测井数字处理与解释.ppt

1、,测井数字处理与解释,报告人：高红艳,概 述,测井是用各种仪器放入井中,沿井身测量,计算得到岩层的各种物理参数。 测井资料解释是利用测井信息分析地层（如岩性，判断油、气、水层，计算孔隙度、饱和度、渗透率等地质参数）。,测井发展史,测井解释的发展,随着测井技术及其它相关技术的发展，测井解释： 定性 定量 单井 多井 单学科 与其它学科结合,提纲,一、测井基础 二、数据处理 三、测井解释,1、电法测井研究地层的电学特性、电化学特性的测井 方法总称。包括电阻率测井、感应测井、自然电位测井等,2、放射性测井研究地层的核物理性质的各种测井方法。 包括自然伽马测井、密度测井以及岩性密度测井； 中子孔隙度测

2、井、脉冲中子测井。,3、声波测井研究地层的声学性质的各种测井方法。 包括声波速度测井、声波幅度测井、声波全波列测井等。,4、其它测井气测井、地层倾角测井、生产测井等。,测井系列,1、电法测井,（1）、双感应聚焦测井 （2）、双侧向微聚焦 （3）、普通电极系测井（4米、2.5米）,2、微电极测井,测量原理：电极系及探测范围 微梯度：4 5cm 微电位：810cm 冲洗带电阻率约是泥饼电阻率3-5倍。 微梯度的数值主要受泥饼的影响； 微电位的数值主要受冲洗带的影响。,3、自然电位测井,测量原理：钻开岩层时在井壁附近将产生电化学活动,形成自然电场.电场的性质取决于岩性、Rmf 、Rw 。 沿井轴记录

3、自然电位的变化,用以区别岩性,称自然电位测井。,4、自然伽马测井,测量原理：不同岩性的地层放射性核素的含量不同，自然伽马测井是在井内测量岩层中自然存在的放射性核素衰变放射出来的伽马射线的强度,研究地质问题的一种测井方法。,普通自然伽马测井只能测量出地层中放射元素的总含量，无法分辨地层中含有什么样的放射元素。自然伽马能谱测井不仅能测量测量出地层中放射元素的总含量，而且通过谱分析，得到铀、钍、钾的含量 。,自然伽马能谱测井,（1）、声波测井 （2）、补偿中子测井 （3）、补偿密度、岩性密度测井,5、岩性孔隙度测井,6 核磁共振测井(NMR)技术,6.1基本原理,核磁共振测井技术的物理基础是利用氢原

4、子核（质子1H）自身的磁性及其与外加磁场的相互作用。它是通过测量地层岩石孔隙流体中氢核的核磁共振弛豫信号的幅度和弛豫速率，来探测地层岩石孔隙结构和孔隙流体的有关信息。氢核弛豫信号的幅度与地层的孔隙度成正比，其弛豫速率或弛豫时间T2与孔隙大小和流体流动特性有关。,7 成像测井技术,1 成像测井定义,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、周向、径向大量采集地层信息，传输到井上以后通过图像处理技术得到井壁的二维图像或井眼周围某一探测深度以内的三维图像。比以往的曲线方式更精确，更直观，更方便 。,测井数据的采集、测井数据的处理、测井资料综合解释是地层评价的测井技术的三个环

5、节。地层评价指的是储集层评价， 储 集层评价的主要内容包括： I. 划分储集层，确定岩性； II. 进行储集层物性评价（孔隙度、渗透率）； III. 含油性评价。 1、储集层储集层也称渗透层，最明显的特征是： 孔隙性：具有良好的存储空间（孔隙、缝、洞等）。 渗透性：存储空间是连通的，流体在孔隙空间可以流动。,测井资料综合解释基础,储集层的主要参数,岩性剖面分类,a、砂泥岩剖面：泥岩、砂岩为主的砂泥岩地层。 b、碳酸盐岩剖面：灰岩、白云岩为主的碳酸盐岩地层。 c、复杂岩性剖面：火成岩、变质岩、砾岩及其它复杂碎屑岩地层。,测井资料综合解释基础,储集层的主要参数,3、储集层的基本参数（、Sw、He）

6、, 孔隙度 指储集层的孔隙空间占岩石体积的百分数，孔隙度是反映储集层储集能力相对大小的参数。 有关孔隙度的几个概念： 总孔隙度：储集层的总孔隙空间占岩石体积的百分数，t； 有效孔隙度：储集层的有效孔隙（具有连通性）空间占岩石体积的百分数，e； 缝洞孔隙度：储集层的缝洞孔隙空间占岩石体积的百分数。 一般的说，孔隙度测井所提供的是总孔隙度。对于碎屑岩储集层，S、N、D等于t，纯地层的t=e；对于碳酸盐岩储集层（含有裂缝），一般认为N、D等于t，而由于声波速度半反映次生孔隙，因此，一般是St。,渗透率K 在有一定压差存在时，储层有让流体在其孔道中通过的能力，岩石的这种性质称为渗透性，其好坏用渗透率来

7、表示，单位达西，常用单位毫达西，它是描述流体流过岩石难易程度的基本参数。 有关渗透率的几个概念： 绝对渗透率(K)只有一种流体通过岩石时测得的渗透率； 有效渗透率 (Ke)多种流体同时通过岩石时对其中一种流体测得的渗透率,也称 为相渗透率； 相对渗透率(Kr)有效渗透率和绝对渗透率的比值， 表示各种流体流动的相对难易程度；,测井资料综合解释基础,储集层的主要参数,3、储集层的基本参数（、Sw、He）,岩石孔隙中所含的某种流体体积占岩石体积的百分数（含水饱和度Sw、含油气饱和度Sh，Sw+Sh=1）。 但测井解释所涉及的饱和度还包括： a. 原状地层含油气饱和度Sh，Sh=1-Sw原状地层含油饱

8、和度So 原状地层含气饱和度Sgb. （钻井时，泥浆柱的压力一般大于地层压力，以防井喷，造成泥浆滤液侵入地层，占据地层孔隙的一部分空间，而去提了原来孔隙空间的一部分流体。测井上，一般把储集层划分为几个环带：冲洗带过渡带原状地层；冲洗带孔隙空间的流体以泥浆滤液为主；过渡带孔隙空间的流体包括了泥浆滤液和原孔隙流体；原状地层没受到泥浆滤液的影响。一般有Sh=So+Sg，又有So+Sg+Sw=1）,饱和度（S）,b. 冲洗带的残余油气饱和度Shr Sxo冲洗带的含水饱和度，则冲洗带的残余油气饱和度：Shr=1-Sxo c. 可动油气饱和度Smo Smo=Sxo-Sw 可动油气饱和度反映了储层的可采能力

9、，是一个非常重要的参数。一般认为，冲洗带内所含的油是不可动的残余油，因此，冲洗带含水饱和度Sxo与 原状地层含水饱和度之差，为可动油饱和度。一个好的油藏，不仅要求它 的储集能力好，更要求具有较多的可采储量。目前，油田开发采用的各种 驱油方式，其目的在于尽可能多的采油。 d. 束缚水饱和度Swi 束缚水岩石颗粒表面一层被紧紧吸附而不能动的水。油层生成时，原油进入地层，但没有驱替这部分水，因此，纯油层中的水也叫束缚水。 岩石的含水饱和度Sw包括了两个部分，一是可动水，一是束缚水。而可动水部分又分为两部分：一部分是可自由流动的，一部分是在一定的条件下才能流动的。可动水的多少在一定程度上决定了产层的产

10、液性质， 可动水越多，地层越容易出水。,饱和度（S）,测井资料综合解释基础,储集层的主要参数,3、储集层的基本参数（、Sw、He）,有效厚度He 储集层厚度:是指储层顶底界面之间的厚度。 有效厚度：油气储量计算中所用，指目前经济技术条件下能开采出工业性 油气流的油气层的实际厚度，即从储层厚度中扣除了不合标准的泥岩夹层、致密夹层。计算地质储量时有效厚度是一个重要参数。,储量参数 一、有效厚度 二、有效孔隙度 三、含油饱和度,一、有效厚度,油层有效厚度定义 四性关系研究 有效厚度标准研究,油层有效厚度定义：油层的有效厚度是指达到储量起算标准的含油气层系中具有产油气能力的那部分储层厚度。,东部储量起

11、算标准,埋藏深度 单井油产量 单井气产量 500 0.3 0.05 5001000 0.5 0.1 10002000 1.0 0.3 20003000 3.0 0.5 30004000 5.0 1.0 4000 10.0 2.0,一、有效厚度,油层有效厚度定义 四性关系研究 有效厚度标准研究,“四性”关系研究： 研究有效厚度常采用岩心、测井、试油试采资料，这三种资料单独使用都有其局限性，必须综合使用。所以，要研究岩性、物性、含油性和电性之间的关系，简称“四性”关系。前人总结出“以岩心资料为基础，电测资料为手段，单层试油作验证”的地质地球物理综合研究油层有效厚度的研究方法。,四性关系图,一、有效

12、厚度,油层有效厚度定义 四性关系研究 有效厚度标准研究,有效厚度岩性下限,有效厚度含油性标准,单位厚度采油指数与空气渗透率关系图,有效厚度物性下限1、每米采油指数法,垦东6块沙三上孔隙度、渗透率含油体积累积频率分布图,有效厚度物性下限2、经验统计法,有效厚度物性下限3、正逆累计法,界限值：12.9%,孔隙度：12.42% 渗透率：0.36,孔隙度：13.2% 渗透率：0.63,孔隙度下限：12.42-13.2% 渗透率下限：0.36-0.63md,商河油田四性关系图,有效厚度物性下限4、测井曲线法,微电极曲线的负差异 干层,微电极测量示意图,渗透性砂岩处一般泥饼厚度为0.3-3cm，冲洗带深度

13、超过10cm，泥饼电阻率约为泥浆电阻率的1-3倍，冲洗带电阻率约为泥饼电阻率的5倍以上。,微梯度探测深度4cm左右，微电位探测深度10cm左右,由于没有泥饼，极板直接贴在井壁上，微梯度探测范围较微电位浅，井壁岩石的高电阻对微梯度影响要更大一些，这也造成了微梯度电阻率大于微电位电阻率，反映在曲线上就是负差异。,有效厚度电性标准,有效厚度电性标准,储量参数 一、有效厚度 二、有效孔隙度 三、含油饱和度,孔隙度参数的重要意义,1、孔隙度是表征储层储集能力大小的一个重要的参数，同时也是求取渗透率等其它储层参数的基础，对于储层的定量评价有着明确的地质意义； 2、作为储量计算中一个基础参数，孔隙度对石油地

14、质储量计算有着重要的影响。特别是油气储量资产化后，对储量精度提出更高的要求，孔隙度又被赋予了重要的经济意义。,有效孔隙度,岩心分析法：孔隙度测定、图象分析仪测定、薄片统计、大型逢洞统计（钻具放空、井径扩大）； 测井解释法：声波、密度、中子、核磁、裂缝孔隙度； 试井资料确定,新方法NMR,声波时差(AC),直接方法：岩心分析,间接方法：测井解释,孔隙度定量评价方法,常规测井 （体积模型）,密度(DEN),中子(CNL),声波时差(AC),技术回顾,SH油田无岩心物性分析资料，利用核磁有效孔隙度刻度密度测井建立有效孔隙度的解释模型 =-50.785DEN+137.95 R=0.963 N=7,新方

15、法NMR,声波时差(AC),直接方法：岩心分析,间接方法：测井解释,孔隙度定量评价方法,常规测井 （体积模型）,密度(DEN),中子(CNL),声波时差(AC),技术回顾,1、用声波时差求取孔隙度的经典模型是威利时间公式： 研究表明，该公式只适合于孔隙度低于5%和在25%30%时才接近于实际孔隙度值，当孔隙度在5%25%时，计算的孔隙度明显偏低，Raymer等人提出了下面公式：,2、中子密度求取孔隙度的方法普及且实用。,常规测井解释孔隙度,式中 ： Pma岩石骨架参数，对应于，tma 、ma，ma等； Pf地层流体参数,对应于，tf 、f 、Nf等； P目的层孔隙度测井值，对应于t、b 、 N

16、等,体积模型（线性关系）,威利公式,储量参数 一、有效厚度 二、有效孔隙度 三、含油饱和度,原始含油饱和度,岩心分析法（油浆井、密闭取芯井） 毛管压力法 岩电试验法 测井解释法 经验公式法 地质统计法 NMR估算含油饱和度,岩心直接测定,用油基泥浆取心、密闭取心获得的岩样，测定其束缚水饱和度后，得到原始含油饱和度值。 只能用于纯含油段，不能用于具自由水的低饱和油层和油水过渡带油层。,测井解释,岩电系数a、b、m、n 用岩心样品测定 用纯水层测井资料计算 经验统计式估算,理论基础是阿尔奇公式,Rw 用试水资料查 用水线法确定 用地区统计曲线估算,含油饱和度解释公式 商三区沙二、沙三上原始含油饱和

17、度计算公式采用阿尔奇公式： n abRw Sw = Rtm a,b,m,n的求取 a,b,m,n根据口井的岩电实验分析数据求得（见附图） a=.7247, m=2.0699, b=1.0702, n=1.7581,经验公式法,利用油浆井（密闭井）资料进行多元回归，得到经验解释公式 lgSw=a1lgRw+a2lg+a3lgRt+b 可分油田、分地区、分凹陷（坳陷）回归公式 孤东油田Ng组 lgSw=0.09177lgRw-0.40614lg-0.42186lgRt-0.29359 R=0.9001 济阳坳陷ES组 lgSw=0.06395lgRw-0.37534lg-0.38509lgRt-0

18、.28833 R=0.8838,提纲,一、测井基础 二、数据处理 三、测井解释,测井数据处理,(1) 测井数据的预处理,c. 曲线的平滑处理（去噪）；,b. 斜井曲线校成直井曲线,a. 深度对齐,d. 环境校正,e. 测井数据的标准化,f. 确定地层的解释模型和解释参数,(2)测井数据处理,无论什么测井方法，根据测井的探测特性可知，测井值都是探测范围内所有介质共同作用的结果。考虑到仪器在井轴处测井，测量结果将受到井眼（泥浆、井径）、侵入特性以及围岩的共同影响，因此，要想得到反映目的层真实信息的测井值，就必须对测井曲线进行各种环境校正。,利用各种解释模型，将测井信息转化成地质。,FORWARD工

19、作流程,调整参数，数据处理、解释,工作思路与步骤,1、数据整理检查 2、数据预处理 2、测井曲线标准化 3、储层参数模型建立 4、测井处理与解释 5、参数集总,整理成软件输入格式,目前测井数据普遍存在的问题： 1、原始数据曲线不全； 2、数据有错误； 3、数据与蓝图不吻合； 4、蓝图刻度错误； 5、个别曲线存在异常值； 6、采样间距不标准； 7、SP基线偏移； 8、数据校深有问题； 9、数据文件名与实际文件内容不相符 10、单位不统一 11、曲线名称代码混乱,检查数据质量包含的内容,声波时差 AC DT DTC1 SDT1 SDT2 AC1 NLL,测井曲线标准化,目的意义：在实际测井中，由于

20、仪器刻度、测井时间、操作人员等不同，造成测量的误差,使测井资料不能完全准确地反映地层的真实信息，因此必须进行标准化，将全油田同类测井数据统一到同一刻度水平上，增强可比性。,非地质因素引起的异常,标准化技术,三孔隙度交绘图法 三孔隙度与深度关系法 重复测井交会图法 直方图法 趋势面分析法 均值-方差法 岩芯刻度法,三孔隙度交绘图法,由于同一井段（或含盖部分井段）往往出现不同仪器（队）的多次测井，按项目要求保留一套完整的原始测井（系列）曲线。 首先，对测井曲线检查、认定，相同曲线在重复比较的基础上，对相对质量较好的保留其一（原则上保留井段深度完整的）；不同的原始测井曲线全部保留。 其次，合并多次测

21、井的多个文件。,曲线认定合并原则,曲线拼接技术,由于不同的曲线，其测量机理、测量方法、使用方法不同，因此不同曲线的拼接方法也不一致。具体拼接方案如下： 1、 声波时差：首先把单位统一到公制（s /m）,标准化以后，进行拼 接。 2、 密度和补偿中子：标准化以后，进行拼接。 3、 自然电位：将泥岩基线刻度为0值，单位为12.5mv/cm，在基线漂移校正 以 后，进行拼接。 4、井径：单位统一到公制（cm）直接拼接。 5、 自然伽玛：继续采用原单位（API为主），同单位直接拼接，单位不同的拼接以后在说明里予以注明，并建议使用其相对值。 6、 电阻率测井系列：电阻系列测井仪器质量稳定、曲线效果较好（

22、重复 曲线比较吻合），同类曲线可直接拼接，包括微电位；微梯度；深、中侧向；深、中感应；感应电导率等电阻系列测井。,曲线拼接技术,曲线认定拼接原则,测井分析成果的影响因素 岩心取到地面因其固结不好而膨胀，对的分析值产生不可忽视的影响因此测井计算的不能简单地与地面常规分析的数据对比。应用经压实校正后的数据来检验测井计算结果每个油田都应有适当数量的地层条件下的分析数据。 做泥质砂岩分析时，因烘干样品时泥质中的束缚水被蒸发，导致的分析值较测井计算结果高。泥质含量高，差异愈大。在对比时一定要参照岩性特征做具体分析。 目的层太薄或纵向非均质性严重时，测井分辨率下降。要用与测井纵向分辨能力相应的窗长，对岩心

23、数据进行平滑处理，改善测井计算结果与岩心分析结果的对比效果。 检验方法：关键井检验、区域检验,建立模型及关键井处理成果检验,将模型推广到全区-参数编辑和数字处理,测井数字处理出来的参数是逐点排列的，为了计算平面上的参数分布，需对每口井的每个储集小层的参数作简化描述，这个处理过程就叫参数集总 算术平均 对数加权平均 厚度加权平均 累计求和,参数集总,提纲,一、测井基础 二、数据处理 三、测井解释,在一定范围内，即在地层水基本相同的井段内，对岩性相同的地层进行储层岩性、含油性、电性的比较，找出纯水层及有把握的油层，再互相比较，由易到难，逐层解释。,判断油气水层的一般方法,1.纵向对比,2.抓主要矛

24、盾 在油水过渡带以上有利井段，抓住渗透性变化，区分油气层、干层； 在油水过渡带，抓含油性变化，区分油气层、油（气）水同层、水层； 在油气层中，根据孔隙性变化区分油层、气层。,判断油气水层的一般方法,3.横向对比,判断油气水层的一般方法,与邻井对比，使解释结论符合区域规律。 4.分析各项资料，去伪存真,典型的油、气、水层,1.典型水层（标准水层） 典型水层指岩性、孔隙性、渗透性较好但不含油的储集层。 岩性较好一般是指岩性较纯、含泥质较少，在测井曲线上表现为：自然伽马显示低值、自然电位有异常幅度、微电极有正差异； 孔隙性较好就是具有较大的孔隙度值，在孔隙度曲线上（如中子、声波、密度）反映较大的孔隙

25、度数值，处理成果图上显示较大的地层孔隙度；,典型的油、气、水层,典型水层（标准水层） 渗透性较好在测井曲线上显示微电极有较大的正差异，自然电位有较大的异常幅度，计算的渗透率数值较高； 不含油在电阻率测井曲线上显示电阻率较低，深、中、浅三电阻率组合显示为高侵电阻率模式，即R浅 R中R深；,典型水层（标准水层） 储层厚度较大 录井、取心无油气显示 GR或SP幅度最大，孔隙度与相邻其他储层相近，深探测电阻率最低，且常有泥浆高侵的特点。 处理成果图上泥质含量低，岩石孔隙度全含水，含水饱和度接近100%，且明显大于束缚水饱和度。,典型的油、气、水层,水层（20号层） GR60API; SP负异常幅度大且

26、幅度差明显大于邻近油层; AC112s/ft,这说明该层孔隙性较好； RILD1.5m,电阻率值明显低于邻近的油层，且八侧向中感应深感应，高侵特征明显。,典型水层（标准水层）,水层（20号层） ML正幅度差明显，渗透性好； R41.8m数值较低远低于邻近的油层； CON1740ms/m,CON1与SP变化趋势呈同向对应，油层的感应电导率凸起与自然电位的变化趋势呈反向对应。若自然电位为正异常则相反。,典型水层（标准水层）,水层（20号层） 处理结果为泥质含量SH低； 渗透率K数值较高； 含水饱和度Sw高，数值约95%，且远高于邻近的油层， 残余油PORF多，没有可动油PORW。,典型水层（标准水

27、层）,岩性和物性与典型水层相近，即岩性、孔隙性、渗透性、含油性较好且具有一定生产能力的储集层 ； 厚度也足够大； 录井、取心显示含油级别高；,典型的油、气、水层,2.典型油层,典型的油、气、水层,深探测电阻率高，是典型水层的35倍，束缚水饱和度越低差别越大，深、中、浅三电阻率组合显示为低侵电阻率模式，即R深R中R浅（极高地层水矿化度的低电阻率油层也可显示高侵电阻率模式或无侵入模式）；,典型油层,典型的油、气、水层,成果图上，含油饱和度高，含水饱和度低，且与束缚水饱和度几乎相等（SwSwir）；有较好的可动油气孔隙体积即残余油少，可动油多。,典型油层,油层（23号层） GR58API; SP负异

28、常幅度较大，但幅度差小于邻近的水层; AC120s/ft,这说明该层孔隙性较好； RILDRILMRFOC低侵特征明显，且深感应电阻率数值较高,约2030m,明显高于邻近的水层，这说明含油性较好。,典型油层,典型油层 油层（23号层） ML正幅度差明显； R432m，且底部梯度特征明显、数值较高且明显高于邻近的水层； CON170ms/m,自然电位负异常幅度差小于邻近的水层，且CON1凸起与SP变化趋势呈反向对应；水层的感应电导率曲线凹进与自然电位变化趋势呈同向对应，若自然电位为正异常，则相反。,典型油层 油层（23号层） 处理结果为泥质含量SH低； 渗透率数值K较高。 含油饱和度So高，数值

29、约75%，且高于邻近的油水同层； 残余油PORF较少，可动油PORW较多。,典型的油、气、水层,3.典型气层 与油层总的特征相同，两者岩性、物性相近时，成果图上显示也相似。主要区别： 声波值增大 由于气体的声波传播速度比液体的慢以及气体对声波的吸收作用，在气层处，声波时差增大或声波时差曲线出现周波跳跃的现象，导致声波孔隙度远远大于邻近的油层或水层； 中子值减小 由于气层的含氢指数比油层和水层都少，对中子测井存在“挖掘效应”，即中子孔隙度数值明显比邻近的油层或水层低；,典型气层 密度值减小 由于气体的存在可以使储层的地层密度测井值减小，冲洗带残余气重量（1-Sxo）h小于油，说明气密度小。 电阻

30、率响应特征 存在R深R中R浅，气测数值增大，甲烷含量高，岩心或岩屑有气味或荧光显示。,典型的油、气、水层,典型的油、气、水层,气层,典型的油、气、水层,4.典型油水同层 岩性、储集性、渗透性与油层相同，不同的地方在于含油性比含油水层好但比油层差，试油结果方面表现为油水同出。 测井曲线上显示：电阻率比邻近的含油水层高但比油层低，电阻率较高，深、中、浅三电阻率组合显示为低侵幅度小或无侵入（有时也出现高侵模式），电阻率在层的顶部高而在层的底部低； 自然电位比邻近的明显油层的幅度要大； 在处理成果图上有可动水出现，判别分析向量进入油水同层区域。,GR52API; 该层中上部SP负异常幅度差小于底部;

31、AC 120s/ft,这说明该层孔隙性较好。 RILD=910m,电阻率值明显高于邻近的水层,感应电阻率低侵特征明显,R深R中R浅,该层底部电阻率有下降趋势,说明含油性变差.,典型油水同层 上油层下油水同层（30号层）,ML正幅度差明显； R47.5m较高； CON1=125150ms/m,且CON1凸起与SP的变化趋势呈反向对应，油层特征明显； 该层底部自然电位负异常幅度差略大于中上部的自然电位负异常幅度差,感应电导率有明显的下滑趋势,说明该层底部含水的可能性很大,含油性变差。,典型油水同层 上油层下油水同层（30号层）,该层底部含油饱和度So明显低于中上部的含油饱和度So,但油水同层含油饱和度So高于含油水层的含油饱和度So; 该层顶部Sw与SWIR基本重合,表明产层不含可动水,该层底部Sw大于SWIR,表明含可动水。,典型油水同层 上油层下油水同层（30