成象测井技术及地质应用.ppt

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1、成像测井技术及地质应用,成像测井技术及地质应用,一、概述二、声电成象测量原理三、声电成象地质应用 1、地质构造解释 2、沉积学解释 3、裂缝识别 4、地应力方向的确定 5、薄层解释四、油田应用实例五、总结,随着油田的不断勘探、开发，我们所面临的油气藏通常具有岩性复杂、储集类型多样、物性变化大、非均质性强等岩石物理特性，其储层评价一直是一个难点，而成像测井是用图象来表征地质现象，特别适合于提供裂缝、孔洞、薄互层等非均质地层信息，并在研究地质构造、沉积环境等方面具有常规测井不可比拟的优越性。成象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

2、通过图像处理技术得到井壁的二维图象或井眼周围某一探测深度以内的三维图像。,电成像测井：微电阻率扫描成像仪（STAR-II、EMI、FMS、FMI）超声波成像测井：超声波扫描成像测井仪（CBIL、CAST、USI、UBI）,成像测井分类,西方阿特拉斯的ECLIPS-5700成像测井系统主要包括：声电组合成像测井（STAR-II）哈里伯顿的EXCELL-2000成像测井系统主要包括：井周声波扫描成像测井（CAST），微电阻率扫描成像（EMI）斯伦贝谢的MAXIS-500成像测井系统主要包括：微电阻率扫描成像（FMI）,成像测井系统,成像测井技术及地质应用,一、概述二、声电成象测量原理三、声电成象地

3、质应用 1、地质构造解释 2、沉积学解释 3、裂缝识别 4、地应力方向的确定 5、薄层解释四、油田应用实例五、总结,微电阻率扫描成像测井原理,地层微电阻率扫描成像测井是利用按一定方式密集排列组合的电性传感器，阵列测量井壁附近地层电导率，并进行高密度采样和高分辨率成像处理，得到“似岩心”的井壁成像图，用于储层评价以及沉积相、沉积构造等方面的研究。,声波成象测量原理,超声波成像测井采用旋转式超声换能器，对井眼四周进行扫描，并记录回波波形。岩石声阻抗的变化会引起回波幅度的变化，井径的变化会引起回波传播时间的变化，将测量的反射波幅度和传播时间进行成像，就可得到整个井壁360度方位的高分辨率成像图，用于

4、井下岩性及裂缝、构造等地质现象研究。,成象测井所提供的地质图件,对所采集的数据进行色素色彩或灰度等级刻度，刻度时要选择一个窗长，长窗长适用于区别大范围电阻率或回波幅度的变化，便于岩性对比，短窗长适用于突出局部地层细节的变化。颜色的等级是用白-黄-橙-黑序列刻度的，代表着地层电阻率或回波幅度由高到低。因此图象颜色并不代表岩石本身的颜色。,微电阻率扫描成像测井原理,地层微电阻率扫描成像测井是利用按一定方式密集排列组合的电性传感器，阵列测量井壁附近地层电导率，并进行高密度采样和高分辨率成像处理，得到“似岩心”的井壁成像图，用于储层评价以及沉积相、沉积构造等方面的研究。,成象测井所提供的地质图件,成象

5、测井根据选择窗长的不同可生成：,动态加强图象,静态图象,1、静态标准化图象：是把全井段所有资料都用同一标准进行色彩等级刻度，这种图象适用于观察较大电阻率或波阻抗变化和岩性对比分析。2、动态加强图象在需要了解详细地层信息时，在特定深度范围内对颜色进行重新刻度，所以在不同深度段内相同的颜色可能代表不同的电阻率及波阻抗值，它只适用于增加井孔特殊区域上地质特征的清晰度。,静态图象,动态加强图象,成像测井技术及地质应用,一、概述二、声电成象测量原理三、声电成象地质应用 1、地质构造解释 2、沉积学解释 3、裂缝识别 4、地应力方向的确定 5、薄层解释四、油田应用实例五、总结,声电成象地质应用 地质构造解

6、释,用成象资料解释地质构造的方法基于地层产状（地层的倾向和倾角）的变化特征。断层和褶皱是地下地质构造中常见的构造，断层往往使地层产生位移，使地层的产状发生变形或突变，褶皱是地层产状发生逐渐变化。,确定裂缝、地层产状,地层产状,裂缝产状,逆 断 层,逆 断 层,车古201井的小正断层,褶曲构造,褶曲构造,车古203井利用的地层产状的变化确定地质构造,在对成像测井资料拾取的基础上，通过地层产状的变化可以确定地质构造。车古203井的地层产状的变化如图所示，地层的倾向基本上都是北北西倾，变化不大。但地层倾角模式显示在3880-4020 m之间存在一个很大的正断裂带，断裂带内小断面很发育,在3950-3

7、970 m存在有较大的断面。断裂带的走向基本上是东西向。,成像测井技术及地质应用,一、概述二、声电成象测量原理三、声电成象地质应用 1、地质构造解释 2、沉积学解释 3、裂缝识别 4、地应力方向的确定 5、薄层解释四、油田应用实例五、总结,声电成象地质应用 沉积学解释,1、层理构造 2、层面构造 3、变形构造 4、化学成因构造 5、生物成因构造 6、砂砾岩中粒序的变化,层理构造-水平层理,水平层理,在声电成像图上表现为纹层呈现出正弦曲线状特征，厚度稳定，互相平行，所有纹层的产状几乎完全一致，纹层之间由颜色深浅来显示。一般认为这种层理是在比较稳定的水动力条件下，常见于海，湖深水地带，闭塞海湾、泻

8、湖、沼泽以及牛轭湖等环境中。,平行层理,在成像图上，表现为一组与层理基本平行的正弦曲线，正弦曲线的产状基本一致，当构造倾角为零时，则表现为一组水平线条，平行层理不同于水平层理、水平层理的纹层厚度稳定，边缘光滑，即界面平整，纹层之间由颜色深浅指示；而平行层理的纹层厚度稳定，而界面不平整。它们是在较强的水动力条件下流动水作用的产物，而非静水沉积。,平行层理,在成像图上表现为正弦波状，角度较高，互相平行，而层系界面角度较小，纹层与界面相切割。,板状交错层理,成像图上表现为几组正弦曲线，组内曲线产状基本一致，组间正弦产状差别较大，前一组正弦曲线被后一组削蚀。交错层理中纹层的倾向可用来判断古水流的流动方

9、向，这一方向也指示优先渗透方向及砂体方位，具有一定的指相意义。,槽状交错层理,砾岩中砾序的变化,砾石,在成像图上，浅色特征（砂质）显示为波浪状，波谷被黑色特征（泥质）充填。波痕是非粘粒的砂岩所特有的沉积构造。在不对称波痕中，陡坡倾向朝向岸或水流方向，在海、湖滨岸、波峰走向大致平行岸的延伸方向，陡坡朝向陆地。因此波痕也是沉积环境的重要指示构造。,层面构造波痕,冲刷面,层面构造冲刷面,在成像图上，冲刷面上覆地层呈现为浅色，而下伏地层的颜色较深，接触面凹凸不平，同时在冲刷面处井径曲线发生或大或小的变化，如上图所示上覆地层是砂岩，而下伏地层是泥岩，接触面不平整。冲刷面表示了一个沉积旋回的终止和另一个沉

10、积旋回的开始（正沉积旋回），因此它揭示了短暂的沉积间断,负载构造,层面构造负载构造,在成像图上，显示为高阻白色条带砂岩底面与低阻黑色特征-泥质物接触的轻微突起，呈瘤状，有一个或几个，且不对称，负载构造多在浊积岩中保存良好，因此具有很好的指相意义。,变形构造-包卷层理,包卷层理,在成像图上，可明显看出纹层扭曲成圆形、半圆形、椭圆形或不规则的似有圆形的特征。包卷层理是指示沉积环境的重要信息，它在浊流沉积岩中较为常见。,同生结核,化学成因构造同生结核,在成像图上显示为同心似球状特征，中央的核为高阻白色或低阻黑色，结核不切穿层理、层理绕结核呈弯曲状经过，它也充分说明了结核是成岩作用阶段形成的。,成像测

11、井技术及地质应用,一、概述二、声电成象测量原理三、声电成象地质应用 1、地质构造解释 2、沉积学解释 3、裂缝识别 4、地应力方向的确定 5、薄层解释四、油田应用实例五、总结,构造裂缝：裂缝按倾角可分为：高角度裂缝 垂直裂缝 低角度裂缝 网状裂缝等裂缝按充填性质分为：开启裂缝 充填裂缝。非构造裂缝：缝合线；钻井诱导缝；收缩裂缝。,不同类型裂缝FMI成像图,溶 洞,层面与裂缝相交洞,相交洞,层理面与裂缝相交处岩层与地下流体的接触面加大，易形成黑色串珠状溶洞。,层间洞,层间洞,裂缝识别诱导缝,垂直诱导缝 雁状诱导缝,雁状诱导缝,垂直诱导缝,钻井诱导缝是在应力作用下即使产生的，只与地应力有关，故排列

12、整齐，规律性强，延伸不大，为无效裂缝,成像测井技术及地质应用,一、概述二、声电成象测量原理三、声电成象地质应用 1、地质构造解释 2、沉积学解释 3、裂缝识别 4、地应力方向的确定 5、薄层解释四、油田应用实例五、总结,现今最大水平主应力方向的确定,目的是用于低渗透油田的压裂井网部署，预测工程事故，指导钻井方案设计，根据地应力方向部署井网。,井眼崩落法确定的主应力方向,井眼扩径是由于带方向性的地应力在井壁附近集中，使井壁应力增大，产生较强的剪切力，造成井壁按一定方向崩落而形成，井眼崩落方向与现今最大水平主应力方向垂直。,利用诱导缝确定现今最大水平主应力方向,在钻井过程中，钻具、钻井液及地应力的

13、不均衡可以形成钻井诱导缝，钻井诱导缝的走向与现今最大主应力方向一致。,成像测井技术及地质应用,一、概述二、声电成象测量原理三、声电成象地质应用 1、地质构造解释 2、沉积学解释 3、裂缝识别 4、地应力方向的确定 5、薄层解释四、油田应用实例五、总结,成象测井的地质应用薄层的识别,成像测井分辨率高达0.2英寸(5mm）,并具有很高的分辨率，因此在识别薄层方面具有独特优势，能很好的划分储层的质量及统计储层有效厚度，能较好的评价薄储层。,成像测井技术及地质应用,一、概述二、声电成象测量原理三、声电成象地质应用 1、地质构造解释 2、沉积学解释 3、裂缝识别 4、地应力方向的确定 5、薄层解释四、油

14、田应用实例五、总结,车571,1.下古生界潜山油藏勘探获新突破 a.发现车571潜山，有利含油面积8.0km2，储量规模在1000104t以上。b.富台油田含油面积扩大，预计新增探明含油面积9.0km2左右，探明储量1000104t以上。,车古203,车古202,日产油65.6t,日产油117.3t,日产油299.5m3，气15400m3，不含水。,油田应用实例富台潜山油气藏,油田应用实例 富台潜山油气藏,地质构造分析 裂缝及孔洞识别 地应力分析 储层评价,2、构 造 分 析,地层产状,车古201井地层构造总体特征,倾角模式显示在3880-4020之间存在较大的正断裂带,小断面很发育,在395

15、0m及3970m附近有较大断面,车古203井地层构造总体特征,由于车古203井在下马家沟组断裂带的发育，与车古201井相比，它缺失两段地层，厚度变薄约65m。,车古201井的小正断层,逆 断 层,逆 断 层,车 571 井 成 像 图 1,地质构造分析裂缝及孔洞识别 地应力分析 储层评价,车古201井成像显示灰岩发育大量开启缝,zlf:,zlf:,zlf:,车古201井成像显示灰岩发育大量开启缝,A,B,C,车古201-1井内主要储集层段(冶里组)清楚可见溶蚀孔洞及裂缝,A,B,车古201-1井内主要储集层段(八陡组)清楚可见溶蚀孔洞及裂缝,车古 201 FMI images showing

16、conductive fracture in massive gneiss,车古201井成像开启缝综合图,车古202井开启裂缝发育情况,地质构造分析 裂缝及孔洞识别 地应力分析 储层评价,车古 201 FMI 钻井诱导缝走向为 NEE-SWW,Figure.23 Che Gu 201 Induced fracture analysis summary plot,Induced fracture azimuth,Induced fracture strike,Induced fracturedip histogram,车古 201 井成像显示钻井诱导缝综合图,车古202井的诱导裂缝,从车古202

17、井的诱导裂缝判断地应力方向,地质构造分析 裂缝及孔洞识别 地应力分析 储层评价,1、储层的储集空间类型主要有裂缝、溶蚀孔洞、原生孔隙，裂缝及溶蚀孔洞的发育程度直接影响着地层的产能。2、车古20潜山主要含油层位为奥陶系的八陡组、上马家沟组、冶里亮甲山组；寒武系的凤山组；前震旦系的花岗片麻岩储层物性则相对较差。,3、对于车571井，潜山主要出油层位应为冶里亮甲山及凤山组，下部的长山、凤山溶蚀孔洞及裂缝均不发育，地层较致密。对于车57井八陡组裂缝较发育，但裂缝角度较低，溶蚀孔洞相对较少。4、从声电成像资料及其它的资料可以看出，该潜山构造非常复杂，地层不同程度的缺失，因此希望地质家们能充分借鉴成像测井

18、资料解决更多的地质问题。,成像测井技术及地质应用,一、概述二、声电成象测量原理三、声电成象地质应用 1、地质构造解释 2、沉积学解释 3、裂缝识别 4、地应力方向的确定 5、薄层解释四、油田应用实例五、总结,成像测井的突出优势成像测井使测井资料的应用变得更加直观，测量结果拉近了与地层特征之间得“距离”，更接近于地质家观察问题的方法，能更精细地描述地质特性。与常规测井相比，具有以下突出优势：(1)成像测井可提供完整的地层岩性剖面，并且测量结果具有方向性。实践工作中，不可能进行大量长井段连续的钻井取心，而成像测井在一定程度上可替代钻井取心。,(2)成像测井使裂缝研究工作变得更加直观和深化。通过成像测井可对裂缝的产状、类别、有效性、裂缝参数及分布格局进行深入细致的研究。(3)成像测井使利用测井资料进行构造、沉积相研究工作得到快速发展。利用成像测井可直接对地层层理、沉积粒序、薄互层等进行沉积结构特征识别，依据沉积特征分析沉积环境，寻找有利相带，提高勘探成功率。,谢 谢,