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1、测井技术的分类,按研究的物理性质分类电法测井（electrical logging）声波测井（acoustic logging）放射性测井（radioactive logging）其它测井,电法测井（electrical logging）:研究地层电学性质和电化学性质的各种测井方法的总称。地层电化学性质自然电位和人工电位测井地层导电性质各种电阻率测井地层极化性质各种高频电磁波测井,电法测井,自然电位测井,自然电位测井（spontaneous potential logging）：在裸眼井中测量井轴上自然产生的电位变化来研究井剖面地层性质的测井方法。原理：探测井眼中地层所具有的天然电势的变化。地
2、层在井壁处形成的天然电势主要与扩散吸附电势、压滤电势有关。装置：在井内电缆底端装一个不极化M，在地面泥浆池内放入另一电极N，将它们与地面记录仪相连，当匀速上提M电极时，记录的电位差变化便是井轴上自然产生的电位变化。,（一）自然电位测井,原理：测量井中自然电场,v,M,N,井中电极,M,与地面电极,N,之间的电位差,井下自然电位产生的原因：（1）由浓度差产生（2）由压力差产生扩散吸附电势过滤电势氧化还原电势,井内自然电位分布和自然电位曲线示意,自然电位幅度与泥质含量关系示意,自然电位曲线的影响因素,1.地层水矿化度和泥浆滤液比值的影响2.岩性的影响3.地层厚度的影响4.地层及围岩电阻率的影响5.
3、泥浆电阻率的影响6.井径及泥浆侵入的影响,自然电位曲线特点a.曲线关于地层中点对称，地层中点处异常值最大。b.地层越厚，自然电位越接近静自然电位，地层厚度变小，自然电位值下降，且顶部变尖底部变宽，自然电位小于等于静自然电位。c.h4d时，自然电位的半幅点对应地层的界面。自然电位没有绝对的零点，是以泥岩井段的自然电位曲线幅度作为基线。,2自然电位曲线的应用a.划分渗透性地层：当泥浆滤液电阻率小于地层水电阻率时，一般情况下在渗透性地层处自然电位曲线产生负异常；反之，产生正异常。b.识别油、水层：当其它条件相同时，水层的自然电位大于油层的自然电位。c.判断水淹层：对于注淡水开发的油藏，油层水淹后，相
4、当于地层水矿化度降低，地层水电阻率增大，造成自然电位减小。.识别性岩：泥岩处自然电位曲线平直，砂岩处自然电位曲线异常幅度最大，含泥砂岩次之，砂岩含泥量越大，自然电位曲线异常幅度越小。另外还可以确定地层水电阻率，估算泥质含量。,自然电位曲线的主要用途,判断岩性和划分渗透层地层对比和研究沉积相求地层水电阻率估计地层的粘土含量判断水淹层,自然电位曲线的定性解释,1判断岩性和划分渗透层识别储层储层SP为负异常砂泥岩地层：在自然电位曲线上泥岩为基线，砂岩处是负异常，如果含有泥质，异常幅度减小，含泥质越多，异常幅度越小。含油气砂岩与含水砂岩在自然电位曲线上反映相似，均为负异常，其它条件相同的情况下，含油气
5、砂岩的异常幅度要小些，约为含水砂岩的70%。划分储集层：自然电位曲线上一切偏离泥岩基线的明显异常是孔隙性和渗透性较好的储集层的标志。-划分储集层与非储集层，半幅点确定界面判断岩性判断油气水层：水层SP油气层,2.地层对比和研究沉积相研究沉积环境最早采用的方法，反应宏观，不如GR细致，单解性强单层曲线形态能反映粒度分布和沉积能量变化的速率。多层曲线形态反映一个沉积单位的纵向沉积序列，可作为划分沉积亚相的标志之一。SP曲线形态较简单，又很有地质特征，便于井间对比。SP曲线分层简单，便于计算砂泥岩厚度等参数。,曲流河点砂坝反映了河道侧向迁移的沉积序列及正粒序结构沉积环境从低能突然到高能，又缓慢恢复到
6、低能。,河口坝沉积,物源丰富，水动力条件稳定，废弃分流河道砂,指形曲线物源少，能量强，砂粒分选好，滩砂或席状砂,齿形曲线沉积能量的快速变化，辫状河沉积,钟型 三角洲平原,箱型 分流河道砂,漏斗型 河口坝,组合型,3求地层水电阻率选厚度大、含水的纯砂岩，读出该层的自然电位值，依据公式求地层水电阻率。推算地层水电阻率值（Rw）-利用SP幅值及温度、泥浆滤液电阻率值推算。,4.估计泥质含量 泥质含量Vsh=1-SP/SSP(1-1)式中 SP目的层自然电位；SSP厚度大、含水的纯砂岩层的自然电位。或者用下面公式：SH1=(SP-SP砂)/(SP泥-SP砂)(1-2)Vsh=(2GCUR*SH1-1)
7、/(2GCUR-1)(1-3)式中 GCUR计算泥质体积的经验系数。第三系地层GCUR=37；老地层GCUR=2。,5判断水淹层注入水使地层水矿化度减小，导致自然电位基线的偏移，泥岩基线偏移的大小，主要取决于水淹前后地层水矿化度比值的大小。泥岩基线偏移量 Esp=K*lg(Cw2/Cw3)（1-4）式中 K自然电位系数；Cw2未水淹层的地层水矿化度；Cw3水淹层的地层水矿化度。由式（1-4）可知，基线偏移量 Esp取决于水淹前后地层水矿化度比值Cw2/Cw3。显然，油层水淹程度越高，比值Cw2/Cw3越大，则 Esp也越大。根据基线偏移值的大小，可以估算油层水淹的程度：基线偏移大于8mv，为高
8、含水层；基线偏移小于8mv大于5 mv，可判断为中含水层；当基线偏移低于5 mv时，在分析时应特别注意，它可能为低含水层，也可能是由于岩性变化引起的基线偏移。,自然电位测井曲线的地质应用,局限性：既受地层水与泥浆间矿化度差值影响，也受泥质含量、层厚、高阻层等影响，适用范围窄，仅适用于碎屑岩剖面和充以可导电泥浆的裸眼井。解释中存在多解性，地质应用不如GR.,小结与知识点回顾,1.自然电位曲线的泥岩基线是：（1）测量自然电位的零线；（2）衡量自然电位异常的零线；（3）没有意义。2.偏向低电位一方的自然电位异常称为_，其数值是1）负的；（2）正的；（3）无正负之分。3.明显的自然电位正异常说明；（1
9、）CwCmf;(2)CwCmf;(3)Cw=Cmf;4.注入水水淹的储集层产生SP基线偏移的原因（1）注入水含盐量与原生水含盐量有明显差别；（2）注入水时产生过滤电位；（3）储集层上部与下部泥质含量不同。5.在水进过程中形成的砂岩，其SP形态是（1）柱形；（2）钟形；（3）漏斗形；（4）蛋形。6.用SP计算泥质含量的有利条件是（1）地层含油气；（2）薄层；（3）侵入深的地层；（4）完全含水、厚度较大和侵入较浅的水层。7.用SP计算泥质含量的不利条件是使计算的结果（1）小于实际值；（2）大于实际值；（3）与 实际值相符。,1、电阻率与电导率 U A R=I L 式中，U物体两端的电压 I通过的电
10、流 A物体的横截面积 L物体的长度=1/R,岩石电阻率与岩性的关系,可以看出，不同岩石、矿物的电阻率各不相同。金属矿物电阻率低，而造岩矿物(石英、云母、长石、方解石等)及石油的电阻率都很高，它们几乎不导电。,二、岩石电阻率与地层水性质的关系,岩石的导电能力主要取决于地层水电阻率。地层水的电阻率是由地层水的性质所决定的。1、地层水电阻率与地层水所含盐类的化学成分有关 在温度、浓度相同的条件下，溶液内所含盐类不同，其电阻率不同。,2、地层水电阻率和矿化度的关系 一般将地层水视为NaCl溶液，随着溶液的矿化度增高，溶液内离子数目增加，其导电能力增加，电阻率变低。3、地层水电阻率与温度的关系 溶液电阻
11、率随温度升高，离子活度增大，在外加电场的作用下溶液的导电能力加强，溶液的电阻率变低。地层水的温度与地层深度有关，层位深湿度就高。,2、地层水电阻率 3647.5 82 Rw=（0.0123+)Cw0.955 1.8T+39 式中，Cw地层水矿化度 T地层温度,电阻率测井方法主要分为两种：传导电流法：使用直流电，需要井眼中有导电泥浆。传导电流法测量的是电阻率。感应法：使用交流电，井内可以含有任何流体（空气、任何导电或不导电泥浆）。感应法测量的是电导率。,冲洗带：岩石孔隙受到泥浆滤液的强烈冲洗，原始流体被挤走，孔隙中为泥浆滤液和残余地层水或残余油气。过渡带：距井壁有一定的距离，泥浆滤液减少，原始流
12、体增加。未侵入带：未受泥浆侵入的原状地层,测 井 环 境 描 述,1、传导电流型 传导电流法测井也称直流电法测井，它是用供电电极把电流注入地层，在井周围地层中形成电场，通过测量周围地层中电场或电位的分布，来确定地层的电阻率。要求：井内有导电泥浆，提供电流通道。普通电阻率测井仪器和侧向测井都属于传导电流型测井仪器。2、感应型 当井眼充满低矿化度泥浆，井眼电阻率较高、地层电阻率较低，使得侵入带电阻率大于地层电阻率（但是地层电阻率不是太低），形成高侵（也称增阻侵入）时，一般使用感应测井来确定地层电阻率。,电阻率测井,电阻率是测井方法求出的最重要的参数之一，根据电阻率能划分剖面的岩性及评价储集岩层的油
13、气产能。电阻率测井（resistivity logging）：通过测量地层率来研究井剖面地层性质的测井方法。按供电电流在介质中的分布：普通电阻率测井-梯度电极系测井（lateral logging）、电位电极系测井（normal logging）、微电极测井聚焦型电阻率测井-侧向测井感应型电阻率测井-感应测井标准测井：梯度电极系测井与自然电位测井组合。,普通电阻率测井原理,常见装置：由一对测量电极M、N和供电电极A、B组成.概念：电极系、成对电极、电极距、短电极、长电极梯度电极系：为M、N和A三个电极排列组成，MN相距极近，地面泥浆池内置电极B，构成一电流回路，为成对电极A2.25M0.5N电
14、极系，称为R2.5底部梯度电极系。电位电极系：MN测量电极相距较远，非成对电极。M2.25N0.5A电极系，称为R0.5电位电极系。微电极测井-冲洗带电阻率测井横向测井,标准测井,普通电阻率测井的地质应用,R0.5的探测半径1m，相当于储层的泥浆侵入带，在侵入浅或无侵入地层，视电阻率接近于地层电阻率。垂向分辨率低，高阻层1.6m左右，低阻层1m。曲线平滑，受层内流体类型、分布的影响小，均质地层曲线形态对称，因而多用于分层、地层对比、解释储层岩性、沉积特征和确定储层参数。R2.5测井采测范围较深，为2.5m，基本反映储层原状地层电阻率。曲线形态不对称，对于油层，具有明显的高阻近于油层的底界，常用
15、来识别油层、分层和地层对比。为研究储层径向电阻率变化，识别油水层，采用电极距不同的一组底部梯度电极系测井，称为横向测井，用到的电极距0.25,0.45,1,2.5,4,8m用横向测井图版求岩层的含油饱和率值。普通电阻率测井适用于淡水泥浆、中-低电阻率的碎屑岩剖面。,标准测井,组成：标准电极系测井自然电位测井井径测井应用：粗略划分岩性和油气、水层绘制地区标准综合柱状图和单井综合录井图地层对比确定对比标准层和标志层旋回对比和逐级控制研究沉积相和划分时间单元,微电极测井,探测冲洗带电阻率的测井方法。在砂泥岩剖面划分渗透层和从渗透层中扣除非渗透夹层。测量简单，显示直观。地质依据：储层的孔、渗性泥饼、冲
16、洗带、侵入带、原状地层微梯度A0.025M10.025M2和微电位A0.05M2应用：1.划分岩性和储集层；2.确定岩层界面和扣除非渗透夹层；3.确定井径扩大的井段；4.确定冲洗带电阻率和泥饼厚度,微电极测井为提高纵向分辨能力而设计出的一种贴井壁测量的特殊装置称为微电极。一般微电极系的结构如图，在微电极主体上，装有三个弹簧片扶正器，弹簧片之间的夹角为1200，在其中一个弹簧片上有硬橡胶绝缘板把供电电极A和测量电极M1M2按直线排列，微电极曲线是由微电位和微梯度两条电阻率曲线组成的。,微电极测井资料的应用 a.划分渗透性地层：在钻井过程中，由于泥浆柱压力大于地层压力，往往在渗透性地层产生泥饼。一
17、般泥饼的电阻率小于冲洗带电阻率，所以探测较深的微电位视电阻率大于微梯度视电阻率，通常称之为幅度差。b.识别岩性：对于泥岩，微电极曲线平直，无幅度差；对于砂岩，微电极曲线有幅度差，砂岩越纯、物性越好，幅度差就越大；对于致密层，微电极曲线有幅度差，但视电阻率值明显比砂岩的大。c.确定含油砂岩的有效厚度：利用微电极曲线纵向分辨率高的特点，可以较准确地划分含油砂岩的有效厚度。,利用微电极曲线研究沉积相,小结与知识点回顾,1.试确定A3.75M0.5N的记录点、电极距和电极系全名。2.电极系N2.25M0.5A的名称是：（1）2.5m顶部梯度电极系；（2）2.5m底部梯度电极系；（3）0.5m电位电极系
18、。3.梯度电极系的探测半径是：（1）1倍电极距；（2）2倍电极距；（3）3倍电极距；4.微电极测井能划分储集层的主要原因是：（1）微梯度主要受泥饼影响，而微电位主要受冲洗带影响；（2）微梯度和微电位虽然主要受冲洗带影响，但微梯度受泥饼影响较大，而微电位受泥饼影响较小；（3）微梯度探测深度明显小于微电位，两者受泥饼影响不同。5.标准测井的主要应用是：（1）粗略划分岩性和油气水层、井间地层对比；（2）详细评价岩性和油气水层、井间油层对比；（3）帮助计算固井需要的水泥量6.标准层或标志层的主要作用：（1）作为划分岩性的标准；（2）作为划分油气水层的标准；（3）作为井间地层对比或油层对比的主要依据。,
19、侧 向 测 井,在油田勘探与开发中，要根据测井资料判断油气层和确定计算储量的参数，需要精确地求出地层电阻率与冲洗带电阻率。当井的剖面为高阻薄层或井内充满高矿化度泥浆时，普通电阻率测井因受井眼内泥浆与围岩的影响，很难用来划分地层界面、确定冲洗带和地层电阻率。侧向测井就是为了解决上述生产问题而产生的。由于它在高矿化度泥浆和高阻薄层剖面中能获得清晰的曲线，较真实地反映地层电阻率的变化。,三侧向电流分布示意图,侧向测井曲线的地质应用,原理：采用聚焦的方法将直流电输入地层。常用三侧向、七侧向两种。新的测井仪是双侧向测井仪，由深、浅侧向测井组成。浅侧向测井增加一个辅助电极，既可以单独测量也可以同时并测。浅
20、侧向RLLS探测范围0.33m，深侧向RLLD 探测范围为1.52m。通常双侧向曲线显示在第二-三道，有时还与冲洗带电阻率曲线组合在一起以便了解层径向特征，判断油水层。与感应测井比较，垂向分辨率高。用途：垂向分辨率好，可识别0.6m地层，适用于碳酸盐岩剖面和薄层砂；与冲洗带电阻率曲线组合可判断油水层，计算含油饱和度。双侧向视电阻率受到井眼、层厚、围岩及侵入的影响，在计算真电阻率时应对视电阻率进行必要的校正。它既适用于高阻地层，也适用于低阻地层。,七侧向曲线特点及应用,当高阻层岩性均匀，上下围岩R相同时，七侧向Ra曲线是对称的高阻异常曲线，Ra极大值为视电阻率代表值；上下围岩R不同时，高围岩R一
21、方视电阻率略升高，低方略降低，曲线不很对称，仍以极大值为代表值；实测曲线很明显地反映出地层的非均质性，有明显差别和足够厚度（0.6m以上）时可分别取值。七侧向虽然分层能力较强，但界面不清楚，高阻层界面没有明显的特征点，一般不用于确定地层界面。深、浅七侧向形态相同，幅度差性质受很多因素控制，判断油、水层时应小心使用。油层为正幅度差，水层为负幅度差。由于微侧向、浅七侧向和深七侧向受井眼和层厚的影响都很小，当要求不严格时，常常认为微侧向R就是Rxo，浅七侧向R就是Ri，深七侧向R就是Rt.应用：划分岩性、确定地层含水饱和度、含油气饱和度、定性判断油气、水层。,三侧向曲线特点及应用,高阻层视电阻率曲线
22、对围岩形成高阻异常，异常对称于高阻层中点，异常极大值为视电阻率代表值；高阻层界面没有明显的特征，但靠近高阻异常的底部；深、浅七侧向形态相同，幅度差性质受很多因素控制，判断油、水层时应小心使用。低浸油层为正幅度差，高侵水层为负幅度差。为求地层真电阻率Rt和侵入带直径di，一般采用深、浅三侧向组合，还要加上微侧向或邻近侧向确定Rxo，而要对深、浅三侧向视电阻率进行校正，包括井眼、围岩和侵入校正；应用：划分岩性、确定地层含水饱和度、含油气饱和度、定性判断油气、水层。,（三）三侧向电阻率曲线（）三侧向视电阻率曲线特点 a与普通电阻率测井曲线相比，三侧向视电阻率曲 线受井眼、围岩、层厚、侵入影响小；b纵
23、向分辨率高，适于划分薄层；c.当上下围岩电阻率相等时，三侧向视电阻率曲线 对称于地层中部；d.在高阻地层中点，视电阻率出现极大值。（）三侧向测井资料的应用 a.判断油、水层；b.划分岩性剖面；c.确定岩层的真电阻率；d.地层对比。,双侧向测井的应用,划分地质剖面,深浅侧向曲线重叠判断油、水层,确定地层电阻率,双侧向测井曲线有很好的纵向分层能力。特别是在高阻致密的碳酸盐岩剖面效果更好，可以把0.6米厚的地层清楚地划分出来。,划分地质剖面:,双侧向测井的应用,深浅侧向曲线重叠判断油、水层,RLLDRLLS,油层:,水层:,RLLDRLLS,幅度均很低,幅度均很高,双侧向测井的应用,确定地层电阻率：
24、,根据所测深浅侧向视电阻率值，对井眼、围岩、侵入带的影响进行校正，求取地层电阻率。,冲洗带电阻率测井的地质应用,用途：冲洗带电阻率在快速直观解释和定量解释中是一项基本参数，所有电阻率测井和孔隙度测井都受到冲洗带的影响。为了更好地确定地层电阻率孔隙率值，评价储层，冲洗带电阻率的测量是至关重要的。此外对划分薄层、挑出渗透层也是十分得力的工具。仪器：以聚焦型为特点。依靠紧密排列的电极测量通过地层的电流强度。电极排列随仪器类型而变，电极可为金属环式或钮扣式，探测时用贴井壁方式。常用的聚焦型有微侧向测井和微球形聚焦测井。前者电极呈同心环状，由主电极、测量电极及屏蔽电极组成，适用于盐水泥浆，探测深度10c
25、m左右，泥饼厚度小于7mm，测值受地层电阻率影响小，主要反映泥浆冲洗带电阻。后者由主电极、辅助电极、测量电极等组成，探测深度10cm左右，泥饼厚度小于1.25cm。,(2)微球形聚焦测井资料的应用 a划分薄层：由于I0是以很细的电流束穿过泥饼进入地层，受泥饼影响小，对地层的电阻率变化十分敏感，在岩性不同的界面处有明显的变化，纵向分辨能力强。利用RMSFL曲线划分薄层及渗透层中的夹层都比微侧向等资料略胜一筹。b确定Rxo：当hmc在3.8119.1mm的范围内，且RMSFL/Rmc小于等于20时，图版纵坐标校正系数近似等于1。在此条件下可直接用RMSFL=Rxo。c.快速直观识别油水层。与深浅侧
26、向组合，利用深侧向所测的原状地层电阻率Rt，浅侧向所测的侵入带地层电阻率Ri和微球形聚焦所测的冲洗带地层电阻率Rxo，利用这三条曲线重叠绘制可快速直观识别油水层。,感 应 测 井,用普通电阻率法测井会遇到很多困难，特别是对于薄层、低电阻率层、侵入带深以及用油基泥浆钻井时，更是如此。为了克服这些困难，采用了一种测量电导率的方法，这种方法所用的线圈系和地层之间无需导电介质。感应测井就是以线圈系与待研究地层之间的电磁藕合为依据的。在使用空气钻井、淡水泥浆钻井及油基泥浆钻井时，感应测井特别有效，而且这种方法几乎可全部代替使用电极装置的电阻率测井。感应测井曲线主要用于：估算侵入影响、确定地层真电阻率、求
27、含油饱和度。,感应测井曲线的地质应用,原理：依据电磁感应的原理来测定地层电导率的变化。仪器：由发射线圈和双接收线圈组成，为抵消井眼影响而采用两套即六线圈系的感应测井。由发射线圈发射20kHz的交流电，诱发地层产生感应电流，传给接收线圈以感应电动势信号，测量值显示地层电阻率或电导率。有深感、浅感两套组合，输出深浅两条感应曲线。探测范围浅感为15cm,深感为3.6-4.5m。适用范围：地层电阻率主要受流体特性和岩石结构特征的影响，感应测井一般适用在地层电阻率小于100欧姆米的地层。用途：与AC组合求取地层含油饱和度。利用双感径向差值帮助判断油水层。挑泥岩，对比地层（垂向分辨率较差，1.5m，对挑薄层不利）,电磁波传播测井及地质应用,原理：探测井中地层对电磁波传播的影响。用途：不受地层水矿化度的影响，可用于地层水矿化度未知或矿化度有变化或矿位化度极低时的油水层判断，以及水淹层计算含水饱和度。电磁波在地层中传播时，幅度要衰减，相位要变化，速度要降低，它们的变化取决于地层的介电常数。介电常数：反映介质在电场作用下发生极化现象介质分子中正、负电荷的重心不相重合的一个物理量。沉积岩中大多数岩石以及所含的油气，其相对介电常数值都小于8，而水的介电常数值超出10倍左右，因而含水地层会引起电磁波传播速度、幅度和相位明显的变化。利用电磁波传播的测井方法有两种：电磁波传播测井和介电测井。,
