部分测井新技术.ppt

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1、测井新方法,常规方法 泥质含量系列：自然电位、自然伽马 电阻率系列：普通电阻率、侧向、感应（阵列）孔隙度系列：声波、密度、中子特殊测井 能谱测井、地层倾角、C/O比、声波全波列和变密度新测井方法 介电测井、地球化学测井、成象测井、核磁共振测井,一、介电测井（电磁波传播测井）,介电测井也称电磁波传播测井，用来测量井下地层的介电常数。地层水的介电常数：7881，原油的介电常数：224天然气介电常数：1，岩石骨架介电常数：49当储层的孔隙度达到一定数值时，含油气层的介电常数与水层的介电常数有明显差别，用此可以划分油、气、水层。70年代开始原苏联和西方国家相继开展了岩石介电常数测量及介电测井理论、仪器

2、的研制工作。我国一些单位也开展了岩石介电常数及相位介电测井的研究。80年代后期，我国一些油田相继进行了电磁波传播测井及介电测井，在生产中取得了一定的效果。,测井新方法,原理基础 电介质放在电场中，在电场力的作用下，电介质中的原子、离子或分子会产生位移，形成电偶极子。这些电偶极子又会趋向于定向排列，这就是电介质的极化现象。反映电介质极化的一特征参数为介电常数。储层介电常数与孔隙度的大小及所含流体的成分有关，同时也受岩石颗粒大小、排列及结构、胶结物等因素的影响。由于石油、天然气的介电常数与地层水的介电常数有明显差别，当储层孔隙度达到一定数值时，含油、气岩石与含水岩石的介电常数也有明显差别，这就是介

3、电测井的应用基础。,测井新方法,常见岩石、流体的相对分电常数和传播时间,测井新方法,二、地球化学测井,地球化学测井的核心部分为核能谱测井仪测定元素成分。地球化学测井仪器串：次生伽马能谱测井仪、自然伽马能谱测井仪、铝活化粘土测井仪。该仪器可以测量10种元素：Al、Ca、Cl、H、K、Si、S、T、U-每种元素都有其特征的能量峰。能量峰的强度正比与元素的丰度。1.地球化学测井技术基于这样一个前提：元素的浓度可以转变为矿物重量百分比。地层中97.5%的沉积岩都只含几种矿物（石英31.5%、碳酸岩20.0%、云母和绿泥石19.0%、石髓9.0%、长石7.5%、粘土矿物7.5%、氧化铁3.0%、其他2.

4、0%）2.确定地层阳离子交换量（CEC）-识别粘土矿物的方法确定3.估算岩石颗粒的粒度,测井新方法,三、成象测井,井壁成象测井地层微电阻率扫描成象测井（FMS）：多极板上的多排纽扣状的小电极向井壁地层发射电流，由于电极接触的岩石成分、结构及所含流体不同，引起电流变化，反映井壁各处的岩石电阻率的变化，进而显示电阻率的井壁成象。（采用侧向测井的屏蔽原理，DIP测井仪极板上装有纽扣状的电极）全井眼地层微电阻率扫描成象测井（FMI）：极板左下侧装有翼板，可以绕极板转动，以便与地层更好接触。每个极板和翼板上装两排电极，每排12个电极。8个极板共有192个电极，能全面精确显示井壁地层的变化井下声波电视（B

5、HTV）,测井新方法,裂缝分析,测井新方法,测井新方法,测井新方法,井侵入岩测井曲线和成像图,某油田火成岩油藏的发现井，该井初步进行油水层评价的过程中，在火成岩井段没有进行油水层解释，由于该井岩性复杂加测了成像测井，成像资料发现在3390-3430米裂缝非常发育，以高角度裂缝为主，是很好的储层，共解释油层27米之多，经测试在3413-3420米，获日产油100多方，为其火成岩油藏的发现起到重要作用，从而拉开了火成岩油藏勘探开发的序幕。,测井新方法,井FMI裂缝识别与岩心照片对比图,构造缝,测井新方法,测井新方法,井区火成岩裂缝走向分布,测井新方法,冲刷面与交措层理,测井新方法,测井新方法,沉积

6、构造垂向序列解释,测井新方法,四.核磁共振与核磁测井原理,核磁共振处于某静态磁场中的物质的原子核系统受到相应频率的电磁波作用时，在它的磁能级之间发生的共振跃迁现象。,基本原理,核磁共振可以用来测定原子核的磁矩，也可以由已知核磁矩，改变共振频率，测定未知的静磁场；核磁共振CT更有广泛的用途。这里只介绍核磁共振在地球物理测井中的应用。核磁共振测井：利用核磁共振现象来测定地层中自由流体的含量、地层的孔隙度、渗透率、含油饱和度，以及划分储集层，确定出水量等的测井方法。在岩石骨架和孔隙度流体中，几种丰度大的核素的自旋见下表：,测井新方法,测井新方法,T2cutoff的确定方法,T2cutoff是利用岩心

7、进行实验室核磁共振测量确定的。首先将岩样饱和水，测定岩样在100%含水时的T2分布，如下图曲线A。然后在一定的的压力条件下（如100 psi），以模拟地层孔隙毛细管压力,条件将岩样离心脱水，测定岩样在只含束缚水时的T2分布，如曲线B。曲线A是地层中所有流体的贡献，经离心脱水后，自由流体对应的较长横向弛豫时间部分在曲线B消失了，由曲线A与曲线B的分布即可确定T2cutoff的位置。,测井新方法,渗透率MPERM的计算,计算渗透率MPERM所使用的公式是基于Coates公式。其通用形式为：对一个油田，可利用岩心测量的渗透率Kcor与MPERM的匹配来确定上式中的指数a、b及常数c，通常可利用多元线

8、性回归来确定a、b、c。实际应用中，上式可简化为如下形式：式中，常数c的取值范围是515。有岩心数据时，可按下式计算c值：式中，n为实验岩样的个数。如果没有岩心数据可用时，c一般取为本10。,测井新方法,地层油水饱和度的计算,将处理软件输出成果MPHI、NIBVI、MllVM等与其他常规测井曲线，如地层体积密度（ZDEN）、补偿中子（CN）、电阻率（RI）、自然电位（SP）、自然伽马（GR）等测井相结合，就可以计算地层的油水饱和度。所使用的饱和度计算模型包括阿尔奇模型，双水模型等。1、阿尔奇模型 2、双水模型 式中，为地层总孔隙度，可由ZDENCN交会图求得；Swt 为地层的总含水饱和度；Cw

9、 为地层水电导率，Cw=1/Rw；Ccw 为地层中粘土水电导率；式中的m、n、Rw可由Rt POR的Picktte交会图确定。,测井新方法,核磁共振测井解释,1、双TE测井 油气水具有不同扩散系数，在梯度场中对T2及其分布的影响程度不一样。增加回波间隔TE，将导致T2分布向减小的方向移动（称为移谱）。气体具有最大的扩散系数，因此T2减小最明显；轻质油有较大的扩散系数，T2减小也较明显；水的扩散系数比气体、轻质油的都小，T2减小不明显；重质油具有最小的扩散系数，T2减小最不明显。采用两种不同长短回波间隔测井，根据T2分布变化特征而进行移谱分析，就能够区分油气水的存在，特别是气层识别有较好的效果见

10、下图：,测井新方法,移谱：区分重油和水示意图,1 10 100 1000 T2（ms）,POROSITY,POROSITY,TES,TEL,水,油,水,油,测井新方法,2、双TW测井 由于油、气、水具有不同的弛豫响应特征，因此，采用不同的等待时间TW进行测量，可反映出流体性质在核磁共振测井响应上的差异。短等待时间TWS：水信号可完全恢复，烃信号不能完全恢复；长等待时间TWL：水信号可完全恢复，烃信号能完全恢复。将两种系统时间（TWS和TWL）测量的T2分布相减，可基本消除水的信号，突出烃的信号，从而识别油气水层，这就是所谓的差谱分析。,测井新方法,差谱分析原理示意图核磁共振,1 10 100

11、1000 10000 T2（ms）,TWlong,TWshort,Diff Spectra,POROSITY,POROSITY,POROSITY,水,气,油,测井新方法,核磁共振测井解释,某油田的一口开发井，主要钻探目的是证实某两段气层和勘探某地层的储层发育及含气情况。该井地层岩性很复杂，为泥岩、砂宕、砂质泥岩、白云质泥岩、砾岩、火成岩等。该井的核磁测井项目较多，这里只说双 TW测井、双 TE测井。,测井新方法,某井气层双 TW差谱测井图,4号层的核磁测井响应：双 TW测井的差谱中，第5 8格差谱显示异常明显，显示地层中有烃类存在；而在双TE测井上，其短回波间隔的T2谱中心位置在6 7格之间，

12、长回波间隔的T2谱在第2个格上，显示较强的谱移位，移了34个格，这是气体的显示特征；核磁解释平均有效孔隙度为13，束缚水孔隙度为40左右，核磁含油饱和度在55，本层解释为气层。,5号层特征和4号层很相似，双 TW测井差谱上第 69个格上差谱很明显，说明地层中有烃类存在；双TE测井长短回波间隔的谱移位较强，达3个格左右，呈气层特征；核磁解释的平均有效孔隙度为 9左右，毛管束缚水孔隙度占4 5上下，还有较多的可动流体，平均含油饱和度为4 5；综合解释该层为气层。,核磁共振测井解释测井新方法,是一口重点评价井，其勘探的目的之一是落实油气层段的流体性质和含油级别。由于地层水性资料掌握不准，依据常规电阻

13、率资料很难划分。为了完成这一目标，在该井加测了核磁共振项目，选用差谱测井。在目的层段，根据两个不同等待时间观测的双TW核磁测井资料进行差谱分析。,核磁共振测井解释测井新方法,某井气层（4、5）双TE移谱测井图,核磁共振测井解释测井新方法,识别低阻气层：某井是一口气探井，钻井目的为评价上古生界砂岩的含气情况，井段3442.1 3448.5m储层，电性显示差，小于20m。该层核磁共振测井，计算孔隙度13%，束缚水体积3%，烃体积含量较大9%，自由水体积为0.5%，差谱显示含烃明显，解释为气层。,核磁共振测井解释测井新方法,识别气层,核磁共振测井显示表明，上部T2谱的位置后移，上、下部不是一种流体，

14、差谱显示上部明显含气，差谱计算：有效孔隙度为9%，烃体积含量为5%，束缚水体积含量较大，将近4%，自由水体积几乎为零,为气层，下部为含气水层，高分辨率感应处理成果表明，该层渗透性好，侵人长度为 20in。两层合试日产气：1.5005104m3无阻流量，水15.6m3,核磁共振测井解释测井新方法,解释复杂油气藏,据核磁共振测井三种井下观测方式综合解释，1、2号层为油气层，且没有可动水；1号层上面，2074.42079.om井段，核磁测井资料分析，具有年一定的烃含量，但不如1、2号层，且可动水的含量也较高，因此综合评价为油水同层；2号层下面的3号层，根据标准T2分布、差谱、移谱分析，有一定的烃含量

15、，但是可动水的含量也较高，评价认为该层为油水同层；根据核磁评价成果，对l、2号层试油获得成功，日产油69.7 td、气7400m3根据以上分析，确定了本区块为多油水系统的复杂油气藏，同时确定了本地区油水界面在2108.0m附近。,核磁共振测井解释测井新方法,稠油解释,1稠油在标准T2谱上的响应特征该井的原油粘度为30004000mPa.s50。图中左道为高分辨率阵列感应测井曲线，右道为核磁共振测井的标准T2谱。从高分辨率阵列感应测井曲线上可明显区分油水层，油层的,电阻率在20m左右，水层电阻率在4m左右。从标准T2谱测井资料上可见明显的油水差异，水层的T2谱分布表明以长T2分布为主，且幅度较大

16、，短T2成分较少，表明储层以大孔径为主；而油层T2谱分布范围较广，长短T2分布均有，且幅度变化平缓，长T2幅度较水层明显降低，这是因为调油的快速弛豫使横向弛豫时间T2变短，此时标准T2谱上的短T2成分为调油信息，而非小孔径内流体信息。,核磁共振测井解释测井新方法,稠油解释,2稠油在双Tw测井上的响应特征原油粘度为50，属于高孔隙度储层。TWL12s；TWS1s；稠油在1s内基本上已完全极化，无差谱信号显示；与此相反，对于高孔隙度水层，在1s的短等待时间内，大孔径中的水信号没有完全极化，有明显的差谱信号显示。,长等待时间T2谱 短等待时间T2谱 差谱,核磁共振测井解释测井新方法,稠油解释,3稠油在双TE测井上的响应特征稠油储层井多倍TE测井实例，测井的回波间隔分别为1.2ms、3.6ms、6.0ms。TES1.2ms；TEL13.6ms；TEL26.oms；无论水层还是稠油储层，其T2谱的右边界均表现为前移的趋势，且回波间隔差距越大，前移越明显。但总体比较起来，稠油储层的T2峰值前移的程度要远低于水层；如回波间隔为1.2ms与6.oms的T2谱峰值相比，水层的T2峰值由200ms前移到了20ms左右；稠油储层的T2峰值由30ms前移到了15ms左右；移动幅度明显小于水层。,短回波间隔T2谱 长回波间隔T2谱 长回波间隔T2谱 各回波间隔T2谱峰值,核磁共振测井解释测井新方法,