地球物理测井与井中物探

目录

附1测井地质分析.........................................................................1

第一节水淹层测井解释........................................................3

第二节低阻油气层测井评价....................................................7

第三节燃源岩测井评价.......................................................11

第四节流动单元测井解释.....................................................15

第五节储层油气产能的预测模型和方法.........................................19

第六节凝析油气测井评价.....................................................23

第七节异常地层压力分析.......................................................27

第八节测井资料分析沉积环境...................................................29

附2生产测井...........................................................................40

第一节流体流动...............................................................41

第二节油气水在垂直管道中的流动...............................................41

第三节生产测井应用...........................................................42

第四节生产测井方法原理.......................................................43

附3煤田测井............................................................................57

第一节煤田测井的基本知识.....................................................57

第三节煤层气测井::..........................................................68

第四节含煤岩系中其它有益矿产分析..............................................79

附4其他测井方法........................................................................83

第一节电极电位测井...........................................................83

附5井中瞬变电磁法的一次场.............................................................89

第一节矩形载流线圈的空间磁场.................................................89

第二节圆形载流线圈的空间磁场.................................................91

第三节磁偶极子产生的矢量磁位和磁感应强度.....................................93

石油测井综合解释实验.....................................................................94

一、解释实验目的..............................................................94

三、划分渗透层、并确定渗透层厚度..............................................96

四、石角定出也层水电阻.................................................................96

五、确定泥质含量..............................................................97

七、确定束缚水饱和度和束缚水电阻率............................................98

八、确定地层电阻率、冲洗带电阻率..............................................98

九、确定泥浆电阻率和泥浆滤液电阻率............................................98

十、确定地层的含油性..........................................................99

jIM田;则井合释实验....................................................................107

二、测井原始曲线及测井响应...................................................107

三、煤层识别和确定煤层厚度...................................................107

五、煤层气的识别方法.........................................................109

六、煤阶的评价方法...........................................................110

七、煤层气含量计算...........................................................110

八、测井曲线附图.............................................................112

思考题...................................................................................118

主要参考文献............................................................................125

附1测井地质分析

第一节水淹层测井解释

油田长期注水开发，注水层水淹状况十分复杂。不同的注水方式、注水性质和含水阶段

使水淹层在测井信息的显示特征不尽相同，种类也很多。按驱动水矿化度将水淹层分为三类:

(1)淡水水淹层，是指边内注水井并由淡水驱油形成的水淹层；

(2)边水水淹层，是指靠边水或边外注水驱油形成的水淹层，多见于原始油水界面上

移或原始油水关系被破坏；

(3)污水水淹层，是指污水回注或淡水、污水混合形成的水淹层，此种驱动水矿化度

非常复杂，由于注入水的性质不同导致了测井解释的难度。

一、水淹层物性变化

油层被注入水水淹后，内部物性发生一系列变化，一般具有以下特点：

(1)Sw增大，So降低，饱和度指数改变；

(2)孔隙结构改变，孔隙度发生变化：

(3)渗透率发生变化。强水洗后，渗透率可能明显增大；水淹也可能使粘土矿物膨胀,

降低产层的渗透率；

(4)注入水和原生水混合，引起Rw的变化；

(5)岩石由偏亲油转为偏亲水；

(6)产层内部油、气、水的分布和流动特点发生变化。

虽然水淹层内部物理特性的变化在测井响应中有所反映，但由于水淹状况复杂多变，使

用一般测井解释方法识别水淹层具有很大困难。

二、水淹层测井识别方法

1、电阻率下降识别法

在注水开发过程中，注入水逐渐与地层水混合，同时不断溶解地层中的盐分，形成不同

于注入水和地层水的混合液。这种混合液进入地层后，驱替了导电性能很差的油，不仅油水

含量相对变化，而且水的离子浓度

也在变化，改变了原始的电性对应

关系，在水驱过程中，随着水驱程

度的提高，地层含水饱和度增高，

从而使岩石孔隙体积中总含盐量也

得以增多，地层导电性能增强，电

阻率下降。，

濮城和文中油田注入水矿化度

70-80g/L,产出水矿化度110〜

160g/Lo据63口调整井的356层水>5

淹层的统计，有336层出现不同程।如

度的电阻率下降，占94.4%,还有

5.6%的层因水淹程度低，电阻率下„

降不明显。从统计数据上看，水淹渡

之后电阻率下降这一特征十分普

遍，是濮城和文中油田水淹层最主

要的判断依据之一。

图附1-1中是RFT测得的XP3-44井的部分曲线，从图中看出水淹程度最高的层，电阻

率下降最明显。第26层原始地层电阻率为1.5Q.m,现下降为0.5Q.m,表现为强水淹。

自然电位幅度受储层渗透性、地

电«

层电阻率影响。渗透率越大，自然电■R

结

位幅度越大，地层电阻率减少。油层序

果

号

水淹后，渗透率变大，电阻率减少，一

因而水淹层自然电位幅度变大。

自然电位幅度受泥浆矿化度影1

响，单井之间自然电位曲线幅度变化2级

水

很难比较，同一口井相同物性的油层K

与水淹层相比较，自然电位幅度变化

明显。

研究发现，文中油田一类储层大»

部分水淹层自然电位幅度增加。二类10

储层水淹层自然电位幅度变化不明a

显，三类储层水淹层自然电位幅度无

变化（图附1-2）。图附1-2水淹层自然电位幅度变化（郝振宪等）

2、高阻水淹现象

存在淡水水淹特征。淡水水淹

导致高阻现象的发生，表现为在电

阻率i升高的同时，自然电位幅度明

显减小。

南阳油田解释实例如图附1-3,

图中i1511〜1534m为高阻强水淹

层，电阻率高达110（中部正常值

仅30.8）；中子伽马呈高值，声波时

差减小，自然电位幅度高;如1567〜

1574nm为厚水层中部的局部高阻水

层，自然电位幅度明显升高，中子

伽马显著上升。

3、自然电位形变识别法

1）自然电位幅度增大

从自然电位的原理可知，当储层物

性及层厚相似的情况下，储层的电阻率

越低，自然电位异常的幅度越大。

在统计的52口井264层水淹层中，

出现97层明显的水淹层自然电位幅度

增大，占36.7%。在自然电位幅度增大

的97层中，•级水淹层出现这种现象尤

为显著。如3-419井（图附1-4）的第

59层（油层）与第60层（2级水淹）相

比，第59层物性好于第60层，但第60

层的自然电位幅度明显比第59层的自

然电位幅度大，其原因就是含水增多造

成的。

2）自然电位基线偏移

141«.<■«&inSK,加睛啦例M帽腿>ft/在水驱油过程中，由于地层内部

的非均匀性及重力作用的影响，水在

层内各部的推进速度各异，使油层部

分水淹，引起自然电位基线偏移。自

然电位基线偏移的程度主要取决于

水淹前后地层水矿化度的比值以及

储层物性的差异程度。

自然电位基线偏移的大小，主要

取决于水淹前后地层水矿化度的比

值，二者的比值越大，自然电位基线

偏移越大，表明油层水淹程度越高,

自然电位这种基线的偏移现象在指

示淡水水淹层方面，往往能见到较好

图附1-5岔3附1-130井测井曲线及自然电位（SP）偏移现象的效果，图附1-5华北油田岔3附

（宋子齐等）1-130井第38号层为淡水水淹层，该

层下界面自然电位SP偏移13mV,经单层试油日产油223水135m3,表明为强水淹层。

水淹层自然电位基线偏移原理示意如

图附1-6,引起自然电位曲线基线偏移的主

要原因在于上、下两部分地层的含水矿化

度不同。对于非均质水淹层，油层被淡水

水淹后，束缚水会受到局部淡化，导致基

线偏移，以底部水淹为例，油层局部水淹

后，三个部分产生的电动势不同。

4、中子寿命测井识别水淹层

热中子寿命测井通过测量热中子的衰

减速率来记录地层中的热中子俘获截面。

图附1-6水淹层自然电位曲线基线偏移示意图

热中子俘获截面的大小主要取决于地层中

水的矿化度及化学成分，特别是氯的含

量。因此，在产层注水开发过程中，热中

子俘获截面的变化主要取决于注入水及

地层水的类型和产层的水淹程度。注入水4780

及地层水的氯含量越高、油层水淹程度越

强，水淹油层的宏观俘获截面就越大，热

中子寿命就越短。4*79。

图附1-7是某井测井曲线图，图中

FSIG为中子寿命测井得到的热中子俘获

假面；PSXO为冲洗带孔隙水体积；PSW4800

为原状地层孔隙水体积。由图可看出，该

曲线变大的层位，正是物性好的层位，说

明物性好的地层已水淹，而物性相对较差图附1-7中子寿命测井识别水淹层（高楚桥等）

的层位，还没水淹或水淹程度相对较弱。

5、碳氧比（C/0）能谱识别水淹层

油层碳含量高，水层氧含量高,

计算C/0就能够指示油水层。地层

孔隙度为30%、含油饱和度为100

%的油层，C/O比值为1.79；而含

水饱和度为100%的水层，C/O比值

则为1.55,所以C/O值的大小可以

识别划分水淹层段。

图附1-8为华北岔河集油田岔

152-115井32、33层的碳氧比测井

成果图，两层C/O数值为1.425〜

1.460解释为强水淹层段，该井相对

层位都已严重水淹。

图附1-8碳氧比（C/O）能谱识别水淹层（宋子齐等）

三、水淹层剩余饱和度的定量计算

1、利用C/O测井计算So。

剩余油是指宏观上具有水力连贯性分布的油，它包含了随着在颗粒表面的残留油，在生

产压差下未受吸附的油可以沿油层流向井底。

残余油指微观上无水力连贯性的油分布，在正常压差下，没有渗流能力；但在大的压差

下或采用其它驱油（热驱动、化学驱动）方式下可以带出部分油量。

用C/O测井求So时，在均匀砂岩储层：

So=[(c/o)一(c/o)*®]/[(c/o)*Jg―(c/o)水层](附1-1)

而对于非均质储层

①砂岩储层So

1

「（c/o）+0.80/7。）-1.4

°一［0.6""_

②碳酸盐岩层So

1

。「（。/。）+1&5〃04-1.58］而

----------------7」1

2、利用介电常数测井计算So（据希尔契.1982）

岩石的电磁参数除了电导率之图附1-9介电常数，孔隙度与Sw的关系

外，还有介电常数£,它是衡量介质极化能力的一个宏观物理量。在介电测井中是利用探头

发射3义1。7~1（）1°112微电磁波照射地层。然后用两个探头接受波的相位差及幅度比值，用图

版计算eo然后用e、©、Sw图版计算Sw,如图附1-9,介电测井求Sw方法仅适用于“淡

水泥浆，力215%的地层”。它对地层水矿化度不敏感，可以用来研究水淹层。

3、中子寿命测井

中子寿命测井可在套管井、裸眼井中使用，用于确定油层中的残余油的饱和率Sor。利

用脉冲中子源在油井中向地层发射快中子，经与原子核的多次碰撞减速为热中子，最终被原

子核吸收，而放出俘获丫射线。中子寿命是指从热中子产生到被俘获所经历的平均时间T,

单位为US。显然，中子寿命T与地层对热中子的宏观俘获截面》（单位cm」）有关。2越

大，则T越小。地层对热中子的俘获能力，可由中子寿命测井响应方程式表示：

-tl=£ma（l——Vsh）+4>-SwXwl+（1—Sw）£hc+Vsh・£sh（附1-2）

Sw_Zz-Ema+（p^Lma-Z/zc）+Vsh（Zma-Esh）（附1）

-£hc）

对于淡水油藏或注淡水水淹油藏，由于淡水叮煌的》相同，无法求出Sor值，因而中子

寿命测井仅适合于天然水驱油藏的高矿化度地层水条件下求Sor。

为了解决这个问题，目前现场主要在油田注水中采用测一注一测（或多次测注）的方法

来求取Sor参数。其原理是，第一次向井中注淡水后，中子寿命测井响应方程：

Stl=Sma（l——Vsh）+<i>>Sw-Swl+（1—Sw）-4>,Shc+Vsh-Ssh（附1-4）

第二次向井中注高矿化度水后再测中子寿命。

2t2=£ma（l—@—Vsh）+4>Sw-Sw2+（l—Sw）-4>,Shc+Vsh-Ssh（附1-5）

两式联立，提出Sw,换算为Sor,贝小

y一£

Sor=1—Sw=1--------（附1-6）

由于Xt2、2tl为测值，配入的注入水》wl、》w2为已知，故可用测一注一测的方法,

在注淡水油臧中解决Sor计算的方法。

4、利用电阻率测井及自然电位测井计算剩余油饱合度

1）计算公式

如前所述，淡水水淹层在强水淹阶段，随着Sw上升，Rt上升。电阻率与Sw之间呈U

形特征。但在中一高含水阶段，水淹层的电阻率指数I与Sw在双对数坐标下仍为直线关系。

尤其是早期注淡水，后期注污水的情况下，甚至在高一特高含水期，阿尔奇公式仍然适用。

a•b,Rz

即：S：=（附1-7）

M（pm-Rt

由公式可见，Sw的计算的关键是Rz的计算。

2）地层混合液电阻率Rz

地层注水以后，地层水的矿化度发生很大变化，如果不能很好地计算Rz,将不可能准

确计算Sw,可用SP测井计算Rz。用SP测井计算Rz,首先应进行压滤电位和层厚等校正。

第二节低阻油气层测井评价

低电阻率油气层的含义可从3个方面来理解：

①油气层的电阻率低于或接近邻近水层的电阻率；

②油气层的电阻率低于邻近泥岩层的电阻率；

③油气层的电阻率虽然高于邻近水层和邻近泥岩层的电阻率，但油气层的电阻率比通

常所说油气层电阻率范围（3〜100c.m）要低，属于低阻油气层。

对于第3种低电阻率油气层，在不同的油田，认识标准也不相同。例如，我国几个油田

的低电阻率油气层（文留、商河西、利津和马岭油田）的电阻率就分别为0.7〜2.5Q.m、2〜

3.3Q.m、3.6~6c.m、2.6~6.0Q.m。因此，通常所说的油气层电阻率范围可在低阻油气层

电阻率范围的基础上来认识。值得注意的是，第1种低电阻率油气层解释难度最大，其原因

是在电性上难以区分油气层与水层，因此，该种低阻油气层是国内外解释专家探讨的重点。

一、低电阻率油气层类型及成因

1、内因

内因是指油气层本身岩性、结构、物性及地层水等因素的变化导致油气层电阻率减小。

该类低阻油气层属于内因形成的低阻油气层。

1）油气层中含有高矿化度地层水

泥质砂岩储层由粒间孔隙、微孔隙、泥质和砂岩骨架（石英）等组成，而地层水主要储存

在粒间孔隙中，当油气层粒间孔隙中存在一定数量的高矿化度（低电阻率）地层水时，油气层

电阻率必然减小，并随高矿化度水数量的增大，而逐渐减小。例如：新疆塔北、文留、商河

西、利津等油田，高或极高地层水矿化度是油气层电阻率减小的主要因素之一。

2）油气层中含有较多的束缚水

储层岩石细粒成分增多和粘土矿物的填充与富集，导致地层中微孔隙发育，微孔隙和渗

流孔隙并存，微孔隙储集束缚水使储层束缚水含量增高。

3）油气层微孔隙发育

当油气储层中存在两组孔隙系统情况下（•-组是孔隙半径小于0.111m的微孔隙系统,另

一组是粒间渗流孔隙系统），由于油气层微孔隙卜分发育，并且微孔隙系统中存在相当数量

的微孔隙水，使油气层的电阻率值减小。通常微孔隙十分发育的油气层在储层孔隙结构上压

汞分析喉道半径分布图呈双峰分布，即喉道半径峰值分别为0.1um左右和2.0~10.0um。

4）岩性细和泥质含量高

岩性细和泥质含量高的油气层受沉积旋回与沉积环境的控制，表现为岩石细粒成分（粉

砂）增多或粘土矿物充填与富集，导致地层中微孔隙发育、微孔隙和渗流孔隙并存。这类微

孔隙发育的地层束缚水含量明显增加，在高矿化度地层水作用下造成电阻率极低。

5）骨架导电

一般油气储层的骨架是不导电物质（石英等），但当油气储层的骨架含有导电物质时，油

气层电阻率降低。在新疆塔里木油田，经重矿物分析发现，在油气储层骨架中富含黄铁矿，

部分井黄铁矿含量可占重矿物含量的95%,还有的井黄铁矿局部富集，呈浸染状、层块乃至

团块状分布，大幅度降低了地层的电阻率。

6）粘土附加导电性

通常粘土颗粒表面均带负电荷，而岩石中的水分子是一种电荷不完全平衡的极性分子，

对外可显正、负两个极性，使粘土颗粒表面的负电荷可直接吸附极性分子中的阳离子（如

Na'）,这些被吸附的极性水分子称吸附水。被吸附的阳离子乂可与极性水分子结合，成为水

合离子，这些与阳离子结合的极性水分子称为结合水。这样，粘土颗粒表面的负电荷既可吸

附极性分子中的阳离子，乂可通过这些阳离子与极性水分子结合，在粘土颗粒表面形成•层

薄水膜，这一过程称为粘土水化作用。

一般情况下，粘土颗粒表面的负电荷吸附的阳离子是不能移动的，但这种吸附并不很紧

密，在电场的作用下，吸附的阳离子可以与岩石中溶液的其他水合离子交换位置，引起导电

现象，这种现象称为粘土矿物的阳离子交换（在泥质砂岩中，最常见的可交换阳离子是Na：

K\Mg\等离子）。由粘土矿物的阳离子交换产生的导电性称为粘土矿物的附加导电性。

2、外因

外因指外来因素导致油气层电阻率减小。该类低阻油气层属于外因形成的低阻油气层。

1）、钻井液的侵入

当油气层为轻质油气层时，该类油气层具有比重小、粘度低、流动性好等特点。在钻井

过程中，井眼周围地层的轻质油气层很容易被泥浆滤液驱赶走。这些泥浆的侵入，使轻质油

气层的电阻率减小，降低了轻质油气层与水层的深探测电阻率差异。

2)、油气层、水层对比条件发生变化

当油气层与水层中地层水不一样，而且差异很大时，降低了油气层与水层的电性差异。

在冀东油山、渤海岐口油田、华北留路油田已发现这类油气层。通常遇到的水洗油藏、淡水

破坏油藏均属此类。

3)、侵入深与测井探测范围有限

由于地层中存在裂缝等原因，泥浆侵入地层较深，泥浆滤液驱走井眼周围油气，使油气

层电阻率降低(从测井结果上看是低阻)。

3、复合成因

以上所述几种典型成因可能在某一具体油藏中同时遇到，这样形成的低阻油气层被认为

是复合成因造成的。

二、低电阻率油气层测井评价方法概述

针对泥质砂岩油气储层，特别是低阻油气储层的情况，国外不少测井解释专家提出•些

导电模型，例如：Crane(1990)等提出扩展阿尔奇公式(EAE)；Olivar等待(1991)提出泥质砂

岩的颗粒电导率法；Charles(1995,1996)提出有效介质模型(EMM)；Givens(1987,1989)提

出岩石骨架导电模型(CRMM)。这些模型对我国利用测井资料评价低阻油气储层具有一定的

适用价值，但我国油气田的成因复杂，虽然在有些油田低阻油气层的一个(或几个)影响因素

相同，但不同油田之间明显存在一些不同的影响因素，因此，我国不同油田必须根据各自的

特点，研究相应的测井评价低阻油气层的方法。

实例1：曾文冲(1991)结合国内外油田。剖析了国内外低电阻率油气层的类型及成因。

列举了我国几个油田(文留、商河西、利津和马岭等油田)油层电阻率减小的影响因素是：高

或极高地层水矿化度、砂岩中富含泥质及粒间一裂缝孔隙(双重孔隙结构)等，并提出一种新

的双重孔隙解释模型。他认为：

(1)地层总的导电体积是由渗流特性完全不同的二部分孔隙的导电体积所组成，为二

者之和。

(2)上述的二部分孔隙体积是：地层的微孔隙体积、有效孔隙体积。

(3)微孔隙的导电与渗流特性，可视为与邻近泥岩相同，即认为泥岩地层的束缚水饱

含度Swi为1,微孔隙系统的电阻率Rm=Rsh,,

(4)为简化起见，解释方程采用双水导电模型的形式。

该解释模型的主要优点是：模型中的参数是可测真实参数，并具有严格的物理意义；微

孔隙泛指地层中的微孔隙，不一定单纯是粘土中的微孔隙,也可能是岩性变细等引起的结果。

该模型对国内外低电阻率油气层测井评价具有实用价值。

实例2：新疆塔北地区中新生界层段有两类油气储层，即一般油气层和特殊油气层。特

殊油气层的电阻率(0.4〜1.5Q.m)低于或接近邻近水层的电阻率，在电性上难以区分油气层

与水层，给测井资料解释带来很大难度。

根据新疆塔北地区中新生界的泥质砂岩油气储层的情况，在分析和研究大量测井曲线资

料、岩心分析资料的基础上，提取了水层、两类油气储层测井曲线特征和储层物性特征，认

为使新疆塔北三叠系油气层电阻率值减小的主要原因是：①有高矿化度地层水，三叠系地层

水分析矿化度为：0.17〜0.22,水型为CaCl2,利用矿化度换算的地层水电阻率Rw=0.01~

0.02Q.m；②束缚水饱和度高;③微孔隙十分发育,具有双重孔隙结构(图附1-10),并且,

泥质是综合因素的反映(图附1-11)。

结合新疆塔北地区中新生界泥质砂岩油气储层的特征，建立了一个新的泥质砂岩导电模

型。大量实际资料处理结果表明，逐点解释的含水饱和度与压汞换算的含水饱和度一致性好

（图附1T2）,用模型计算的Sw与Swi交会图分区明显（图附1-13）。同时，利用BP人工

神经网络、灰关联分析聚类、SVD法建立判别函数法等方法识别低电阻率油气层与水层，逐

层识别油、气、水层的结果，与试油和实际情况的符合率达85%以上。

#3=0.358663+2242696k

R-D78'"5137（137水星）

a

s

・

五

厘

0.10.20.30.4OS00

衣履含E

油气原3n率与比旗含量:关系

图附1-11水层电阻率与泥质含量的关系

1---------------------------------------------------------------------------------

0-..

457G4674457846824590

Depth（m）

1—DWCMCM解释含水饱和度2一岩心分析饱和度

图附1-12逐点解释的含水饱和度与压汞换算的含水饱和度

3Q

取道半径加m）

图附1-10双重孔隙结构

图附1-13Sw与Swi交会图

实例3：胡英杰等分析了吉林油田低阻油气层的测井曲线特征，结合岩心实验等资料.，

他首先根据岩心测量结果及现场的试油、粒度分析、薄片和压泵等资料，对目的层有如下认

识：（1）地层水矿化度不高，一般在10g/L左右；（2）岩性细，储层岩石的粒度中值大部分

在0.01〜0.1mm之间；（3）含有高阳离子交换量类型的粘土矿物，如蒙脱石或伊/蒙混层；

（4）储层物性较差；（5）次生孔隙发育；（6）储层岩石具有亲水性；（7）部分岩石骨架中

含有导电矿物。为了研究储层在未受泥浆侵入状态下的导电机理，本文在模拟地层条件下采

用油驱水的方式对饱和盐水（10g/L的氯化钠溶液）的岩心进行电阻率扫频测量。

然后,用岩心刻度测井曲线的方法建立了该地区青一段储层岩石的粘土含量、粒度中值、

束缚水饱和度等模型，并重新建立了油、水层的划分标准中，在新的油、水层的划分标准中，

根据可动水饱和度和含油饱和度共同来划分油水层。

提出了吉林油田低阻油气层的主导低阻成因是粘土矿物的附加导电性，认为双水模型在

该油田具有很好的实用性。实际资料处理结果表明，解释符合率比以前有明显的提高。

实例4：王向公等在综合分析大港油田板桥地区地质概况及测试资料的基础上，分析总

结了该地区低阻油气层的成因是：

①咸水泥浆侵入：大港油田板桥地区早期钻井多数使用咸水泥浆，并且相对密度偏高，

这对储层的污染是相当严重的。到目前为止，由于各种条件的限制仍有部分井使用咸水泥浆

钻井（板828井测井时，第23号层已被钻井液浸泡82d,由于咸水泥浆的长期浸泡使地层

电阻率严重降低，误解释为水层。）

②岩性因素：板桥地区岩性因素造成的低阻油气层主要分布在东营组、Esl段、Es3段

储层。板62-46第24号层电阻增大率仅为1.5,由自然伽马曲线可见该层泥质含量较高，岩

性较细，束缚水饱和度增高引起储层电阻率降低。该层试油为油层（试油结果：纳维泵抽，

日产油2743累计产油13.63不产水）。

通过实例综合分析，充分证明大港油山板桥地区主要存在2种类型的低阻油层，即咸水

泥浆侵入型和岩性因素型低阻油层。总结了咸水泥浆侵入浸泡天数与地层电阻率的相对关

系，证明了储层物性、岩性与低阻油气层的内在联系。为研究咸水泥浆侵入低阻油气层和岩

性因素引起的低阻油气层的解释模型、解释方法，提高低阻油气层的解释符合率奠定了坚实

的基础。

实例5：目前淡水（低矿化度）低阻储层普遍存在（我国环渤海的东部油田均有发育），如

渤海歧口油田由于原始油藏在•定时期受淡水侵入影响，使水层电阻率升高，同时受粘土附

加导电性作用影响，导致水层和油气层电阻率非常接近（基本无差别），解释难度大。

孙建孟等根据各种岩心分析资料和测井曲线提出了确定渤海歧口油田低阻油气层饱和

度的“双孔隙水”解释模型。“双孔隙水”解释模型的应用表明，模型计算得到的饱和度与试油、

压汞资料吻合较好，取得了好的应用效果。

第三节烧源岩测井评价

妙源岩的测井评价是•项极具挑战性的研究，因为：烧源岩中同时存在干酪根和已生成

的烧，而且涉及到泥质岩、碳酸盐岩和煤系燃源岩，不仅如此，各类煌源岩的岩性仍有重大

差异，研究对象都涉及到未成熟、成熟以及过成熟的煌源岩。

利用测井资料研究煌源岩始于20世纪40年代，研究方向集中于识别技术、有机质丰度

和成熟度的定量解释方法，尚未见到利用测井资料划分有机质类型的研究。

一、燃源岩的测井识别方法

快速、准确地识别出虹源岩是经源岩评价的首要任务，•般都是利用有机质丰度的测井

响应定性地识别煌源岩。

1、弹性参数

由于有机质的存在，使煌源岩的地层密度较低，而声波时差较高，因此，表征地层纵波

传播速度的平方与体密度的乘积的弹性参数B将会更突出这一特征，B的关系式为：

B=pl（附1-8）

式中：At为声波时差，2/m；p为体密度，g/cn?。

2、AGR

自然伽马能谱测井能提供地层总自然伽马和去铀伽马计数率，两者之差（即AGR）反映了

地层中的铀含量，AGR的计算公式为：

AGR=HSGR-HCGR（附1-9）

式中，HSGR为总自然伽马测井值，API；HCGR为去铀自然伽马测井值，API。

大量研究表明：铀含量与有机质丰度之间有较好的相关关系，因此AGR间接反映了有

机质丰度。采用AGR/HSGR或AGR/HCGR的比值可消除井眼扩径的影响。

3、铀钱比

砂泥岩剖面中，伽马射线几乎全是由铀、灶和钾等核素所产生，而泥页岩骨架的原生放

射源MK和Th在一定的地层中相对稳定，因此，自然伽马强度的变化反映铀含量的变化。

而地层中铀的聚集主要与有机质有关，所以，铀杜比反映了有机质丰度，并考虑了岩性，即

泥质含量的变化。

4、井径差值

井径曲线上,泥页岩层常显示扩径。常用测量的井径值与钻头直径之差来表示扩径大小,

记为ACAL,

ACAL=CAL-BITS（附1-10）

式中，CAL为井径测量值，mm；BITs为钻头直径，mm。

综上所述，泥页岩煌源岩表现为“三高一低”的特征：高铀针比、高井径差值ACAL、高A

GR（或AGR/HSGR、AGR/HCGR）、低弹性参数B。

图附1-14为测井资料识别烧源岩（生油岩）实例。利用测井资料研究和评价生油岩见

表附l-lo泥质成份及干酪根等参数见表附1-2。

图附1-14测井资料识别慌源岩（生油岩）（陈振岩等）

表附1-1利用测井资料研究和评价生油岩（陈曜苓）

特征

岩性岩相地球化学相有机碳（％）

生油条件

最好以黑色泥页岩为主较深〜深湖相还原~强还原>1

灰〜灰黑色泥岩、页岩为

好~较好浅湖〜较深湖相还原0.5-1

主，夹灰绿色砂泥岩

较好〜较差以灰〜灰绿色泥岩为主沼泽〜浅湖相弱还原〜还原0.3〜0.5

表附1-2泥质成份及干酪根等参数(陈曜苓)

泥质成份

测井响应值干酪根

粉砂粘土矿物束缚水

密度p(g/cm3)1.12.682.821-1.22

体积光电吸收指数U(b/cm3)3.04.812.040.26-1.95

含氢指数Ht(%)67.014.031.5100-60

声波时差At(gs/m)571.0182.0279.0620〜607

铀含量(ppm)200.0

钱含量(ppm)10.0

钾含量(％)2.0

自然伽马GR(API)80~200

电阻率R1(Q.m)105~109104~1012

电磁波传播时间tpo(ns/m)15.07.28.030.0

二、有机质丰度的测井解释方法

燃源岩中有机质丰度的高低在测井响应上有直接的反映，因此，有机质丰度的测井解释

方法在国内外呈现出“百家争鸣”的景象。

1.C/0能谱测井

C/0能谱测井同时提供了C/0和Si/Ca曲线，首先，根据校正过的C/0曲线确定地层中

的总碳含量Ct(%),然后，利用Si/Ca曲线求取地层中无机碳含量NCt(%),因此，燃源岩的

有机质丰度(总有机碳含量TOC)即为Ct与NCt之差：TOC=Ct-NCt

该方法利用了C/0能谱测井和地层密度测井，只适用于泥质岩燃源岩。实例见图附1-15。

图附1T5计算有机碳含量(赵彦超等)

2.自然伽马法

以往的自然伽马法只适用于泥质岩煌源岩，多采用自然伽马强度与实测TOC的数学关

系。即先用自然伽马测井估算泥质含量，然后通过线性回归分析建立泥质含量(Vsh)与有机质

丰度(TOC)间的数学关系：

TOC=aVsh+b(a、b为回归系数)(附1-11)

所以，有机质丰度(TOC)与自然伽马的关系式为：

TOC=a(2C-\GR-1)/(2C-1)+(附1-12)

建立Vsh与TOC的统计关系是该方法的关键，应充分考虑沉积、沉岩背景和有机质演

化对碳酸盐岩有机质十:度的影响。有机碳与泥质含量的关系见图附1-16。

Q4•

—天*1K•一任2弁

一庆程］弁

•—庆深I井

—・川】井/

一阡“弁/

一任2介/

一任3井/

0102030405C

七%)

奥陶系破触款岩泥启含■与有机，含■关系塞好磁酸盐岩泥JR含1与有机嗫含1关系

图附1-16有机碳与泥质含量的关系（陈增智等）

3.密度测井

燃源岩中有机质的密度（1.03〜Llg/cn?）明显低于围岩基质的密度（粘土骨架的密度为

2.3~3.1g/cm3,碳酸盐岩的更高），使燃源岩密度测井值降低。

Mallick和Raju采用最小二乘拟合法,对印度上Assam盆地碳质页岩的有机质丰度（TOC）

和地层密度（Pb由测井获得）的关系进行了研究，发现TOC和Pb存在反比关系（图附1-17），

与Schmoker和Hester的方程形式完全相同，仅仅两系数有所差异。

至

图附1-17TOC和Pb存在反比关系（王方雄等）

4.电阻率重叠法和双孔隙度法

电阻率重叠法：在饱含水的非燃源泥页岩中，不含有机质的电阻率R。与实测电阻率Rt

曲线可以彼此重叠；而在富含有机质的泥页岩中，由于干酪根分散于岩石的骨架之中，造成

实测电阻率增大，特别是当燃源岩趋于成熟时，大量的燃生成，占据了泥页岩中的大部分孔

隙，造成泥页岩的R,明显增大，使Rt、R。两曲线的重叠间距（AlgR）增大，AlgR越大，反

映燃源岩中有机质丰度越高（图附1-18）。

双孔隙度法：烧源岩的有机质高声波时差、低密度、高氢指数，在体积模型中，有机质

可以看成是孔隙的一部分，同时，有机质的电阻率较高。因此：APORuPORt-PORr能反

映煌源岩的有机质丰度（体积）、丰度（TO。。APOR越大，反映烧源岩中有机质丰度越高。

PORt：烧源岩的总孔隙度采用三孔隙度测井的平均值;

PORr：电阻率计算孔隙度(选用WS方程计算)。

1no

l20

《3no

IOO

？90

二8n

470

0.0t.O2.0X040

实测C(%)

苏北盆地有机碳与声波讨差交会国苏北盆地有机磴C与HogR交会图

图附1-18C与At以及△logR的关系(宋宁等)

5.含油气饱和度法

燃源岩中，随埋深的增加而增大的含油气饱和度与有机质丰度成正比，并与有机质的成

熟度和类型有直接关系。

煌源岩中剩余燃含量(VHC)是指残留于烧源岩孔隙中的油气含量(体积％),它与有机质

的丰度、成熟度、类型以及产煌率有关。

VHC=PORt—Sog(附1-13)

式中，PORt为燃源岩的总孔隙度，%,采用中子-密度交会技术计算；Sog为燃源岩的

含油气饱和度，%,用阿尔奇公式求解。

因为燃源岩的含油气饱和度与有机质丰度成正比，所以，从剩余姓含量(VHC)可以转换

得到有机质丰度。

6,核磁共振测井

核磁共振测井(NMR)测量的主要是地层孔隙介质中氢核对仪器的贡献，岩石固体骨架中

的氢对它无影响。这一独特的特征使得井眼中的NMR测井不受煌源岩中固态有机质的影响。

也就是说，NMR解释的燃源岩孔隙度不受有机质丰度变化的影响。NMR为烧源岩评价提

供了一项新的技术，即适用于泥质岩又适用于碳酸盐岩堤源岩。

Alixant等非常看好这项技术的应用前景，但切实可行的具体方法有待深入研究。

表附-3苏北盆地计算结果与实验结果比较(宋宁等)

喑色泥计算TOC实验TOC

井号层位岩厚度平均值大于0.4%有效煌源平均值大于0.4%有效燃源

(m)(%)的百分比岩厚度(m)(%)的百分比岩厚度(m)

YC1E1F41841.1477184x77%65%=120

YC1E1F22032.0488203x87%=1772.0095203x95%=193

ZH86E1F44921.1990492x90%=4431.2780492x80%=394

第四节流动单元测井解释

一、流动单元的定义

流动单元(flowunit),又称水力单元(hydraulicunit)是指具有相同渗流特征的储层单

元，它是储层岩石物性特征的综合反映，同一流动单元具有相似的水动力学特征，亦具有相

似的水淹特点，不同的流动单元，其水淹特点亦不相同，剩余油的分布特征亦不相同。

二、储层流动单元研究进展

储层流动单元研究是国外20世纪80年代中后期兴起的一种储层研究方法，而在国内则

是最近几年才开始进行探索性研究，由于具体的地质条件和实际资料的限制及研究问题的出

发点不同，对流动单元的认识及研究方法也不完全一致。

流动单元的概念是由Hearn等于1984年提出来的。Hearn在研究美国怀俄明州Hartzog

Draw油田Shannon砂岩储层时，提出把Shannon砂岩划分为5个流动单元，并把流动单元

定义为横向连续的储集层，在该单元的各部位岩性特点相似，影响流体流动的岩石物理性质

也相似，这里提到的岩石物理性质，主要是指孔隙度和渗透率。流动单元定义的提出，为砂

岩储层进一步细分提供了较量化的定义，同时为油藏数值模拟提供了基础。

自Hearn提出储层流动单元的概念以后，很多学者应用这一概念开展了储层表征或储层

评价研究，并对流动单元的概念和划分方法进行了进一步的补充和完善。

“八五”中后期流动单元的概念被国内研究者广为接受，并开始着手研究和应用，特别

是第2届国际储层