井壁成像测井资料处理解释交流课件

井壁成像测井资料

处理解释交流地球物理测井研究室2005年1月一、概述

二、井壁成像测井资料处理技术三、井壁成像测井资料地质应用井壁成像测井资料处理解释交流一、概述规格及技术指标EMIFMISTAR-Ⅱ(电阻率)仪器尺寸和性能连接长度(英寸)288.95316368.4重量(磅)496465600关腿直径(英寸)555.5最小井眼(英寸)6.256.256.5最大井眼(英寸)21.021.016.0最大工作压力(psi)200002000020000最大工作温度(

F)350350350井眼状况井别裸眼井裸眼井裸眼井钻井液类型水基水基水基测井速度(ft/h)180018001200仪器井中状态居中居中居中硬件特征传感器类型微电阻率电极微电阻率电极微电阻率电极钮式电极数150(25/1pad)192(24/1pad)144(24/1pad)垂直分辨率0.20.20.2井眼覆盖率(对8.5in井眼)60%80%60%电成像测井仪器性能比较声波成像测井仪器性能比较规格及技术指标CASTSTAR-Ⅱ(声波)仪器参数连接长度156in(3.96m)194.7in(4.71m)重量251b(113.8kg)270b(122.4kg)关腿直径3.625in(92mm)3.625in(92mm)最小井眼4in(102mm)5.5in(139mm)最大井眼17in(432mm)16in(406mm)最大压力20000psi(137.9Mpa)20000psi(137.9Mpa)最大温度400

F(204℃)400

F(204℃)工作条件井别裸眼井或套管井裸眼井或套管井泥浆类型水基或油基水基或油基中心频率350kHz320kHz/测井速度20ft/min10ft/min井眼覆盖率100%100%图像分辨率水平500点/周250点/周垂直120周/ft60周/ft扫描速度1080周/min720周/min电成像测井仪器测量方式比较仪器公司名测量方式主要输出曲线备注EMI哈里伯顿全井眼方式(六臂150个电极)EMMR、ZACC、DXTM、AZI1、PAD1、PAD2、PAD3、PAD4、PAD5、PAD6、RAD1、RAD2、RAD3、RAD4、RAD5、RAD6等电导率曲线：PAD1、PAD2、PAD3、PAD4、PAD5、PAD6；半径曲线：RAD1～RAD6；EMEX电压：EMMR。倾角方式(六臂6个电极)F1B1、F2B1、F3B1、F4B1、F5B1、F6B1、P1AZ、AZIM、DEVI、C14、C25、C36、ZACC、DXTM、TENS电导率曲线：F1B1、F2B1、F3B1、F4B1、F5B1、F6B1；井径：C14、C25、C36。FMI斯伦贝谢全井眼方式(四臂192个电极)EV、FCAZ、FTIM、P1AZ、FCA1、FCA2、FCA3、FCA4、FCB1、FCB2、FCB3、FCB4、FCC1、FCC2、FCC3、FCC4、FCD1、FCD2、FCD3、FCD4、C13、C24等电导率曲线：FCA1～FCD4；方位曲线：P1AZ、RB、AZIM、DEVI；井径：C13、C24；加速度校正曲线：FCAZ、FTIM、TENSEMEX电压：EV。倾角方式(四臂8个电极)DB1、DB2、DB3、DB4、DB1A、DB2A、DB3A、DB4A、P1AZ、RB、AZIM、DEVI、C13、C24、FCAZ、FTIM、TENS、GR电导率曲线：DB1、DB2、DB3、DB4、DB1A、DB2A、DB3A、DB4A；方位曲线：P1AZ、RB、AZIM、DEVI。STAR-II阿特拉斯全井眼方式(六臂144个电极)P1BTN、P2BTN、P3BTN、P4BTN、P5BTN、P6BTN、GAZF、ETIMD、P1AZ、AZ、AZI1、RB、AZIM、HAZI、C14、C25、C36、EMMR、GR、TEN、TENS、FAMP、RGATE、FTIM等电导率曲线：P1BTN、P2BTN、P3BTN、P4BTN、P5BTN、P6BTN；井径：C14、C25、C36；加速度校正曲线：GRAZ、ETIMD、TENS。倾角方式(六臂6个电极)DIP1、DIP2、DIP3、DIP4、DIP5、DIP6、P1AZ、RB、AZIM、DEVI、C14、C25、C36、GRAZ、ETIMD、TENS、GR电导率曲线：DIP1、DIP2、DIP3、DIP4、DIP5、DIP6。二、井壁成像测井资料处理技术微电阻率成像测井资料的处理深度及速度校正数据规一化发射电压校正死电极校正数据刻度图像加强声波成像资料的处理深度与速度的校正图像的增强和处理

电成像测井资料的处理速度校正示意图

1.速度校正(Depth&SpeedCorrection)速度校正的目的是使每一个电极的测量值都具有准确的深度值。如图所示，对于某一确定时间，微电阻率扫描成像测井的两排电极在不同深度上，对于同一地层界面，两排电极通过它的时间是不同的。如果仪器以一恒定的速度上提，每一行电极进行简单的常数深度移动就可以校准所有的数据。事实上，电缆上提的过程中一般不可能是匀速的，由于电缆的伸、缩、晃动、仪器与井壁的碰撞，仪器或多或少的存在加速度。在这种情况下，若采用简单的常数移动要么会导致校正过量，要么会导致校正不足，在图上出现不规则的锯齿状。通常有两种方法可进行速度校正，一种是用三分量加速度测量值校正，另一种是基于微电阻率测量数据本身。

电成像测井资料的处理

2.数据归一化微电阻率扫描测井仪由多个极板组成，在测量过程中，各个极板与井壁的接触程度不可能完全相同，而且对于同一极板上的电极，其电极系数也不可能完全一致，因此，每个电极对同一阻值地层的测井响应可能存在着一定的差异。事实上，对于某一特定的测量井段，各电极的测量值应基本服从正态分布。通常采用窗口处理技术和限制统计的数据标准化方法进行成像测井数据的归一化处理，其目的是消除测量过程中某些因素引起的异常高阻和低阻对统计结果的影响，以确保统计结果真正地反映地层特性，从而改善微电阻率扫描图像的对比度，提高图像质量。

电成像测井资料的处理

3.EMEX电压校正为了确保仪器采样工作在线性范围内，仪器在不断地调整电极和顶部回流电极之间的电压。当记录电流过大时，将调低发射电压；相反，当仪器电流过小时，将调高发射电压。为了确保测量数据与地层电阻率之间的正比关系，需对发射电压的变化进行校正。校正方法是应用处理井段的EMEX电压最大值。

电成像测井资料的处理

4.数据刻度微电阻率扫描成像测井每个极板有多个电极，由于仪器设计的限制，无法对每个电极的电极系数进行刻度。因此测量数据可以准确地反映所测剖面微电阻率的变化程度，但不能准确地反映所测剖面微电阻率数值。一般情况下，浅侧向测量反映得是所测的环形剖面电阻率的平均值，是一种频率相对较低的低频信号，其探测深度与微电阻率扫描成像测井基本一致，而微电阻率扫描成像测井单电极所测的是电极所经过环形剖面各部分的微电阻率的变化值，它是一种高频信号。因此应用浅侧向标定的方法可以实现每一电极的逐点刻度。

电成像测井资料的处理

5.图像加强处理图像加强的目的是用有限的色标来更加精细地表现图像，提高图像的分辨率，加强视觉效果。井眼微电阻率图像一般采用窗口直方图归一化的图像加强方法。按窗长的大小又可分为静态加强和动态加强两种方式。静态加强的窗长为整个处理井段，而对于动态加强用户可以定义窗长，处理过程中，在窗长范围内的所有电极的所有测量值都参加直方图分级处理，分级完成输出分级数据，而后窗口向上移动整个窗口长的25％，对于窗内的数据重新进行直方图分级处理，输出新的分级数据。这样，窗口连续向上滑动，直至整个处理井段处理完毕。用新的分级数据进行图像显示，即可获得较好的图像分辨率，更加精细显示微电阻率扫描图像。

声波成像资料的处理与电阻率成像资料处理要求一样，声成像测井资料的处理，必须进行深度与速度的校正及重采样处理。声成像对井眼的几何形态和仪器偏心很敏感。增强处理可降低或消除这些影响因素。三、井壁成像测井资料地质应用电成像测井资料解释工作思路Figure4CalciferousstreaksinshaleCalciferousstreaksShale8Figure5Calciferousstreaksandconglomerationinshale9CalciferousstreaksShaleCalciferousconglomerationGravelFigure7Alternatingsandstoneandshalelayerswithahardstreakofcalcareouslayer11CalciferousstreakSandShaleShaleSandlayerShalelayer井壁成像测井资料地质应用裂缝评价与定量计算地应力分析构造解释岩相分析（一）成像资料裂缝评价井壁成像资料地质应用电成像测井地质解释基础图像模式裂缝是岩石结构中应力释放所产生的结果，它是岩石发生破裂的直接产物，一般发育于有利构造部位的脆性地层中。单一的裂缝在成像图上通常以正弦曲线的方式展布在图象上，它与层面或层理面的主要区别是正弦曲线两侧的岩性连续，而层面则表现为正弦曲线两侧的岩性突变。裂缝面通常与层面，层理面相交成一定的角度。井壁成像资料地质应用裂缝的分类目前，裂缝的分类方法很多，各种分类方法都有其针对性。根据裂缝倾角的大小，可将裂缝分为：直劈缝、高角度缝、低角度缝、网状缝（不规则缝）。根据裂缝的充填情况可分为：开口缝和充填缝。按照裂缝的形成机制，可以分为：天然缝和诱导缝。实际上，对储层产液有直接贡献的是垂直张开缝、高角度缝、低角度缝和网状缝（不规则缝）。井壁成像资料地质应用成像测井裂缝评价方法井下真假裂缝彼此混杂，天然和机械缝相互掺合，张开的有效缝与其它多种无效缝同时出现。经岩心裂缝刻度标定后，高分辨率微电阻率扫描成像测井，识别岩层张开有效裂缝的符合率很高。有效裂缝与地层界面及低阻岩性条带有明显的区别。地层界面：在FMI图像的标志为多组彼此平行的极薄的低阻，异常窄而均匀；凝灰岩、泥质条带：也是较规律的低阻异常，但是都具有一定厚度，又都平行于层界面；低角度的有效裂缝：同样是低阻异常，可是宽度变化大，相邻两个异常，互不平行，多数随机变化，有时呈串珠状排列，它们多数与断层活动和地下水溶蚀相伴生，与凝灰岩、泥质条带截然不同。井壁成像资料地质应用裂缝图像模式裂缝识别的主要目的是划分出各种裂缝及其发育层段，识别各种类型的裂缝，进而确定出物性较好的储层段，结合其它测井资料、地质录井资料，综合判断油气水层。在绝大多数情况下，对有经验的解释人员而言，裂缝的识别是容易的，但在某些情况下，裂缝识别需要岩芯资料的标定，切不可麻痹大意。井壁成像资料地质应用直劈缝图像与岩心照片标定的对比图。图像上见一条直劈缝,开度上大下小,与岩心可进行很好的对照。垂直缝井壁成像资料地质应用垂直缝形不成正弦曲线，在图像上显示为近似垂直的黑色线条。井壁成像资料地质应用

CAST识别垂直缝振幅图上有两条近似平行的黑色线条，两边是三维显示。井壁成像资料地质应用

高角度裂缝岩心标定沙75井高角度裂缝与岩心照片对比图。在图像上有不规则高角度裂缝，与岩心裂缝有很好的对应关系。井壁成像资料地质应用高角度缝在图像上显示为幅度较高的黑色正弦曲线井壁成像资料地质应用声电识别张开缝（贝15井）井壁成像资料地质应用水平缝水平缝一般指倾角小于10°的低角度缝，在图像上显示为近似水平的黑色线条仅从图像上识别比较困难，易与层理面相混淆。判别水平缝首先要了解地层岩性及沉积环境，排除层理的可能性才能确定。井壁成像资料地质应用不规则缝裂缝在形成时或形成后，受不同方向应力及构造运动影响，裂缝面发生变形或破坏，形成不定形态的裂缝面，在图像上显示为多组组合难以用正弦曲线描述的黑色线条。井壁成像资料地质应用充填缝充填缝在图像上完全具有开口缝的形态，只是裂缝空隙被固体介质充填，一般多为方解石等高阻介质，图像上裂缝面显示为白色正弦曲线。

在微电阻率图像上：对于天然缝和诱导缝的识别以及导性矿物(如泥质和黄铁矿)充填的裂缝与天然缝判别，通常都是极困难或无法直接识别；其识别的准确与否又严重影响着评价储层的准确性，所以在不确定的情况下，切忌匆忙未进行充分研究过早下结论。利用岩芯资料进行标定是直接的手段，但岩芯资料毕竟是有限的。目前，能有效解决这一难题的只有综合利用声、电成像测井资料。因为声成像对诱导缝及导性充填的裂缝反应不敏感，所以根据电成像图上显示的裂缝形态及特征，结合声成像图上相应的响应特征就能快速、直观地判断出诱导缝及导性矿物充填的裂缝。将电成像与声成像有机地结合在一起，综合分析，互补单一成像解释的不足，才能使解释结果更大程度的准确反映地层的裂缝信息。诱导缝井壁成像资料地质应用诱导缝的特点尽管天然缝和诱导缝在电阻率成像图中较难区别，但是总结以往解释经验，它们还是有一定的规律性，其特征有所不同。诱导缝与天然开口裂缝相比具有以下特点：平行于井轴；走向与最大水平主应力方向一致；发育较短，呈小“八”字型；终止于软地层界面；轨迹垂直穿过层面；无岩性错位；具有低电阻特性，无充填现象；不穿过井眼，形不成正弦曲线。井壁成像资料地质应用诱导缝八字形诱导缝诱导缝识别（徐深2井）井壁成像资料地质应用溶蚀缝经溶蚀改造的裂缝大多宽窄不一，灰度不均一，通常伴有不规则短线状、串珠状、斑点状高导显示，它们是被溶蚀作用重新开启和扩大了的裂缝空间。未经溶蚀改造的缝则灰度均一。裂缝倾向、倾角相同或相似，为具有相同成因的单组裂缝；裂缝间的相互关系当存在多条裂缝时，根据裂缝倾角、倾向之间的关系可以分为以下3种情况：裂缝倾向相对（相差180°），倾角相近，两两交切，成对出现时，为共轭裂缝裂缝产状杂乱分布，彼此交切，一般为网状缝裂缝间的相互关系溶洞在图像上呈不规则长条状到近等轴状暗色高导斑块或斑点显示，多成群成带分布，其大小和数目不等，形态不一，随机排列；亦可呈孤立状出现。

图：溶洞呈星点或串珠状分布，并伴有裂缝的发育。溶洞识别井壁成像资料地质应用abcd溶洞识别不规则状泥质团块或泥砾，黄铁矿结核、胶结斑块或条带，以及井眼垮塌等在图像上均可呈现出与溶洞类似的暗色高导斑块或斑点状显示。因此，要准确地判断图像上暗色斑块或斑点是否为溶洞的显示，还必须结合其它包括常规测井在内的资料或经岩心标定进行综合分析。通常在钻遇溶洞带时，会出现钻时加快、钻具放空、井径扩径、侧向电阻率降低、中子孔隙度增大、岩石密度降低等特征。左图：溶洞成群成带或串珠状分布，右图：反映溶洞呈孤立分布，部分被充填。井壁成像资料地质应用张开缝、溶洞（贝30井）（二）成像测井资料在构造解释中的应用成像测井为用测井方法进行构造分析提供了极为有效的手段，它除了可以提供精细的井壁图像外，还可以提供多种地层倾角处理成果，它有地层倾角测井的所有优势。应用成像测井资料，我们不仅可以识别出大型断层，而且可以识别出极微小的断层及层理。井壁成像资料地质应用平行层理槽状交错层理层理识别层理是岩石性质沿垂向变化的层状构造，它可以通过矿物成分、结构、颜色的突变和渐变而显现出来。高分辨率的电成像资料能够很好的反映矿物成分、结构的变化。井壁成像资料地质应用包卷层理平行层理平行层理：由平行而又几乎水平的纹层状砂组成。形成于水动力较强的条件下。包卷层理：指一个岩层内所发生的纹层盘回和扭曲现象。可能是由沉积物的液化作用形成的。井壁成像资料地质应用层理识别波状层理：纹层呈对称和不对称的波状，总的方向平行于层面。由沉积介质的波浪震荡运动或单向水流前进运动造成的。交错层理：由一系列斜交于层系界面的纹层组成，斜层系可以彼此重叠、交错、切割的方式组合。它是沉积介质（水流和风）的流动造成的。层理识别井壁成像资料地质应用断层识别断层：图像特征与裂缝相似。所不同的是，被裂缝所切割的地层层面连续完整，在各极板上可以连续追踪，而断层面两侧地层则有不同程度的错位。根据图像特征可以分析断层的产状（倾向、倾角）、断距、性质（正断层和逆断层）、有无牵引或拖曳现象，断面特征及断面充填情况等。井壁成像资料地质应用（三）成像测井资料在岩相分析中的应用火山岩、砂砾岩储层的油气评价一直是测井工作者的难题，其复杂的岩石成份及结构，以及低孔、低渗、块状的特点，决定了常规测井信息难以评价储层内的流体性质。成像测井资料为我们定性评价这些储层提供了重要手段，除直接描述裂缝、孔隙等发育程度外，同时能直观的进行岩相研究，划分出纵向上、平面上不同的岩相分布，以便找出油气聚集与岩相分布的关系，预测油气分布规律。

火山岩岩相、沉积岩岩相井壁成像资料地质应用火山岩岩相图像解释模式

火山岩：指火山作用在地表或水下所形成的各种岩石，既包括晶质、隐晶质的或玻璃质的熔岩和火山碎屑岩，又包括与火山作用有关的次火山岩。

火山岩的岩相：指火山作用的产物在空间上的分布格局、产出方式以及这些产物所呈现的外貌和特征。

常见的火山岩岩相：爆发相、溢流相、侵出相、火山通道相、和次火山岩相。由于资料所限，主要提供了爆发相、溢流相的图像解释模式。井壁成像资料地质应用爆发相爆发相火山岩：是火山爆发的产物，是各种火山爆发物(以火山碎屑为主)在地面或水下堆积，再经固结或熔结等成岩作用而形成的岩石。爆发相火成岩可形成于火山作用的不同阶段，以早期和高潮期最为发育。岩性：多为火山碎屑岩，一般可分为两大类：熔结火山碎屑岩和普通火山碎屑岩。熔结火山碎屑岩：具有熔结结构和假流纹结构，而普通火山碎屑岩常具集块结构、火山角砾和凝灰结构。这两类火山碎屑岩在FMI图像上通常较易识别，井壁成像资料地质应用近火山口相特征：近火山口带火山碎屑岩块较粗，常有集块岩、熔结角砾岩、角砾熔岩等发育，厚度较大。