第13岩性与孔隙度解释

1、测井解释与生产测井测井解释与生产测井 第第1313讲：岩性与孔隙度解释讲：岩性与孔隙度解释 张元中张元中 中国石油大学（北京）资源与信息学院中国石油大学（北京）资源与信息学院 主要内容主要内容 1.1.岩性的定性解释岩性的定性解释 2.2.砂泥岩剖面渗透层的划分砂泥岩剖面渗透层的划分 3.3.孔隙度定量解释孔隙度定量解释 4.4.交会图法识别岩性交会图法识别岩性 教材教材 第第12章：第章：第1节，第节，第2节，第节，第3节节 1. 岩性的定性解释岩性的定性解释 l岩性岩性：岩石的类型岩石的类型。不同类型的岩石具有不同。不同类型的岩石具有不同 的的岩石物理性质岩石物理性质。 l根据测井曲线的综

2、合分析识别岩性根据测井曲线的综合分析识别岩性： 地层岩性特点地层岩性特点 + 测井响应特征测井响应特征 需要调研需要调研地质情况地质情况，总结不同岩性的，总结不同岩性的测井响测井响 应规律应规律。 常见沉积岩的测井特征常见沉积岩的测井特征：p180 表表12-1 1. 岩性的定性解释岩性的定性解释 l孔隙度测井曲线重叠法识别岩性孔隙度测井曲线重叠法识别岩性： 不同类型岩石骨架特性的差异不同类型岩石骨架特性的差异。 常用常用 ：CNL+DEN（ p180 表表12-2） 也可用：也可用：AC +DEN 2. 砂泥岩剖面渗透层的划分砂泥岩剖面渗透层的划分 l砂泥岩剖面的砂泥岩剖面的渗透层渗透层主要

3、是主要是碎屑岩碎屑岩，围岩通常，围岩通常 是是粘土岩粘土岩。 l目前主要的渗透层划分测井方法是目前主要的渗透层划分测井方法是自然电位自然电位 （自然伽玛）、（自然伽玛）、微电极微电极和和井径井径曲线。曲线。 l自然电位曲线自然电位曲线：相对于泥岩基线，渗透层显示：相对于泥岩基线，渗透层显示 为为负异常负异常（R Rmf mfR Rw w）或）或正异常正异常（R Rmf mfR Rw w）。异常幅）。异常幅 度的大小与度的大小与泥质含量泥质含量有关；有关；当当R Rmf mf与 与R Rw w接近时接近时，异，异 常幅度不明显。常幅度不明显。 2. 砂泥岩剖面渗透层的划分砂泥岩剖面渗透层的划分

4、l微电极曲线微电极曲线：微电极测井曲线反映：微电极测井曲线反映泥饼泥饼的性质；的性质； 通常在通常在渗透层渗透层有泥饼存在。有泥饼存在。 l砂泥岩剖面中的砂泥岩剖面中的渗透层渗透层，微电极，微电极视电阻率视电阻率R Ra a一一 般小于般小于20R20Rm m；且；且微电位微电位与与微梯度微梯度有有正的幅度差正的幅度差。 l好渗透层好渗透层，Ra=10RmRa20RmRa20Rm，曲线呈尖锐的锯齿状幅度差，曲线呈尖锐的锯齿状幅度差 的大小、正负不确定。的大小、正负不确定。 l幅度差幅度差：微电位微电位与与微微 梯度梯度测井值的差异测井值的差异 l正幅度差正幅度差：微电位幅：微电位幅 度度 微梯

5、度幅度微梯度幅度 l负幅度差：微电位幅负幅度差：微电位幅 度度 微梯度幅度微梯度幅度 灰岩层灰岩层 l微电极系测井曲线微电极系测井曲线 l储层储层：一般有幅度差：一般有幅度差 （常为正幅度差）。（常为正幅度差）。 l砂泥岩剖面砂泥岩剖面上，储层上，储层 渗透性（幅度差）随泥渗透性（幅度差）随泥 质含量的变化而变化。质含量的变化而变化。 l非储层非储层：一般无幅度：一般无幅度 差（或不规则差异）。差（或不规则差异）。 灰岩层灰岩层 l微电极系测井曲线微电极系测井曲线 2. 砂泥岩剖面渗透层的划分砂泥岩剖面渗透层的划分 l井径曲线井径曲线：渗透层井壁存在泥饼，实测的井径：渗透层井壁存在泥饼，实测的

6、井径 值小于钻头的直径。井径曲线比较平直规则。值小于钻头的直径。井径曲线比较平直规则。 l井径发生变化井径发生变化的层位通常是渗透层（未胶结的的层位通常是渗透层（未胶结的 砂岩砂岩和和砾岩砾岩层段井径也可能层段井径也可能扩大扩大）。）。 l孔隙度曲线通常也有助识别孔隙度曲线通常也有助识别渗透层，渗透层，并判断储并判断储 集层集层孔隙性孔隙性的好坏。的好坏。 3. 孔隙度定量解释孔隙度定量解释 FF f fe f ft Conductive Fluids 岩石的结岩石的结 构模型构模型 P o ro sity H y dro ca rb o n F re e W a te r B o un d

7、W ater D ry S o lids S an d ston e L im es to ne A n hy d rite H a lite M ov ab le Irred uc ib le Tra pp ed B o un d C h lorite M ovable G as K ao lin ite R esidu al G as Illite M ovable O il S m ectite R esidu al O il S h ale V cla y V sh 1 - V sh - e f f t f e R o ck M atrix 3. 孔隙度定量解释孔隙度定量解释 l孔隙度

8、测井孔隙度测井：密度测井密度测井（体积密度）（体积密度） D；声波声波 测井测井（时差）（时差） S ；中子测井中子测井（含氢指数）（含氢指数） N 。 l一般认为孔隙度测井提供一般认为孔隙度测井提供 t。 l碎屑岩地层碎屑岩地层 D ， S， N为为 t；纯地层（；纯地层（不含不含 泥质泥质）总孔隙度为）总孔隙度为 e。 l当含有当含有泥质泥质时，孔隙度需要经过时，孔隙度需要经过泥质校正泥质校正； e e 为为 t t减去泥质校正量。减去泥质校正量。 3. 孔隙度定量解释孔隙度定量解释 l岩石体积物理模型岩石体积物理模型：根据物理性质的差异，把根据物理性质的差异，把 单位体积单位体积岩石分为

9、几个部分岩石分为几个部分，研究每一部分（骨，研究每一部分（骨 架、孔隙流体、泥质、填充物）对岩石架、孔隙流体、泥质、填充物）对岩石宏观物理宏观物理 量的贡献量的贡献，将岩石宏观物理量处理为，将岩石宏观物理量处理为各部分贡献各部分贡献 的之和。的之和。 测井响应测井响应=测井参数测井参数相应体积相应体积 Log= LogLog= Logi i V Vi i 3. 孔隙度定量解释孔隙度定量解释 l从岩性上看，具有储集性能的岩石主要有从岩性上看，具有储集性能的岩石主要有砂岩砂岩 和和碳酸盐岩碳酸盐岩两大类。两大类。 l从测井解释上看，岩石中的从测井解释上看，岩石中的泥质成分泥质成分和其它矿和其它矿

10、物成分在物成分在物理性质物理性质上有较大的差别。上有较大的差别。 l把具有储集性质的岩石分为把具有储集性质的岩石分为纯岩石纯岩石（包括（包括纯砂纯砂 岩和纯碳酸盐岩岩和纯碳酸盐岩）和）和泥质岩石泥质岩石（包括（包括泥质砂岩和泥质砂岩和 泥质碳酸盐岩泥质碳酸盐岩）。）。 3. 孔隙度定量解释孔隙度定量解释 l进行岩性和孔隙度定量评价时，根据岩石中进行岩性和孔隙度定量评价时，根据岩石中各各 种组成成分物理性质种组成成分物理性质，可以把储集层分为两种体，可以把储集层分为两种体 积模型：积模型： l纯岩石体积物理模型纯岩石体积物理模型：由：由骨架骨架和和孔隙流体孔隙流体组成。组成。 l泥质岩石体积物理

11、模型泥质岩石体积物理模型：由：由骨架骨架、孔隙流体孔隙流体和和 泥质泥质组成。组成。 l泥质：泥质：岩石中的岩石中的粘土粘土和和细粉砂等细粉砂等；通过岩石的；通过岩石的 粒径来区分。粒径来区分。 3. 孔隙度定量解释孔隙度定量解释 3. 孔隙度定量解释孔隙度定量解释 l根据骨架的根据骨架的矿物数目矿物数目，将储集层分为：，将储集层分为：单矿物单矿物 岩石（岩石（SiO2）、双矿物岩石双矿物岩石和和三矿物岩石三矿物岩石等。等。 l每类岩石分为每类岩石分为纯地层纯地层和和泥质地层泥质地层。 l每种地层又分为每种地层又分为含水、含油气含水、含油气等情况。等情况。 l可以根据岩石的可以根据岩石的体积物

12、理模型体积物理模型，分别求出不同，分别求出不同 测井条件下测井条件下测井值测井值与与岩性岩性和和孔隙度孔隙度的关系的关系测井测井 响应方程。响应方程。 3. 孔隙度定量解释孔隙度定量解释 l在测井解释中，在测井解释中，常把除岩石中泥质成分以外的常把除岩石中泥质成分以外的 其它矿物成分统称为岩石骨架。其它矿物成分统称为岩石骨架。 l骨架参数骨架参数：岩石骨架的物理参数，取决于岩石：岩石骨架的物理参数，取决于岩石 的矿物成分，在测井解释中常看作的矿物成分，在测井解释中常看作常数常数，可以通，可以通 过过岩芯分析岩芯分析与与测井资料统计分析测井资料统计分析确定（也可以理确定（也可以理 论上计算）。论

13、上计算）。 l流体参数流体参数：岩石孔隙中所含流体（油气水或泥：岩石孔隙中所含流体（油气水或泥 浆滤液）的物理参数，在测井解释中视为浆滤液）的物理参数，在测井解释中视为常数常数。 3. 孔隙度定量解释孔隙度定量解释 l单矿物岩性（单矿物岩性（SiO2）储集层的孔隙度：）储集层的孔隙度： 3. 孔隙度定量解释孔隙度定量解释 l泥质含量泥质含量Vsh的计算：的计算： l自然伽玛自然伽玛（GR）测井曲线求取泥质含量：）测井曲线求取泥质含量： l自然电位自然电位（SP）曲线求取泥质含量：）曲线求取泥质含量： l可以利用多种方法求泥质含量，取可以利用多种方法求泥质含量，取最小值最小值。 minmax m

14、in 12 12 GRGR GRGR I V GR GCUR IGCUR sh GR 3. 孔隙度定量解释孔隙度定量解释 l自然电位自然电位（SP）曲线求取泥质含量：）曲线求取泥质含量： SSP PSP V sh 1 3. 孔隙度定量解释孔隙度定量解释 l单矿物解释模型（适合单矿物解释模型（适合AC+DEN+CNL测井）：测井）： l基本的测井响应方程：基本的测井响应方程： mashshShWWhh XVXVSXSXX)1 ()( log 孔隙度：孔隙度： )1(1 )()( log w hma h w shma sh w ma XXma XX S XXma XX V XXma XX 3. 孔

15、隙度定量解释孔隙度定量解释 l当地层不含油气时当地层不含油气时Sh=0，孔隙度：，孔隙度： l当地层不含油气时当地层不含油气时Sh=0，Vsh=0时，孔隙度：时，孔隙度： )()( log w shma sh w ma XXma XX V XXma XX w ma XXma XX log 教材教材P186，表，表12-3：不同地层的孔隙度关系式：不同地层的孔隙度关系式 3. 孔隙度定量解释孔隙度定量解释 l双矿物岩性储集层的孔隙度模型：双矿物岩性储集层的孔隙度模型： l骨架矿物骨架矿物由两种矿物组成（石英由两种矿物组成（石英+白云石或方白云石或方 解石），测井响应方程如下：解石），测井响应方程

16、如下： 21 2211 2211 2211 1VV VtVttt VV VV mamaf NmaNmaNfN mamafb 物理平衡方程，物理平衡方程，V V1 1、V V2 2为骨架矿物相对体积为骨架矿物相对体积。 3. 孔隙度定量解释孔隙度定量解释 l三矿物岩性储集层的孔隙度模型：三矿物岩性储集层的孔隙度模型： l骨架矿物又骨架矿物又3种矿物组成（石英种矿物组成（石英+白云石白云石+方方 解石等），响应方程如下：解石等），响应方程如下： 3 2 1 321 321 321 , , , 1V V V tttt t NmaNmaNmaNf mamamaf mamama N b lV V1 1、

17、V V2 2、V3V3为骨架矿物的相对体积，通常借助为骨架矿物的相对体积，通常借助计计 算机求解算机求解。 3. 孔隙度定量解释孔隙度定量解释 l应用注意事项：应用注意事项： l注意测井方法的注意测井方法的适用范围适用范围 教材教材p173表表11-3 l声速测井不反映声速测井不反映次生孔隙次生孔隙，疏松地层需要进行，疏松地层需要进行压压 实校正实校正； l热中子测井适宜热中子测井适宜低矿化度低矿化度地层，对地层，对低孔隙地层低孔隙地层敏敏 感。感。 4. 交会图法识别岩性交会图法识别岩性 l快速直观解释方法快速直观解释方法，半定量的方法。，半定量的方法。 l曲线重叠法曲线重叠法：统一：统一量

18、纲量纲（孔隙度、电阻率等）、（孔隙度、电阻率等）、 统一统一纵、横向比例纵、横向比例、统一基线统一基线绘制重叠图，直观绘制重叠图，直观 的判断储层的的判断储层的四性关系四性关系及及可动油气可动油气等。等。 l比如：比如：微电极与微电位微电极与微电位重叠确定渗透层；重叠确定渗透层；中子中子 测井测井和和密度测井密度测井重叠确定岩性等。重叠确定岩性等。 l根据中子和骨架密度根据中子和骨架密度 及中子测井值的差异识及中子测井值的差异识 别岩性。别岩性。 曲线曲线 关系关系 近似差近似差 值值(%)(%) 可能的骨可能的骨 架物质架物质 4040岩盐岩盐 5 56 6砂岩砂岩 0 0石灰岩石灰岩 8.

19、138.13白云岩白云岩 1616硬石膏硬石膏 10103030泥岩泥岩 2828石膏石膏 DN ff DN ff DN ff DN ff ND ff ND ff ND ff 密度密度 曲线曲线 中子中子 曲线曲线 4. 交会图法识别岩性交会图法识别岩性 l交会图法交会图法：采用两种测井方法的测井值或参数：采用两种测井方法的测井值或参数 的数据在的数据在直角坐标系中交会直角坐标系中交会，根据，根据交会点交会点或或交会交会 点群（层段）点群（层段）在在理论交会图版理论交会图版上的位置，直观的上的位置，直观的 评价地层的评价地层的四性关系四性关系。 l常用：常用：AC-DENAC-DEN，CNL-

20、ACCNL-AC，CNL-DENCNL-DEN或多个参数或多个参数 的组合等。的组合等。 l用途：用途：识别岩性识别岩性，判断地层是否含，判断地层是否含泥质泥质、石膏石膏、 天然气、次生孔隙天然气、次生孔隙等。等。 4. 交会图法识别岩性交会图法识别岩性 l常用的交会图常用的交会图：骨架岩性识别图；骨架岩性识别图；M-N交会图交会图； 岩性密度测井的矿物识别等。岩性密度测井的矿物识别等。 l分类：分类：两种孔隙度测井识别岩性两种孔隙度测井识别岩性（密度测井（密度测井-中中 子测井交会图等）；子测井交会图等）；三种孔隙度测井识别岩性三种孔隙度测井识别岩性 （MN交会图等）。交会图等）。 l基本原则：交会图中的基本原则：交会图中的参数参数和和孔隙度无关孔隙度无关，在，在 岩性识别图上的岩性识别图上的交会点交会点只反映岩性。只反映岩性。 4. 交会图法识别岩性交会图法识别岩性 l中子测井中子测井-密度测井密度测