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矿场地球物理西安石油大学石油工程学院高辉.9矿场地球物理(GeophysicsWellLogging)154第1页第1页绪论1讲课安排2矿场地球物理测井及其概况2.1矿场地球物理测井概念2.2矿场地球物理测井办法分类2.3矿场地球物理测井发展史2.4矿场地球物理测井能处理问题2.5矿场地球物理测井面临问题3矿场地球物理测井在油气田勘探开发中应用3.1矿场地球物理测井过程3.2矿场地球物理测井用途3.3储层基本参数概念3.4应用举例绪论254第2页第2页1讲课安排课程设计学时：36

课程总安排：两大部分第一部分：测井原理及其简朴应用目的是为了让学生从理论出发，掌握测井原理、办法、仪器设置及其基本应用，为测井资料综合解释及应用打下牢固基础。第二部分：测井资料综合解释基本参数及办法主要讲授测井资料综合解释，数字处理过程及其综合应用，掌握测井资料处理过程及综合应用办法，并通过实习巩固所学测井原理资料解释及应用办法。绪论1讲课安排354第3页第3页绪论1讲课安排2矿场地球物理测井及其概况2.1矿场地球物理测井概念2.2矿场地球物理测井办法分类2.3矿场地球物理测井发展史2.4矿场地球物理测井能处理问题2.5矿场地球物理测井面临问题3矿场地球物理测井在油气田勘探开发中应用3.1矿场地球物理测井过程3.2矿场地球物理测井用途3.3储层基本参数概念3.4应用举例绪论454第4页第4页2.1矿场地球物理测井概念钻井中进行各种地球物理勘探办法统称，由于测井工作环境、观测方式和需要处理问题与地面物探办法存在较大差别，因而其成为地球物理学一个主要分支，是十大石油科学技术之一。绪论2矿场地球物理测井及其概况

是以物理学、数学、地质学为理论基础，采用先进电子技术、传感器技术、计算机技术和数据处理技术，借助专门设计探测设备，沿钻井剖面观测岩层物理性质，理解井下地质情况，从而发觉油气煤、金属与非金属、放射性、地热、地下水等资源一类办法技术。554第5页第5页绪论2矿场地球物理测井及其概况654第6页第6页测井矿场地球物理地球物理测井勘查/勘探钻井地球物理勘探应用地球物理测井……矿场地球物理测井名称英文名称WellLoggingBoreholeGeophysicsPetrophysics绪论2矿场地球物理测井及其概况754第7页第7页2.2矿场地球物理测井办法分类1、按研究物理性质分类①电法测井：自然电位测井、电阻率测井、侧向测井、感应测井等；②声波测井：声速测井、声幅测井、横波测井、声波全波列测井等；③放射性测井：自然伽马测井、自然伽马能谱测井、补偿密度测井、岩性密度测井、补偿中子测井、中子寿命测井等；④其它测井：井温测井、地层测试、地层倾角测井、气测井等。2、按技术服务项目分类①裸眼井地层评价测井系列②套管井地层评价测井系列③生产动态测井系列④工程测井系列绪论2矿场地球物理测井及其概况854第8页第8页2.3矿场地球物剪发展史1、点测阶段：20世纪代，第一条曲线:SP2、模拟阶段：20世纪40-50年代，采集测井数据用模拟统计方式，测井系列以电法测井为主。3、数字阶段：20世纪60-70年代，测井数据采用数字统计方式，相应出现测井数据计算机处理技术。4、数控阶段：20世纪70-80年代，计算机技术全面融入测井数据采集和处理技术。5、成象阶段：20世纪90年代，这阶段测井技术发展表现为四个特性，即井下传感器阵列化、数据电缆传播高速遥测化、地面采集和处理工作站化、统计和显示成像化。绪论2矿场地球物理测井及其概况我国JD581（西安石油仪器厂

）阿特拉斯3600系统，西安石油仪器厂83系列等测井系统斯伦贝谢CSU测井系统、阿特拉斯CLS3700测井系统。西安石油仪器厂SKC3700和胜利测井公司SL3000型数控测井系统。阿特拉斯ECLIPS5700、哈里伯顿EXCELL、斯伦贝谢MAXIS500。胜利测井公司SL6000型测井系统和西安石油仪器厂ERA成像测井系统标志着我国测井行业已进入了成像测井阶段。954第9页第9页1、测井起源于法国.1927年法国人斯伦贝谢两弟兄创造了电测井、用于勘探石油、天然气、地下水、金属等资源，我国于1939年，翁文波专家等把电测井引入到中国，使用电测井勘探石油与天然气，开始了我国测井历程。（一）历史回顾绪论2矿场地球物理测井及其概况中国测井奠基人：翁文波、赵仁寿、王曰才、刘永年1054第10页第10页绪论2矿场地球物理测井及其概况1154第11页第11页Thefirstelectriclog（1927.9.27）绪论2矿场地球物理测井及其概况1254第12页第12页2、1941年，美国人阿尔奇通过大量试验，建立了岩石电阻率比值与含水饱和度经验关系式，依据饱和度高下来发觉油气层，奠定了测井找油、气理论基础，为测井史上一大奔腾。绪论2矿场地球物理测井及其概况1354第13页第13页3、测井仪器更新换代最能反应测井找油气藏技术进步，以斯仑贝谢公司为例，经历了5次革新：NO1.半自动测井仪；NO2.全自动测井仪；NO3.数字测井仪；NO4.数控测井仪；NO5.成像测井仪-跨世纪产物

我国测井仪更新换代基本上与国际上同时。

绪论2矿场地球物理测井及其概况八十年代后，世界上形成了三大测井公司（斯伦贝谢公司、阿特拉斯、哈里伯顿），测井公司都有自己测井仪器和解释系统，保持自己专利。1454第14页第14页4、近年来，测井技术发展快速。主要表现为:地面统计系统向高性能大型复合型方向发展;声、电、核、磁等各系列井下仪器全面向成像化方向发展,尤其是核磁成像测井技术,发展尤其快速;测井资料处理解释技术向处理实际问题个性化方向发展;测井软件技术则向大型综合性方向发展。

斯伦贝谢、阿特拉斯及哈里伯顿三大测井公司代表着当今世界测井技术前沿。他们工作紧扣电缆测井和随钻测井两大系列展开,并且以井下仪器研究、推广及应用来推动新技术快速发展。绪论2矿场地球物理测井及其概况1554第15页第15页(二)我国测井学发呈现实状况1、通过八十年代，我国测井技术已走出低谷，90年代大幅度发展了技术、知识、人才。2、通过技术引进，进一步技术考察，我们已对国外公司技术系统、水平、特点与不足有了全面系统理解，从而能扬长避短，为建立较高起点发展模式与规划方案打下基础。3、由两代测井专业人员构成智力群体形成，90年代是发展测井学科、高科技“合力”主峰期。4、生产亟需和疑难课题提出使测井学科面临严峻挑战。绪论2矿场地球物理测井及其概况1654第16页第16页(三)最新测井技术简介

核磁共振测井直接测量岩石孔隙中流体,对岩石骨架没有响应。它能够提供下列地层信息和地层参数:地层总孔隙度、T2分布,反应地层孔隙结构和流体流动特性、地层有效孔隙度、自由流体体积、毛细管束缚流体体积、粘土束缚流体体积、地层渗入率。1、核磁共振测井绪论2矿场地球物理测井及其概况1754第17页第17页核磁共振测井技术优势是:

①通过测量地层中氢核(质子)弛豫性质来直接探测地层孔隙特性和流体流动特性;②在井眼较规则时,不受井眼泥浆影响,适合用于各种岩性和储层条件下测井需要;③测量精度高,对地层分层能力强;④提供地层有效孔隙度,是唯始终接测量地层自由流体(可产流体)和束缚流体体积测井办法;⑤实时提供连续地层渗入率剖面;⑥测井解释清楚、直观以便,有助于综合分析判断油水层。绪论2矿场地球物理测井及其概况1854第18页第18页2、多极子阵列声波测井技术

DSI、XMAC仪器是当前国际上较先进声波测井仪，由于声波换能器响应频带较宽，低频响应更加好，在井下实现数字化，信号动态范围更大，因此统计波形更完整，更有助于取得准确纵波、横波、斯通利波时差、幅度等参数，尤其是在分析地层速度各向异性方面含有独特优势。※岩性特性分析；※气层划分；※地层各向异性分析；※岩石力学、应力参数计算；※测井资料在储层压裂改造中应用；※井眼稳定性分析。绪论2矿场地球物理测井及其概况1954第19页第19页第一道：BREAKOUT—井眼扩径GR—自然伽马曲线BIT—钻头尺寸CAL—井径曲线第二道：深度道第三道：声波变密度图第四道：DTC—纵波时差曲线DTS—横波时差曲线DTST—斯通利波时差曲线第五道：Vp/Vs—纵横波速度比绪论2矿场地球物理测井及其概况2054第20页第20页3、成像测井技术伴随油气勘探、开发对象日益复杂，测井技术正在实现由数控测井向成像测井跨越。成像测井技术是当今测井技术前沿，各种成像测井仪器设计均在不同程度上考虑了地层非均质性，对非均质油气藏含有较强适应能力，尤其适合于提供裂缝、孔洞、薄互层等非均质信息，并在研究地质结构、沉积环境等方面含有常规测井不可比拟优越性。

成像测井技术，就是在井下采用传感器阵列扫描或旋转扫描测量，沿井纵向、径向大量采集地层信息，传播到井上以后通过图象处理技术得到井壁二维图象或井眼周围某一探测深度以内三维图象。比以往曲线方式更准确，更直观，更以便。绪论2矿场地球物理测井及其概况2154第21页第21页斯伦贝谢公司FMI成像测井仪绪论2矿场地球物理测井及其概况2254第22页第22页阿特拉斯公司STAR成像测井仪绪论2矿场地球物理测井及其概况2354第23页第23页

我国成像测井技术研究起步较晚，与国外差距较大，但一些单项成像测井已有相称基础和进展。如声成像测井技术当前国内已经研制出井下声波扫描成像仪和数据处理解释办法。绪论2矿场地球物理测井及其概况2454第24页第24页地质结构解释：拟定地层产状、辨认断层、不整合、褶皱沉积学解释：辨认层理类型、砾石颗粒大小、结构、古水流方向、滑塌变形、沉积单元划分、砂体加厚方向等裂缝评价：辨认高角度裂缝、低角度裂缝、钻井诱导缝、节理缝合线、溶蚀缝、溶蚀孔洞、气孔等，拟定裂缝产状及发育方向，划分裂缝段，进行裂缝性储层评价地应力方向拟定：依据井眼崩落、诱导缝方向拟定主应力方向套管井质量检查：拟定套管变形位置、射孔孔眼位置；检查对管爆炸整形后套管形状；拟定套管断裂位置薄层解释：准确划分砂泥岩薄互层及有效厚度绪论2矿场地球物理测井及其概况成像测井资料应用2554第25页第25页绪论2矿场地球物理测井及其概况2654第26页第26页(四)本学科发展方向1、非线性理论和非均质理论将作为测井前沿课题为新一代测井技术发展提供理论基础，从而克服以往线性、均质理论带来多解性。2、新测井办法出现：以当代物理“三谱”为基础，测井新办法(光、频、能)将出现，推动测井技术发展。3、多学科理论基础：地球物理测井学(声、电、磁、核、热测井学)，测井解释学，测井地质学将作为测井学科基础理论相继建立并完善。4、新仪器出现：陈列、成像(声波、感应)测井仪，水平井随钻测井，核磁测井仪等，作为更新换代产品出现。绪论2矿场地球物理测井及其概况——办法和技术方面2754第27页第27页——测井资料处理、解释方面将以横向预测、油藏描述、油藏数值模拟为关键，突出发展测井评价：岩性特性、结构形态、断层位置、沉积环境、裂缝方向及发育状态、油气储层、产能动态参数及其量值直观性和准确性。以测井资料为主，优化处理解释技术，人工智能专家系统，神经网络技术应用，使软件系统愈加综合化、图形化、集成化和智能化。进而使资料处理和解释系统-工作站化。多学科、多媒体综合技术将在单井解释，多井评价、油藏评价及油藏描述等方面得到广泛应用。绪论2矿场地球物理测井及其概况2854第28页第28页绪论2矿场地球物理测井及其概况测井技术通过80多年发展，其应用领域不断扩大，所能处理问题范围也在不断增大。概括起来有下列几点：哪些地方产东西—渗入层、裂缝发育带划分，储层有效性评价产啥东西—流体性质判别能产多少—储层评价、油气藏描述布井—储层、裂缝发育带横向预测与评价怎么提升产量—储层改造性评价、射孔优化设计与评价、生产动态评价如何节约成本—岩石力学、地应力研究、井壁稳定性研究。2.4测井技术能处理问题2954第29页第29页绪论2矿场地球物理测井及其概况1、地责问题①建立钻井地质岩性剖面，划分油、气储集层；②评价油、气储集层生产能力，定量预计油、气储集层储集性能-孔隙度、渗入率以及油、气储集层深度和厚度；③进行地质剖面对比，研究岩层岩性、储集性、含油性等在纵、横向上改变规律，拟定岩层产状和绘制地下结构轮廓。3054第30页第30页绪论2矿场地球物理测井及其概况2、生产问题

①在油田开发过程中，提供油层动态资料，比如生产井各层产液和注水井各层吸水情况；②研究油、气井技术情况，如井径、井斜、固井质量以及检查水泥封堵效果和检查压裂效果等；③研究地层压力，岩石强度和其它一些问题。3154第31页第31页绪论2矿场地球物理测井及其概况3、其它问题

①在煤田地质勘探中：地层对比，沉积环境分析，煤层辨认，煤质分析，煤层顶板力学分析等；

②在水文测井中：含水层辨认划分，涌水量预测等；③在金属矿产勘探中：地层对比，含矿层辨认与划分，沉积环境分析等；

④在工程勘察中：地层力学分析、为其它工程勘察手段提供力学等参数。3254第32页第32页2.5矿场地球物理测井面临问题1、开发阶段裸眼井测井

a.低（特低、超低）渗入油藏解释与评价；b.高含水期剩余油饱和度及其分布；c.薄层测井时油气水及有效厚度划分；d.岩石物性及动态参数关系研究，水淹机理研究。2、生产(套管)测井

a.产液剖面高含水、低流量、多相渗流条件下参数综合测试、高精度、高分辨率条件下测量与解释；b.注水剖面厚层准确划分；c.适应稠油气藏汽吞吐和汽驱阶段高温条件下生产测井仪研制。3、工程测井

固井第二界面水泥胶结质量评价，射孔射开程度及套管质量检测等。绪论2矿场地球物理测井及其概况3354第33页第33页绪论1讲课安排2矿场地球物理测井及其概况2.1矿场地球物理测井概念2.2矿场地球物理测井办法分类2.3矿场地球物理测井发展史2.4矿场地球物理测井能处理问题2.5矿场地球物理测井面临问题3矿场地球物理测井在油气田勘探开发中应用3.1矿场地球物理测井过程3.2矿场地球物理测井用途3.3储层基本参数概念3.4应用举例绪论3454第34页第34页测井手段提出：反应地下地质各种特性手段有各种。井壁取心、岩屑录井、野外露头观测等。3.1矿场地球物理测井过程绪论3石油测井在油气田勘探开发中应用井壁取心：样品体积太小，不宜做全面分析。岩屑录井：岩样量大，各层岩样易混淆，并且岩屑易造成延时，层位、厚度卡不准。钻井取心：样品全，全井取心造价高，影响钻井速度，不太也许（个别主要参数井除外)。野外观测：结果只能对地下特性加以推测。

测井含有速度快、反应直接、经济实惠、剖面连续等特点，这也就是测井技术被引出而又快速发展起来原因。3554第35页第35页测井现场电缆：提升或下放仪器；通过缆心向井下供电、发送控制信号、把统计信号送到地面统计仪。绞车：提升或下放电缆。深度传感器：把测井数据相应深度信息送到统计仪。张力传感器：统计电缆张力信息。绪论3石油测井在油气田勘探开发中应用3654第36页第36页绪论3石油测井在油气田勘探开发中应用3754第37页第37页绪论3石油测井在油气田勘探开发中应用3854第38页第38页绪论3石油测井在油气田勘探开发中应用3954第39页第39页测井井下环境裸眼井：充斥泥浆井眼、泥饼、冲洗带、过渡带、原状地层套管井：套管、水泥环、地层钻井时钻井泥浆作用：润滑、钻头降温、携带岩屑、预防井喷；侵入带形成：泥浆滤液、泥饼（2-3cm）、冲洗带、过渡带；泥浆和泥饼对测井影响：钻孔直径和截面形状、侵入带大小（不同测井方法影响不同）、井下温度与压力。绪论3石油测井在油气田勘探开发中应用4054第40页第40页3.2矿场地球物理测井用途基础地质研究石油勘探开发煤田、金属矿产水文、工程、环境、考古在石油工业中：测井包括了勘探、开发、射孔、井壁取心等几种方面；当代测井是石油工业中高技术含量最多产业部门之一；它在石油工业中占有主要地位，是石油学科中十大学科之一。绪论3石油测井在油气田勘探开发中应用4154第41页第41页测井在油气勘探和开发中作用与地位1.划分岩性剖面、区别渗入层，并定出其厚度、深度2.定量、半定量求解储层参数(Φ、K、So、h、Vsh等)3.进行地层对比、拟定地层产状、分析沉积环境4.研究地层压力、岩石强度

5.准确寻找放射性矿层

6.为油藏描述、地震分析、盆地模拟提供有利参数和证据7.为油田开发提供动态参数8.研究新钻井工艺、新测井办法、处理生产、科研中出现问题绪论3石油测井在油气田勘探开发中应用4254第42页第42页3.3储层基础参数概念储集层概念、分类储集层基本参数孔隙度：概念、分类、碎屑岩和碳酸盐岩孔隙类型不同。渗透率：概念、单位含油气饱和度：概念有效厚度：概念，算法绪论3石油测井在油气田勘探开发中应用4354第43页第43页储集层

含有储存石油及天然气空间（包括岩石粒间孔隙、裂缝、溶洞等），同时孔隙或裂缝之间连通岩层才也许储存石油及天然气，称之为储集层或渗入层。绪论3石油测井在油气田勘探开发中应用4454第44页第44页储集层分类碎屑岩储集层包括砾岩、砂岩、细砂岩、粉砂岩等，储集空间主要为原生粒间孔和次生孔隙。绪论3石油测井在油气田勘探开发中应用4554第45