石工测井无锡令.ppt

测井解释与生产测井（多媒体课件）,吴 锡 令（石油大学北京）,This presentation will probably involve audience discussion,which will create action items.Use PowerPoint to keep track of these action items during your presentationIn Slide Show,click on the right mouse buttonSelect“Meeting Minder”Select the“Action Items”tabType in action items as they come upClick OK to dismiss this boxThis will automatically create an Action Item slide at the end of your presentation with your points entered.,授课内容及学时安排：,1 地球物理测井概论 2学时2 电测井方法 8学时3 声测井方法 6学时4 核测井方法 6学时5 裸眼测井资料解释技术 6学时6 油层物理性质与生产动态 2学时7 管流力学基础与研究方法 2学时8 流量测井方法 4学时9 流体识别测井方法 4学时10 温度测井方法 2学时11 压力测井方法 2学时12 生产测井资料解释技术 4学时,参考书目：,丁次乾 主编。矿场地球物理。东营：石油大学出版社，1994吴锡令 著。石油开发测井原理。北京：高等教育出版社，2004乔贺堂 主编。生产测井原理与资料解释。北京：石油工业出版社，1992.C.库兹涅佐夫 等著。油气田开发期地球物理监测技术。北京：石油工业出版社，1995Hill,A.D.著。生产测井理论与评价 北京：石油工业出版社，1995,1 地球物理测井概论,1.1 测井学科特点 1.2 测井技术特点 1.3 测井应用特点 1.4 测井研究特点 1.5 测井数据采集,1.1 测井学科特点,观测学科：应用物理学方法原理，采用电子仪器，测量钻井内信息的技术学科。交叉学科：物理学+电子学+信息学+石油地质+石油工程,1.2 测井技术特点,信息技术：Logging 的由来 信息采集、处理、解释高新技术：知识含量高 技术运用新,测井技术的更新换代,第一代：半自动测井（2040年代）第二代：全自动测井（4060年代）第三代：数字测井（6070年代）第四代：数控测井（7080年代）第五代：成像测井（90年代以来）,1.3 测井应用特点：,石油勘探开发的“眼睛”裸眼测井：发现和评价 油气层的储集性质及生产能力生产测井：监视和分析 油气层的开发动态及生产状况,1.4 测井研究特点,测井基础：了解探测对象的物理性质及变化规律测量方法：探索探测空间物理场特征及测量方法测井仪器：开发适用于井下条件的电子测量仪器测量工艺：提高测井仪器设备的应用技巧及效果资料处理：求取被测量媒质的物理性质参数测井解释：提取勘探开发直接有用的参数和信息,1.5 测井数据采集,井场测量设备示意图,测井井下仪器,测井电缆,测井井口设备,测井绞车,测井地面仪器,测井数据记录,Excell 2000-G 地面测井系统为Excell 2000-GG的单系统。图中左侧机柜多数为空板。,Excell 2000-G地面测井系统,绞车采用分列式滚筒，分别装载5000米七芯电缆和5000米单芯电缆。,RISC 6000 工作站UNIX 操作系统CLASS 实时测井软件Motif 1.2/X11R图形界面VME总线 20英寸高分辨率显示器热敏记录仪（可以记录在纸或胶片上）彩色绘图仪具备连接局域网和广域网的功能,Excell 2000-GG地面测井系统,Excell 2000-GG 的特点,多任务功能全球数据通讯能力方便灵活的双系统 模块化设计 测井资料井场快速处理,绞车采用双滚筒前后排列，大滚筒装7000米七芯电缆，小滚筒装7000米单芯电缆。,返回,裸眼井测井服务套管井测井服务生产测井服务完井服务具体服务项目见井下仪器汇报,Desktop Petrophysics软件包,全波列波形处理ULTRA 分析薄层处理程序地层倾角处理(SHIVA)生产测井分析(PLWSA)裂缝和沉积岩性识别成像处理交互式深度校正,Excell 2000 GG 的服务项目,测井数据记录图,测井解释成果图,2 电测井方法,2.1 自然电位测井（教材第一章）2.2 普通电阻率测井（教材第二章）2.3 侧向测井（教材第三章）2.4 微电阻率测井（教材第四章）2.5 感应测井（教材第五章）,第一章 自然电位测井,物理基础：钻井过程电化学作用产生自然电场数据采集：测量钻井剖面地层层面的自然电位资料应用：划分渗透层 估计泥质含量 确定地层水电阻率 判断水淹层,自然电动势：扩散电动势、扩散吸附电动势、过滤电动势（1）扩散电动势产生原因：泥浆和地层水矿化度不同产生电化学过程 产生电动势 自然电场产生过程：溶液浓度不同 带电离子扩散 带电离子的迁移率不同 两边富集正、负带电离子（延缓离子迁移速度）产生电动势（直到正负离子达到动态平衡为止）,一、自然电场的产生,渗透性薄膜,扩散电动势：,式中：R克分子气体常数，8.313J/K;T绝对温度，K;FFarady常数，96520C/equiv；n+、n_分别为每个分子离解后形成的 正离子数和负离子数；u、v正离子和负离子的迁移率，s/(m.N)；Z+、Z_正、负离子离子价；Cw、Cm两种溶液的浓度。,对Nacl溶液（适用于矿化度中等以下的溶液中）：,溶液矿化度转化为溶液电阻率后(井中)：,扩散电动势系数：,4.35,6.55,产生原因：泥浆和地层水矿化度不同 产生阳离子交换 产生电动势 自然电场产生过程：溶液浓度不同 带电离子扩散（泥岩）阳离子交换 孔隙内溶液阳离子增多 浓度小方富集正电荷，浓度大方富集负电荷 产生电动势（扩散吸附）,（2）扩散吸附电动势,扩散吸附电动势产生示意图,泥岩隔板,溶液矿化度转化为溶液电阻率后：,扩散吸附电动势系数：Kda与阳离子交换能力有关若储层中泥值的阳离子交换量较高，则会导致低电阻率油层。,扩散吸附电动势：,产生原因：泥浆柱与地层之间的压差不能忽略时才考虑，一般在近平衡钻井情况下不考虑。,（3）过滤电动势,二、自然电位测井及曲线特征井中总电动势：,自然电位系数,砂岩线,泥岩线（基线）,井中自然电场分布示意图,砂岩,砂岩,rm,rsd,rsh,Eda,Ed,Eda,Ed,E总=SSP,rsh,rsd,rm,rsd,rsh,rm,a,e,等效电路示意图,总电动势：,总电流：,砂岩层自然电位幅度：,砂岩层与泥岩层自然电位幅度关系：,自然电位幅度,自然电位测井曲线特征,曲线特点(本身)A、曲线以地层中点对称 B、h4d时：SP=SSP,半幅点对应地层界面，C、随h 地层界面界线向峰值移动，中点SP取得最大值D、随h SP幅度减小,测量环境A、当CwCmf：负异常（淡水泥浆）B、当CwCmf：正异常（咸水泥浆）C、当Cw=Cmf：无异常 基线及刻度A、砂泥岩剖面：泥岩为基线，基线幅度与泥岩纯度、地层水矿化度等有关B、自然电位刻度是相对刻度，没有绝对零点,半幅点及确定地层界面方法(1)半幅点：自然电位曲线基线 与最大值的0.5倍处。(2)确定地层界面方法：1、2、3、4步,三、自然电位测井影响因素,表现：A、当CwCmf：负异常 B、当CwCmf：正异常 C、当Cw=Cmf：无异常,（1）Cw/Cm影响 井中总电动势：,（2）岩性影响 砂泥岩剖面 泥岩（纯泥岩）基线 纯砂岩SSP(h4d)当储层Vsh 自然电位幅度降低SSP（3）温度影响 温度与离子运动，离子扩散速率有关 不同地层层位温度不同,（4）地层水、泥浆中含盐性质影响 溶液中盐类型不同，离子类型不同，离子迁移速率不同，直接影响Kd、Kda（5）地层电阻率影响 当地层电阻率较大时，其影响不容忽视。,（6）厚度影响 当 h4d 时，SP=SSP 当 h4d 时，SPSSP（7）井径变化影响 扩径：SP 缩径：SP,四、自然电位测井曲线应用,（1）划分渗透层 幅度 半幅点,（2）估算泥质含量 泥质含量的三种分布形式：分散、结构、层状 1）统计法:Vsh=f(sp)2）相对值法:Vsh=1-sp/SSP 或 Vsh=1-(sp-spmin)/(spmax-spmin),其中：,（3）地层对比 1）相同沉积环境下沉积的地层岩性特征相似 2）同一段地层有相同或相似的沉积韵律组合 由此，同层、同沉积（相）的SP曲线特征一致,砂层对比栅状图,S,N,中扇亚相叶状体沉积典型测井曲线特征,辩状水道前缘典型测井曲线特征,（4）确定、划分沉积相,微齿化箱形,箱形曲线,辫 状 水 道典型测井曲线特征,义131井 齿化箱形曲线,辫状水道前缘沉积典型测井曲线特征,义941井,在垂向上由辫状水道 向砂岩叶状体转变,SP,Rt,3040,3050,3060,3070,3080,3090,3100,3110,垂向沉积层序特征,辫状水道在垂向上叠置,SP,Rt,在垂向上从深湖、半深湖亚相向浊积扇的边缘席状砂微相和辫状水道微相转变,（5）确定地层水电阻率,利用SP计算Rw简单流程,（6）确定油水层及油水界面,油层、水层SP特征曲线,1）淡水水淹:CwCwzCmf 水淹层SP 基线偏移偏移量与Cw/Cwz有关 同一油层水淹后有台阶变化：“上台阶，上水淹；下台阶，下水淹。”2）咸（污）水水淹:CwzCwCmf 水淹层SP 基线偏移偏移量与Cw/Cwz有关 同一油层水淹后有台阶变化：“上台阶，上水淹；下台阶，下水淹。”,（7）确定水淹层（依据 Cw Cwz）,淡水水淹部位SP偏移原理图,污水水淹部位SP偏移原理图,淡水下部水淹,淡水上部水淹,Cwz与Cw接近水淹层的SP曲线,思考题*1 分析自然电位的成因，写出扩散电动势、扩散吸附 电动势、总电动势表达式。*2 不同Cw、Cmf情况下自然电位测井曲线有哪些特征？3 影响自然电位测井的因素有哪些？*4 自然电位测井曲线在油田勘探开发中应用于哪些方面？5 描述砂泥岩剖面井筒中自然电场分布示意图。,第二章 普通电阻率测井,物理基础：岩石电阻率与岩性、物性、含油性的关系数据采集：采用稳定电流场测量井下介质的电阻率资料应用：区分岩性 地层对比 划分油气水层,一、岩石电阻率与岩性、孔隙度、含油饱和度的关系,1、岩石电阻率与岩性的关系 最小：R金属矿物 岩石：R沉积岩 R火成岩,流体：R石油 R地层水 地层水电阻率主要决定于地层水中盐类的浓度：即 Cw Rw 地层水电阻率还与温度有关：T Rw 注意：相同矿化度的地层水其等效（Nacl）离子浓度不同，一般换算到Nacl浓度计算。,2、岩石电阻率与地层流体的关系,实验：F=R01/Rw1=R02/Rw2=R03/Rw3=说明：以上比值只与岩石的孔隙度、胶结程度及 孔隙形状有关，与岩石中地层水电阻率无关。地层因素：,3、岩石电阻率与孔隙度的关系,含油储层的电阻率：主要决定于含油饱和度、地层水电阻率、孔隙 度、地层水在储层中的分布形式、岩石润湿性、泥质分布形式等。电阻增大系数：实验说明：I 只与岩石含油饱和度有关，而与岩石的孔隙度、胶结程度及孔隙形状、地层水电阻率无关。Archie公式：,（n只与岩性有关）,4、岩石电阻率与的含油饱和度关系,泥质分布形式及体积模型,含油储层的电阻率主要决定于含油饱和度、地层水电阻率、孔隙度、地层水在储层中的分布形式、岩石润湿性、泥质分布形式等。,地层电阻率测量方法：根据地层特点和测量环境，设计探测电磁场 向井内供给电流，激发人工电磁场 测量井下电磁场的分布，求出地层电阻率普通电阻率测量方法：采用稳定电流（有源无旋场）欧姆定律：基尔霍夫定律：div j=0 特点：除电源点以外的任一点上的电流密度不变,E=R j,二、普通电阻率测井原理,均匀介质中点电源场的分布：测量电场中任一点的电位，得到该点处介质的电阻率：,1、均匀介质中的电阻率测井,电阻率曲线获得：,从井底到井口测量一条 曲线，经变化后得到地层的井剖面电阻率。,电极系数,测量电流,2、非均匀介质中的电阻率测井,井内非均匀介质分布：井眼流体 泥饼 冲洗带 侵入带 围岩 原状地层,地层电阻率测量的影响因素：井眼流体、泥饼、冲洗带、侵入带、围岩测量得到的电阻率为视电阻率：测量时须选择合适的电极系,3、电极系,电极系：由供电电极A、B和测量电极M、N按一定相对位置、距离 固定在一个绝缘体上组成的测量探头。一般电极系有三个电极，其中 成对电极：接在井下仪器同一电路中的供电电极A、B或 测量电极M、N分别为两对成对电极 单电极：井下仪器电极与地面仪器电极相连接的电极 电极系互换原理：只改变电极的功能，不会改变测量曲线。,电极系的分类,电极系分类依据：按成对电极与单电极之间的距离和相对位置不同分类*电位电极系 单电极到相邻成对电极的距离小于成对电极的间距，即 深度记录点：的中点*梯度电极系 单电极到相邻成对电极的距离大于成对电极的间距，即 深度记录点：的中点,电位电极系：,电位电极系数,梯度电极系数,梯度电极系：,探测半径（深度）：当球面内介质对测量结果贡献为50%时的半径（深度）。随着电极距L的加大，电极系的横向探测深度加深。电极距相同的两种不同类型电极系探测深度不同：电位电极系探测半径为 梯度电极系探测半径为 选择电极系要求：（1）一般电极距小于目的层最小厚度；（2）充分考虑井眼对仪器的测量影响。,电极系的横向探测深度,梯度电极系理论曲线,三、视电阻率曲线特点,特点：底部梯度电极系视电阻率曲线上的特征极大值、极小值分别对应高阻层的底界面和顶界面；顶部梯度与底部梯度相反；地层厚度 H=顶界深度 底界深度,低阻层对电流吸引,测井方向,高阻层对电流排斥,高阻层,低阻层,地层界面-max,地层界面-min,代表地层电阻率,代表地层电阻率,高阻厚层视电阻率曲线,低阻层,假极大值,高阻中、薄层视电阻率曲线,特点：1 曲线以地层中点对称2 曲线极值在地层中点 当 时：极大值 当 时：极小值3 地层界面出现一小平台 其中点对应地层界面 当 时，小平台变为假极大值,电位电极系理论曲线,地层条件越接近理论条件，实测曲线与理论曲线越接近。如果电位电极系的成对电极间距较小，曲线会失去对称性。如果梯度电极系的成对电极间距太大，曲线极值变小，变得平滑，且极大值离开高阻层界面位置向单电极一方偏移。,视电阻率曲线影响因素,1、电极系的影响,实测视电阻率曲线比理论曲线幅度低，界面附近变得平缓，且d Ra。泥浆电阻率变化对测量结果的影响：Rm Ra 为保证视电阻率曲线的测量质量，一般要求Rm5Rw以上。,2、井的影响,目标层厚度变薄视电阻率值变小即 h Ra,3、围岩-层厚的影响,水层增阻侵入：RmRxoRw 油层（油水同层）减阻侵入：RmRxoRt,4、侵入影响,减阻屏蔽影响：he=时，下层的视电阻率上层的视电阻率,5、高阻邻层的屏蔽影响,增阻屏蔽,减阻屏蔽,随 曲线的极大值向地层中心移动，趋向以地层中心对称；曲线极大值随 而 且曲线变得平缓，极小值变得模糊；当60 时，梯度曲线的特点基本上不存在。,6、地层倾角的影响,1 岩层的视电阻率读数2 求取岩层的真电阻率3 划分岩性剖面4 进行地层对比,四、视电阻率曲线的应用,1、岩层的视电极率读数,2、求取岩层的真电阻率Rt=f(Ra、Rm、Ri、Rs、d、h、L),3、划分岩性剖面,4、进行地层对比,5、求地层孔隙度,6、求地层含油饱和度,标准测井：在全油区的各口井中，采用相同的几种测井组合，用相同的深度比例（1：500）或横向比例，对全井段进行测井。应用：在一个油田内部或一个区域内，研究岩性变化、构造形态、大油组划分等工作。内容：标准电极系Rt、SP、CAL（GR）标准电极系Rt选取原则：既能够清楚划分地质剖面的岩性，又能够尽量接近地层的真电阻率。,五、标准测井,思考题：1 何谓电位电极系？何谓梯度电极系？2 电极系的测量深度主要决定于什么？普通电阻率有哪些应用？,第三章 侧向测井,技术问题：普通电阻率测井在高阻剖面或高矿化度钻井泥浆中测井时，由于对电流的分流作用，所测电阻率曲线平缓，几乎无法分辨剖面上的岩层和确定岩层的真电阻率值。解决办法：在电极系上增设屏蔽电极，迫使供电电极发出的电流径向流入地层，从而减小井内泥浆对电流的分流和围岩的影响，提高纵向分辨能力。主要侧向测井方法：三侧向、七侧向、双侧向,恒流法：恒定不变电流Io,屏蔽电流：与Io同极性电流Is采样电阻r：保持U a1=Ua2=Uao,Is对Io屏蔽作用：主要取决于屏蔽电极的长度记录点：Ao中点记录电位差：U=U（Ao中点）U（N）,深三侧向电极系结构及电场分布,一、三电极系侧向测井,与深三侧向不同：为使Io主要分布在近井壁介质中，缩短A1、A2电极长度，减弱Is对Io的影响。回路电极B1、B2对称分布于A1、A2电极外侧，且距离较近。测量范围：主要反映井壁附近岩层电阻率变化，在渗透层主要反映侵入带Ri。记录点：Ao中点记录电位差：U=U（Ao中点）U（N）,电流回路电极,屏蔽电极,屏蔽电极,主电极,浅三侧向电极系结构及电场分布,电流回路电极,K深（浅）三侧向电极系系数（实验或理论推导）,地层视电阻率的取值：地层中点或地层中部的几何平均值,三侧向测量曲线,1）划分岩性界面 三侧向受影响因素比普通电阻率要小，纵向分辨能力要强，适于薄层划分。界面确定：三侧向曲线上视电阻率急剧变化处定为高阻层的界面。,三侧向测井资料应用,2）识别油、水层识别依据：幅度差RmfRw时：水层增阻侵入 RmRxo Rt负幅度差 油层减阻侵入 RmRt水层。注意：对薄层必须进行影响因素校正3）确定真电阻率对影响因素（井眼、围岩层厚、侵入）校正后得到地层真电阻率Rt,负异常,正异常,1）优点 与普通电阻率相比：纵向分辨率提高 受井眼、围岩（主电极短）影响减小 主要在高阻剖面和盐水泥浆中测量2）缺点 地层侵入深时：Rd受侵入带影响大，Rs受原状地层影响大 所测Rd和Rs幅度不明显,三侧向测井应用特点,三侧向电极系：探测深度取决于屏蔽电极长度；浅侧向探测过深。七侧向电极系：调整电极系的分布比改变屏流大小，使、浅侧向探测变浅。,二、七电极系侧向测井,七侧向电极系及电流分布,主电极,监督电极,监督电极,屏蔽电极,屏蔽电极,电极距L,电极系Lo,屏蔽电流的调节：一般通过调节S=Lo/L实现 S不能无限大，一般为33.5为好记录点：主电极系的中心,浅七侧向,深七侧向,分布比S=2.4；电极系长度L0=2.07m；电极距L=0.632m,分布比S=2.4；电极系长度L0=1.07m；电极距L=0.437m,理论侧向电阻率,浅侧向,深侧向,深侧向,浅侧向,应用：基本上与三侧向测井相同缺点：由于深、浅七侧向电极系电极距不同，两条视电阻率曲线纵向分辨能力不同，使测井资料解释应用产生问题。,七侧向测井应用,双侧向是三侧向与七侧向结合的产物，既有合适的探测深度，又使深、浅侧向电极距相同。深侧向电阻率主要反映原状地层电阻率，浅侧向电阻率主要反映侵入带电阻率。深、浅侧向受围岩影响一致，纵向分辨能力相同。,三、双侧向测井,Is,Io,深侧向电极系,浅侧向电极系,屏蔽电极,屏蔽电极,回路电极,回路电极,NB,N,单一高阻层的双侧向视电阻率曲线以地层中点对称，在中点取得最大值，深、浅侧向纵向分辨率一致。,1）划分岩性界面 双侧向受影响因素小，纵向分辨能力要强，可分辨厚度0.6m的层；电阻率差别较大时，厚度0.4m的层亦有明显异常。2）识别油、水层 RmfRw时：水层增阻侵入 RmRxo Rt负幅度差 油层减阻侵入 RmRt水层。,双侧向测井资料应用,3）确定真电阻率 影响因素：井眼 围岩层厚 泥浆滤液侵入 校正方法：实验图版根据地质条件作电极系屏蔽电极尺寸和电极距校正,Rllds/Rs,Rllds/Rs,地层厚度,地层厚度,不同侧向测井特性比较,思考题 1、试述三侧向、七侧向、双侧向测井的探测深度和纵向分辨率的差别，并比较它们的应用效果。2、举例说明侧向测井的应用特点。3、简述高阻井剖面地层中用双侧向电阻率测井资料识别油、水层原理(RmfRw)，并画出示意图。,第四章 微电阻率测井,设计目的：提高纵向分辨率，求准目的层厚度，直观判断渗透层，准确求取冲洗带电阻率等。,一、微电极系测井,特点：电极距短，纵向分辨能力强；紧贴井壁测井；测量深度浅：微梯度：40mm泥饼电阻率，微电位：100mm冲洗带电阻率。,微电极系1-主体；2-弹簧片；3-绝缘极板；4-电缆,微电极系测量原理图,微梯度：L=0.0375m A0.025M10.025M2微电位：L=0.05m A0.05M2,三电极呈直线等间距排列,为保证测量条件相同，微梯度和微电位必须同时进行测量。,*幅度差：微电位与微梯度测井值的差异 正幅度差幅度微电位幅度微梯度 负幅度差幅度微电位幅度微梯度 幅度差大小取决于Rmc/Rxo 及 泥饼厚度 储层：一般有幅度差（常为正幅度差）砂泥岩剖面上，储层渗透性（幅度差）随泥质含量的变化而变化。非储层：一般无幅度差（或不规则差异）,灰岩层,微电极系测井曲线,1）划分渗透层 根据幅度差划分渗透层与非渗透层。2）确定岩性界面 砂泥岩剖面岩性界面位置，微电位与微梯度开始分开。3）确定油层有效厚度 可用以扣除夹层，得到有效厚度。4）确定井径扩大井段5）确定冲洗带电阻率及泥饼厚度,微电极系测井资料应用,微电位,微梯度,一口井实际测井曲线,Rlld,Rlls,SP,GR,二、微侧向测井,方法：通过聚焦消除泥饼的影响特点：探测深度约 8cm，主要反映冲洗带的电阻率，,微侧向 微电极系,微侧向测井资料应用1）划分薄层2）求取Rxo（只作了解）,设计目的：增大探测深度，减小泥饼较厚 时对冲洗带电阻率的影响。探测深度：1525cm(微侧向为8cm)特点：当侵入带深度1m，hmc19mm时,RplRxo，需要对其进行泥饼校正 此方法在侵入较浅，泥饼较薄时不能用,邻近测井电极系,三、邻近侧向测井,泥饼厚度（mm）,3.4,6.4,9.4,12.5,无穷大,微侧向视电阻率随泥饼厚度增大而减小,比较：微侧向聚焦弱，探测深度浅，受泥饼影响大；邻近侧向聚焦强，探测深度深，受侵入带影响大。方法：优化电极系结构，改善探测深度。微球形聚焦测井：探测深度合理，主要反映冲洗带电阻率。应用：1）划分薄层（只作了解）2）确定Rxo 当hmc19.1mm时，需要进行泥饼校正。,四、微球形聚焦测井,主电极,测量电极,辅助电极,回路电极B设在仪器外壳,电流呈辐射状，等位面是球面,主电流主要在冲洗带中分布,次电流主要在泥饼中分布,视电阻率：RMSFL,受泥饼影响最大探测深度：浅,受泥饼影响中等，最能反映Rxo探测深度：中等,受泥饼影响最小探测深度：深,hmc,电阻率测井组合 深侧向Rt-原状地层 浅侧向RLLS(Ri)-过渡带 微球形聚焦Rxo-侵入带 利用以上电阻率测井数据，可识别油气水层、储层/非储层、对地层的含油性进行评价、对油层水淹情况进行评价、对裂缝储层进行评价等,？,思考题 1、微电极系包括那两种电极系？它们分别测量什么电阻率？试举例说明微电极系测井曲线的主要应用。2、对比微电极、微侧向、邻近侧向、微球形测井在探测深度上的主要区别。3、什么是微电极测井曲线的幅度差（正、负）？其影响因素包括哪些？4、哪种微电阻率测井对确定Rxo最好？为什么？,第五章 感应测井,直流稳恒电场电阻率 适用于水基泥浆钻井测量感应电导率测井 交流交变电磁场电导率 适用于油基泥浆和空气钻井测量 也广泛应用在淡水泥浆钻井测量,普通电阻率测井侧向电阻率测井,一、感应测井原理,震荡器提供电源 发射线圈发射交变电流 产生交变磁场,经放大器放大传出 接受线圈,线圈距=|T-R|单元环：在井中把其周围介质设想是由以井轴为中心半径为r、深度为z的各不同的许多个地层圆环组成；当dr和dz很小时，可以看成是在交变电磁场中，相对于线圈系位置不同的一个线圈。几何因子理论：说明TR的电磁转化过程,产生涡流,一次磁场在单元环中的电动势：单元环中的电流（涡流）：单元环电导：二次磁场在接受线圈中的感应电动势：单元环几何因子 g 只与单元环和线圈系的相对位置有关：g 表示空间各单元环的电导率对视电导率的相对贡献大小。,仪器常数 K仪,单元环几何因子g,对所有单元环在接受线圈中的电动势（与 I 同相位，为有用信号）：几何因子满足：测井过程中记录接受线圈中ER随深度的变化，刻度后变换为电导率曲线：在均匀介质中，视电导率：视电导率是空间各个单元环电导率的加权平均值，其加权系数为g。*与此同时，一次磁场在单元环中产生的互感电动势：与地层无关，称为无用电动势，其与有用信号的相位差90。,在井周围为非均质，但由于满足归一化条件，视电导率可以记为：式中：Gm、Gi、Gt、Gs 分别为井、侵入带、原状地层、围岩的几何因子，可以通过改进线圈系，使Gm=0，消除井眼介质的影响。,围岩,侵入带,原状地层,围岩,分区均匀介质地层模型,二、感应线圈系探测特性,目的：认识线圈系的横、纵向探测特性，了解如何选择和设计线圈系，使探测结果受井、侵入带、围岩的影响最小，准确测量电导率，并提高纵向分辨率。方法：采用道尔几何因子理论（非严格理论），直观理解物理意义和测量原理。,双线圈系一个发射线圈+一个接收线圈横向几何因子研究井及其周围介质对测量结果的相对贡献大小 横向微分几何因子：r 一定的单元环几何因子 g 对 z 的积分（Gr）。横向积分几何因子：半径 r 不同的圆柱介质对测量结果的相对贡献。纵向几何因子 研究地层厚度、围岩对测量结果的相对贡献大小 纵向微分几何因子：z 一定的单元环几何因子对 r 的积分（Gz）。纵向积分几何因子：厚度 z 不同的地层对测量结果的相对贡献。,双线圈系的探测特性,0.45L,探测深度较浅，井附近介质影响较大。,物理意义：单位厚度半径为r的无限长圆筒状介质对测量结果的相对贡献。,横向微分几何因子,物理意义：直径为 d 的无限长圆柱状介质对测量结果的相对贡献。,横向积分几何因子横向微分几何因子对r积分,井的影响较大探测深度较浅,物理意义：z一定的单位厚度无限延伸薄板状介质对测量结果的相对贡献。,纵向微分几何因子,|z|=L/2,|z|L/2,纵向分辨能力较差不宜解决薄层问题,纵向积分几何因子纵向微分几何因子对 z 积分,70%,围岩影响较大薄层探测不准,物理意义：厚度 h 不同的地层对测量结果的相对贡献。地层的贡献：围岩的贡献：,六线圈系的探测特性,双感应的线圈系,深探测的线圈系：T2 0.75 R0 0.25 R1 0.50 T1 0.25 T0 0.75 R2-7 100-25-25 100-7浅探测的线圈系：T2 0.96 R0 0.40 R1 0.20 T1 0.40 T0 0.96 R2-53 100-3-3 100-53,三、感应测井曲线,s=500mS/mt=100mS/m,s=100mS/mt=500mS/m,实际感应测井曲线,四、感应测井曲线应用,1、作为参考曲线 划分渗透层 厚层：半幅点法,2、确定地层电阻率,选取目的层视电导率选取围岩视电导率围岩层厚校正（图5-16，p82）传播效应校正（图5-15，p80）侵入校正（图5-17，p83）：旋风图版 双感应微球形聚焦测井,电法测井小结,各类电测井方法特点 普通电阻率测井：求Rt 厚层 淡水泥浆 侧向电阻率测井：求Rt 厚或薄层 盐水泥浆 感应电导率测井：求Rt 厚或薄层 油基泥浆或空气 微电极测井：求Rxo 厚或薄层 淡水泥浆 微侧向测井：求Rxo 厚或薄层 盐水泥浆 微球形聚焦测井：求Rxo 厚或薄层 淡水或盐水泥浆各类电测井方法应用 求Rt：Ra=Ft（Rt，Rxo，Di）求Rxo：Rxo=Fxo（Rxo，Rmc，Hmc）低侵剖面：双侧向+微电极（或微球形）高侵剖面：双感应+微球形（或微电极）,思考题1、单元环及单元环几何因子概念是什么？2、试述感应测井的横向几何因子概念及其物理意义。3、在感应测井中如何用纵向几何因子研究探测深度？4、感应测井为什么要进行传播效应校正？,第六章 声波测井,6.1 岩石的声学性质 6.2 声波速度测井 6.3 声波幅度测井 6.4 声波速度测井,概 述 物理基础：声波在不同介质中传播时的速度、幅度衰减、频率变化等声学特征不同。普通声波频率：20Hz20kHz；测井声波频率：等于或大于20kHz。测井应用：声速测井测量记录声波速度 研究地层岩性、孔隙性、流体性质 声幅测井测量记录声波幅度 研究地层裂缝或套管井水泥环胶结程度 声波全波列测井测量记录声波全波列 研究地层岩性、物性、力学性质等 超声波成像测井测量记录超声反射波、谐振波的速度或幅度衰减 研究井壁情况或套管井水泥环胶结程度,弹性体：物体受外力作用发生形变，取消外力后能恢复到其原来状态的物体 塑性体：物体受外力作用发生形变，取消外力后不能恢复到其原来状态的物体 物体的弹性或塑性与物体性质、外力大小、外力作用时间、作用方式等有关 岩石的弹性参量 杨氏模量:E=(F/A)/(L/L)应力与应变之比 泊松比:=-(D/D)/(L/L)横、纵向应变之比（00.5)切变模量：=（Ft/A）/(L/L)切应力与切应变之比 体积形变模量：K=F/(V/V)作用力与体积应变之比 声波测井特点声波能量较小，作用时间很短，岩石可视为弹性介质 切变和压缩弹性形变横波（剪切波）和纵波（压缩波）声波传播介质：横波固体 纵波固体、液体、气体,6.1 岩石的声学特性,6.1.1 岩石的弹性,横波与纵波传播速度的关系,V横波V纵波。当岩石的泊松比=0.25时，Vp=1.73Vs。,6.1.2 声波在岩石中的传播特性,1）岩性决定于其弹性模量2）孔隙度：孔隙度越大，岩石声速越小3）孔隙中流体性质 油、气、水4）地层地质年代：岩性、深度相同，老地层比新地层声速高。5）岩层埋藏深度：岩性、年代相同，埋藏深压实程度及声速高。,横波与纵波传播速度的影响因素,6.1.3 声波在介质界面上的传播特性,测量信号：滑行波通过地层传播的时差 t（s/m 或s/ft）仪器组成：声波（脉冲）发射器和声波接受器 隔声体 电子线路 仪器类型：单发双收、双发双收、双发四收,6.2 声波速度测井,6.2.1 单发双收仪器测量原理,仪器简介：测井声波 f=20kHz 声电转换完成 隔声体在仪器外壳上增加刻槽，防止发射的声波经仪器外壳 最先传至接受器，影响地层信号的正确测量。测量原理：T 产生声波，向泥浆（v1）和地层(v2)传播 由于v2v1，声波在井壁处折射产生滑行波 滑行波先后到达R1和R2，完成声波速度测量。,声波发射器,声波接收器,声波接收器,声波测井原理图,滑行波：发射器泥浆 井壁滑行波泥浆接受器直达波：发射器泥浆 接受器反射波：发射器泥浆 井壁反射波泥浆接受器,6.2.2 影响声波时差的主要因素,1）井径变化对声波时差影响 在井径扩大处的上边界声波增大，下边界声波减小。,上边界增大,下边界减小,2）地层厚度对声波时差影响,厚层：h间距 取地层中间段的平均值 作为地层的声波时差 半幅点对应地层界面薄层：h间距 受上下围岩影响，造成地层变厚假象间互薄层：很难反映地层情况仪器间距：一般0.5m,间互薄层对声波时差影响,3）周波跳跃对声波时差影响,周波跳跃现象：在疏松气层或裂缝发育的地层条件下，由于声波能量被地层大量吸收而发生衰减首波信号只能触发第一个接受器，而续至波触发另一个接受器 声波时差数值“忽大忽小”，曲线幅度急剧变化。寻找和识别气层以及裂缝发育的地层的判据。,6.2.3 井眼补偿声速测井,仪器：双发双收 T1、T2交替发射声波 T1=R2-R1t 1 T2=R1-R2t 2补偿时差曲线：t=（t 1+t 2）/2补偿作用:消除井壁垮塌和仪器倾斜 对声速测量的影响,6.2.4 声速测井资料应用,1）判断气层：气层声波时差大于油层声波时差A、疏松气层声波周波跳跃,B、一般气层声波时差增大,2）划分岩性,砂泥岩剖面,碳酸岩与泥岩互层剖面,岩盐及无水石膏剖面,*3）计算孔隙度,（1）平均时间公式：（2）统计公式：统计确定（3）压实校正：Cp用邻近泥岩的声波时差测值确定（4）泥质校正：（5）缝洞型储层：平均时间公式所求孔隙度偏低,声波幅度衰减与频率、介质密度、弹性等因素有关，测量声波幅度变化可以认识地层性质和水泥胶结情况。6.3.1 岩石的声波幅度 介质粘滞吸收声波能量 声波在介质中传播时，由于质点的振动要克服摩擦力，使声波能量转化成热能而衰减。频率 一定，地层越疏松，声波能量被吸收越大.介质界面反射声波能量 声波在不同介质的界面产生反射与折射，透射波的能量取决于两种介质声阻抗之比.声阻抗 声耦合率=z1/z2 z1与z2差异大，声耦合不好，声波透射率低，反射率高；z1与z2差异小，声耦合好，声波透射率高，反射率低。,6.3 声波幅度测井,测量信号:接收波第一负峰的幅度主要应用:检查水泥胶结质量(套管井)识别裂缝和岩性（裸眼井）1）套管井声幅测井（1）判断固井质量原理 套管与水泥环胶结好耦合好，声波容易从套管进入水泥环，接受器接受到的声波幅度较小；套管与水泥环胶结不好耦合不好，声波不容易从套管进入水泥环，接受器接受到的声波幅度较大。,6.3.2 声波幅度测井,（2）影响因素 测量时间：一般固井后2448小时内测井 水泥环厚度：井筒内泥浆气侵：（3）资料应用 主要测量第一胶结界面 相对幅度=（目的井段曲线幅度/泥浆井段曲线幅度）100%定量解释标准：相对幅度40%：胶结不好（串槽）,2）裸眼井声波幅度测井（1）仪器类型,单发单收,单发双收,（2）判断依据 垂直裂缝主要衰减纵波 水平裂缝主要衰减横波 溶洞中波的干涉和散射（3）判断方法 裂缝性地层声幅低 溶洞性地层声幅低,6.3.3 声波变密度测井,套管波地层波,测量全波列接受器依次接受到的波为：套管波地层波泥浆波,结构示意图,1、标准声波发射器用于3英尺声幅和5英尺全波列测 井，中心频率是25KHz。2、八扇区水泥胶结测井，中心频率是80120KHz。3、每扇区发射/接收周向45度范围的滑行波信号，解释该扇区的水泥胶结质量。,6.3.4 多扇区声波测井(SBT),返回,45,声波窗口,压电晶体,扇区发射器接收器排列俯视图,返回,SBT扇区声波测井仪应用,1、给出八个独立扇区的声幅值和 胶结图；2、给出3英尺声幅和5英尺变密度曲线。,SBT扇区声波测井仪优点,1、周向分辨率高，可以探测10孔道；2、能同时测量八扇区水泥胶结图和3英尺声幅及5英尺变密度信号；3、信号受泥浆密度影响小。,返回,扇区水泥胶结测井用于检查固井质量，测井资料可提供自由套管段，水泥胶结好、中、差井段，水泥返高及遇阻深度。,6.3.5 超声波电视测井,直接观察井下套管和地层情况的一种声波测井 原理：利用反射波的能量与反射界面的声阻抗差有关，通过测量超声波的反射波的强度来了解套管井射孔、裂缝及产状情况 测量：发射探头，同时也作为接受探头，发射与接受间互；发射的声波垂直进入地层，通过测量其反射能量的大小，解释地层及套管情况。,利用超声波在介质中的传播和反射特性。由井下仪器的超声换能器（由电机驱动，在井眼内旋转扫描）发射和接收脉冲式超声波。对套管内壁或井壁的回波幅度和时间信息进行处理。对破损部位使用不同角度，不同形式的各种图形加以描绘。其中包括立体图、纵横截面图、时间图、幅度图和井径曲线。,超声电视,返回,立体图,纵截面图,套 损 检 测 实 例,超声电视,6.3.6 超声成像测井(CAST-V),扫描头既做为发射器发出超声脉冲，又做为接收器接收套管反射波及谐振波。,返回,技术指标,耐温:175C耐压:137 900 kPa外径:92 mm垂直分辨率 7.62 mm精度 5%采样率可变多探头尺寸,CAST-V 套管井井壁成像,带眼筛管,提供套管壁厚、偏心、井斜、相对方位、CBL幅度、变密度、胶结指数、声阻抗、声阻抗图,固井质