各条测井曲线的原理和应用省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

一、各条测井曲线原理及应用目 录 二、测井曲线在油田开发中综合应用 三、测井曲线异常原因分析：四、新测井系列厚度解释偏少原因分析 第1页1.自然电位测井（SP）一、各条测井曲线原理及应用2.声波时差测井（AC）3.4.视电阻率测井(RT)5.三侧向测井（LLD/LLS)自然伽马 （GR）第2页测井起源于法国，1927年9月，法国人斯仑贝谢弟兄（ConradSchlumberger和MarcleSchlumberger）创造了电测井，在法国Pechelbronn油田统计了第一条电测井曲线。中国使用电法测井勘探石油与天然气始于1939年12月。开始是简单电阻率测井，直到1950年才出现侧向测井（聚焦式电阻率测井），第一代侧向测井是三侧向，随即发展了七侧向、八侧向、微侧向等，侧向测井出现后，普通电阻率测井被淘汰。法国人Doll提出感应测井方法，1946年5月3日Doll所设计仪器在美国德克萨斯州一个油田7号井中统计了第一条感应测井曲线，随即Doll还提出了几何因子理论。在声波测井方面，Mobil石油企业和Shell石油企业于50年代早期各自独立地发展了声速测井。1952年，Summer和Broding提出了单发双收声波测井仪。1964年，Schlumber企业把它改进为双发双收井眼赔偿声波测井仪。放射性测井又称核测井，开始于20世纪30年代末，由美国和前苏联首先使用自然测井方法评价地层和区分岩性，以后，尤其是60年代后发展为系列核测井仪。我国测井技术始于1939年12月，中国科学院院士、著名地球物理学家翁文波教授（已逝世）是中国测井奠基人。核测井（自然）始于1952年，声波测井始于1965年。电、声、核测井起始时间与国外相比分别晚、和。第3页测井技术分类：测井技术分类：1、电电法法测测井井：研研究究地地层层电电化化学学性性质质、电电阻阻率、电磁波各种测井方法。率、电磁波各种测井方法。2、声声波波测测井井：研研究究地地层层纵纵波波、横横波波、纵纵波波幅度、声波全波列测井方法。幅度、声波全波列测井方法。3、放放射射性性测测井井：研研究究地地层层核核物物理理性性质质自自然然伽伽马马、自自然然伽伽马马能能谱谱、密密度度、岩岩性性密密度度、赔偿中子各种测井方法。赔偿中子各种测井方法。4、其它测井：井温测井、地层测试器等。、其它测井：井温测井、地层测试器等。第4页1、测井系列wellloggingseries针对不一样地层剖面和不一样测井目标而确定一套测井方法。2、组合测井combinationlogging将几个下井仪器组合在一起，一次下井能够测量各种物理参数一个测井工艺。3、标准测井standardlogging以地层对比为主要目标，在自然伽马、自然电位、井径、声波时差和电阻率等项目中选定不少于三项测井方法，全井段进行测量。4、电法测井electricallogging以测量地层电阻率和介电常数等物理参数为主测井方法。5、声波测井acousticlogging；soniclogging测量声波在地层或井周其它介质中传输特征测井方法。第5页1：500测井项目（全测井项目（全井井 1：200测井项目（目标层段）选测项目选测项目 1双侧向双侧向1双侧向双侧向微球形聚焦微球形聚焦微电阻率成像微电阻率成像2声波时差声波时差2岩性密度岩性密度声波成像声波成像3自然电位自然电位3赔偿中子核磁共振核磁共振4自然伽马自然伽马4声波时差声波时差5井径井径5自然电位自然电位6井斜井斜6自然伽马能谱自然伽马能谱7井径井径8地层倾角地层倾角9双感应双感应八侧向（上古）八侧向（上古）气探井测井系列气探井测井系列第6页1：500测井项目测井项目（全井（全井）1：200测井项目（目标层段）选测项目选测项目 1双感应双感应1双感应双感应八侧向八侧向地层倾角地层倾角2声波时差声波时差2声波时差声波时差自自然然伽伽马马能能谱谱3自然电位自然电位3赔偿中子4自然伽马自然伽马4赔偿密度5井径井径5自然伽马自然伽马6井斜井斜6自然电位自然电位7微电极微电极84米米9井径井径油探井测井系列油探井测井系列第7页1：500测井项目测井项目（全井（全井）1：200测井项目（目标层段）选测项目选测项目 1双侧向双侧向1双侧向双侧向微球形聚焦微球形聚焦地层倾角地层倾角2声波时差声波时差2岩性密度岩性密度自然伽马能谱自然伽马能谱3自然电位自然电位3赔偿中子微电阻率成像微电阻率成像4自然伽马自然伽马4声波时差声波时差声波成像声波成像5井径井径5自然伽马自然伽马核磁共振核磁共振6井斜井斜6自然电位自然电位双感应八侧向（上古目标层）7井径井径 气开井测井系列气开井测井系列第8页1：500测井测井项目项目（全井）（全井）1：200测井项目（目标层段）选测项目选测项目 1双感应双感应1双感应双感应八侧向八侧向 地层倾角地层倾角2声波时差声波时差2声波时差声波时差自然伽马能谱自然伽马能谱3自然电位自然电位3赔偿密度赔偿中子4自然伽马自然伽马4自然伽马自然伽马地层测试地层测试5井径井径5自然电位自然电位6井斜井斜6微电极微电极74米电阻率米电阻率8井径井径油开井测井系列油开井测井系列 第9页 惯用测井曲线名称惯用测井曲线名称 测井符号英文名称汉字名称Rttrueformationresistivity.地层真电阻率Rxoflushedzoneformationresistivity冲洗带地层电阻率Ilddeepinvestigateinductionlog深探测感应测井Ilmmediuminvestigateinductionlog中探测感应测井Ilsshallowinvestigateinductionlog浅探测感应测井Rddeepinvestigatedoublelateralresistivitylog深双侧向电阻率测井Rsshallowinvestigatedoublelateralresistivitylog浅双侧向电阻率测井RMLLmicrolateralresistivitylog微侧向电阻率测井CONinductionlog感应测井ACacoustic声波时差DENdensity密度CNneutron中子GRnaturalgammaray自然伽马SPspontaneouspotential自然电位CALboreholediameter井径Kpotassium钾THthorium钍Uuranium铀KTHgammaraywithouturanium无铀伽马NGRneutrongammaray中子伽马第10页第11页1.自然电位测井（SP）在未向井中通电情况下，放在井中两个电极之间存在着电位差。这个电位差是自然电场产生，称为自然电位。在井中自然电场是由地层和泥浆间发生电化学作用和动电学作用产生。测量自然电位随井深改变叫做自然电位测井。vMN井中电极M与地面电极N之间电位差 原理：测量井中自然电场原理：测量井中自然电场原理：测量井中自然电场原理：测量井中自然电场第12页第13页1、自然电位测井曲线特点曲线特点砂泥岩剖面：砂泥岩剖面：泥岩处泥岩处 SP曲线平直（基线）曲线平直（基线）砂岩处砂岩处 负异常（负异常（Rmf Rw)负异常幅度负异常幅度 与粘土含量成反与粘土含量成反比，比，Rmf/Rw 成正比成正比第14页 曲线应用 划分岩层界面 确定渗透性岩层 确定水淹层第15页 曲线应用判断水淹层水淹层处，出现自然电位基线偏移情况。第16页原理：测测量量井井剖剖面面自自然然伽伽马马射射线线强强度度和和能能谱谱测井方法。测井方法。沉积岩中含有天然放射性同位素，不一样岩石所含放射性同位素数量不一样，衰变时放射出伽马射线强弱也不一样，所以自然伽马测井曲线能够反应不一样地层岩性剖面。2、自然伽马和自然伽马能谱测井第17页2、自然伽马和自然伽马能谱测井岩层中天然放射性核素衰变伽马射线岩性不一样放射性核素种类和数量不一样 自然伽马射线能量和强度不一样自然伽马测井曲线 GR自然伽马能谱测井曲线铀U、钍Th、钾K含量 去铀自然伽马 CGR 总自然伽马 GR测量基础测量基础 第18页划分岩性 地层对比 确定泥质含量 曲线应用第19页 配合其它测井资料或地质录井资料综合解释确定岩层岩性。泥岩曲线幅度值高，砂岩显示低幅度值，对于含泥质岩层，依据泥质含量多少界于上述二者之间。从曲线上比较轻易选择区域性对比标准层，所以当其它测井曲线难以进行地层对比剖面，能够用自然伽玛曲线进行。另外，曲线可在下套管井中进行，所以广泛应用于工程技术测井，如跟踪定位射孔、找套管外窜槽等。曲线应用第20页原理：不一样地层中，声波传输速度是不一样。声波速度测井仪在井下经过探头发射声波，声波由泥浆向地层传输，其统计是声波经过1米地层所需时间t（取决于岩性和孔隙度）随深度改变曲线。3.声波时差测井第21页确定岩层孔隙度，识别岩性，对比地层、判断气层 岩石越致密，时差越小，岩石越疏松，孔隙度越大，时差就越大。因为声波在水中传输速度大于在石油中传输速度，而在石油中传输速度又大于在天然气中传输速度，故岩石孔隙中含有不一样流体时，能够从声波时差曲线上反应出，尤其在界面上更为显著。线曲应用第22页划分裂缝性渗透层对于致密岩层破碎带或裂缝带，当声波经过时，声波能量被大量吸收而衰减，使得声波时差急速增大，有时产生周波跳跃特征。线曲应用第23页影响声速测井几个原因1、井径影响。扩径段声波时差减小，使时差曲线出现假异常。2、层厚影响。声速测井仪对小于间距薄地层分辨能力较差。减小间距能够提升对于薄层分辨能力，不过统计精度就受影响了，尤其是探测深度也随之变浅。3、周波跳跃影响正常情况下，声速测井仪两个接收探头是被同一脉冲首波触发，但在含气疏松地层中，因为能量严重衰减致使首波减弱到只能触发第一接收探头而不能触发第二接收探头情况下，第二接收探头为后续波所触发时，则会出现测井曲线上急剧偏转或尤其大时差值，这种现象称为周波跳跃。含气疏松砂岩、裂缝发育地层以及泥浆气侵井段，因为声能量严重衰减，经常出现周波跳跃现象。所以周波跳跃是疏松砂岩气层和裂缝发育地层一个特征，可被利用来寻找气层或裂缝带。第24页 声波时差曲线影响原因声波时差曲线影响原因 裂缝或层剪发育地层裂缝或层剪发育地层裂缝或层剪发育地层裂缝或层剪发育地层未胶结纯砂岩气层、高压气层未胶结纯砂岩气层、高压气层未胶结纯砂岩气层、高压气层未胶结纯砂岩气层、高压气层井眼扩径严重盐岩层井眼扩径严重盐岩层井眼扩径严重盐岩层井眼扩径严重盐岩层泥浆中含有天然气泥浆中含有天然气泥浆中含有天然气泥浆中含有天然气周波跳跃周波跳跃声速测井第25页4、密度测井和岩性、密度测井和岩性密度测井密度测井岩石体积密度是单位体积岩石质岩石体积密度是单位体积岩石质量，单位是量，单位是g/cm3。岩石体积密度。岩石体积密度是表征岩石性质一个主要参数，是表征岩石性质一个主要参数，它不但与岩石矿物成份及其含量它不但与岩石矿物成份及其含量相关，还与岩石孔隙和孔隙中流相关，还与岩石孔隙和孔隙中流体类别、性质及含量相关。体类别、性质及含量相关。第26页密度、岩性密度测井应用密度、岩性密度测井应用确定岩性和孔隙度确定岩性和孔隙度依据依据Pe和和b交会快速解释岩性，交会快速解释岩性，普通普通Pe 2，为砂岩；，为砂岩；P e=3左左右，为白云岩；右，为白云岩；Pe=5左右，为左右，为石灰岩等。硬石膏石灰岩等。硬石膏b=2.98g/cm3，岩盐，岩盐b=2.02g/cm3。第27页5、赔偿中子测井、赔偿中子测井经过探测地层含氢量来求地层孔隙度。经过探测地层含氢量来求地层孔隙度。赔偿中子测井主要用途有：赔偿中子测井主要用途有：1.计算储层孔隙度；计算储层孔隙度；2.与与密密度度、声声波波时时差差等等曲曲线线组组合合判判识识储储层层是是否否含含气气，计计算算储储层层含含水水饱饱和和度度和和矿矿物物成成份；份；3.计算地层泥质含量计算地层泥质含量第28页赔偿中子和中子伽马测井基本原理 中子源中子源快中子快中子地层介质地层介质热中子热中子赔偿中子测井（CNLCNL）：测量地层对中子减速能力，测量结果主要反应地层含氢量。中子伽马测井（NGNG）：测量热中子被俘获而放出中子伽马射线强度。二者均属于孔隙度测井系列。第29页赔偿中子和中子伽马测井应用1、确定储集层孔隙度。2、划分岩性。3、判断气层。4、套管井中子伽马推移测井寻找气层。中子伽马推移测井气层识别图中子伽马推移测井气层识别图中子伽马推移测井气层识别图中子伽马推移测井气层识别图第30页 原理：在视电阻率测井基础上，为了细分层，降低上下邻层、泥浆及井径对曲线影响，改装电极系，使电极系靠井壁测量岩层电阻率。这么，大大缩小了电极之间距离电阻率测井。.微电极曲线测井（RMG/RMN）第31页曲线应用确定岩层界面划分渗透层确定岩性第32页 曲线应用确定岩层界面 因为它电极距小，紧贴井壁进行测量，消除了邻层屏蔽影响，减小了泥浆影响，所以岩层界面在曲线上反应清楚。分层标准是用微电位曲线半幅点来确定地层顶底界面。对于薄层，必须与视电阻率曲线配合，才能获准确结果。第33页 曲线应用划分渗透层 渗透层处，两条微电极曲线出现幅度差，非渗透层处，两条曲线出现很小幅度差。微电位曲线幅度大于微梯度曲线幅度，称做正幅度差。渗透性岩层在微电极曲线上普通呈正幅度差。当泥浆矿化度很高，使得泥浆电阻率大于侵入带电阻率，微电位曲线幅度低于微梯度曲线幅度，出现负幅度差。第34页 曲线应用确定岩性 在碎屑岩沉积剖面上，依据两条微电极曲线幅度差大小，能够定性判断岩石渗透性好坏，泥质含量多少。泥岩普通表现电阻率低，曲线平缓无幅度差。渗透性砂岩普通表现曲线幅度值高，两条曲线存在正幅度差。随泥质含量增加岩石渗透性变差，正幅度差值变小。第35页 原理：依据同性电相斥原理，在供电电极（主电极）上、下方装上聚焦电极，使其电流与供电电极电流极性相同，因为电流排斥作用，使主电流只沿侧向（垂直井轴）进入地层。.三侧向测井(LLD/LLS)第36页第37页深浅三侧向曲线重合判断油水层确定地层电阻率。三侧向视电阻率曲线特点是对高阻层含有对称性，最大值在地层中点，解释时读最大值，能够确定地层电阻率，且对薄层分层能力比其它电阻测井要清楚得多。依据两条曲线幅度差能够划分渗透层和油气水层。油层、气层幅度差大，且显示正幅度差，水层幅度差小，或显示负幅度差。曲线应用第38页.视电阻率测井 普通电阻率测井包含视电阻率测井短电极（0.25米、0.45米）、长电极（2.5米、4米）测井等。原理：测量岩石电阻率，反应岩石岩性及所含油水性质。测井时放入井中那组电极（包含供电电极和测量电极）叫做电极系。分为电位电极系和梯度电极系两类。当地层较薄时，为了预计地层是否含有渗透性，所以采取了分辨能力更高、几乎不受围岩、高阻邻7层和泥浆影响微电极测井。第39页 依据各类型电极系测得曲线在岩层界面特点，能够准确地确定岩层分界面位置。在搞清岩性与电性关系基础上，利用视电阻率曲线能够判断岩层岩性，划分油气水层。划分岩层界面确定岩性。曲线应用第40页1.详细划分岩层，准确确定岩层界面和深度2.划分岩性和渗透层3.探 测 不 一 样 径 向 深 度 电 阻 率，了 解 电 阻 率 径向改变特征4.划分油、气、水层 二 测井曲线在油田开发中综合应用 计算油（气）孔隙度、含油饱和度、渗透率、有效厚度，以致计算岩性成份、油气密度等第41页用微电极和短电极（0.25米、0.45米）曲线划分岩层和确定深度用微电极、自然电位和声波时差曲线划分岩性和渗透层测井曲线组合应用第42页用微电极探测冲洗带，短电极（0.25米、0.45米）探测侵入带，长电极（2.5米、4米）探测原状地层，并经过微电极与电阻率曲线对比，分析电阻率径向特征分析深、浅电阻率和声波时差、自然电位，可在普通情况下定性区分油（气）、水层用声波时差计算孔隙度，微电极和短电极（0.25米、0.45米）曲线确定油气层有效厚度第43页微电极曲线：渗透层在微电极曲线上表现正幅度差，而泥岩微电极曲线没有或只有很小幅度差。渗透层中岩性渐变层，也常以微电极曲线读数和幅度差渐变形式表现出来（1）划分渗透层自然电位曲线：以泥岩为基线，渗透层在自然电位曲线上显示为负异常（RmfRw）或正异常（Rmf30欧姆米为油层，10欧姆米为水层。在生产井钻得较多以后，也能够依据经验定性判断。第54页三、测井曲线异常原因分析：1.增、减阻影响2.自然电位正异常3.油水层判断异常4.钻井液密度影响第55页1.增、减阻影响原因分析第56页2.自然电位正异常 在泥浆液柱压力大于地层压力条件下，渗透层处，过滤电位与扩散吸附电位方向一致，均呈负异常。压差越大，负异常越大。压差靠近0时，自然电位曲线靠近平直，当地层压力大于泥浆压力时，自然电位曲线会出现正异常。假如钻井液压力小于地层压力，负异常降低，则划分有效厚度降低。原因分析第57页 因为微电极曲线中微梯度电极系探测半径不一样，在渗透性砂岩地层中，探测半径较大微电位测量视电阻率主要受冲洗带电阻率影响，显示较高数值，探测半径较小微梯度测量视电阻率主要受泥饼电阻率影响，显示较低数值，从而形成“正幅度差”。3.钻井液密度对电测曲线影响原因分析第58页 幅度差大小取决于冲洗带电阻率与泥饼电阻率比值以及泥饼厚度。当地层压力靠近泥浆柱压力时，形成泥饼较薄，正幅度差较小或幅度差消失。钻井液密度过低，造成渗透层幅度差较小或无幅度差，过高则污染油层。第59页四、新测井系列厚度解释偏少原因分析钻井条件改变影响钻井条件改变影响 钻井泥浆性能改变直接影响钻井、钻井泥浆性能改变直接影响钻井、测井质量。测井质量。第60页测井曲线异常影响测井曲线异常影响结合操作规程，并依据新标准制订，分析原因相差原因以下：新标准划分砂岩、有效厚度主要是以深侧向及微球曲线为主，原标准划分砂岩、有效厚度主要是参考0.25m短梯度曲线，判断厚度是否符合电性标准，所以说，两个标准划分砂岩、有效厚度必定存在差异.第61页 微电极曲线基值逐年降低，幅度差也微电极曲线基值逐年降低，幅度差也在变小，甚至在一些渗透层处无幅度差。在变小，甚至在一些渗透层处无幅度差。当前泥岩电阻率仅为当前泥岩电阻率仅为 2.52.5m m，这对薄差，这对薄差油层识别影响很大。油层识别影响很大。测井曲线异常影响测井曲线异常影响 新系列中高分辨率声波曲线，因为它新系列中高分辨率声波曲线，因为它对薄含钙层反应得愈加灵敏，厚度解释中对薄含钙层反应得愈加灵敏，厚度解释中扣除高阻夹层百分比要比老系列中增多，扣除高阻夹层百分比要比老系列中增多，而使厚层有效厚度降低。而使厚层有效厚度降低。第62页 经过分析能够看出，自然电位、微电经过分析能够看出，自然电位、微电极曲线异常是因为测井环境改变造成：极曲线异常是因为测井环境改变造成：现今储层中地层水不是原始地层水，现今储层中地层水不是原始地层水，矿化度显著降低。矿化度显著降低。因为井内有地层流体流入，使钻井因为井内有地层流体流入，使钻井液矿化度发生改变，而且改变不均，造成液矿化度发生改变，而且改变不均，造成自然电位曲线出现漂移现象。自然电位曲线出现漂移现象。测井曲线异常影响测井曲线异常影响第63页 当井筒内钻井液压力与储层内流体压当井筒内钻井液压力与储层内流体压力基本一致或小于储层内流体压力时，井力基本一致或小于储层内流体压力时，井壁形不成泥饼，这么微梯度和微电位测井壁形不成泥饼，这么微梯度和微电位测井值基本一致，不能产生幅度差或只产生较值基本一致，不能产生幅度差或只产生较小幅度差。小幅度差。伴随油层水淹程度日趋严重，油层电伴随油层水淹程度日趋严重，油层电阻率不停降低，微电极幅度值也将逐步降阻率不停降低，微电极幅度值也将逐步降低。低。测井曲线异常影响测井曲线异常影响第64页(1)、油层：油层微电极曲线幅度中等，含有显著正幅度差，并随渗透性变差幅度差减小，自然电位曲线显示正异常或负异常，随泥质含量增加异常幅度变小，长、短电极视电阻率曲线均为高阻特征；感应曲线呈显著低电导(高电阻)；声波时差值中等，曲线平缓呈平台状；井径常小于钻头直径。(2)、气层：在微电极、自然电位、井径、视电阻率曲线及感应电导曲线上气层特征与油层相同，所不一样是在声波时差曲线上显著数值增大或周波跳跃现象，中子伽玛曲线幅度比油层高。(3)、油水同层：在微电极、声波时差、井径曲线上，油水同层与油层相同，不一样是自然电位曲线比油层大一点，而视电阻率曲线比油层小一点，感应电导率比油层大一点。(4)、水层：微电极曲线幅度中等，有显著正幅度差，但与油层相比幅度相对降低；自然电位曲线显示正异常或负异常，且异常幅度值比油层大；短电极视电阻率曲线幅度较高而长电极视电阻率曲线幅度较低，感应曲线显示高电导值，声波时差数值中等，呈平台状，井径常小于钻头直径。第65页