最新测井中期复习资料
矿场地球物理学
测井定义:在井内下入专用仪器,测量井内不同深度的各种物理参数并根据测量结果进行综
合解释(人工或数字处理),分析井下情况。
测井的起源:源于法国1927年9月,法国人斯仑贝谢兄弟发明了电测井。中国使用电测井
勘探石油与天然气,始于1939年12月。
测井的用途:
①在油气勘探方面:用于发现油气藏,评估油气储量,研究构造,研究沉积相;2在油气田开发方面----生产测井:产液剖面吸水剖面----了解分层生产资料,评价措施效果;3在钻井工程方面:了解井斜,井眼大小,不同地层对钻井的影响,评价固井质量、找窜、分析套损情况等。
测井学科的发展:
60年来,中国测井仪器经历了四次更新换代:第一代—半自动测井仪;第二代—全自动测井仪;第三代—数字测井仪;第四代—数控测井仪。
测井主要包括:电法测井、声波测井、放射性测井、 生产测井及其它测井。
第一章 自然电位测井
在生产实践中发现,没有人工供电的情况下,测量电极 M 在井内移动
时,仍能测量到与地层有关的电位变化。由于这个电位是自然产生的,所以
称为自然电位。用 SP 表示。自然电位测井测量的是自然电位随井深变化
第一节 井内自然电位产生的原因
对于油井来说,主要有以下两个原因: ●地层水含盐浓度和泥浆含盐浓度不同,引起离子的扩散作用
和岩石颗粒对离子的吸附作用;
●地层压力与泥浆柱压力不同时,在地层孔隙中产生过滤作用。
这些作用主要取决于岩石成分、组织结构以及地层水和泥浆的物理化学性质。
实践证明:油井的自然电位主要由扩散作用产生的,只有在泥浆柱和地层间的
压力差很大的情况下,过滤作用才成为较重要的因素。
一、扩散吸附电位
由离子扩散作用产生的电动势,称为扩散电动势或扩散电位。用Ed 表示
实验证朋,扩散电位的大小,决定于溶液的浓度差、温度、离子的种类。
地层被井钻穿后,泥浆滤液和地层孔隙中的地层水直接接触,由于泥浆滤液的浓度不同于地层水溶液的浓度(通常称矿化度),它们之间就产生了离子的扩散作用。
在泥浆与砂岩地层的接触面上的电荷的分布,泥浆带负电荷,而砂岩层带 正电荷;泥浆带正电荷,泥岩带负电荷。泥岩井壁,不仅有扩散作用,同时也有吸附作用。粘土矿物表面有选择吸附负离子的能力。
二、过滤电位
定义:在压力差的作用下,当溶液通过毛细管时,管的两端产生的电位差。用Ef 表示。
在泥浆压力大于地层压力的条件下,渗透层处,过滤电位与扩散吸附电位方向一致。
过滤电位的数值与地层和泥浆柱之间的压力差及过滤溶液的电阻率成正比,与过滤溶液的粘度成反比:
过滤电位只有在地层压力与泥浆柱压力很悬殊时,而且在泥饼未形成以前,才有较大的
显示。由于油井的泥浆柱压力略高于地层压力,相差不是很
大,而且在测井时已形成泥
饼,所以过滤电位在油井中的显示一般很小,常忽略不计。
实测的自然电位曲线,由于泥岩(或页岩层)岩性稳定,在自然电位测井曲线上显示为一条电位不变的直线,将它做为自然电位的基线,这就是所谓的泥岩基线。
自然电位曲线具有如下特点:
1 )当地层、泥浆是均匀的,上下围岩岩性相同,自然电位曲线对地层中心对称;
2 )在地层顶底界面处,自然电位变化最大,当地层较厚(大于四倍井径)时,可用曲线半幅点确定地层界面;
3 )测量的自然电位幅度,为自然电流在井内产生的电位降,它永远小于自然电流回路总的电动势;
4 )渗透性砂岩的自然电位,对泥岩基线而言,可向左或向右偏转,它主要取决于地层水和泥浆滤液的相对矿化度。
第三节 影响渗透层自然电位曲线的主要因素
一、渗透层自然电位异常幅度的计算
r m 为井筒泥浆的等效电阻; r sh 为泥岩的等效电阻;
r t 为砂岩的等效电阻; U SP 自然电位异常幅度值(等于自然电流流过井内泥浆电阻上的电位降)
二、自然电位曲线的影响因素影响自然电位U SP 异常幅度的主要因素:
1) 地层的岩性和泥浆滤掖电阻率 Rmf 与地层水电阻率 Rw 的比值 Rmf / Rw 。因此岩性、地层水矿
化度与泥浆滤液矿化度的比值直接影响自然电位的异常幅度。
2) 地层厚度、井径的影响:h ↑--幅值↓,d ↑--幅值↓
3) 地层电阻率,泥浆电阻率以及围岩电阻率的影响:随着 Rt / Rm 的增大,自然电位幅度值降低。围
岩电阻率 Rs 增大,使自然电位异常幅度值减小。
4) 泥浆侵入带的影响:泥浆侵入带增大,自然电位异常幅度值减小。
第四节 自然电位曲线的应用
一、 判断岩性,确定渗透性地层
1、在砂泥质剖面中,以泥岩的自然电位为基线,如果砂岩地层的岩性由粗变细,泥质含量增加,表现为自然电位幅度值降低。
2、自然电位曲线异常幅度的大小,可以反映渗透性好坏。通常砂岩的渗透性与泥质含量有关,泥质含量越少,其渗透性越好,自然电位曲线异常幅度值越大。
3、对于碳酸盐岩地层,其渗透层多为次生裂缝性孔隙,它出现在致密的碳酸盐岩地层中,上下没有泥岩隔层。因此,自然电位曲线在致密碳酸盐岩地层和裂缝性渗透层处,没有明显的差异,难以应用自然电位曲线把碳酸盐岩剖面中的渗透层划分出来。
在其它条件相同时,随着泥质含量的增加,自然电位异常幅度值减小。泥质含量大的碳酸盐岩地层,自然电位可能与粘土层差不多。因此,对碳酸盐岩地层而言,自然电位的异常幅度主要反映地层中的泥质含量
4、对于膏盐剖面,由于盐岩、石膏、硬石膏等非常致密,基本上不含地层水,因此不产生扩散吸附电位。这些地层的自然电位曲线与围岩相同。
二、计算地层水电阻率
三、估计地层的泥质含量
四、判断水淹层位
部分水掩层(油层底部或顶部见水)在自然电位曲线上显示的基本特点,是自然电位曲线的基线在该层
MN a U R K
I ?=Ra 主要与MN 两点间的(电位递度)有关并主要反映MN 之间的电阻率。
第1章 自然电位测井和电阻率测井
§1.2 岩石的电学性质
一、岩石的导电性
表征电学性质的参数包括:电阻率、电导率、 介电常数、磁导率
火成岩:——依靠造岩矿物中极少量的自由电子导电,电阻率很高,
沉积岩:——主要靠离子导电,导电能力强,电阻率低。(沉积岩石电阻率的大小主要决定于组成岩石的颗粒大小、组织结构和岩石孔隙中所含流体的性质。)
二、地层条件下岩石电阻率的影响因素
在地层条件下,岩石电阻率受以下影响:
岩性
(沉积岩、火成岩)
地层水性质(所含盐类化学成分、浓度和温度 )
孔隙度(对于饱含水的岩石,孔隙度越高,所含地层水电阻率越低,岩石的电阻率也就越低) 含油饱和度 (当地层水电阻率和孔隙度都一定时,岩石电阻率随S w 的增高而增高)
三、井眼条件下地层电阻率的径向特性
泥浆侵入特性:高侵、低侵、无侵
§1.3 普通电阻率测井
一、岩石电阻率的测量原理
二、普通电阻率测井测量原理
实际电阻率测井所测的电阻率与井内泥浆、渗透层的侵入,上下围岩的电阻率都有关系。测量结果是各种影响的综合反映,这个电阻率称为视电阻率。
三、电极系(即电组率测井中各电极相对位置关系) 根据成对电极和不成对电极的距离不同,可把电极系分为电位电极系和梯度电极系(成对电极即是同一线路中的电极,如供电线路的两个供电电极就是成对电极)。
1、电位电极系:不成对电极到靠近它的那个成对电极之间的距离 < 成对电极间距离的电极 电极距:单电极(不成对电极)到靠近它那个成对电极间的距离,即:L =AM 。
深度记录点:AM 的中点O ,它表示电极系在井内的深度位置。
2、梯度电极系:不成对电极到靠近它的成对电极之间的距离 > 成对电极间距离的电极系电极距:不成对电极到成对电极中点的距离即L =AO ,
深度记录点:O 是MN 的中点
3、电极系分类
Ra 主要与M 点的电位有关并主要反映AM 之间的电阻率。
=a 0R Kr 4、电极系互换原理
把电极系中的电极和地面电极功能互换(原供电电极改为测量电极,原测量电极改为供电电极),而各极的相对位置不变,则所得到的视电阻率值不变,测得的曲线形状也不变。
5、电极系的探测深度
电位电极系探测半径为2倍的电极距;梯度电极系探测半径为1.4倍的电极距。
四、视电阻率测井曲线特征
1、梯度电极系电阻率测井曲线特征分析
理想梯度电极系不考虑井筒影响
2、电位电极系电阻率测井曲线特征分析
电位电极系电阻率测井曲线与岩层电阻率及顶底关系。曲线特征:厚、中、薄层曲线特征
3、视电阻率曲线的影响因素
1)电极距:当电极距小时井的影响较大;随着电极距增大,探测深度增大;电极距增大到一定程度后,围岩影响增大。
2)井的影响;3)侵入的影响;4)围岩和层厚的影响
5)高阻邻层的屏蔽影响;6)地层倾斜或井斜的影响
五、视电阻率测井曲线的应用
1、确定岩层界面 ;
2、确定地层电阻率Rt ;
3、地层对比 ;
4、用于标准测井中
§1.4 侧向测井
一、概 述
1、发展侧向测井的原因
2、侧向测井和普通视电阻率的异同
相同点:从数学和物理学角度看,侧向测井和普通视电阻率一样,都属于稳定电流场问题,满足相同的关系式。
不同点:供电方式不一样。
3、侧向测井的分类
按电极系结构特点和电极系数目不同,侧向测井可以分为:
三侧向(LL3)、七侧向(LL7)、八侧向(LL8)、双侧向(DLL ),
一、三侧向测井基本原理
1、原理:主供电电极两侧分别加一个屏蔽电极,并供以相同极性和大小的电流,使屏蔽电极 电位与主电极的相等,迫使主电极电流不能在井眼中上下流动,只能近似水平地流进地层。
2、电极系—,中间为主电极A 0, 两侧分别为屏蔽电极A 1 、A 2。电极A 1、A 2用导线连接在 一起,保持等电位。回路电极B 置远处。主电极的电流I 0被屏蔽电极的电流I 1、I 2所屏蔽, 近似成水平状进入地层。
3、视电阻率
4 、接地电阻
是主电极的接地电阻,表示主电极电流由主电流到回路电极所经过的介质的电阻
5 、几何因子
几何因子指与介质空间位置、体积和形状等几何因素有关的各种影响因素的总和。
分别为泥浆、侵入带和原状地层的几何因子。 t t
i i m m a R J R J R J R ++=i J t J m J
石油工程测井基本名词解释
一、名词概念 1.Well logging 测井:油气田地球物理测井,简称测井welllogging,是应用物理方法研究油气田钻井地质剖面和井的技术状况,寻找油气层并监测油气层开发的一门应用技术。 2.Electrical logs 电法测井:是指以研究岩石及其孔隙流体的导电性、电化学性质及介电性为基础的一大类测井方法,包括以测量岩层电化学特性、导电特性和介电特性为基础的三小类测井方法。 3.Acoustic logs 声波测井:是通过研究声波在井下岩层和介质中的传播特性,来了解岩层的地质特性和井的技术状况的一类测井方法。 4.Nuclear logs 核测井:是根据岩石及其孔隙流体的核物理性质,研究钻井地质剖面,勘探石油、天然气、煤以及铀等有用矿藏的地球物理方法,是地球物理测井的重要组成部分。 5.Production logs 生产测井PL:泛指油气田投产后,在生产井或注入井中进行的一系列井下地球物理观测。它是监测油气田开发动态的主要技术手段,是油气田储集层评价、开发方案编制和调整、井下技术状况检测、作业措施实施和效果评价的重要手段。根据测量对象和应用范围,生产测井大致可分为生产动态、产层评价和工程技术三类。 6.Apparent resisitivity 视电阻率:把电极系放在井中某一位置,能测得该点的一个电阻率值,该值受井眼、围岩、泥浆侵入等环境影响,不等于地层的真实电阻率,称为视电
阻率。当电极系沿井身连续移动时,则可测得视电阻率随井身变化的曲线。这种横坐标为视电阻率R a,纵坐标为深度H的曲线叫视电阻率曲线。 7.Reservoir 储集层:在石油工业中,储集层是指具有一定孔隙性和渗透性的岩层。例如油气水层。 8.increased resistance invasion 高侵:当地层孔隙中原来含有的流体电阻率较低时,电阻率较高的钻井液滤液侵入后,侵入带岩石电阻率升高,这种钻井液滤液侵入称为钻井液高侵,R XO