测井资料地质解释.ppt

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八区克上组砾岩油藏S51小层有效厚度平面分布图,二、测井地质学研究存在的问题及探索方向,1当前测井地质学研究主要存在的问题,利用测井技术在井下检测到的岩石物理性质如导电性、放射性等仅仅是间接包含了岩石的地学信息，而不是直接的知识信息。,1)解的不确定性,例如测量的地质对象由钻井取心观察是“灰色含泥细砂岩”。这个结论有四个信息需要量化约定才可能由测井数据集判定。即颜色、泥质成分及含量、砂粒的矿物成分、颗粒的粒径。其中，尤其是颜色，直到目前也无法用测井曲线解释清楚。,由此可见，测井数据集与地质描述集合之间不是一一对应的，存在着不确定的解。,2)解的区域性,由于沉积体与沉积环境密切相关，因此地质学对沉积体的描述大多是地区性的。而测井方法是固定的，同样是电阻率曲线，对不同井、不同层位、不同地区，即使是同一类岩石也不会具有相同的数量。因此，即使使用同一种测井方法，在研究地质学问题时，在不同的地区会得到不同的结论。,3)负载能力有限性,地球物理测井探测的是地层的电性、声学特性和核物理特性，加上探测研究环境和条件的影响，不同的地质对象的响应差异并不显著，例如石英、白云石、方解石三种沉积岩主要矿物的声波时差(纵波)相对差值仅为10%左右，而测井仪器的误差为5%，井径和钻井液变化的影响可以达到50%以上。所以利用测井识别地质现象的能力是很有限的。不能什么问题都企望测井去解决。,鉴于以上几点，可以把测井地质学成果定位在辅助信息、辅助工具层次上，但它对地质家的研究可以起到少走弯路、节省投入的作用，达到事半功倍的效果。,2.测井地质学当前主要探索方向,更新用测井资料确定岩性、岩相、沉积环境研究的概念，将测井信息作为单项指标量提高到模型化的高度(即由数量模型提高到概念模型)，建立典型模式。,深入研究测井曲线的旋回特性，建立测井层序地层学分析体系，并以层序地层、旋回地层、地层模拟为基础，综合测井和地震勘探资料研究，使地震高分辨率上升到测井量级，使测井在区域研究上有更大的用武之地。,加深低孔低渗油气储层有效孔隙度、渗透率的测井计算方法研究，束缚水饱和度计算方法研究，在油藏产能评价方面开辟新的方向。,将测井资料进一步有效地应用到地应力计算及次生孔隙评价、地层敏感性分析和油层保护等工程方面。,*测井信息影响因素,测井信息是用不同的测井仪器按不同的方法在井下采集的。测井信息主要受岩石物理性质、井眼环境、测量方式及仪器结构、操作者的处理方式（校正及输入参数）的影响。,一、测井探测的岩石物理性质,二、测井的测量方法,三、测井信息受环境的影响因素,四、测井曲线的纵向和径向分辨率,一、测井探测的岩石物理性质,1电 性,2核物理性质,4核磁共振特性,3声学特性,主要裸眼井测井方法表,二、测井方法,三、测井信息受环境的影响因素,1、井眼影响,1）井径变化及井眼垮塌,井眼越大，测井仪周围的钻井液体积越多，影响了测井读数。对于贴井壁仪器，井径扩大及不规则直接造成极板贴不上井壁，读数变小。,2）钻井液影响,井内钻井液的成分和矿化度，对电法测井和中子及密度测井都有较大影响，若含有大量重晶石，则严重影响岩性密度测井，使测井曲线无法应用。,2、侵入影响,由于井内压力与地层压力不一致，造成一部分钻井液滤液侵入地层，驱替一部分地层流体(油、气、地层水)，即侵入；,侵入使井壁周围的地层产生的冲洗带、侵入过渡带和原状地层三个区带，其导电性和流体饱和度发生变化。因此，必须通过侵入校正才能获得正确的地层岩石物理值。,3、下井仪器的状态,1)仪器直径及偏心,仪器直径与井眼直径必须匹配适当，否则不易顺利测井，且影响电缆的张力从而影响深度的准确性。仪器偏心对于井下声波电视影响最大，有时会得不到可用的图像。,2)仪器的旋转和跳动,下井仪器的旋转和跳动对于声波测井，特别是地层倾角测井曲线影响最大，必须控制和校正。,4、测井速度,各种测井仪器的测井速度(即每小时仪器自井底上提的长度)是不同时，特别是有“时间常数”要求的放射性仪器，对测井速度有着较严格的要求，速度太快将降低测量值。,四、测井曲线的纵向和径向分辨率,测井仪器的纵向分辨率指其区分地层厚度的能力，径向分辨率指仪器对地层横向探测能力。测井仪器的两个分辨率是互相制约的，一般来说，纵向分辨率越高的仪器径向探测深度越浅。常规测井的分辨率家下表。,斯伦贝谢公司各测井项目分辨率（改编自Allen等人）,测井资料在构造研究中应用,测井资料地层对比,地层倾角测井,区域地层对比 油层对比（小层对比）地层对比：在横向上进行地层追踪的过程 钻井取芯；岩屑录井；地震资料；测井资料（深度准确测量值可靠）；古化石；分析测试资料 测井资料进行对比的概念：通过对相邻井的测井曲线进行分析，根据曲线形态的相似性，进行井与井之间地层追踪的过程。,测井资料地层对比,用途：建立油田地层层序；确定油气藏地质构造形态；确定断层位置；确定油气储集层岩性、物性，在地下空间里分布规律并搞清储集体几体形态；确定油气藏油气水空间分布规律；进行沉积相研究区域地层对比：以区域地质研究为重点，在油区范围内对比大套地层，目的是确定地层层位关系。深度比例尺为1：500（标准测井曲线）油层对比：以油层研究为重点，在一个油气藏范围内，对区域地层对比时的油层进行划分和对比，用深度比例尺为1：200组合测井曲线；目的：确定油气层主要关系。,资料的选择,首先研究岩性-电性关系，研究各级次沉积旋回在测井曲线上的特征；清楚地显示岩性标准层的特征；比较明显地反映剖面上岩性组合即沉积旋回特征；清楚地反映各种岩性界面；测量精度高，为生产中已普遍采用的测井方法。一般选用1：500的标准测井曲线，在砂岩层中：井径、自然电位、2.5m的低部梯度电极高；常用自然电位、2.5m的梯度微电极和声波时差（判断岩性和地层孔隙度）,井网密度，标准层数量和质量标准层：分布广泛，岩性-电性特征明显，距目的层较近，厚度状且易与上下岩层相区别的岩层如何选择标准层：首先应研究油田区域内各油层剖面中稳定沉积层的分布，然后逐层追踪，编制分层岩性平面分布图，确定其分布范围和稳定程度，进而挑选出可用于标准层的层位。稳定沉积层多形成于盆地均匀下沉，水域分布广阔的较深水沉积环境。从剖面上看，一般在二个沉积旋回或两个岩相段分界附近，由于沉积环境在时间上交替，往往使两种岩相的岩性直接接触或相混出现易于形成特征明显的岩层，所以寻找与选择标准层应着重于这些环境和层段。,研究断层：井间对比，个别井缺失或重复时：一般表明有断层存在地层缺失正断层；地层重复，逆断层。断层面位置为缺失或重复位置，其倾向、走向和断距可通过图解法来确定。,旋回-厚度对比油层标准层、旋回-厚度对比油层的方法油层对比,地层对比步骤,1利用标准层对比油层组 首先研究和分析二级旋迥分布和规律，即数量和性质数量决定了油层组的多少。性质要参考一级旋迥的性质而定，标准层用于确定对比区内油层组间的层位界面。2利用沉积旋回对比砂岩组 在划分油层组的基础上进行砂岩对比，对比时应根据油层组上的岩石组合规律，演变规律，旋回性质测井曲线，形态组合特征，将其进一步划分为若干个三级旋回，一般均按水进和水退考虑，即以水退作为三级旋回的起点，水进结束作为三级旋回的终点，这样划分可使旋回内的粗粒部分的顶部均有一层分布相对稳定的泥岩层，这层泥岩即可作为划分与对比三级旋回的界线又可作为砂岩组的分层界面。3利用岩性和厚度对比单油层 在油田范围内，同一时期形成的单油层，不论是岩性和厚度都具有相似性，在划分和对比单油层时，应在三级旋回内进一步分析其相对发育程度泥岩层的稳定程度，将三级旋回分为若干韵律，韵律内较粗粒含油部分即为单油层，井间单油层则可按岩性和厚度相似原则进行对比，韵律内的单油层的层数和厚度可能不尽相同，在连接对比线时，应视具体情况作层位上的合并劈分处理或尖灭处理。,地层倾角测井,在A井中根据地层倾角图选出构造角，并计算出构造角沿AB方向的视倾角，从而划出视倾斜线AE，AE为从A井沿剖面线AB的构造角外推线，用同样的方法可以作出BF线。,在A井中的地层可沿AE线方向寻找B井中的响应地层。在B井中的地层可沿BF线方向寻找A井中的响应地层。这样，从A井推到B井，再从B井推到A井，就可以清楚地得出正确的对比结果。,(一)、基本倾斜模式（4种）1红模式：（又称沉积斜坡模式）是指随深度的增加相邻两个或多个蝌蚪方向不变角度增加，它是由沉积在斜坡表面的沉积 物形成的，方向是地层加厚方向或地层倾向。2蓝模式：（又称沉积水流模式）是指随深度增加，方向不变，角度减小，它是由水流沉积形成的，它所指的方向是水流的方向。3黄模式：（又称高能中断模式）相邻的两个或多个蝌蚪，它们的方向和角度是随机变化的，它产生在高能中的浅水环境（浅水区）4绿模式：（又称低能中断模式）相邻的两个或多个蝌蚪，它们随深度的增加它们的方向和角度完全保持一致，产生于深水环境，只有绿模式 反映区域地质构造，红模式，蓝模式只反映沉积体内部的沉积构造。5.杂乱模式：,确定构造倾斜的方式1一般准则 当确定构造倾斜时，使用有最大纵向延伸的那些趋势，在发生构造运动的时候，整体上倾斜发生变化，虽然局部地层由于内部沉积构造或局部构造会造成失量图上局部的失量异常，但它并不代表区域构造倾斜，由于地层发生整体倾斜，所以在纵向上就会形成一个总的构造倾角的倾斜构造趋势。2在失量图上确定构造倾斜的步骤 第一步，在小比例蝌蚪图上，检查低散射失量区，建议使的比例尺为 1：100/2：100（英寸：英尺）1：1000或1：500 第二步，在最小散射的层段，读取在纵向上延伸的尽可能远的倾斜散射的值，这个值代表近似的构造倾斜的倾向和倾角。第三步，在大比例尺的成果图上，建议使用的比例尺为 5：10尺/1：20，确定第二步中所选取倾向的精确值。3确定构造倾斜的变化点 先找绿模式（低散射区）上倾斜向下延伸，直到最下边倾向和上部一致的点；下斜倾向上延伸则两者中间为断层破碎带，如无破碎带，则图中二水平线的可能很近。,构造解释-褶皱1.褶皱要素及形态分类（1）褶皱要素:为了更好地用地层倾角测井资料研究褶曲及其特征，首先要弄清楚褶皱的各个组成部分及其相互关系，即要认识褶皱要素。褶皱要素主要是：核：又称核部，系褶皱的中心部位的岩层。翼：又称翼部，系指褶皱核部两侧的岩层，在横剖面上，构成两翼的同一招皱面拐点的切线的夹角称为“翼间角”。转折端：系指一翼向另一翼过渡的弯曲部分。褶轴：又称为轴线或轴。对圆柱状褶皱而言是指留皱面上一条直线平行其自身移动能描绘出裙皱面的弯曲形态，这条直线叫招轴。,枢纽：在褶皱的各个横剖面上，同一招皱面的最大弯曲点的连线叫做枢纽。枢纽可以是直线，也可以是弯曲线或者折线；可以是水平线，也可以是倾斜线。轴面：是指由许多相邻褶皱面上的枢纽连成的面，也可称为枢纽面。如果招皱各层的厚度在两翼基本不变时，可以把轴面看成翼间角的平分面，或者大致平分褶皱两翼的对称面。轴面可以是平面，也可以是曲面。轴面产状和任何构造面产状一样，是用其走向、倾向和倾角来确定的。轴迹：轴面与地面或任一平面的交线。脊、脊线：背斜和背斜的同一褶皱面的各横剖面上的最高点为“脊”，它们的连线称为脊线。,（2）褶皱分类背斜和向斜按轴面产状和两翼地层倾斜情况可分为：对称褶曲：轴面近于铅直，两翼倾角相等，倾向相反。不对称褶曲：铀面倾斜，两翼倾角不等，倾向相反。倒转褶曲：轴面倾斜很大，使一翼倒转过来，两翼都向同一个方向倾斜。平卧褶曲。轴面水平，一翼地层正常，新地层覆盖在老地层上；一翼倒转，老地层覆盖在新地层上面。两翼向不同方向倾斜。,2.地层倾角测井的褶皱解释方法（1）对称背斜当井没有穿过轴面，矢量图为绿色模式显示，与单斜构造显示相同。但是在轴面两侧钻井，两口井的矢量图在同一岩层出现倾向相反的倾角。如果井钻在背斜的顶部，这时测得的地层倾角就很小，倾斜方位角也就很乱，只有钻在两翼上，才会显示出倾角较大，方位角一致的绿色模式,（2）不对称背斜当不对称背斜和轴面重合，井钻遇不对称背斜次序是缓翼一脊面一陡翼时，矢量图有下列特征：缓冀地层中，构造倾角与倾斜方位角基本一致，矢量图呈绿色模式。由缓翼地层逐渐接近构造脊面，倾角随深度增加而减小，矢量图呈蓝色模式。在背斜脊面处倾角接近零度。由背斜脊面向陡翼地层过渡时，倾角随深度增加而增大，倾向与上翼地层相反，矢量图成红色模式。在陡翼地层中，倾角稳定，倾角比缓翼地层大，倾向与缓翼地层相反，矢量图呈绿模式。矢量模式组合为：绿一蓝一红(反)一绿(反、大)。,（3）平卧褶皱轴面接近水平，两翼都已经倒转，故在地层倾角测井图上表现出上下两翼的倾斜方向相反。（4）倒转背斜倒转背斜的特点是下翼倾角比上翼大，两翼倾向相同。当井穿过倒转背斜轴面时，矢量图有下列特征显示在上翼地层中，矢量图呈绿色模式，倾角和倾向基本不变。由上翼地层至背斜脊面，矢量图呈蓝色模式，倾角随深度增加而减小。由背斜脊面至背斜轴面，矢量图呈红色模式，倾向相反。至倒转背斜转折面，倾角随深度继续增大，一直增加到90o为止。有的倒转背斜在此部位，由于弯曲太大造成断裂，矢量图不为红色模式而以散乱模式显示。由转折面进入下翼地层，矢量图呈蓝色模式，倾角由最大值随深度增加而减小，倾向与上翼地层相同。在下冀地层中，矢量图呈绿色模式，但倾角比上翼地层大，倾斜方位与上翼地层基本一致。,此种倒转背斜的颜色模式为绿一蓝一红(反)一蓝一绿(大)或绿一蓝一乱一蓝一绿(大)。(反)一蓝一绿(大)或绿一蓝一乱-蓝一绿(大)。（5）底辟褶皱一盐丘构造。它具有塑性内核，由于岩盐或石膏刺穿上覆岩层而发生褶皱，使地层的倾角发生连续变化。在地层倾角测井图上一般具有恒定的倾向，倾角较大,断层、不整合 正断层：在拉伸力的作用下形成的。逆断层：在挤压力的作用下岩层破碎而形成的断层识别的标志：在断层附近一定要有某种畸变或上下盘构造倾斜不一样小能够识别。,1.断层要素及形态分类（1）断层要素断层面：将岩块或岩层断开成两部分，被断开的岩块或岩层顺着滑动的破裂面称为断层面。断层面的空间位置由其走向、倾向和倾角确定。断层线：断层线是断层面与地面的交线。,断盘：断盘是断层面两侧沿断层面发生位移的岩块。如果断层面是倾斜的，位于断层面上侧的一盘为上盘，位于断层面下侧的一盘为下盘，如果断层面直立，则按断盘相对于断层的方位描述，如东盘、西盘或南盘、北盘。根据两盘的相对滑动，相对上升的一盘叫上升盘，相对下降的一盘叫下降盘。断距：断距是指被错断岩层在两盘上的对应层之间的相对距离。在不同方位的剖面上，断距值是不同的。（2）断层分类 根据断层两盘的相对运动可将断层分为以下几类：,正断层：正断层是断层上盘相对下盘向下滑动的断层。井下的标志为地层缺失。逆断层：逆断层是断层上盘相对于下盘向上滑动的断层，井下标志为地层重复。习惯上将断层面倾角小于45o左右逆断层称为逆掩断层，大于45o的逆断层称为冲断层。平移断层。断层两盘沿断层面的走向相对移动的断层。此外还有一些过渡类型。正断层往往在拉伸力的作用下形成的。逆断层往往在挤压力的作用下岩层破碎而形成的。断层能够识别的标志：在断层附近一定要有某种畸变或上下盘构造倾斜不一样而能够进行识别。,2地层倾角测井的断层解释方法断层面没有变形的断层正断层，在井眼中地层缺失，由于断层面没有变形，矢量图显示与单斜构造一样，不能用倾角测井资料判断、确定这类断裂。同样倾角测井也不能确定断层面没有变形的逆断层。有破碎带的断层当地层很硬时，岩层沿断层面形成破碎带。由于破碎带中地层倾向没有固定方向，故矢量图为绿一乱一绿模式（3）有拖曳现象的断层塑性岩层上下盘沿断层面作相对运动时，由于摩擦力的作用，地层层面在断层面处发生形变，就有可能从矢量图上辨认断层。,正断层的判断,断面与层面倾向相同的正断层带有拖曳现象的正断层，断层面与地层面向同一方向倾斜，由于上盘顺断层面下滑，下盘沿断层面上推，使上下盘在拖曳区倾角变大，矢量图上有下列特征：在上盘岩层中，层面为未受拖曳影响，矢量图呈绿模式。此时的倾角和方位角为上盘岩层的倾角与方位角。进入上盘拖曳区，倾角增大，至断层面，倾角最大。矢量图为红色模式显示。此时最大倾角的深度为断点深度，其倾角及方位角为断面的倾角及方位角。,进入下盘拖曳区，倾角减小，矢量图为蓝色模式。进入下盘，未受拖曳影响的岩层倾角稳定，矢量图为绿色模式显示。整个矢量图显示为绿一红一蓝一绿模式，方位始终一致。断面与层面倾向相反的正断层带拖曳现象的正断层，断层面与地层面倾向相反。由于上盘下滑，在拖曳区出现小向斜；下盘上报，在拖曳区出现小背斜。整个矢量图显示为绿一蓝一红(反)一蓝(反)一红一绿模式。红(反)模式最大倾角处的深度为断点深度，其矢量点倾角和方位角接近断层,综合上述分析，拖曳断层显示有两种模式，即绿一红一蓝一绿和绿一蓝一红(反)一蓝(反)一红一绿。但是怎样判断绿一红一蓝一绿是断面与层面相同的正断层，还是断面与层面相反的逆断层?同理怎样判断线一蓝一红(反)一蓝(反)一红一样判断绿一蓝一红(反)一蓝(反)一红一绿是断面与层面倾向相反的正断层还是层面与断面倾向相同的逆断层?这就需要用地质资料、测井资料综合判断。如测井资料在断点附近有地层缺失可判断为正断层，在断点附近有地层重复或变厚则判断为逆断层。,逆断层的识别,断面与地层面倾向相同的逆断层带有拖曳现象的逆断层，断层面与地层面倾向相同时，上盘在拖曳区出现小背斜，下盘在拖曳区出现小向斜。整个矢量模式组合为绿一蓝一红(反)一蓝(反)一绿模式组合。断点处倾角矢量模式组合为红(反)一蓝(反)模式组合。红模式倾角最大处对应断点埋深，断层面倾向与红(反)模式矢量方向相反。这种情况下不能确定断层面倾角。,断面与层面倾向相反的逆断层为带有拖曳现象的逆断层，断层面与地层面倾向相反，由于上盘顺断层面上推，下盘沿断层面下滑，使上下盘在拖曳区倾角变大。矢量图显示为绿一红一蓝一绿模式，倾角最大的深度为断点深度。,解释实例塔里木塔中4井3816m处岩心破碎并发育逆断层。断点处倾角矢量杂乱或为空矢量点上盘牵引带地层倾角反转(即与上部绿模式矢量方向相反)，向东或东北倾斜。经过断点后地层产状恢复正常，呈绿模式。断层面倾角与牵引带矢量方向相反，即向西或西南方向倾斜,不整合面,根据不整合面上、下地层产状和所反映的构造运动特征，不整合面分为平行不整合和角度不整合两种主要类型。平行不整合表现为上、下两套地层的产状彼此平行，但在两套地层之间缺失了一些时代的地层。角度不整合主要表现为不整合面上、下两套地层之间既缺失部分地层，产状也不相同。,平行不整合(假整合)当侵蚀面的倾角与方位角没有变化时，假整合在倾角图上就无显示。当侵蚀面有风化带时，倾角图显示为乱倾角，就有可能识别假整合。如果侵蚀面侵蚀后产生局部的高点和低点，再沉积时在低洼处形成充填式沉积，倾角图为红色模式(图226c)或蓝色模式显示，假整合也有可能识别。,角度不整合角度不整合在倾角矢量图上表现为倾角或倾向突变，地层产状明显变化，而且一般情况下不整合上部地层倾角较小，下部地层倾角较大(图226a)。这种突变在区域上可以对比，不同于断层，仅引起局部地层产状突变。,实例塔中4井3724m处发育石炭系东河砂岩与下伏志留系之间的角度不整合面。该不整合面上覆地层倾角4o、地层倾向南西，而不整合面下伏地层倾角24o，倾向南西，为明显的角度不整合。该不整合面的岩心资料证实，不整合面上有10cm厚的风化壳。石炭系东河砂岩为该区最显著的不整合面，该地区位于塔中4井北部40km的塔中10井也可于井深4310m处明显见该角度不整合面的存在。该不整合面区域上可以进行对比,