第8章 密度测井和岩性密度测井(教学材料)
第八章 密度测井和岩性密度测井
此两种测井方法是由伽马源向地层发射伽马射线,经与地层介质相互作用后,再由伽马探测器接收(即为伽马-伽马测井),地层不同,探测器记录的读数不同,从而被用来研究地层性质。
§1 密度测井、岩性密度测井的地质物理基础 一、岩石的体积密度b ρ(即真密度): V G b
=ρ (单位体积岩石的质量)
对含水纯岩石: φρφρρρρφ
?+-=?+?=
+=
f ma f ma ma f
ma b V
V V V
G G )1(
单位:(g/cm 3) 其中:
V V V ma =+φ
(1)组成岩石的骨架矿物不同,ρma 不同,如石英为2.65,方解石为2.71,白云石为2.87,对于相同孔隙度得到的体积密度也就不同,由此可判断岩性;另一方面,利用体积密度计算孔隙度时,必须得先确定岩性。
(2)孔隙性地层的密度小于致密地层,且随着φ的增加ρb 减小,由此可求φ。
且(盐水泥浆)(淡水泥浆)1
.10
.1=
f ρ
二、康普顿散射吸收系数∑
中等能量γ射线与介质发生康普顿散射康普顿散射而使其强度减小的参数(康普顿减弱系数---由康普顿效应引起的伽马射线通过单位距离物质减弱程度):
A
N z b
A e
ρσ??=∑ 沉积岩中大多数核素A z
均接近于0.5(见表8-1, P 138),常见的砂岩、石灰岩、白云
岩的A z
的平均值也近似为0.5(见表8-2),
所以对于一定能量范围的伽马射线(e σ为常数),∑只与b ρ有关。
密度测井利用此关系,通过记录康普顿散射的γ射线的强度来测量岩石的密度。 三、岩石的光电吸收截面
1、线性光电吸收系数:当γ的能量大于原子核外电子的结合能时,发生光电效应的概率。
n A
Z λρτ1
.40089
.0=
2、岩石的光电吸收截面指数Pe
它是描述发生光电效应时物质对伽马光子吸收能力的一个参数,即伽马光子与岩石中一个电子发生光电效应的平均光电吸收截面,单位b/电子。而它与原子序数关系为:
Pe=aZ 3.6
a 为常数,地层岩性不同,Pe 有不同的值,也就是说Pe 对岩性敏感,可以以来确定岩性,Pe 是岩性密度测井测量的一个参数。
3、体积光电吸收截面
体积光电吸收截面也是描述发生光电效应时物质对伽马光子吸收能力的一个参数,它是指每立方米物质的光电吸收截面,以U 来表示,单位b/cm 3
。地层岩性不同,其体积光电吸收截面不同(表8-2,139页)。U 对岩性敏感,也是岩性密度测井所要确定的一个参数。岩石的体积光电吸收截面为: ∑==
n
i i
i V U U 1
Ui 、Vi 分别为组成岩石各部分的光电吸收截面和相对体积。如孔隙度为φ的纯砂岩的光电吸收截面为:
f ma U U U ??+-=)1(
体积光电吸收截面U 与光电吸收截面指数Pe 有近似关系: b U Pe ρ/≈
故可由Pe 求得U 。 §2 地层密度测井 1. 测井原理
(1)下井仪:极板型,贴井壁测量 (图8-3,P 140),其中:滑板由伽马源、伽马探测器、屏蔽体三部分组成。
伽马源(137
S
C )—发射能量为0.661Mev 的单能伽马射线。
(2)伽马探测器是由单伽马探测器和双伽马探测器(即:补偿密度测井仪,又有长源距和短源距之分)组成。
(3)屏蔽体—使源发射的γ光子不能直接到达探测器。 2.测井原理
由源发射0.661Mev 的γ射线(排除电子对形成的可能性)—照射地层发生康普顿效应(采用能量窗口,避免光电效应的影响)—散射γ
射线到达探测器—计数
率N 。
地层密度ρb 不同,对伽马光子的散射吸收能力不同,仪器记录的计数率不同,测井仪采用的正源距L 下,ρ增大,N 减小。
b e A N ρσμ??=∑≈5.0
L e N N ∑-=0
由上两式可得:
b b e A A B L N LnN L LnN LnN ρρσ?+=-=∑-=5.000
即:)(1B LnN A b -=ρ
可见单探测器就能测量b ρ。
实际测井中,泥饼影响不可忽视,为此,采用双源距探测器的补偿密度测井仪,其中长源距的计数率受泥饼影响小,短源距受影响大,用长源距得到一个视地层密度ρb ˊ,再由长短源巨计数率得到泥饼校正值ρ?,则地层密度b ρ='
ρ+ρ?。最
终得随深度变化的一条b ρ曲线和ρ?曲线。
三.应用
1、识别岩性(不单独用)
2、计算孔隙度:f
ma b
ma D ρρρρφ--=
对含水纯岩石D φφ=(泥质油气层须作校正)
3、密度测井和中子测井曲线重叠可以识别气层,判断岩性。(略)
4、密度—中子测井交会图,可以确定岩性,求得孔隙度。(略) §3 岩性密度测井 提纲:
一.测井方法的物理基础:低能量的γ与物质发生光电吸收效应的几率与原子序数Z 的关系。 二.有关概念
1.宏观光电吸收截面∑ 2.光电吸收截面指数e P 3.体积光电吸收截面u 三.应用(e P 曲线和u 曲线) 内容:
一、 岩性密度测井的基本原理
伽马源产生的单能γ射线照射地层,其高能谱段的γ,只受康普顿效应影响,低能谱段,主要受光电效应的影响。在高能区设立窗口,计数γ计数率,确定地层密度,为补偿泥饼的影响,采用长短两个探测器,得到地层密度和泥饼补偿值ρb 和Δρ;低能区开设窗口,计数γ,以测量地层的光电吸收截面指数Pe 。实际上是利用低能窗和高能窗计数率比值进行光电吸收截面指数计算的。 二、 岩性密度测井的应用
1、 识别岩性
体积光电吸收截面U 和光电吸收截面指数Pe ,都可以用来识别岩性。 对于纯地层,体积光电吸收截面:
f ma U U U ??+-=)1(
由于Uma 比Uf 大很多,如地层的孔隙度不很大,则上式近似为:
ma U U )1(?-=,则)1/(?-=U U ma 。
利用测井值U 和其它测井资料得到的孔隙度φ,就可得到岩石的骨架的体积光电吸收截面Uma ,用来识别岩性。(应用可参看146页、图8-10,Pe 与孔隙度及流体性质的关系。)
2、 计算储集层的泥质含量 泥质含量可用下列近似式求得: Uma
Ush Uma U Vsh ---=
)
1(?
3、 识别地层中的重矿物
如重晶石Pe=266.8,锆石Pe=69.1,都比一般矿物高若干倍,地层中含有重矿物时,Pe 显著增大。
★石灰岩密度孔隙度单位:f
b
D ρρφ--=
71.271.2 即无论地层是何种岩性,均按石灰岩取
骨架密度参数,由此得以石灰岩孔隙度为单位的D φ, 在砂岩 φφ>D 石灰岩 φφ=D 白云岩 φφ 练习:已知某含水纯砂岩地层的密度石灰岩孔隙度D φ为20%,求该地层的实际孔隙度(淡水泥浆) 第八章声波测井 声波测井的物理基础 1.名词解释: (1)滑行波: (2)周波跳跃: (3)stoneley 波: (4)伪瑞利波: (5)声耦合率: (6)相速度: (7)声阻抗: (8)群速度: (9)频散: (10)衰减: (儿)截止频率: (12)声压: (13)模式波: (14)泊松比: (15)第一临界角: (16)第二临界角: 2.说明弹性系数K 和切变弹性系数μ的意义。他们与杨氏模量E 及泊松比σ有怎样 的关系? 3.介质质点弹性机械振动的过程是 的外力作用下, 与 的互相交替作用的过程,而声波传播,则是这种过程作用于 使之 的过程。 4.声波是介质质点的 振动在介质中的传播过程。声纵波是 变波,横波是 变波,它们均与此物理量(介质的) 有关。 5.某灰岩的V p =5500m/s ,密度ρb =2。73g /cm 3,横波速度V s 按V p =1.73V 。给出。试 求杨氏模量E ,泊松比σ,体弹性模量K ,切变弹性模量μ及拉梅常数λ。 6.声纵波的质点振动方向与能量传播方向 ,它可在 态介质中传播;声横波的质点振动方向与能量传播方向 ,它能在 态介质中传达播,但不能在 态介质中传播。 7.声纵波的速度为p V =;声横波的速度为s V =故V P /V S = 。根据岩石的泊松比为0.155—0.4,于是V p /V s ;= 。这表明在岩石中,V p V S ,所以在声波测井记录上, 波总先于 波出现。 8.在 相介质中,由于μ=0,即 切应力,故 。 9.瑞利(Rayleigh)波发生在钻井的 界面上,其速度v R 很接近V S ,约为 ,此波随离开界面距离的加大而迅速 ;斯通利(Stoneley )波产生在 中,并在泥浆中传播,它以低 和低 形式传传播,其速度 于泥浆的声速。 10.到达接收器的各声波中,全反射波因路径处在 中,波速 ,直达波行程 ,但波速 ,滑行波行程 但波速 。故以 波最早到达接收器。 精品课程作业: 第一章双测向测井 习题一 1.为什么要测量地层的电阻率? 2.测量地层电阻率的基本公式是什么? 3.普通电阻率测井测量地层电阻率要受到那些因素的影响? 4.聚焦式电阻率测井是如何实现对主电流聚焦?如何判断主电流处于聚焦 状态? 5.画出双测向电极系,说明各电极的名称及作用。 6.为什么双测向的回流电极B和参考电极N要放在无限远处?“无限远处” 的含义是什么? 7.为什么说监控回路是一个负反馈系统?系统的增益是否越高越好? 8.为什么说浅屛流源是一个受控的电压源? 9.试导出浅屛流源带通滤波器A3的传递函数。 10.已知该带通滤波器的中心频率为128Hz,求带通宽度、 11.为什么说深测向的屛流源是一个受控的电流源。 12.监控回路由几级电路组成?各起何作用? 13.试画出电流检测电路的原理框图,说明各单元的功用? 14.双测向测井仪为什么要选用两种工作频率? 15.测量地层冲洗带电阻率的意义是什么? 16.和长电极距的电阻率测井方法相比,微电阻率测井方法有什么异同? 17.为了模拟冲洗带电阻率R xo为1000Ω·m和31.7Ω·m,计算出微球形聚 焦测井仪的相应刻度电阻值R(K=0.041m)。 18.为了测量地层真电阻率,应当选用何种电极系? 19.恒流工作方式有什么优点? 20.求商工作方式有什么有缺点? 21.给定地层电阻率变化范围为0.5~5000Ω·m,电极系常数为0.8m,测量 误差δ为5%,屛主流比n为103,试计算仪器参数:G、G v、G I、W0max、W lmax、r、E(用求商式)。 第二章感应测井 习题二 1.在麦克斯韦方程组中,忽略了介质极化的影响,试分析这种做法的合理 性。 2.已知感应测井的视电导率韦500(Ms/m),按感应测井公式计算地层的真 电导率,要求相对误差小于1%。 3.单元环的物理意义是什么? 4.相敏检波器可以从感应测井信号中检出有用信号,那么,为什么在设计 线圈系时好要把信噪比作为一个重要的设计指标? 5.画出1503双感应测井仪深感应部分的电路原理框图,说明各部分电路功 能。 6.证明:在发射线圈两端并接谐振电容可以提高发射电流强度。 7.补偿刻度法的应用范围σ<X L,其中σ为电导率刻度值,X L为刻度环感抗, 用阻抗圆图的方法证明之。 8.在线圈系对称的条件下,试导出五因子褶积滤波因子的计算公式。 第八章 密度测井和岩性密度测井 此两种测井方法是由伽马源向地层发射伽马射线,经与地层介质相互作用后,再由伽马探测器接收(即为伽马-伽马测井),地层不同,探测器记录的读数不同,从而被用来研究地层性质。 §1 密度测井、岩性密度测井的地质物理基础 一、岩石的体积密度b ρ(即真密度): V G b =ρ (单位体积岩石的质量) 对含水纯岩石: φρφρρρρφ ?+-=?+?=+=f ma f ma ma f ma b V V V V G G )1( 单位:(g/cm 3) 其中:V V V ma =+φ (1)组成岩石的骨架矿物不同,ρma 不同,如石英为2.65,方解石为2.71,白云石为2.87,对于相同孔隙度得到的体积密度也就不同,由此可判断岩性;另一方面,利用体积密度计算孔隙度时,必须得先确定岩性。 (2)孔隙性地层的密度小于致密地层,且随着φ的增加ρb 减小,由此可求φ。 且(盐水泥浆)(淡水泥浆)1.10 .1=f ρ 二、康普顿散射吸收系数∑ 中等能量γ射线与介质发生康普顿散射康普顿散射而使其强度减小的参数(康普顿减弱系数---由康普顿效应引起的伽马射线通过单位距离物质减弱程度): A N z b A e ρσ??=∑ 沉积岩中大多数核素A z 均接近于0.5(见表8-1, P 138),常见的砂岩、石灰岩、白云 岩的A z 的平均值也近似为0.5(见表8-2), 所以对于一定能量范围的伽马射线(e σ为常数),∑只与b ρ有关。 密度测井利用此关系,通过记录康普顿散射的γ射线的强度来测量岩石的密度。 三、岩石的光电吸收截面 1、线性光电吸收系数:当γ的能量大于原子核外电子的结合能时,发生光电效应的概率。 n A Z λρτ1.40089 .0= 2、岩石的光电吸收截面指数Pe 它是描述发生光电效应时物质对伽马光子吸收能力的一个参数,即伽马光子与岩石中一个电子发生光电效应的平均光电吸收截面,单位b/电子。而它与原子序数关系为: Pe=aZ 3.6 a 为常数,地层岩性不同,Pe 有不同的值,也就是说Pe 对岩性敏感,可以以来确定岩性,Pe 是岩性密度测井测量的一个参数。 3、体积光电吸收截面 体积光电吸收截面也是描述发生光电效应时物质对伽马光子吸收能力的一个参数,它是指每立方米物质的光电吸收截面,以U 来表示,单位b/cm 3。地层岩性不同,其体积光电吸收截面不同(表8-2,139页)。U 对岩性敏感,也是岩性密度测井所要确定的一个参数。岩石的体积光电吸收截面为: ∑==n i i i V U U 1 Ui 、Vi 分别为组成岩石各部分的光电吸收截面和相对体积。如孔隙度为φ的纯砂岩的光电吸收截面为: f ma U U U ??+-=)1( 体积光电吸收截面U 与光电吸收截面指数Pe 有近似关系: b U Pe ρ/≈ 故可由Pe 求得U 。 §2 地层密度测井 测井解释原理 一: 储集层定义:具有连通孔隙,既能储存油气,又能使油气在一定压差下流动的岩层。 必须具备两个条件: (1)孔隙性(孔隙、洞穴、裂缝) 具有储存油气的孔隙、孔洞和裂缝等空间场所。 (2)渗透性(孔隙连通成渗滤通道) 孔隙、孔洞和裂缝之间必须相互连通,在一定压差下能够形成油气流动的通道。储集层是形成油气层的基本条件,因而储集层是应用测井资料进行地层评价和油气分析的基本对象。 储集层的分类 ?按岩性:–碎屑岩储集层、碳酸盐岩储集层、特殊岩性储集层。 ?按孔隙空间结构:–孔隙型储集层、裂缝型储集层和洞穴型储集层、裂缝-孔洞型储集层。 碎屑岩储集层 ?1、定义:–由砾岩、砂岩、粉砂岩和砂砾岩组成的储集层。 ?2、组成:–矿物碎屑(石英、长石、云母) –岩石碎屑(由母岩类型决定) –胶结物(泥质、钙质、硅质) ?3、特点:–孔隙空间主要是粒间孔隙,孔隙分布均匀,岩性和物性在横向上比较稳定。 ?4、有关的几个概念 –砂岩:骨架由硅石组成的岩石都称为砂岩。骨架成份主要为SiO 2 –泥岩(Shale):由粘土(Clay)和粉砂组成的岩石。 –砂泥岩剖面:由砂岩和泥岩构成的剖面。 碳酸盐岩储集层 ?1、定义:–由碳酸盐岩石构成的储集层。 ?2、组成:–石灰岩(CaCO 3)、白云岩Ca Mg(CO 3)2)、泥灰岩 ?3、特点:–储集空间复杂 有原生孔隙:分布均匀(如晶间、粒间、鲕状孔隙等) 次生孔隙:形态不规则,分布不均匀(裂缝、溶洞等) –物性变化大:横向纵向都变化大 ?4 、分类 按孔隙结构: ?孔隙型:与碎屑岩储集层类似。 ?裂缝型:孔隙空间以裂缝为主。裂缝数量、形态及分布不均匀,孔隙度、渗透率变化大。 ?孔洞型:孔隙空间以溶蚀孔洞为主。孔隙度可能较大、但渗透率很小。 ?洞穴型:孔隙空间主要是由于溶蚀作用产生的洞穴。 ?裂缝-孔洞型:裂缝、孔洞同时存在。 碳酸盐岩储集空间的基本类型 砂泥岩储集层的孔隙空间是以沉积时就存在或产生的原生孔隙为主; 碳酸盐岩储集层则以沉积后在成岩后生及表生阶段的改造过程中形成的次生孔隙为主。 碳酸盐岩储集层孔隙空间的基本形态有三种:孔隙及吼道、裂缝和洞穴。 碳酸盐岩储集层孔隙结构类型有:孔隙型、裂缝型、裂缝- 孔隙型、及裂缝- 洞穴型 常规测井在孔隙型/裂缝型碳酸盐岩中的特征(简答): 孔隙型储集层:在曲线形状方面表现为圆滑的“U”字形,如电阻率呈“U”字形降低,这与裂缝发育段的尖刺状电阻率起伏形成强烈的反差;在测井值方面表现为二高两低,即时差、中子孔隙度增高,电阻率和岩石体积密度降低。特点:曲线光滑,单层明显是以小孔为主的储层的主要特征,分层明显,表面看较好。 裂缝型储集层: 电阻率测井响应:微电极测井曲线在裂缝发育段呈现明显的正幅度差,且常伴有显著的锯齿 测井方法原理 一名词解释 R0孔隙中100%含水时的地层电阻率;R w地层水电阻率 地层因素:F=R0 R w 视电阻率:电阻率值既不可能等于某一岩层的真电阻率,,也不是电极周围各部分介质电阻率的平均值,而是在离电极装置一定距离范围内各介质电阻率综合影响的结果。 岩石体积物理模型:根据测井方法的探测特性和储集层的组成,按其物理性质的差异,把实际岩石简化为对应的性质均匀的几个部分,研究每一部分对测量结果的贡献,并把测量结果看成是各部分贡献的总和。 绝对渗透率:岩石孔隙中只有一种流体时测量的渗透率。 有效渗透率:当两种或两种以上的流体同时通过岩石时,对其中某一流体测得的渗透率。相对渗透率:岩石的有效渗透率与绝对渗透率之比值称为相对渗透率。 周波跳跃:在正常情况下,第一接收器R1和第二接收器R2应该被弹性振动的同一个波峰的前沿所触发。由于某种原因,造成声波的能量发生严重衰减。当首波衰减到只能触发接收器R1而不能触发接收器R2时,接收器R2便可能被第二个或者后续波峰所触发,于是造成时波差值显著增大。由于每跳越一个波峰,在时间上造成的误差正好是一个周期。故称之为周波跳跃。 标准测井:在一个油田或一个区域内,为了研究岩性变化、构造形态和大段油层组的划分等工作,常使用几种测井方法在全地区的各口井中,用相同的深度比例(1:500)及相同的横向比例,对全井段进行测井,这种组合测井叫标准测井。 减速长度:由快中子减速成热中子所经过的直线距离的平均值。 扩散长度:从产生热中子起到其被俘获吸收为止,热中子移动的距离。 热中子寿命:从热中子生成开始到它被俘获吸收为止所经过的平均时间叫热中子寿命。 含氢指数:单位体积的任何岩石或矿物中氢核数与同样体积的淡水中氢核数的比值。 统计起伏(放射性涨落):由于地层中放射性元素的衰变是随机的,因此,在一定时间间隔内衰变的原子核数,即放射出的伽马射线数,不可能完全相同。但从统计的角度来看,它基本上围绕着一个平均值在一定的范围内波动。 二、填空 1.根据勘探目的不同,通常分为石油测井、煤田测井、金属和非金属测井、水文测井、工程测井等几大类。 2.测井技术发展根据采集系统特点大致可以分为模拟测井、数字测井、数控测井、成像测井。 3.测井包括岩性测井(自然电位SP、自然伽马GR、井径测井CAL);孔隙度测井(声波、密度DEN、中子测井CNL);电阻率测井(普通视电阻率测井Ra、微电极系列测井ML、侧向测井LL、感应测井IL)。 4.整个测井工作可以分为两个阶段:资料录取阶段和资料解释阶段。 5.井内自然电位产生的原因:①地层水和泥浆含盐浓度不同而引起的扩散电动势和吸附电动势。②地层压力与泥浆柱压力不同而引起的过滤电动势。 6.电极系可以分为梯度电极系和电位电极系。 7.深三侧向电阻率测井主要反映原地层电阻率;浅三侧向电阻率测井主要反映侵入带的电阻率。 8.主电极的长度决定电流层的厚度,即主电极长度决定了分层能力。电极系直径小,泥浆层 测井方法的主要分类 1. 电法测井,又分自然电位测井、普通电阻率测井、侧向(聚焦电阻率)测井、感应测井、介电测井、电磁波测井、地层微电阻率扫描测井、阵列感应测井、方位侧向测井、地层倾角测井、过套管电阻率测井等(频率:从直流0~1.1GHZ)。 2. 声波测井,又分声速测井、声幅测井、长源距声波全波列测井、水泥胶结评价测井、偶极(多极子)声波测井、反射式声波井壁成像测井、井下声波电视、噪声测井等(频率由高向低发展,20KHZ~1.5KHZ)。 3. 核测井,种类繁多,主要分三大类:伽马测井、中子测井和核磁共振测井,伽马测井具体如下:自然伽马测井、自然伽马能谱测井、密度测井、岩性密度测井、同位素示踪测井等。 中子测井具体包括:超热中子测井、热中子测井、中子寿命测井、中子伽马测井、C/O比测井、PND-S测井、中子活化测井等。 发展趋势:中子源-记录伽马谱类(非弹性散射、俘获伽马、活化伽马等不同时间测量)。 4. 生产测井,主要分为三大类:生产动态测井、工程测井、产层评价测井。 1 生产动态测井方法主要有:流量计、流体密度计、持水率计、温度计、压力计、井下终身监测器等。 工程测井方法主要有:声幅、变密度测井仪、水泥胶结评价测井仪、磁定位测井仪、多臂微井径仪、井下超声电视、温度计、放射性示踪等。 产层评价方法测井:硼中子寿命、C/O比测井、脉冲中子能谱(PNDS)、过套管电阻率、地层测试器、其它常规测井方法组合等。 5. 随钻测井,大部分实现原理与常规电缆测井相同,实现方式上有许多特殊性。 2 测井方法主要特征总结归类表 3 4 5 声波变密度测井技术及其应用 目前油田固井质量检查的主要方法是声波幅度测井和声波变密度测井。声波变密度测井是由声幅测井发展而来的,其原理是利用水泥和泥浆(或水)声阻抗的较大差异对沿套管轴向传播的声波的衰减影响,来反映水泥与套管间、套管与地层的胶结质量。井下仪器主要包括声系和电子线路两部分。声系的功能是为了进行声波测井,它包括发射探头和接收探头,仪器的源距有两种,3ft和5ft,3ft的用于声幅测量,5ft的用于变密度测量。电子线路可以挂接连续测斜仪、高分辨率声波、双侧向和双感应等探头,实现多探头组合测井。 一、声波变密度下井仪 测井仪的声系由两个压电晶体组成,一个发射,一个接收。声源的工作频率为20KHz,重复频率15-20Hz。测井时,声源发出的声脉冲在井内各个方向传播,当传播到两种介质的交界面时,会发生声波的反射和折射。 井下仪电路主要由4个单元电路组成,即逻辑单元、接收单元、低压电源及信号衰减单元、发射控制及换档脉冲检测单元。逻辑信号首先进入半峰值再生电路,检测出的逻辑信号进入逻辑形成电路,产生发射、接收直流逻辑方波,并形成同步脉冲。同步脉冲与发射逻辑共同进入逻辑控制电路,产生各种控制信号,触发脉冲送发射电路,经换能器转换成声波信号,经地层传播,被接收换能器转换成电信号而送入预放级,经隔离选择,控制晶体发射、接收,然后接收信号经增益控制、发射干扰抑制等处理,最后与发射标志脉冲经电缆传输到地面。 二、声波变密度测井能够解决的问题 1、全波列分析 全波列测井包含声波的速度、幅度、频率等信息,我们主要对前12-14个波的幅度及到达时间进行分析。一般情况下,前3个波与套管波有关,反映套管与水泥环的胶结状况;第4-6条相线与水泥环中传播的声波信号有关,它反映水泥环与地层的胶结状况。 2、声波变密度测井检查固井质量 (1)套管外无水泥。这种情况下,套管波反射能力很强,地层波较弱或没有,变密度的相线差别不大,基本均匀分布,套管接箍明显,固井声幅为高幅值。 (2)水泥与套管和地层胶结良好。这种情况下,由于套管和固结水泥的差别较小,声波大量进入地层,因而套管波很弱,地层波很强,固井声幅为低幅值。 (3)水泥仅与套管胶结良好,与地层胶结差。这种情况声波不在套管界面反射而是进入水泥环,水泥环对声波能量衰减很大,传给地层的声波能量很小,所以套管波和地层波都很弱,但固井声幅显示低幅值。 (4)水泥与套管胶结一般。这种情况下套管把大部分声波能量反射回来,只有小部分声波能量进入地层,套管波和地层波都有一定的幅度。 3、声波变密度测井的优点 (1)能够对即套管与水泥和水泥与地层两个界面进行胶结状况的评价。 (2)施工效率提高。采用组合测井方式,缩短了作业时间,降低了劳动强度,缩短了完井周期。 声波变密度测井技术及其应用 目前,胜利油田固井质量检查的主要方法是声波幅度测井和声波变密度测井。声波变密度测井是由声幅测井发展而来的。其原理是利用水泥和泥浆(或水)声阻抗的较大差异对沿套管轴向传播的声波的衰减影响,来反映水泥与套管间、套管与地层的胶结质量。井下仪器主要包括声系和电子线路两部分。声系的功能是为了进行声波测井,包括发射探头和接收探头。仪器的源距有两种,3ft和5ft。3ft的用于声幅测量,5ft的用于变密度测量。电子线路可以挂接连续测斜仪、高分辨率声波、双侧向和双感应等探头,实现多探头组合测井。 一、声波变密度下井仪 测井仪的声系由两个压电晶体组成,一个发射,一个接收。声源的工作频率为20kHz,重复频率15~20Hz。测井时,声源发出的声脉冲在井内各个方向传播,当传播到两种介质的交界面时,会发生声波的反射和折射。 井下仪电路主要由4个单元电路组成,即逻辑单元、接收单元、低压电源及信号衰减单元、发射控制及换档脉冲检测单元。逻辑信号首先进入半峰值再生电路,检测出的逻辑信号进入逻辑形成电路,产生发射、接收直流逻辑方波,并形成同步脉冲。同步脉冲与发射逻辑共同进入逻辑控制电路,产生各种控制信号,触发脉冲送发射电路,经换能器转换成声波信号,经地层传播,被接收换能器转换成电信号而送入预放级,经隔离选择,控制晶体发射、接收,然后接收信号经增益控制、发射干扰抑制等处理,最后与发射标志脉冲经电缆传输到地面。 二、声波变密度测井能够解决的问题 1.全波列分析 全波列测井包含声波的速度、幅度、频率等信息。我们主要对前12~14个波的幅度及到达时间进行分析。一般情况下,前3个波与套管波有关,反映套管 声幅-变密度测井 (张智勇编辑整理) 一、测井原理 声幅-变密度测井是由磁定位(CCL)、自然伽马仪(GR)和声 幅-变密度仪(CBL-VDL)组成,能够实现一次下井,测出CCL、 GR、CBL-VDL等多条组合曲线。 声幅-变密度(CBL-VDL)井下仪包括电子线路和声系两大 部分,其中声系包括一个发射器和两个接收器,源距分别为3 英尺和5英尺。 对于3英尺源距接收器,声波发射器发射声脉冲,经过泥 浆(或井液)折射入套管,产生套管波。套管波沿最短路径传 播,折射入井里泥浆(或井液)。接收器接受声波波列中首波 的幅度。经过电子线路把他转换为相应的电压值予以记录。当 仪器沿井身移动时,就测出一条随井深变化的声幅曲线。并通 过声幅曲线值的高低对比来确定套管与水泥环胶结的好坏。 对于5英尺源距接收器,接受到的是声波的全波列,分为 三个部分,即套管波、地层波、直达波(泥浆波和井液波),接 收电子线路把信号转换为与其幅度成正比的点信号,经电缆传 至地面,检波后只保留其正半周部分,这部分电信号加到示波 器或显象管上,调制其光点亮度。波幅大,电压高,光点就亮, 测井图上显示条带为黑色。而光点亮度低时,测井图上显示为 灰色条带。负半周电压为零,光点不亮,测井图上显示为白色 条带。 变密度测井图就是黑(灰)白色相见的条带,以其颜色的深 浅表示接收到的信号的强弱,通过对变密度测井图上显示的套 管波、地层波和直达波(泥浆波和井液波)的强弱程度分析,来 确定套管与水泥环和水泥环与地层胶结质量的好坏。 ※仪器测井原理(CBL) 1、声波发射器发射声脉冲被3英尺源矩接收器接收,经井液折射入套管,产生套管波; 2、套管波沿最短路径传播,折射入井液; 3、接收器接收声波波列中首波的幅度; 4、幅度到达电子线路被转换为相应的电压值并予以记录; 5、当仪器沿井身移动时,就测出一条随井深变化的声幅曲线; 6、通过声幅曲线值的高低对比来确定套管与水泥环胶结的好坏。 ※仪器测井原理(VDL) 1、声波发射器发射声脉冲被5英尺源矩接收器接收声波全波列(套管波、地层波、泥浆和井液波); 2、线路把信号转换为与其幅度成正比的电信号,经电缆传至地面; 3、电信号在显像管上被调制其光点亮度,根据其波幅大小和电压高低在测井图上显示成黑白相间的条带; 一、名词解释 1、测井:油气田地球物理测井,简称测井well logging ,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、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、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、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、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。 6、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第八章声波测井
测井仪器方法及原理重点
第8章 密度测井和岩性密度测井
测井解释原理
测井方法原理全面.doc
(完整word版)测井方法原理及应用分类
声波变密度测井技术及其应用
声波变密度测井技术
声幅-变密度测井
(完整word版)测井考试小结(测井原理与综合解释)