第五章地球物理测井

1、第五章第五章 地球物理测井地球物理测井（Geophysical well logging） 测井是用专门的仪器沿井深测量岩石的各测井是用专门的仪器沿井深测量岩石的各种种 物理特性、流体特性，如导电性、导热性和弹物理特性、流体特性，如导电性、导热性和弹性等等。由于不同岩石及其内部流体的这些物理性等等。由于不同岩石及其内部流体的这些物理特性是有差别的。因此，用测井资料可以划分地特性是有差别的。因此，用测井资料可以划分地层、判断岩性和油气水层。层、判断岩性和油气水层。 测井是油田地质研究、油田开发工作必不可测井是油田地质研究、油田开发工作必不可少的手段。测井工作不但要在探井中进行，更主少的手段。测井

2、工作不但要在探井中进行，更主要的是在生产井中进行，生产井主要依靠测井资要的是在生产井中进行，生产井主要依靠测井资料了解地下情况。料了解地下情况。 生产测井：指开发井在生产过程中用各种测试仪生产测井：指开发井在生产过程中用各种测试仪 进行井下测试，录取资料的方法。一般包括四个进行井下测试，录取资料的方法。一般包括四个 内容：生产剖面测井、注入剖面测井、工程测井内容：生产剖面测井、注入剖面测井、工程测井 和地层参数测井。和地层参数测井。 1 自然电位测井自然电位测井（1）井内自然电位产生的原因）井内自然电位产生的原因 在沉积岩地区，井内自然在沉积岩地区，井内自然 电位的产生是由于钻井液与地电位的产

3、生是由于钻井液与地 层水之间离子扩散与吸附电化层水之间离子扩散与吸附电化 学活动作用造成的。学活动作用造成的。 在井筒内，钻井液与地层水可看作两种溶液。在井筒内，钻井液与地层水可看作两种溶液。不含泥质的石英砂岩与钻井液接触面上产生的电不含泥质的石英砂岩与钻井液接触面上产生的电动势可以认为是扩散电动势。但是，随着泥质含动势可以认为是扩散电动势。但是，随着泥质含量的增加，岩石颗粒比面加大，在扩散的同时，量的增加，岩石颗粒比面加大，在扩散的同时，泥质颗粒会对负离子产生一定的吸附作用。使负泥质颗粒会对负离子产生一定的吸附作用。使负离子的迁移速度小于正离子的迁移速度。结果井离子的迁移速度小于正离子的迁移

4、速度。结果井筒钻井液中富集了正离子，井壁泥岩层表面富集筒钻井液中富集了正离子，井壁泥岩层表面富集负离子。泥质含量越高，吸附作用越明显，产生负离子。泥质含量越高，吸附作用越明显，产生的电动势与扩散电动势差别越大。的电动势与扩散电动势差别越大。 岩石比面：指单位体积岩样内颗粒表面积的总和，岩石比面：指单位体积岩样内颗粒表面积的总和， 一般用单位体积岩样孔隙内面积的总和表示。一般用单位体积岩样孔隙内面积的总和表示。 单位：单位：cm2/cm3。（2）自然电位曲线的应用）自然电位曲线的应用 划分岩层界面划分岩层界面 确定渗透性岩层：即当地层水的矿化度大于钻井确定渗透性岩层：即当地层水的矿化度大于钻井液

5、的矿化度时，渗透性岩层的自然电位曲线出现液的矿化度时，渗透性岩层的自然电位曲线出现负异常，非渗透性致密层为正异常。负异常，非渗透性致密层为正异常。 地层水总矿化度：指单位体积地层水中所含各种地层水总矿化度：指单位体积地层水中所含各种离子、分子、化合物（不包括气体）的总含量。离子、分子、化合物（不包括气体）的总含量。 以以 mmol /L 或或mol /L表示。表示。2 视电阻率测井视电阻率测井 这种测井方法的实质是利用不同岩石导电性这种测井方法的实质是利用不同岩石导电性能的差别，间接判断井下岩层的地质特性。能的差别，间接判断井下岩层的地质特性。（1）影响岩石电阻率的因素）影响岩石电阻率的因素

6、岩石孔隙中地层水矿化度的大小：矿化度与岩石岩石孔隙中地层水矿化度的大小：矿化度与岩石电阻率成反比。电阻率成反比。 岩石孔隙度的大小：岩石孔隙度越大，地层水含岩石孔隙度的大小：岩石孔隙度越大，地层水含量可能就越多，岩石的电阻率亦越低。量可能就越多，岩石的电阻率亦越低。 岩石含水饱和度的影响：当地层水仅充填部分孔岩石含水饱和度的影响：当地层水仅充填部分孔隙时，岩石电阻率随含水饱和度增加而减少。隙时，岩石电阻率随含水饱和度增加而减少。（2）视电阻率曲线的应用）视电阻率曲线的应用 划分岩层界面：曲线在岩层界面具有明显的特征划分岩层界面：曲线在岩层界面具有明显的特征 确定岩性：在搞清岩性与电性关系的基础

7、上，利确定岩性：在搞清岩性与电性关系的基础上，利用视电阻率曲线可以判断岩层的特性，划分油、用视电阻率曲线可以判断岩层的特性，划分油、气、水层。气、水层。3 声波时差测井声波时差测井 声波时差测井是测定声波在地层中传播的速声波时差测井是测定声波在地层中传播的速度，从而确定岩层特性和区分油、气、水层。度，从而确定岩层特性和区分油、气、水层。（1）声波时差测井原理）声波时差测井原理 在下井仪器中装有一个声波发生器和两个接在下井仪器中装有一个声波发生器和两个接收装置。当声波发生器发出某一频率的声波时，收装置。当声波发生器发出某一频率的声波时，由于两个接收器与发生器之间的距离不同，因此由于两个接收器与发

8、生器之间的距离不同，因此初至波（经地层传至接收器的波）到达两个接收初至波（经地层传至接收器的波）到达两个接收器的时间也不相同，两者时间差为器的时间也不相同，两者时间差为t。（2）影响因素分析）影响因素分析 岩石越致密，岩石越致密， t越小。越小。 岩石性质不同，其密度、结构不同，岩石性质不同，其密度、结构不同， t也不同。也不同。（3）声波时差曲线的应用）声波时差曲线的应用 判断岩性：岩性与时差有对应表判断岩性：岩性与时差有对应表 区分油、气、水层区分油、气、水层 划分裂缝性渗透层划分裂缝性渗透层4 放射性测井放射性测井 放射性测井根据岩石的核物理性质，利用岩放射性测井根据岩石的核物理性质，利

9、用岩层中存在放射性元素，间接研究钻井地质剖面。层中存在放射性元素，间接研究钻井地质剖面。下面以自然伽玛测井为例进行分析。下面以自然伽玛测井为例进行分析。（1）岩石的自然放射性）岩石的自然放射性 自然界中绝大多数岩石都含有放射性元素，自然界中绝大多数岩石都含有放射性元素，如铀、钍、锕及其蜕变物。按岩石含自然放射性如铀、钍、锕及其蜕变物。按岩石含自然放射性元素的差别，可将沉积岩分为三类：元素的差别，可将沉积岩分为三类： 含量较多的岩石：泥岩、页岩、泥质粉砂岩含量较多的岩石：泥岩、页岩、泥质粉砂岩 含量中等的岩石：砂岩、含少量泥质的碳酸盐岩含量中等的岩石：砂岩、含少量泥质的碳酸盐岩 含量较少的岩石：石膏、岩盐、石灰岩、较纯的含量较少的岩石：石膏、岩盐、石灰岩、较纯的 石英砂岩等。石英砂岩等。 （2）原理）原理 放射性较强的岩石，多半颗粒较细。如：泥放射性较强的岩石，多半颗粒较细。如：泥岩的放射性元素含量高，砂岩含量较低。大多数岩的放射性元素含量高，砂岩含量较低。大多数沉积岩的自然放射性强度与泥质含量有关，而泥沉积岩的自然放射性强度与泥质含量有关，而泥质含量又影响岩层的渗透性。因此，测定岩层的质含量又影响岩层的渗透性。因此，测定岩层的自然放射性强度可求得岩石的泥质含量和渗透率。自然放射性强度可求得岩石的