地层倾角测井

第十五章地层倾角测井

地层倾角测井：是一种用来测量地层的倾角和倾斜方位角的测井方法。

作用：地层倾角测井信息可以用来研究构造、沉积、储层裂缝及地应力等方面地问题。它对指导油气田勘探、开发具有重要作用。特点：原理比较复杂，技术发展跨度大，与其它测井方法相比自成体系。1930年第一次成功的进行了地层倾角测量，其资料只能给出地层的倾斜方位（点测）；

1942年在美国海湾油田砂泥岩剖面中首次使用自然电位式地层倾角仪（点测）；

1945年在自然电位不明显的地区开始使用电阻率式地层倾角仪，测量的是3条梯度视电阻率曲线，连续测量井段不超过50英尺（连续测量）；第十五章地层倾角测井1952年斯仑贝谢公司开始使用CDM-T连续地层倾角测井仪，记录3条微聚焦电阻率（或电导率）曲线；1956年斯仑贝谢公司有使用CDM-P连续地层倾角测井仪，在CDM-T的基础上增加了连续井斜测量；1961年开始使用磁带记录，并用计算机处理资料；1963年发展了四臂地层倾角测井仪，提高了记录质量；第十五章地层倾角测井80年代开始使用高分辨率地层倾角测井仪(4极板8电极与6臂6电极）；90年代推出成像测井仪(FMS、FMI、EMI、STAR-Ⅱ)。

地层倾角测井技术发展过程：点测仪—连续模拟记录—（数字记录）四臂倾角—六臂倾角—电阻率成像。第十五章地层倾角测井

第一节地层倾角仪测量原理地层产状三要素：倾角、倾向、走向描述地层产状的5个基本名词：•地层面走向•地层面倾向•地层面倾角•视倾向•视倾角

第一节地层倾角仪测量原理地层面走向：地层面与水平面的交线的方向。用它与正北方向（按顺时针）的夹角表示。如图所示，CD的方向。走向

第一节地层倾角仪测量原理地层面倾向：地层面倾斜的方向。即地层面由高到低变化最大的方向在水平面上的投影与正北方向的夹角的方向——亦称倾斜方位。如图所示，BE的方向。倾向

第一节地层倾角仪测量原理倾角：在倾斜方向上的地层面与水平面的夹角，或倾斜线与倾向线的夹角；亦称真倾角，是倾斜地层的最大倾角。如图所示，∠BEA为真倾角，用θ表示。倾角

第一节地层倾角仪测量原理视倾向：任意方向的铅直面与地层面相交，其交线在水平面的投影与正北方的夹角称为视倾向。该交线称为视倾斜线（图中AD、AC）。它的水平投影称为视倾向线（图中BD、BC）。视倾向

第一节地层倾角仪测量原理视倾角：视倾斜线与视倾向线之间的夹角。图中θa1、θa2。视倾角总是小于真倾角。视倾角真倾角为θ与真倾角θa之间的关系：ω——真倾向与视倾向之间的夹角。第一节地层倾角仪测量原理1、地层倾角仪的类型

四臂倾角：斯仑贝谢—HDT、SHDT阿特拉斯—HDIP六臂倾角：哈里伯顿—SED阿特拉斯—HEXDIP第一节地层倾角仪测量原理2、仪器结构（四臂倾角）地层倾角测井仪测什么？

四臂倾角测井仪测量原理图地层的倾角和倾斜方位角，即地层面在空间的位置。如何定地层面在空间的位置?至少要有三个以上空间点的座标（采用柱状坐标系r、

、Z）。通过计算就可以求得地层倾角和倾斜方位角。相对方位角测量井斜角测量系统方位角测量系统井径、微电阻率测量地层倾角是直接测量出来的吗？

不！地层的倾角不是直接测出来的，而是间接测量、再进行处理计算出来的。四臂倾角测井仪测量原理图在实际中，地层倾角测井仪至少需测量9条曲线。右图是阿特拉斯公司四臂倾角测井仪（1009）测量原理图。无论那种地层倾角测井仪，总是由两个主要部分组成：一是极板系统二是测斜系统仪器组成四臂倾角测井仪测量原理图测斜系统极板系统四臂倾角仪能测量那些信息？4条微电导率曲线2条井径曲线3条角度（方位）曲线第一节地层倾角仪测量原理四臂倾角仪能测量那些信息？4条微电导率曲线2条井径曲线3条角度（方位）曲线第一节地层倾角仪测量原理四臂倾角测井仪测量原理图DIP1、DIP2、DIP3和DIP4

通过四条微电阻率曲线对比，就可以确定地层层面上四个点M1、M2、M3、M4沿井轴方向的高度Z1、Z2、Z3、Z4。

四条微电阻率曲线第一节地层倾角仪测量原理四臂倾角测井仪测量原理图即分别由1、3号极板和2、4号极板组成两套井径测量装置，测得井径曲线CAL1（d13）和CAL2（d24）。（2）两条井径曲线第一节地层倾角仪测量原理第一节地层倾角仪测量原理

定义：Ⅰ号极板方向的水平投影与正北方向的夹角（从正北开始、顺时针）。四臂倾角测井仪测量原理图AZ（

）（3）Ⅰ号极板方位角曲线AZ（

）什么是井斜角？四臂倾角测井仪测量原理图DEV（

）即井轴与铅垂线之间的夹角DEV（

）（4）井斜角第一节地层倾角仪测量原理什么是相对方位角？四臂倾角测井仪测量原理图从Ⅰ号极板开始逆时针方向到井斜方向的角度RB（

），简称相对方位角。RB（

）（5）相对方位角四臂地层倾角（阿特拉斯）测井曲线图

相对方位角

井斜角

Ⅰ号极板方位角

双井径曲线微电阻率曲线9条曲线倾角测井数据程序处理后，得到的成果是地层倾角和倾向。显示方式有：打印数据表矢量图方位频率图杆状图线性极坐标图施密特图圆柱面展开图三维空间立体图第二节地层倾角成果显示

地层倾角测井数字处理成果可用列表形式打印出来。表中一般显示地层倾角（DIP）、地层倾斜方位角（DIPAZ）、1号极板方位角（AZI1）、井斜角（DEVI）、相对方位角（RB）等主要信息。第二节地层倾角成果显示一、数据表地层倾角测井处理成果数据显示表

矢量图：又叫蝌蚪图或箭头图。它是用一系列随深度变化的矢量来表示各个计算点地层倾角和方位的图形。它是地层倾角最基本和最常用的图件。二、矢量图（蝌蚪图、箭头图）矢量图：

横坐标为地层倾角（0～90º），纵坐标为深度；▶每个倾角矢量的起点用小圆（或小三角形、小正方形）的中心表示，该中心点的位置表示计算点的深度和倾角；1、矢量图及矢量图的表示法第二节地层倾角成果显示▶与小圆相连的箭头（或线段）所指方向为该点地层的倾斜方向（规定上北下南、左西右东，倾向变化范围0º～360º）；▶小圆等图形有实心与空心之分，实心表示计算结果的置信度高，空心表示计算结果的置信度低。第二节地层倾角成果显示

矢量图的地质解释是通过图上标出的许多箭头进行的，为了便于解释，对矢量图用颜色模式进行分类。常用的颜色模式有：（1）绿色模式（2）红色模式（3）蓝色模式（4）杂乱模式2、倾角矢量图的颜色模式第二节地层倾角成果显示矢量图颜色模式

将随深度增加、地层倾角和倾斜方位角相对稳定的一组矢量用绿色笔勾画出来，称为绿色模式。由于沉积岩沉积时，各沉积单元之间的界面基本上是水平的，受构造运动后产生的倾角和倾斜方位角也基本一致。所以，绿色模式反映了构造倾角。绿色模式第二节地层倾角成果显示红色模式第二节地层倾角成果显示矢量图颜色模式

将方位角大体一致、倾角随深度增加而增加的一组矢量用红色笔勾画出来，称红色模式。红色模式矢量图配合其它测井曲线可以指示断层、褶皱、砂坝、河床沉积、岩礁等。

第二节地层倾角成果显示矢量图颜色模式

将方位角大体一致、倾角随深度增加而减小的一组矢量用蓝色笔勾画出来，称蓝色模式。蓝色模式与沉积构造有关，可以指示古水流方向。蓝色模式矢量图颜色模式

难以用上述颜色模式勾画出来。断层破碎带、地层倒转点附近通常为杂乱模式。

杂乱模式第二节地层倾角成果显示

由于构造地质和沉积地质的差别，在勾画颜色模式时，还分细色模式与粗色模式。

按深度将倾向基本一致的矢量连成颜色模式(细线条），中间不允许跳过相反的矢量，此为细色模式。细色模式：细色模式

3、细色模式和粗色模式

用粗线条来反映倾角变化的趋势，这种连接模式称为粗色模式。粗色模式：粗色模式

细色模式粗色模式

相关对比的窗长有长、短之分，长窗长对比计算的地层倾角主要是与岩层界面的倾角有关；短窗长对比计算的地层倾角主要是与岩层内层理的倾角有关。粗色模式主要研究构造地质问题，细色模式主要研究沉积地质问题。

施密特图和方位频率图是在研究井段中用统计的方法确定地层倾角和倾斜方位角。三、施密特图和方位频率图施密特图：径向方向为地层倾角，这里最外圆的倾角为0º度，每隔10º画一个同心圆。圆周方向为方位角，规定上北下南、左西右东，一周360º，一般每隔10º画一条径向线。1、施密特图在施密特图上，用点子最多的倾角和倾斜方位角表示该段地层的构造倾角和倾斜方位角。如图所示，构造倾角为6º，倾斜方位角24º。施密特图改进的施密特图

构造倾角：点子集中在极坐标的外圆一带，构出的等值线是狭长形的，倾角变化较小。沉积倾角：等值线通常呈三角形。三角形的底边接近极坐标的外圆，顶点指向中心。沉积倾角的特征是倾角数值变化较大。因此，改进的施密特图可以把构造倾角与沉积倾角区分开来。

方位频率图是在研究层段中用统计方法确定构造倾角或沉积倾角的倾斜方位角的一种方法。

3、方位频率图方位频率图

方位频率图径向以倾角为坐标，它的最外圆的倾角为0º度，每隔10º画一个同心圆，圆心通常为60º。圆周方向为方位角，规定上北下南、左西右东，一周360º，一般每隔10º画一条径向线。将全部测得的地层倾角和倾斜方位角点在图上，统计圆周方向每10º间隔的弧形面积内点子的数目，用径向线段的长短来代表点子的数目，圈闭弧形面积，并将它涂黑。方位频率图

点子出现最多即圈闭的弧形面积径向线最长，它的方位角就是要求的构造倾角（或沉积倾角）的倾斜方位。图中倾斜方位角为320º。四、圆柱面展开图

圆柱面展开图相当于岩性柱面素描展开图，便于对层面倾角和各种层理的观察。小窗长对比得到的圆柱面展开图对分析沉积现象很有用；长窗长对比得到的圆柱面展开图对分析断层、不整合等地质现象很有用。圆柱面展开图图坡2井地层倾角测井资料处理成果图GRC1C2DEVIAZI方位频率图矢量图颜色模式

构造地质的基本任务：从各种地质现象入手，研究地壳的地质构造，查明其形态，追究其原因，以及各局部构造之间的相互关系。从而进一步认识其共同特点和分布规律，以便指导勘探工作的进行。大量的生产实践已经充分证明，油气藏的形成与分布主要是受地质构造控制的。地质构造条件的好坏，是能否形成油气藏的重要因素。研究地质构造的根本目的，就是要把地质构造与油气藏的关系搞清楚，以便多快好省的寻找油气藏。构造第三节地层倾角资料的应用地层层面倾斜，且层面的倾角和方位在一定区域范围内基本上是一致。单斜构造往往是其它地质构造的一部分，如褶皱构造的一翼。

单斜构造第三节地层倾角资料的应用

如果井眼没穿过轴面，矢量图为绿色模式与单斜构造显示相同。（1）对称背斜（向斜）

如果井钻在背斜的顶部，测到的地层倾角很小，倾斜方位显示杂乱。不对称向斜与不对称背斜的倾角矢量图模式基本一致。断层构造在地质倾角图上的显示

正断层：断层上盘相对下降，下盘相对上升。井下标志：地层缺失。

逆断层：断层上盘相对上升，下盘相对下降。井下标志：地层重复。当断层面倾角小于45°时，又称逆掩断层；大于45°时，又称冲断层。

平移断层：断层两盘沿断层面的走向相对移动。

平移正断层：上盘沿断层面斜向下滑。它既有平移断层的特点、由于正断层的特点。

只要断层面没有变形，则不管断层是正断层还是逆断层，在矢量图上的显示均为绿模式（与褶皱构造中的单斜构造的显示完全相同），此时地层倾角测井无法显示断层。（1）断层面没有变形的断层

断层面通常不是一个面，而是一个破碎带，该破碎带宽度从几厘米到数十米不等。在宽度较大的情况下，由于破碎带的地层倾角没有固定的方向，故而形成的倾角矢量图模式通常为绿---乱---绿模式。有断裂破碎带的断层通常发育在碎性地层中。有时为“白模式”（2）有断裂破碎带的断层

在构造力的作用下，地层产生了旋转，上下盘的倾角和倾向不再相同，矢量图的显示为绿—绿模式。（3）旋转断层有柔性的塑性地层上、下盘沿断层面作相对运动时，由于摩擦作用，在断面附近产生变形，通常产生所谓的有拖曳（或牵引）现象的断层。最常见的有以下三种种情况：正断层逆断层逆掩断层（4）有拖曳（牵引）现象的断层断层面与地层面倾向相反：倾角模式通常为绿-兰-红-绿。正断层：（4）有拖曳（牵引）现象的断层断层面与地层面倾向相同：倾角模式通常为绿-红-兰-绿。逆断层：（4）有拖曳（牵引）现象的断层断层面倾角小于45

的逆断层叫逆掩断层：倾角模式通常为绿-红-兰-绿。逆掩断层：（4）有拖