地球物理测井

地球物理测井发展四个阶段
一、模拟记录阶段 从测井诞生到60年代末，都使用模拟记录测 井仪器，用灵敏度高的检流计测量回路电流得到 探测系统测量端间的电位差变化，反映地层物理 参数（电阻率、声波速度等）随深度的变化，记 录在照相纸或胶片上，模拟记录的特点是采集的 数据量小，传输速率低。使用的主要测井方法有 声速（纵波）测井、感应测井和普通电阻率测井， 配之以井径测井、自然电位测井和自然伽马测井 等。
二、数字测井阶段
自60年代来，测井仪器从模拟记录过渡到数字记录。 这是测井技术发展的要求，测井方法的增多，特别是地 层倾角测量的出现和声波变密度测井都要求高速采集地 下信号，此外，某些测井方法要求在井场作一些校正、 补偿和简单的计算，如中子测井计算中子孔隙度、密度 测井进行脊肋校正等。 数字测井仪器增加了用数字磁带机进行数字记录 ，提高了测量精度，增加了可靠性，且便于将测井资料 输入计算机进行处理，与之相应的测井方法是有深、中 、浅探测的电阻率测井，一般是双感应 — 球形聚焦测井 或双侧向 — 微球聚焦测井，三孔隙度测井，即声速测井 、中子孔隙度测井、补偿密度测井；再加上井径测井、 自然伽马测井和自然电位测井，称为常规的“九条曲线 ”测井。
一般由地层和泥浆之间电化学作用和动电学作用产生的。
1、扩散—吸附电位：
纯砂岩 纯泥岩 -11.6 mV/18 C 59.1 mV /18 C
吸附电位
泥岩 -
+
砂岩
2、过滤电位（一般可忽略）： 泥浆柱与地层之间存在压差时，液体发 生过滤作用产生的。
+ 扩散电位
泥岩
+ + + — — — — — + + +
6地球物理测井部分
绪论 电法测井 声波测井
放射性测井
绪论


地球物理测井又称钻井(钻孔)地球物理勘探 或矿场地球物理，简称“测井”。它是利用 地球物理方该来研究钻孔地质剖面，解决地 下地质问题和了解钻孔技术情况的一门勘探 技术科学。 测井是一门边缘交叉学科，它是综合运用电 磁学、声学、核物理学、热学、光学、力学 等学科的基本原理和测量方法，广泛应用于 油气井、煤田等资源勘探。
•应用
1、标准电极系与自然电位和井径曲线组合为标准测井，用于绘制综合 录井图、划分地层剖面和地层对比。多数地区选用2.5米梯度电极系作 为标准电极系。盐水泥浆井中采用电极距较长的梯度电极系。
2、用于划分地层界面。
3、用长电极梯度曲线（如4米梯度）定性分析储层含油性。 4、短电极的电位曲线用于跟踪井壁取心。
•声波变密度测井 •声波全波列测井 •声波成像测井
新方法
分区水泥胶结测井 多极阵列声波 交叉偶极子声波
声速测井
•基本原理
声脉冲发射器滑行纵波接收器
适当源距，使达到接受器
的初至波为滑行纵波。
记录初至波到达 两个接收器的时间差
t ( µ s/m)
仪器居中，井壁规则
t
t=1/t
声速测井
• 补偿声波测井 1、井眼变化的补偿 2、仪器倾斜影响的补偿 3、深度误差的消除


侧向测井的种类 LL3（三侧向）、LL7（七侧向）、LL8（八侧 向）、 DLL （双侧向）、SFL（球形聚集）、 MLL（微侧向）、MSFL（微球形聚集） 三电极侧向测井（LL3） 电极系由上、下两个圆柱状屏障电极及位于中 心的圆环状中央电极组成、中央电极与屏障电 极以绝缘环隔开。煤田勘探中，中央电极长度 A0为0.1米，屏障电极A1，A2各为0.7~1米，绝 缘环长度为0.01米~0.02米，A1、A2互相短路 相连。A0流出主电流I0，由A1，A2流出屏障电 流，自动调节以保持A1、A2等屏障电极具有与 A0相同的电位。
Rc、Rj 和Rt分别为泥浆、泥浆侵入带、围岩电阻。 当不存在泥浆侵入带、泥浆电阻率较低时，视电阻 率和围岩的真电阻率Rt成正比，它能很好地反映地 层的真电阻率。
三侧向测井



电极系参数的影响 电极系长度：电极系越长，对主电流聚焦越好，电流 成层状流入地层越深。 电极系直径：电极系直径越大测出的电阻率值越接近 真电阻率值。 中央电极L0的影响：当岩层厚度小于L0时，测井曲线 上很难划分出该层。 电极之间距离的影响：电极距离应极量小，一般取 1~3cm 地层参数的影响 在层厚不大时，由于受层厚及围岩电阻率的影响，所 测得的视电阻率的最大值与地层真电阻率之间尚有一 定的差别。
成像测井的特点： (1) 高速采集、并行处理。局域网络的高性能计算机 系统； (2) 数据传输速率高； (3) 高分辨率，多探测点的电、声、核、核磁测井仪 ; (4) 一套完整的、适应各类复杂非均质储层参数定量 评价和地质应用、工程应用的软件包。 目前，成像测井系统主要有斯仑贝谢公司的 MAX500 ， 贝 克 阿 特 拉 斯 的 ECLIPS-2000 以 及 哈 里 伯 顿 公 司 的 EXCELL-2000。成像测井下井仪器主要有电成像、声成像 和核磁共振成像测井三类。
测量示意图 冲洗带
普通电阻率测井
•微电极测井应用 1、详细划分地层剖面； 2、判断岩性，划分渗透 层； 3、精确划分储层有效厚 度； 4、确定冲洗带电阻率。 5、分析储层非均质性
侧向(聚焦)测井


普通电法测井存在的问题： 由于低阻围岩特别是井内低阻泥浆的影响， 测井曲线严重歪曲。当泥浆电阻率极低时，由 供电电极流出的电流几乎全部被井内泥浆所吸 引，而不流入地层，电阻率完全失效。 侧向测井的原理： 在供电电极A0的上、下设置两个屏障电极 A1、A2、A3等并供以与中央电极A0极性相同 的电流。由于电流互相排斥作用，迫使由中间 A0电极流出的电流近于垂直井轴方向流入地层， 在相当程度上克服了低阻围岩及低阻泥浆的旁 路作用。

两种电极系
电位电极系 梯度电极系
电位或梯度电极系
两种电极系的区别： 电位电极系成对电极相距较远，测量点为AM中点。
梯度电极系成对电极距离较近，测量点成对电极中点。（底部、上 部）
电极距越长，探测范围越大。
0.5
常用：
2.5电极距
N
B 2.25
M
2.25
A
0.5 A M
2.5米梯度
0.5米 电位
电法测井
分类：天然电场和人工电场
供电方式：直流电（低频）和交变电流 （高频）
•自然电位测井
•普通电阻率测井 •侧向（聚焦）测井 •感应侧井
新方法
阵列侧向 过套管电阻率 阵列感应
•介电（电磁波传播）测井
自然电位测井
•原理：测量井中自然电场
N
v
井中电极M与地面电极N 之间的电位差
M
•自然电位成因
Na+
+ — — + Cl + Na+ + + — —
Na+
与压差、滤液电阻率成正比 。
渗透层 平均值约为 0.77 mV
砂岩与泥岩的自然电位分布
自然电位测井
•曲线特点
砂泥岩剖面： 泥岩处 砂岩处 SP曲线平直（基线） 负异常（Rmf > Rw )
负异常幅度 与粘土含量成反 比，Rmf / Rw 成正比
三电极侧向测井
屏蔽电极 供电电极
屏蔽电极
三侧向测井

视电阻率公式：
LL 3
U
K
中央电极表面的电位值
U K I0
电极系系数 主电流
I0
2l 2 K 2 L 其中： l l0 ln 3 ds
l0

中央电极长度
L
电极系的长度 电极系直径
绝缘环厚度
ds
三侧向测井
U R Rc R j Rt I0
普通电阻率测井
•微电极测井 ML
1、贴井壁测量，同时测量微梯度和微电位两条曲线。前者主要 反映泥饼附近的电阻率，后者反映冲洗带电阻率。
2、探测范围小（4cm和10cm），不受围岩和邻层的影响。
3、适用条件：井径10-40cm范围。 4、质量要求
泥饼
1）泥岩低值、重合；
2）渗透性砂岩数值中等，正幅度差(盐水泥浆除外）； 3）致密地层曲线数值高，没有幅度差 或正、负不定的幅度差。 4)除井眼垮塌和钻头直径超过微电极极板张开 最大幅度的井段外，不得出现大段平直现象。
绪论





地球物理测井方法分类 以岩石的导电性能，即以电阻率或电导率为基础的方 法有：视电阻率测井、接地电阻测井、侧向测井和感 应测井。 以岩石电化学活动性为基础的方法有：自然电位测井、 电极电位测井和激发极化测井。 以物质的原子物理和核物理性质为基础的方法有：自 然伽玛测井、密度测井、中子测井和各种能谱测井或 地球化学测井。 以岩石弹性为基础的方法有：声波速度测井、声波幅 度测井、超声成像测井和地震测井。 以检查井内技术情况为目的的方法有：井径测并、井 内流体电阻率测井、井温测并、井斜及方位测井。 其它一些测井法有磁测井、热测井、气测外、核磁测 并、电视测井、重力测并和地层倾角测井等。
自然电位测井
应用： 1、判断岩性，划分渗透层； 2、用于地层对比； 3、求地层水电阻率； 4、估算地层泥质含量； 5、判断水淹层； 6、研究沉积相。
视电阻率测井


原理
将特定的电极系放进钻孔中并建立电场，显然 电场的分布受岩层的电阻率影响，通过观测电 场随着深度的变化来研究孔壁周围的电阻率。


•影响因素
测量的视电阻率是电极系附近各种介质导电性的综合反映：
1、电极系附近的地层电阻，测量的曲线 数值和形状不同；
3、泥浆电阻率、井径、围岩电
阻率及其厚度影响 4、高阻邻层的屏蔽影响。
减值屏蔽、增值屏蔽
减值屏蔽
普通电阻率测井