个简化的地层模型，是人们对 仪器探测范围内岩石组成情况的概括认 识。根据测井解释模型可以确定每一测 井参数与地质参数的关系式，这些关系 式称为测井响应方程。测井响应方程中 与岩石矿物成分或流体性质等有关的常 数，称为解

23、释参数。故在计算地质参数 之前，应当先选择解释模型和解释参数 （2）测井数据分析 按照确定的解释模型，选用 相应的测井分析程序，计算 机用测井数据可自动计算出 各种地质或工程参数，并用 形象直观的图表显示出来。 这相当于求解一组测井响应 方程。测井数据分析的过程， 就是用计算机计算地质参数 的过程。 3测井数据的综合解释 测井是用测量的物理参数来 间接推断地层的地质特性和 计算相应的地质参数。这种 间接性又引发了多解性和计 算结果的不准确性，特别是 单条曲线的多解性十分突出。 把测井数据处理的结果与测 井曲线的定性显示、本地区 的地质、邻井的解释结果与 试油结果以及本井所有资料 结合起来进行综

24、合地质解释， 它是测井数据处理及其处理 结果与已知的地质情况和人 们已有的经验相统一的结果。 （1）测井解释所必须收集的第 一性资料包括以下： 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 （2）测井资料的定性解释 测井资料的定性解释是要确定每 条曲线的幅度变化和明显的形态 特征所反映的地层岩性、物性和 含油性，把各条曲线的显示综合 统一起来，并与邻井的显示和结 论相对比，结合地区经验，对每 一储集层做出综合性的地质解释。 定性解释是综合解释的关键。 （3）测井综合解释的三个层次 井场解释井场解释它是在井场完成 的解释，其结果判断是否值得下 套管完井和应当注水泥固井的

25、井 段。目前数控测井仪可在井场按 常规的方法处理和解释测井资料， 提供快速直观的解释结果，可向 地质和工程方面提供较详细的结 果。 解释计算站解释解释计算站解释它是由各油田 测井公司的解释计算站完成的。它 一般有中小型计算机，有完善的外 围设备和软件，有可选择的多种处 理程序和分析程序，有比较富有经 验的人员，较丰富的资料和较充裕 的时间，可以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。 自然电位测井自然电位测井 自然电位测井是在裸眼井中 测量井轴自然产生的电位变 化以研究井剖面地层性质

26、的 一种测井方法。它是世界上 最早使用的测井方法之一， 是一种最简便而实用意义很 大的测井方法，至今仍然是 砂泥岩剖面淡水泥浆裸眼井 必测的项目之一。 -|25mv|+ （图 21） 泥浆（稀溶液） 侵入带（稀溶液） 泥岩 泥岩 砂岩 自然电位 原状地层 图21表示出一个完全含水的纯 砂岩层及其围岩（泥岩）与井眼 交界处的自然电流分布和自然电 位曲线示意图。在图示的情况下， 井内的自然电流从泥岩流向砂岩， 自然电位曲线左为低，右为高。 井内自然电动势的起因，包括不 同浓度的盐溶液相接触时的扩散、 吸附作用，盐溶液在岩石孔隙中 的渗滤作用。 自然电位测井的应用 自然电位测井适用于砂泥岩 剖面和淡

27、水泥浆的裸眼井， 是这种井眼最常用的测井方 法之一，有广泛的用途。 一、一、自然电位曲线的定性解释自然电位曲线的定性解释 1划分储集层划分储集层 自然电位曲线上的一切偏离泥岩 基线的明显异常是孔隙性和渗透 性较好的储集层的标志。而在泥 岩基线上或附近变化的地层是非 储集层，是泥岩或其孔隙性和渗 透性很差的地层，称为緻密层。 对于岩性均匀、厚度较大、界面清 楚的储集层,通常用自然电位异常幅 度的半幅点(泥岩基线算起1/2幅度处) 确定储集层界面；如果厚度较小， SP异常较小，半幅点厚度将大于实 际厚度，地层界面将靠近异常顶部。 如果上下界面幅度大小不同，应分 别用其半幅点确定界面，如果岩性 渐变

28、层某个界面不清楚，应参考其 它曲线确定界面。 2判断岩性判断岩性 在划分储集层与非储集层的 基础上，依据本地岩性剖面 的组成情况，本地解释经验 和其它曲线的显示，可进一 步划分岩性。 3判断油气水层判断油气水层 幅度异常可帮助区分油气水层，但 不是主要依据。一般来说，油气层 的SP异常略小于水层；完全含水， 岩性较纯，厚度较大的纯水层，SP 异常最大；下部含水饱和度明显升 高的油水层，SP异常由上往下有渐 大的趋势；注入淡水水淹后的油水 层，被水淹的底部或顶部的SP异常 明显小于未水淹部分的SP异常，使 该层上下部泥岩基线发生明显的偏 移。 二、估算泥质含量 碎屑岩泥质含量的增加，将使自然电动

29、势 减小，从而使SP幅度减小，因此，以完全 含水、厚度足够大的水层的静自然电位 SSP为标准，某地层SP与SSP的差别将与 地层泥质含量有关。通常把泥质含量表示 为： Vsh=1SP/SSP=(SSPSP)/SSP 式中：Vsh-地层泥质含量，小数； SP-解释层的SP幅度，； SSP-解释井段的静自然电位，。 三、确定地层水电阻率三、确定地层水电阻率 SSP=K 第三章 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。 第一节 声波速度测井的应用 声波速度测井是测量滑行纵波在

30、井壁地层中传播速度的测井方法， 简称声速测井。它是最早发展的 一种声波测井方法，也是目前使 用最普遍的一种声波测井方法。 因而声波测井常常就是指声速测 井。 2. 确定岩性和孔隙度确定岩性和孔隙度 声速测井是最常用的岩性 孔隙度测井方法之一。要想 用声速测井确定地层的岩性 和孔隙度，就必须建立声速 测井响应方程。目前比较流 行的声速测井响应方程，有 以下三种： （1）威里平均时间公式 国内外实验研究和理论分析都 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（MRJ Wyllie） 提出来的，常称为威里平均时 间公式，其形式为： 式中： t-测量的纯砂岩声波时差，s/m；

31、 t ma-岩石骨架声波时差，s/m； tf-岩石孔隙流体的声波时差，s/m； -纯砂岩孔隙度，小数。 由公式可导出，求纯砂岩孔 隙度的公式： =（tt ma）（tft ma） 各地用本公式计算的孔隙度结果， 发现比实测的岩心孔隙度偏高，而 偏高的程度与岩石压实程度有关， 完全压实则没有差别，为了进行压 实校正，在上式中引入压实校正系 数Cp =（tt ma）（tft ma） Cp 此式是常用的计算孔隙度公式之一。 Cp 1，采用经验方法确定。 =（tt ma）（tft ma） （2）非线性方程 1980年人们对威里公式的使用效果 进行了分析，并对不同孔隙度范围 （低到中，接近25%；中到高接

32、近 40%；极高，45-85%的现代沉积） 的声波时差与孔隙度关系分别进行 了拟合，提出对不同孔隙度范围采 用不同的非线性方程，不做压实校 正，可求得比威里公式更准确的孔 隙度。对于常见的孔隙度范围（0- 57%），方程为： 式中m同岩性有关，砂岩为2，碳酸 盐岩为22.2。 1 1 ttt m maf （3）声波地层因数方程 指数x可用岩性孔隙度绘制与交会图 确定，或按岩性选用经验值：砂岩 x=1.6.石灰岩x=1.76，白云岩x=2。本 式的优点是不必做压实校正，也不需 要流体时差，而与岩心资料的拟合可 能最好。 3识别气层和裂缝识别气层和裂缝 声波传播过程中有能量降低或幅度 衰减。幅度衰

33、减的原因之一是介质 吸收，即一部分能转换成热。介质 对声波的吸收系数与介质密度和速 度三次方成反比，介质密度愈小， 声速愈低，声波衰减愈大。幅度衰 减的另一个原因是声波反射和折射， 界面愈多衰减愈大。 4岩石力学性质分析岩石力学性质分析 （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，使钻 采作业达到最好效果。 普通电阻率测井 电阻率测井是一类通过测量 地层电阻率来研究井剖面地 层性质的测井方法。 普通电阻率测井的原理 普通电阻率测井有一对供电电极A和 B ，一对测量电极M和N。K为电极系系

34、数。 微电极测井 微电极测井是在普通电阻率测井 基础上发展起来的一种探测冲洗 带电阻率的测井方法。它最突出 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。 它测量简单，而显示非常直观。 微电极极板上的三个电极可 同时测量微梯度 A0.025M10.025M2、微电位 A0.05 M2，另一个测量电极在 地面或是井下仪外壳。 微电极测井的应用 1划分岩性和储集层划分岩性和储集层 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，曲线 平直，但随含砂量增加幅度略有升高。 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。 渗透性生物灰岩或

35、其它渗透性碳酸盐岩石： 微电极曲线幅度和幅度差均明显大于邻近 的渗透性砂岩。 致密砂岩或致密碳酸盐岩： 微电极曲线有明显的高幅度， 在砂泥岩剖面一般幅度最高， 薄层呈尖峰状，这是最基本 的特征，至于幅度差可正可 负，不足为凭。一般砂岩中 的夹层判断为灰质砂岩，而 孤立致密层的岩性解释要根 据地区经验和声速等岩性显 示。 2确定岩层界面和扣除非渗透夹层确定岩层界面和扣除非渗透夹层 一般用微电位视电阻率异常的半幅 点确定界面。 致密夹层：微电极曲线有高尖峰显 示，尖峰底部厚度为致密层厚度。 泥质夹层：微电极曲线明显下降， 微梯度可降至泥岩值，微电位应降 至低于砂岩微梯度值，但微梯度与 微电位可不重

36、合，此时可用微电位 低阻异常的半幅宽作为泥岩夹层的 厚度。 3确定井径扩大的井段确定井径扩大的井段 微梯度探测深度约4，微电位探测深 度约10，它们相当于井壁探测环带 的厚度。而微电极弹簧片张开的最 大直径约40，若测井遇到石灰岩大 溶洞或井壁坍塌形成的大洞穴，使 弹簧片远离井壁，则微电极两条曲 线幅度很低，等于或接近井下泥浆 电阻率，则可判断该井段井眼扩大 严重。 4确定冲洗带电阻和泥饼厚度确定冲洗带电阻和泥饼厚度 这是最初发展微电极测井的目的 之一，并制作了相应的解释图版， 但经生产使用，发现地质效果并 不很理想，解释方法又很繁琐， 因而未推广。后来又发展了微侧 向和微球形聚焦等冲洗带电阻

37、率 测井方法，使微电极测井的应用 只限于定性解释。 侧向测井侧向测井 普通电阻率测井的视电阻率与岩石 电阻率的关系十分复杂，难以用一 条曲线确定侵入带电阻率或真电阻 率，因而需要寻求能准确确定电阻 率的测井方法。此外，在高矿化度 泥浆或高阻薄层的井中，或者在高 阻碳酸盐岩剖面的井中，普通电阻 率测井的电流大部分在井内流动， 流向目的层的电流很少，因而曲线 平缓，定性解释也相当困难。这些 原因促进发展了侧向测井， 其特点是，在供电电极A上下方 各加了两个同极性的电流屏蔽电 极，使供电电极电流聚焦成薄板 状垂直流向地层，再适度发散， 然后流向电极B。因此，侧向测 井又叫聚焦测井，是目前在盐水 泥浆

38、井、高阻薄层地区或碳酸盐 岩地区广泛使用的电阻率测井方 法。 一、测井原理一、测井原理 双侧向是深侧向与浅侧向的组合。发 展双侧向的目的，一是要使深侧向探 测深度更大，而浅侧向探测深度适中， 二是在实现这些要求时，深、浅侧向 的其它特性又相同或相近，如分层能 力和受井眼影响的程度，三是扩大电 阻率测量范围，深、浅、微同时测量， 这是对双侧向的要求。 经过研究，双侧向是以七侧 向电极系结构为基础，两侧 增设柱状电极做辅助屏蔽电 极（深侧向）或供电电极回 流电极（浅侧向）。它与微 球形聚焦测井组合起来，就 成为微球双侧向测井。 二双侧向测井的应用二双侧向测井的应用 主要用途是： 1.确定地层的电阻

39、率； 2.计算储层的含水饱合度； 3.判断油、气、水层。 第六章第六章 感应测井感应测井 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。如图，设在 无限均匀介质中有圆柱面坐标系 rz，z轴为井轴。 图图6-16-1 设井轴上有发射线圈T，它被 通以固定频率和固定幅度的 正弦交流电，它将在周围介 质中形成交变电磁场。其上 方有接收线圈R，用来接收电 磁感应产生的感应信号。T和 R组成一个双线圈系，是感应 测井探测器的基本组成部分。 三、感应测井的应用 1采用适当的组合测井，可以综合确 定Rxo、Rt、di如双感应

40、聚焦（八侧 向）。 2. 感应测井与一种孔隙度测井组合，可 以计算地层水电阻率Rw，泥浆滤液电 阻率Rmf，地层水含水饱和度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。 3定性判断油气水层。 4油田地质研究。如油层对 比和油层非均质性研究，感 应测井曲线优于侧向测井和 普通电阻率测井，因为它界 面清楚，层内非均质性显示 明显，与自然电位曲线对应 较好。 5划分裂缝带和有低阻环带 的油气层。 纯岩石地层评价方法纯岩石地层评价方法 1942年阿尔奇公式发表以后，人们试图将测井资 料的解释从定性解释发展到定量解释，试图计算 测井资料的孔、渗、饱。直到20世纪50年

41、代后期 威里等人提出和完善了声波测井计算孔隙度的方 法，才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，称为纯岩石地层评 价方法。后来又发展了一些快速直观显示地层含 油性和可动油气的重叠图和交会图，它们也是纯 岩石地层评价方法的一部分。因此，纯岩石地层 评价方法包括： 采用纯岩石模型，不考虑泥质影 响，也不区分矿物成分； 用声速或任何一种孔隙度测井计 算孔隙度，按已知岩性选择骨架参 数； 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 油和可动水的方法； 计算绝对渗透率的方法； 综合判断油气、水层的方法。 第一节第一节 测井解释井段和储集层测井解释

42、井段和储集层 的划分的划分 一、划分测井解释井段一、划分测井解释井段 声速测井与电阻率测井组合， 进行纯岩石地层评价的基本 公式： 式中系数a、b和指数m、n及骨架时差与 岩性有关。地层水电阻率RW与地层水含 盐量有关，泥浆滤液电阻率和流体时差 与泥浆性质有关。其中岩性和RW与地质 条件有关，是地层评价最关键的因素。 因此，将井剖面划分成若干个岩性和地 层水电阻率，每个解释井段选择相对应 的测井解释参数，对同一解释井段内储 集层的孔隙性、渗透性、含油性及可动 油气等进行相互比较，综合判断油气、 水层。为了正确划分解释井段，必须把 握以下环节。 1. 确定评价井段的地质层位确定评价井段的地质层位

43、 裸眼井或套管井中，凡是测量了综合测井曲线 的井段，都认为是地质评价井段。这种测量井 段可能很长，可能包括不同地质层位及不同含 油层系或油气藏，而含油层系或油气藏的划分 与地质层位有关。而一个解释井段通常对应于 一个油气藏，因为它有同一水动力系统，基本 相同。因此，为了划分解释井段，首先根据标 准层和地区经验，将本井评价井段的标准图或 组合图与邻井对比，确定评价井段所属的地质 层位，划分井剖面的主要含油层系，掌握其岩 性、物性、含油性及电性特点。 确定了地质层位和划分了含油层 系以后,根据地区经验可知: （1）有几个含油层系和油气藏, 一个解释井段对应一个油气藏； （2） 各含油层系或油气藏的

44、基 本岩性； （3） 各油气藏地层水电阻率； 本井可能的油气、水分布情况。 2. 定性判断岩性定性判断岩性 确定岩性是测井解释的首要任务， 只有岩性清楚了，才能正确地选 择测井解释模型和有关参数。 定性划分岩性是人们利用测井曲 线的形态特征和读数的相对大小， 根据长期生产实践积累的一些规 律性的认识（经验）来划分地层 岩性的方法。 3初步判断油气、水层初步判断油气、水层 储集层评价并不是要评价测量井段内所有 的储集层，而是要评价可能含油气的地层 以及油气层附近的水层，不需要评价连续 分布的水层。 比较的方法是判断油气水层的基本方法。 其依据是阿尔奇公式，其前提是假设解释 井段内储集层岩性和孔隙

45、度相近，Rw相同， 因而可认为储集层的R0接近，纯水层的Rt 最低，而油气层的Rt明显高于水层。油气、 水层的一般特征如下： 纯水层：深探测电阻率最低，含水饱和度为 100%，SP异常幅度最大，录井无油气显示，邻 井证实（试油）为水层。 油气层：深探测电阻率明显高于水层，大约为 35倍，SP异常幅度小于邻近水层，录井油气显 示好，邻井试油资料证实为油气层。孔隙度较高 的气层，声波时差明显增大或出现“周波跳跃”。 油水同层：其特征介于油气层和水层之间，一般 出现在油水界面附近。深探测电阻率高于水层， 低于油气层，当地层岩性变化不大而厚度较大时， 由顶部到底部曲线出现明显降低现象，而自然电 位异常

46、幅度将有增大趋势。 二、划分储集层 1. 砂泥岩剖面储集层特征砂泥岩剖面储集层特征 （1）岩性特征：砂泥岩剖面 储集层的基本岩性是砂岩， 其孔隙度相对较高，分布较 均匀，上下都有厚度较大的 泥岩隔层。 （2）电性特征：淡水泥浆砂岩储集层 的典型特征是SP有明显异常：当rmf大 rw于时，为负异常，反之为正异常，两 者差别愈大，异常也愈大。另一电性特 征是，微电极曲线上有明显的正幅度差。 一般泥岩层微电极为低值，没有或只有 很小的幅度差，而砂岩或其他岩性储集 层微电极读数为中等值，有明显正幅度 差，砂岩中的灰质致密夹层，其微电极 读数有明显高尖峰，而幅度差可大可小， 可正可负。 2. 碳酸盐岩剖

47、面储集层特征碳酸盐岩剖面储集层特征 （1）岩性特征：碳酸盐岩储集层的基本岩性 为裂缝和孔隙较发育的比较纯的碳酸盐岩， 其孔隙度一般较低，其围岩一般为致密碳酸 盐岩。 （2）测井特征：碳酸盐岩储集层的测井特征 是GR为低值，为低阻（裂缝和孔隙发育）。 （3）钻井和录井显示：碳酸盐岩储集层在测 井曲线上的特征有时不是很明显，这就使得 我们应更加重视第一性资料，特别注意钻井、 录井（气测）中油气显示及放空漏失等现象。 第二节 确定孔隙度和饱和度 一、用一种孔隙度测井资料计算孔隙度一、用一种孔隙度测井资料计算孔隙度 孔隙度测井资料主要指声波速度测井、 密度测井或岩性密度测井和中子孔隙 度测井。在已知岩

48、性和泥质含量较少的 情况下，按含水纯岩石的响应方程，用 任何一种孔隙度测井的读数，都可获得 较好的孔隙度值。对于泥质较多的地层， 要进行泥质校正。 二、用阿尔奇公式确定饱和度 1确定地层水电阻率确定地层水电阻率 目前确定地层水电阻率的方法很多，但常用的方法 有三种。 （1）根据水样资料和地区经验确定。 （2）利用SP测井确定。 （3）电阻率孔隙度组合确定。 测井解释选用地层水电阻率的原则是，若本井或邻 井有可靠的水分析资料，则采用水分析资料计算的 地层水电阻率，否则采用多种方法计算，选择其中 比较合适的（一般是最小的）作为。 2. 确定含水饱和度和含油气饱和度确定含水饱和度和含油气饱和度 可计

49、算地层 含水饱和度 和油、气饱 和度。 第三节 评价储集层含油性的交 会图 一、电阻率一、电阻率孔隙度交会图孔隙度交会图 它是应用阿尔奇公式的一种快速 直观解释方法，如图，其优点是 形象直观，即可看出油水层分区 的规律，又可快速读出含水饱和 度，还可确定地层水电阻率和岩 石骨架参数等。 三、可动油气与可动水显示 “可动油气”是指储集层在一定压差 下可以流动的油气。测井分析可动 油气，是根据泥浆侵入造成的冲洗 带与原状地层含水饱和度的差别， 其差别为可动油气饱和度。一般来 说，当测井显示含油性和可动油气 都好时，说明储集层有较好的生产 能力，而含油性显示好，可动油气 显示差时，应慎重分析。 “可

50、动水”是储集层中可以流动的地 层水。可动水饱和度是指地层含水 饱和度与束缚水饱和度之差。将地 层的含油性、可动油气、可动水结 合其它资料综合分析，可对储集层 的生产能力作出综合评价。 几种常用的显示方法： （1）孔隙度重叠图； （2）地层因素曲线重叠图； （3）可动水显示。 四、直观显示气层的方法 电阻率测井无法区分油层与气层， 因为油和气不导电，油层和气层 都是高电阻率层。因此，上述方 法只能判断油气层，不能区分油 层与气层。为了区分油层与气层， 必须依靠孔隙度测井和其它来源 的资料。 1天然气对孔隙度测井的影响天然气对孔隙度测井的影响 天然气的主要成分是CH4，CH4含量95%以上 为干气

51、，而含重烃较多的称为湿气，湿气常 与石油共生。天然气密度很低，大约0.1 0.2g/cm3，明显小于油和水的密度，因而可 对各种孔隙度测井产生不同程度的影响。泥 质愈少，岩石孔隙度愈高，天然气影响愈明 显。中高孔隙度（20%以上）地层，常可依 靠单一孔隙度曲线的数值和形态来识别，而 中低孔隙度地层，常常要靠两条孔隙度曲线 重叠的幅度差来识别；孔隙度很低的气层， 应当更多地依靠录井显示及地区经验。 （1）声速测井天然气使声速降低，使 声幅衰减变大，因而使声波时差增大， 甚至出现“周波跳跃”。非压实疏松 地层最明显。 （2）密度测井天然气使地层密度降低， 使密度计算的孔隙度升高。 （3）中子孔隙度

52、测井 天然气使中子 孔隙度测井读数降低，甚至挖掘效应 明显时可出现负值。如果有中子伽马 测井，天然气使中子伽马读数升高。 (4) 结合深、浅、微电阻率曲线进行分 析。 2孔隙度曲线重叠孔隙度曲线重叠 一般有以下几种： （1）三孔隙度曲线重叠（声速、密度、 补偿中子）； （2）声速或密度曲线与中子孔隙度测 井曲线重叠(双孔隙度重叠)； （3）声速与中子伽马重叠。 下图是榆14井石盒子组盒8储层的处理 成果图，从图中可以看出，解释的气 层段双孔隙度重叠显示含气。试气为 20867m3/d。 第五节 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,不但 与地层孔隙度和含油气性质有关,而且 与

53、地层束缚水饱和度、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，而且大 小与束缚水饱和度有密切关系。但还没 有一种测井方法可直接计算这两个参数， 而只能采用一些统计性质关系式。 一、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 产气而不产水的地层作为束缚水饱和度的地 层。这种地层油基泥浆取芯测量的含水饱和 度就是束缚水饱和度。 2、把油气层用深探测电阻率计算的含水饱和 度作为束缚水饱和度。 3、根据油基泥浆取芯岩心分析的含水饱和度 和试油、测井资料的统计分析，按地区按层

54、 位定出判断油气层的含水饱和度标准，这个 含水饱和度自然也认为是束缚水饱和度。 二、确定地层绝对渗透率的方法 影响地层渗透率的因素很多，孔 隙性油层渗透率变化范围很大， 在同一层内部有时也有很剧烈的 变化。 长庆油田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。 第六节 综合判断油气、水层 综合判断油气、水层是一个综合分析、 综合思考的过程，要靠人们详细占有第 一性资料，对各种资料做过细的分析工 作，从这些资料中引出正确的结论。尽 管目前计算机在测井解释中起着重要作 用，但计算机总不可能完全代替人的思 维，它提供的仅是计算得到的参数，仍 需要人们进行综合判断。 一、油气、水

55、层的一般特点 表表油气水层的一般特点油气水层的一般特点 油层物性定量解释直观显示Sxo/SwPSP/SPSP侵入性质孔隙度测 井显示 录井油 类型较好SwSwirrSwSwPSPRw) sd气显示 油层 1-SwShr同上Sxo=Swa同上 低 侵 入 或 侵 入 不 明 显 ， 也 可 高侵 n油 气 显 示 好,油质较 好,粘度不 很高 较好同上Sw70%0.2a， nSwirr同上Sx略大于 Sw 同左 高侵sdn无 显 示 或 含稠油 较好1-SwShr同左同上PSPSP介于油、 水层间 油水同层 同上同左同左同左 低 侵 入 或 侵 入 不 明 显 ， 也 可 高侵 同上比 油 层

56、稍 差 二、综合判断油气、水层的一般方法 综合判断油气、水层与初步判断油 气水层的基本方法一样，都是采用 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， 逐层做出解释结论。 在分析过程中，在油气富集区的有利井 段，要抓住渗透性变差的趋势区分油气 层、低产油气层和干层；在油水过渡带 渗透性好的地层中，要抓住含油性变差 的趋势区分油气层、油（气）水同层和 水层，注意划分渗透性差的干层；在确 认的油气层中，注意根据孔隙度测井的 显示，区分油层与气层；对特殊岩性储 集层要注意特殊岩性对物性

57、、含油性、 曲线形态和计算参数的影响。 三、典型水层、油层和气层 1典型水层典型水层 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。它在原始测井图上，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。在数字处理成果图上，它显示为泥 质含量低，含水饱和度100%，明显大于束缚 水饱和度。 2典型油层典型油层 它在原始测井图上与典型水层的 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。在 测井数字处理成果图上，原状地

58、 层含油气孔隙度高，而含水孔隙 度较低，冲洗带残余油少，而可 动油较多，含水饱和度较低，泥 质含量低。 3典型气层典型气层 气层与油层总的特征是相似的。 主要差别有两点：一是气层孔隙 度测井受天然气影响较明显，密 度孔隙度与中子孔隙度两者出现 很大的幅度差，而油层幅度差小 或几乎没有；二是孔隙度较高的 疏松砂岩气层，还可显示为声波 时差的明显增大，甚至出现“周 波跳跃”。 放射性测井放射性测井 第一节第一节 自然伽马测井自然伽马测井(GR)和和 自然伽马能谱测井自然伽马能谱测井 1、岩石中有天然的放射性核素，主 要是铀系、钍系和钾的放射性同位 素。 自然伽马测井是用伽马射线探测器 测量岩石总的

59、自然伽马射线强度， 以研究井剖面地层性质的测井方法。 自然伽马能谱测井是在井内对岩石 自然伽马射线进行能谱分析，分别 测量地层内铀、钍、钾的含量来研 究井剖面地层性质的测井方法。 2铀、钍、钾含量铀、钍、钾含量 （1）粘土岩中钾含量最高，约 2%，钍含量次之，约12ppm，铀 含量一般最低约6ppm，但在还 原环境下形成的生油岩由于含有 机物和硫化物，粘土颗粒对铀离 子的吸附能力增强，铀含量明显 升高，如黑色海相页岩铀含量高 达10ppm。 （2）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，但水流作用也可 造成铀含量很高。钾、铀、 钍含量范围，砂岩分别为0.7- 3.8%，0.2

60、-0.6ppm，0.7- 2.0ppm；碳酸盐岩分别是0- 2%，0.1-9.0ppm，0.1-7ppm。 三、自然伽马测井的应用 1划分岩性和地层对比划分岩性和地层对比 当SP测井不能使用时，例如 非导电泥浆、高矿化度泥浆、 干井、下套管井或Rmf与Rw 相近时，GR是代替SP的最好 方法，其应用还优于SP测井。 2划分储集层划分储集层 在砂泥岩剖面中，低自然伽马异 常一般就是砂岩储集层，异常半 幅点确定储集层界面。在碳酸盐 岩剖面，低自然伽马异常只指出 泥质含量较少的纯岩石，而是否 为储集层，还必须有相对高一点 的孔隙度显示和明显低的电阻率 显示，这些是纯灰岩发育裂缝带 的特征。 3计算地