测井基础知识及其应用.ppt
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1、测井基础知识及其应用,一、石油测井技术概述二、石油测井(裸眼)基础知识及应用,主要内容,一、石油测井技术概述,测井技术,是采用声、电、磁、放射性等物理测量方法,应用电子技术及计算机等高新技术,在井中对地层的各项物理参数进行连续测量,通过对测得的数据进行处理和解释,得到地层的电性、岩性、物性等参数。测井技术作为石油勘探、开发必不可少的一个工程环节,在石油勘探开发中发挥着越来越重要的作用。,测井是用各种仪器放入井中,沿井身测量,完成对井周地层物理参数的测量或井筒工程结构的测量,计算得到岩层的各种物理参数。测井资料解释是利用测井资料所反应的电性特征,分析地层的岩性,以及判断油层、气层、水层,并计算孔
2、隙度、饱和度、渗透率等地质参数。,一、石油测井技术概述,裸 眼 井测井资料,油田解释模型,油井动态测井资料,电缆测试资 料,射 孔,地震合成剖面测井沉积相分析地层评价(逐井),开发中期,开发后期,岩性描述储层分析含油气评价储量计算,水泥胶结套管状况监测酸化压裂效果防砂效果,产液剖面注入剖面温度压力剖面剩余油分布,孔隙度饱和度渗透率压力剖面,油藏模式分析,油藏模拟,油藏描述,油藏工程,采油工程,裸眼井测井评价,完井评价,油藏监测,开发初期,勘探中后期,勘探初期,三维地震,油田生产动态,服务于油气勘探和开发的全过程,主要内容,一、石油测井技术概述二、石油测井(裸眼)基础知识及应用,主要内容:,电法
3、测井,普通电阻率测井侧向测井感应测井自然电位测井,声波速度测井声波幅度测井,固井声幅测井声波变密度测井,声波测井,补偿中子测井非弹性散射伽马能谱测井中子寿命测井,自然伽马测井地层密度测井,伽马测井中子测井,放射性测井,梯度电位微电极,地层电阻率测井方法,普通电阻率测井侧向测井感应测井,1、普通电阻率测井,普通电阻率测井就是把一个电极系放入井内,测量井内岩层电阻率变化,用以研究地质剖面、判断油气水层。由于测量结果受井内泥浆、围岩、侵入带等的影响,不是地层真实的电阻率,而称为视电阻率,所以又称视电阻率测井。,电极系:是按一定顺序排列的一组电极。由供电电极A、B和测量电极M、N组成。电极类型:成对电
4、极,如AaMbN中的MN 不成对电极(单电极),如AaMbN中的A电极类型:梯度电极系:顶部梯度和底部梯度,理想梯度 电位电极系:理想电位电极系记录点O:相距最近两个电极的中点 上电极距L:梯度为单电极到记录点的距离,L=OA或OM 电位为相距最近两个电极之间的距离,L=AM,a、普通电阻率测井基础,M,A,B,O,N,M,A,O,B,A,M,O,N,A,M,O,B,M,A,O,A,N,M,O,M,B,A,O,电极系的分类,A,M,N,O,目前常用:4米底部梯度电阻率曲线2.5米底部梯度电阻率曲线主要用途:a、定性或半定量划分油气水层;确定套管鞋深度;b、求岩层的真电阻率;C、划分岩性剖面和确
5、定岩层界面;砂泥岩剖面,一般高阻层为砂岩油层,低阻层为泥岩d、地层对比。,b、普通电阻率测井原理,泥浆侵入 在钻井过程中通常保持泥浆柱的压力稍大于地层压力,在压力差的作用下,在渗透层,泥浆滤液向地层内渗入,泥浆滤液置换了渗透层中原来所含的流体而形成侵入带,同时泥浆中的泥质颗粒附着在井壁上形成泥饼,这种现象称为泥浆侵入。泥浆侵入使距井轴不同距离处地层电阻率发生了变化,如图所示:,泥浆侵入类型:,根据冲洗带电阻率Rxo与地层电阻率Rt的相对大小,将泥浆侵入分为以下类型:泥浆高侵:是指冲洗带电阻率Rxo明显高于地层电阻率Rt.淡水泥浆钻井的水层多为泥浆高侵。水层的基本特征。泥浆低侵:是指冲洗带电阻率
6、Rxo明显小于地层电阻率Rt。油层多为泥浆低侵或侵入不明显。油层的基本特征。,视电阻率Ra,实际测井测得的电阻率,受到井、围岩、侵入带等多个因素的影响,不是地层的真电阻率,通常称为视电阻率,用Ra表示。,测井时,上提电极系测量,就可测到随井深变化而变化的电阻率曲线,称为视电阻率曲线Ra。,电极距L,供电线路,测量线路,梯度电极系,C、视电阻率曲线的特点,梯度电极系曲线特点:,Ra曲线对地层中部不对称。底部梯度电极系的Ra曲线在高阻层的底界面显示极大值,顶界面显示极小值;顶部梯度电极系曲线上的极大值、极小值分别出现在高阻层的顶界面和底界面。可利用这些特征点划分高阻层的顶、底界面。,梯度电极系曲线
7、特点,高阻层厚度很大时,对着地层中部Ra曲线出现一个直线段,其幅度值接近地层的真电阻率Rt。,电位电极系Ra曲线,电位电极系的Ra曲线对地层中点对称;Ra曲线对着地层中点取得极值。当厚度hAM(大于电极距L)时,对应高阻地层中点,Ra呈现极大值,且h越大,极大值越接近Rt;当hL时,对应地层中点,Ra呈现极小值,不能反映地层Rt的变化。,d、电极系的探测深度:探测半径r,在均匀介质中,以供电电极为中心,以某一半径作一球面,如果球面内包括的介质对测量结果的贡献为50%时,则此半径就定义为该电极系的探测深度或探测半径。电位电极系:r=2L 梯度电极系:r=1.4L,e、影响普通电阻率测井的主要因素
8、,电极系的影响井的影响泥浆矿化度围岩层厚的影响泥浆侵入的影响高阻邻层的屏蔽影响增阻、减阻地层倾角的影响-梯度电极系曲线极大值随地层倾角的增大而减小。,2、微电极测井,电极系结构,a电极系结构在下井仪器主体上装有三个或两个弹簧片扶正器,其中一个弹簧片上装有硬橡胶极板,极板上等距离嵌有三个电极A、M1、M2.微电极系包括:微梯度:A0.025M10.025M2,L=0,0375m,r=4cm微电位:A0.05M2,L=0.05m,r=10cm,b测量原理:电极系及探测范围微梯度:4 5cm微电位:810cm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。,渗透层泥浆侵入井壁上泥饼、冲
9、洗带,Rxo5Rmc。微电位与微梯度探测深度不同。在渗透层,探测深度大的微电位测量的Ra主要反映冲洗带Rxo的变化,显示较高值;探测深度较小的微梯度测量的Ra主要反映泥饼Rmc的变化,显示较小值。测井时两条曲线同时测量,并重叠绘制在一起,因此,在渗透层处,出现微电位Ra大于微梯度Ra的正幅度差,而在非渗透层,曲线基本重合或有正负不定的很小的幅度差。,测井响应:纯泥岩层段微电位与微梯度曲线基本重合渗透性地层有明显正幅度差(微电位大于微梯度),c曲线特点,渗透层井段,微电极系曲线幅度中等,且有明显的正幅度差,即微电位曲线幅度大于微梯度曲线幅度;泥岩井段,曲线幅度较低(电阻率低值),两曲线基本重合;
10、在高阻致密井段,两曲线基本重合,曲线幅度很高;,d曲线应用,划分岩性渗透层:渗透层处两曲线有明显的正幅度差确定岩层界面:微电位与微梯度曲线的分岐点处。确定渗透层的有效厚度确定井径扩大井段:Ra曲线明显下降,其值接近Rm。确定冲洗带电阻率Rxo,侧向测井,提出:侧向测井最初是为解决盐水泥浆钻井及高阻地层电阻率的测量问题而提出的。侧向测井的特点:在电极系上增设了聚焦电极,迫使供电电极发出的电流呈一定厚度的水平层状径向流入地层,从而减小井的分流作用和围岩的影响,提高分层能力。目前多用双侧向测井、微球型聚焦测井、八侧向,3、双侧向测井-电极系及其电场分布,电极系:结构见图。深侧向由于增加了一对柱状屏蔽
11、电极,加强对主电流的排斥作用,使主电流径向流入地层很远才发散,回到回路电极B,探测深度加深,其测量结果主要反映原状地层电阻率Rt的变化;浅侧向电极系由于回路电极靠近电极系,使屏蔽电极对主电流的排斥作用减小,使主电流进入地层不远就开始发散,电极系探测深度较浅,所测量的结果主要反映侵入带电阻率Ri的变化。,B1,B2,双侧向-Ra曲线特点,特点:上下围岩电阻率相同时,单一高阻层的Ra曲线对地层中点对称。取值:对应地层中部取得最大值。影响因素:井眼、围岩与层厚、侵入带等。,双侧向-资料应用,1、确定地层电阻率Rlld经井眼、围岩、侵入带校正RtRlls井眼、围岩校正Ri2、划分岩性剖面3、快速直观定
12、性判断油气、水层RllsRlld,即泥浆高侵,一般认为是水层;RllsRlld,即泥浆低侵或侵入不明显,为油气层。,4、微球形聚焦测井,实践证明:微球形聚焦测井探测深度适当,适用范围较宽,测量的Rmsfl受泥饼影响小且不受Rt的影响,是目前确定Rxo最好的方法。,微球型聚焦-资料应用,1.划分薄层微球曲线受泥饼影响小,对岩性变化反映明显,纵向分层能力较强。2、确定Rxo当hmc在3.81-19.1mm范围内时,Rmsfl=Rxo当hmc大于19.1mm时,应对Rmsfl校正后,作为Rxo。,与双侧向组合定性判断油水层,深侧向主要反映地层电阻率Rt变化,Rlld;浅侧向主要反映侵入带电阻率Ri的
13、变化,Rlls;微球型聚焦反映冲洗带电阻率Rxo的变化,Rmsfl;八侧向反映冲洗带电阻率Rxo的变化,RFOC.通常与双感应测井组合。,定性判断油水层,在淡水泥浆钻井的情况下,双侧向微球型聚焦测井曲线上,若RlldRllsRmsfl(泥浆低侵),曲线有明显的幅度差,则该地层可能为含油气地层,并且含可动油气;若RlldRlls Rmsfl(泥浆高侵),则该地层为水层 盐水泥浆时,油、水层均为泥浆低侵,但油层电阻率明显高于水层。案例:,5)八侧向测井,八侧向是一种不贴井壁,在井内居中测量的浅探测电阻率测井。它是电极距比浅七侧向小(L=0.356m)的七侧向电极系,在下方近处设置屏蔽电流回路电极B
14、,在上方较远处设置回路电极B。其探测半径约为30-40cm。应用:常与双感应组合,在淡水泥浆侵入很深和低阻环带时,用来确定Rt和Rxo.,RmfRw时,油层双感应八侧向曲线呈低侵特征:RILDRILM,当RmfRw时,水层的双感应八侧向曲线呈高侵特征:RILDRILM,感应测井,提出:前面介绍的电阻率测井要求井内介质是导电的,而在油基泥浆和空气钻井的井中均无法测量。为此提出了以电磁感应原理为基础的感应测井,以实现对地层电阻率的测量。感应测井:是利用电磁感应原理测量地层电阻率的一种测井方法。适用:油基泥浆和无泥浆井剖面,在淡水泥浆井中,对中低阻地层、泥浆低侵等情况比普通电阻率测井效果优越。,感应
15、测井原理,6、双感应或双感应八侧向测井应用,1)确定电阻率Rt、Ri、Rxo2)定性判断油气、水层双感应:深感应RILD反映原状地层电阻率Rt的变化 中感应RILM反映侵入带电阻率Ri的变化 八侧向 RFoc反映冲洗带电阻率Rxo的变化在淡水泥浆钻井、泥浆侵入很深的情况下,一般有:若RFocRILMRILD,为泥浆高侵,是水层;若RFocRILMRILD,为泥浆低侵,是油气层,且含可动油。如果泥浆侵入不很深,用微球型聚焦测井(反映冲洗带电阻率)较好。,7、高分辨率感应测井,基本原理:利用电磁感应原理测量地层电导率,发射线圈在地层介质中产生交变电磁场后,以井筒为轴心的地层单元环中就会产生感应电流
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