斯伦贝谢-ECS测井岩性识别技术与应用

1、斯伦贝谢斯伦贝谢 数据与咨询服务数据与咨询服务2004.02.21主要内容ECS原理及仪器原理及仪器ECS资料用于岩性识别资料用于岩性识别ECS资料用于地层对比资料用于地层对比ECS资料用于沉积分析资料用于沉积分析DecisionXpress简介简介ECS 的伽马能谱非弹性散射与俘获050100150200250InelasticHC lS iF eG dLog Scale非弹性散射ECS 仪器和数据处理流程AmBe SourceBGO Crystaland PMTBoron SleeveElectronicsHeat SinkInternalDewar Flask测速测速:1800 ft/h

2、r纵向分辨率纵向分辨率:1.5 ft井眼流体井眼流体:任何流体任何流体 仪器尺寸仪器尺寸:5.0 in O. D.长度长度:6.6 ft最大温度最大温度:350 oF（175 oC） 最大压力最大压力:20,000 psi最小井眼尺寸最小井眼尺寸:6.00 in采集采集剥谱处理剥谱处理谱岩性分析谱岩性分析伽马谱伽马谱元素产额元素产额干元素比重干元素比重Si, Ca, Fe, S, Ti, Gd干岩性比重干岩性比重泥、碳酸盐岩、泥、碳酸盐岩、QFM、硬石膏、。硬石膏、。闭合氧环分析闭合氧环分析ECS的适用性ECS 可在以下环境提供岩性资料:n淡水，饱和盐水或油基泥浆 n含重晶石泥浆n氯化钾泥浆n

3、含气泥浆n含气地层n不规则的井眼n高温井眼 (保温瓶保护)岩性识别岩性识别常规曲线难以识别碳酸盐岩伊蒙间层伊利石碳酸盐岩岩性识别岩性识别岩性识别岩性识别岩心分析数据表明：XX13XX20米层段碳酸盐岩含量最高达75；粘土类型以伊蒙间层为主，个别段含有少量高岭石和绿泥石。XX98XX14米试油： 10.6方/天。碳酸盐岩彩44井岩性识别图版（Fe-Si-clay)彩501井岩性识别图版（Fe-Si-clay)彩45井岩性识别图版（Fe-Si-clay)横轴为硅曲线，纵轴为铝曲线，Z轴为铁曲线，图中彩色点由蓝到红的变化，表示铁值由小到大的变化,反映岩性由砂岩到泥岩的变化。图中右下角的点为煤层的反映

4、。501ECS识别岩性岩性识别岩性识别地层对比地层对比 从ECS结果可以看出：以2892m为界，上部地层铁含量大于下部地层;钙含量大于大于下部地层。上部铝（泥质）含量较高，下部相对较低，薄砂层发育。多井对比图（K1h13-J1b) 对比深度以补心海对比深度以补心海拔深度对齐。第一拔深度对齐。第一道为道为ECS ECS 计算的铁计算的铁元素的含量；第二元素的含量；第二道为道为ECS ECS 计算的钙计算的钙元素的含量；第三元素的含量；第三道为道为ECS ECS 计算的岩计算的岩性剖面。图中可以性剖面。图中可以明显看出，明显看出，白垩系白垩系与侏罗系以一套砂与侏罗系以一套砂岩、泥质砂岩为界岩、泥质

5、砂岩为界，在钙曲线上表现，在钙曲线上表现为上高下低，是一为上高下低，是一个明显的界面。个明显的界面。头头屯河组屯河组和西山窑组和西山窑组的界面在铁曲线上的界面在铁曲线上表现为上低下高，表现为上低下高，在钙曲线上表现为在钙曲线上表现为上高下低，特征非上高下低，特征非常明显，头屯河组常明显，头屯河组以砂岩、泥质砂岩以砂岩、泥质砂岩结束。结束。地层对比地层对比地层对比地层对比从左至右：GR,CLAY,LITH,Fe,Ca(cai46无LITH)（1）泥质变化及含量CLAY较GR清晰（2）ECS表明，砂层可分为两套，以薄层泥岩（砂质泥岩）为界。上部泥岩薄层较多。（3）从上至下，泥质减少（4）从左至右，

6、泥质增加（5）CLAY&Fe可以分辨出CAI45,CAI46井下部砂层中部发育泥岩（砂质泥岩）层。ECSECS可用于沉积分析可用于沉积分析 在自然界迁移、沉积过程中，沉积物与水介质间存在着极为复杂的化学平衡。一些元素在脱离母岩迁移再沉积时，由于各元素自身化学性质不同，使它们沉积时在区域产生分异。如果在地质时期环境相对稳定，其元素间的分异平衡也相应的保持稳定。直到环境改变(如物质来源、迁移距离、气候、生物活动、大地构造运动、火山活动等等)之后，则会建立另一种与其相适应新的化学动态平衡。也就是说，不同地质时期沉积岩中一些元素丰度及组合特征的变化能够反应出当时沉积环境的变化情况。这就为ECS

7、测井资料研究沉积环境提供了参考依据 。沉积分析沉积分析 铁元素的变化与沉积的关系 沉积岩中铁的来源主要为母岩的风化、剥蚀产物，其主要以胶体溶液搬运，在化学和生物化学作用下沉积下来。湖泊是其较重要的沉积场所，尤其是湖岸沼泽地带更为富集。我国“沼铁矿”常与煤系地层共生。选择每口井各层系泥岩段铁值的变化做交会图 。 为什么选泥岩段？ 1、微量元素含量高。 2、泥岩中的元素是母岩化学风化的产物选择性沉积的结果，所以，可以利用元素的特征推测沉积环境。 3、砂岩元素的组成主要反映岩石的岩屑、矿物的成分，一定程度上可反映母岩的性质和搬运距离，而不反映沉积环境对元素聚散的影响。沉积分析沉积分析彩44井 Fe-

8、Al 交会图J2xJ1bJ1sJ3qJ2tK沉积分析沉积分析彩45井 Fe-Al 交会图J2xJ1bJ1sJ3qJ2tK沉积分析沉积分析彩501井 Fe-Al 交会图J2xJ1bJ1sJ3qJ2tK沉积分析沉积分析纵轴为Al元素，表明选取的井段为泥岩，横轴为Fe元素，Fe元素的变化有以下特点：（1）三口井特征基本一致，可以分为三个群落；（2）J1b、J2x Fe铁元素分布面积大，含量高;（3）J2t、J3q 、K铁元素分布面积小，含量低;（4）J1S Fe铁元素分布面积及含量介于上述两者之间。从以上变化规律可以看出，J1b、J2x 可能处于沼泽环境；J1S 可能短期出露水面，形成局部沼泽环境。

9、沉积分析沉积分析高钙反映：高钙反映： 1、湖相（特高钙、湖相（特高钙则为灰岩），河流相多为则为灰岩），河流相多为泥质胶结。泥质胶结。 2、干旱、偏咸水、干旱、偏咸水环境。环境。沉积分析沉积分析 其中每口井第一道为铁元素曲线；第二道为钙元素曲线；第三道为钛元素曲线。可以明显看出，钙元素明显分为三个台阶，从上至下钙元素降低；界面分别为K底界、J2t底界。说明从下到上，沉积环境发生变化。 沉积分析沉积分析第二道为钙元素曲线。可以明显看出，彩44井J2t2钙元素近似为块状分布，说明该层沉积环境稳定；彩501井J2t2钙元素为层状变化，说明该层至少经历了2次水进、水退的过程；彩45井J2t2钙元素由下至

10、上逐渐减少，说明水体逐渐变浅或矿化度降低。仅从钙元素分析，说明3口井J2t2经历了不同的沉积变化。 沉积分析沉积分析钡元素的变化与沉积的关系 一般而言，钡元素属于难迁移的元素：离物源越近，钡元素含量越高；离物源越远，钡元素含量越低。沉积分析沉积分析图为3口井J2t2的钡元素分布直方图1、从数值看，彩44井最低，可能离物源较其他两口井远。2、从形态看，彩44井单峰形态较明显，彩45井次之，而彩501井不表现单峰，钡元素值大小分布较均匀。这种现象说明，可能彩44井J2t2为一期物源，彩501井为多期物源（每次物源钡元素不同）。这与J2t2钙元素反映的沉积变化很相似。平均值0.04平均值0.052平

11、均值0.053沉积分析沉积分析沉积分析沉积分析DecisionXpress DecisionXpress 通过PEX&ECS提供的数据，形成完整的、高质量控制的岩石地球物理解释产品。 DecisionXpress Viewer 该模块可以让用户在办公室重新处理 (基于PC机)。 DecisionXpress Finisher 该模块可以生成可以生成一种固定的一种固定的Dlis文件文件 (基于Unix系统)概概 述述 DecisionXpress 提供大量的岩性/矿物成果, 孔隙度和含水饱和度 。 它也可以提供半定量的渗透率及产能数据以帮助决策: MDT 测压及取样点的设计 井壁取心及弹性参数的设计 地层测试的设计 下套管、钻进或侧钻的决策 完井方案的优化.应应 用用ECS 提供多个矿物和骨架参数总孔隙度总孔隙度 (PHIT) 根据PEX提供的密度和中子曲线计算。总含水饱和度总含水饱和度 用变化的m值，根据Waxman-Smits 方程计算原状地层和冲洗