应用地球物理测井知识讲座
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3地球物理测井基础知识PPT课件
Es
U SP
1
rsh
rt
rmf
表明：自然电位幅度值与形成 自然电场的总电动势Es、井内 泥浆电阻rmf、泥岩电阻rsh以及 砂岩电阻rt有关
影响自然电位异常幅值的主要因素：
1）岩性和矿化度比值(或电阻率比值)的影响
Usp∝Es，Es取决于岩性和Rmf/Rw(即Cw/Cmf)，所以 岩性和Cw/Cmf 直接影响Usp 的异常幅度。
自然电位测井曲线形状将测量电极n放在地面泥浆池中电极m用电缆送至井下沿井轴提升测量自然电位随井深的变化见动画图所记录的自然电位随井深的变化曲线叫自然电位测井曲线即sp曲线电流小变化小曲线为直线过a点后电流增大当cmf时自然电位逐渐降低曲线偏向负方向岩性界面b点处电流最大电位变化最大曲线急剧向负向偏转过地层界面后电流密度减小电位继续降低地层中心c点电流最小曲线几乎变为平行井轴直线砂岩底部电流增大电位增大正向偏转自然界的多种植物中含有杀灭害虫的成分如烟草含有烟碱鱼藤含有鱼藤酮菊科植物除虫菊的花含有除虫菊素这些植物经提取加工后即可制成植物杀虫剂
泥 岩 C1
C1≥C2≥Cmf
井内自然电场分布示意图
泥岩结构、 化学成分 与砂岩不 同，自然 电位数值 与砂岩差 别大，且 符号相反
粘土表面 具选择吸 附负离子 能力
一、扩散吸附电位——扩散电动势（Ed）-扩散动态平衡
Ed
Kd
lg C1 C2
Ed单位mV；浓度C1，C2单位g/L；
Kd为扩散电位系数，单位mV;与溶液 中盐类化学成分和温度有关
自然电位测井优点：
简单，实用，低成本 是划分岩性和研究储集层(渗透层)性质的重要方法
原理：测量井中自然电场
Nv
井中电极 M与地面 电极N之 间的电位 差
《地球物理测井与解释》实验一讲义
《地球物理测井与解释》实验一讲义一、实验目的1.认识测井仪器，了解测井仪器系统的组成；2.认识常规测井曲线图件，学会看懂测井曲线图，掌握常规测井的种类；3.认识常规测井资料处理成果图件，了解测井能够解决哪些地质问题。
通过测井认识实习，获取感性认识，为进一步学习各种测井方法打下基础。
二、实验装置和资料1.JGS综合数字测井仪；2.常规测井曲线图和成果图。
三、实验内容1.观察测井地面仪器、下井仪器、绞车、井口滑轮等各个组成部分；2.观察常规测井曲线图，认识各种常规测井曲线；3.观察常规测井资料处理成果图，认识测井资料处理得到的各种参数。
四、油田常规测井测井系列以裸眼井为例，油田通用的常规测井方法分为以下三大类：自然电位测井：Spontaneous potential log，SP深侧向：Deep laterolog resistivity，RLLD，Ω.m双侧向测井1. 电测井（Dual laterolog）浅侧向：Shallow laterolog resistivity，RLLS，Ω.m深感应：Deep Induction，RILD，Ω.m—聚焦测井中感应：Medium Induction，RILM，Ω.m球形聚焦：Spherically focused log，RFOC，Ω.m2. 声波测井声波测井（Acoustic logging）包括有声速测井、声幅测井、声波全波列测井等方法。
油气勘探开发中常用的方法为声波时差测井：Acoustic interval transit time logging，ft/μs, m/μs自然伽马测井：Natural Gamma-ray logging，GR，API3. 核测井中子测井：Compensated Neutron logging，CN/CNL，%密度测井：Density logging，DEN，g/cm34. 井径测井：Calipe log，CAL，in/cm五、测井曲线图和成果图1. 常规测井曲线图由于测井内容不同或者测井中发生各种情况不同，测井曲线图上的曲线排列也有所不同。
地球物理测井
二、普通电阻率测井
在井中测量被钻孔穿过的矿、岩层的电阻率，并根据电 阻率的差异，来划分钻孔地质剖面，研究和解决井下的一些 地质问题的测井方法。
普通电阻率测井又称视电阻率测井，它是使用最早、应用 较广的电阻率测井方法 。
1、测量原理
A——供电电极 B——供电回路电极 M、N——测量电极
供电回路
测量回路
电源 B
检流计
A
电极矩
M
o
N
井下介质电阻率的测定
当电极B位于无穷远处时，距供电电极A一定 距离的测量电极M、N两点是的电位差为：
IR 1 1
U MN
UM
UN
4
( AM
) AN
解上式得 : 4 AM AN UMN K UMN
MN
I
I
K是与各电极之间距离有关的系数，称为电极系 系数。A、M、N组成电极系电极之间的距离是固 定的，因此电极系系数K是一个常数。
1）岩矿石的岩性； 2）岩石孔隙中地层水性质； 3）岩石的孔隙度以及孔隙结构； 4）孔隙中流体性质及其含量; 5)岩石中泥质成分(泥质含量影响岩石的导电性)。
1）岩矿石的岩性
岩石是由矿物和孔隙中流体以及胶结物组成，大多数沉积岩，当 其不含导电流体时，由造岩矿物组成的岩石骨架几乎是不导电的。 许多沉积岩之所以能导电，则是因为它们在地下不同程度的具有 一定的孔隙，在其中充填了一定数量的盐水溶液造成的。于是， 电流通过孔隙水流过岩石，岩石因此具有了一定的导电性。
本章主要内容：
（1）普通电阻率测井 （2）侧向测井 （3）电化学测井
石墨、无烟煤等电阻率很低
主要岩矿石电阻率及其变化范围
ρ沉＜ρ变＜ρ火
2 应用地球物理测井知识讲座
（一）常规完井系列
江汉石油管理局测录井工程公司
Well Logging Engineering Company of Jianghan Petroleum Administration SINOPEC
一般比较全的测井系列要包含三孔隙、三电 阻、三岩性至少9条曲线。江汉油田的完井测井系 列为：声波、密度、双感应、双侧向、微球、4米、 自然电位、自然伽马、井径、井斜等，探井加测 补偿中子、Pe值、自然伽马能谱等。
目
一、测井曲线的识别
录
二、测井曲线的特征及作用
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1. 由测井仪器测量出的测井曲线经过编辑、预处
理——影响因素校正（泥浆、井眼、温度、矿
－SPmin）
自然电位测井曲线
淡水层
咸水层
自然电位测井曲线
泥质加重幅度降低
含灰质，层薄幅度降低 自然电位测井曲线
自然电位测井曲线
高矿化度水层
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§2 自然伽马测井
岩层中含有天然放射性核素，这些核素衰变放射出的
伽马射线称自然伽马射线，不同的岩石所含放射性核素的
种类和数量不同，衰变时放射出的伽马射线的能量和强度 不同，因此测量自然伽马射线的强度和能谱能反映不同地 层的岩性。 自然伽马测井曲线是一条具有统计起伏的微齿化的曲线，
其数值的大小直接反映岩性的变化（个别高放射性储层出
测井基知识培训
目录
一、测井的起源及发展历程 二、测井资料的现场采集与处理 三、测井仪器的介绍和基本用途 四、南海西部海域测井情况介绍 五、南海西部海域测井资料的应用 六、结束语
测井的起源及发展历程
测井起源于法国，1927年法国人斯仑贝谢兄弟发明了电 测井，开始在欧洲用于勘探煤和气。中国使用电测井勘探石 油和天然气，始于1939年12月，奠基人是原中国科学院院士 、著名地球物理学家翁文波教授，测的第一口是四川巴县石 油沟油矿1号井。
测井资料的处理和解释
3、测井综合解释的三个层次：
①、井场解释 ②、测井公司解释 ③、油田研究
目录
一、测井的起源及发展历程 二、测井资料的现场采集与处理 三、测井仪器的介绍和基本用途 四、南海西部海域测井情况介绍 五、南海西部海域测井资料的应用 六、结束语
测井仪器介绍－自然电位sp
Байду номын сангаасSpontaneous Potentional logging
目录
一、测井的起源及发展历程 二、测井资料的现场采集与处理 三、测井仪器的介绍和基本用途 四、南海西部海域测井情况介绍 五、南海西部海域测井资料的应用 六、结束语
测井资料的采集
采集测井数据的各种测井仪器，统称为测井仪器， 由以下三个主要部分组成：各种下井仪器；绞车、电缆 及井口装置；地面测量、记录和控制系统。
按照确定的解释模型，选用相应的测井分析程序 ，计算机用测井数据计算出各种地质或工程参数，并 用直观的测井成果图显示出来。
测井资料的处理和解释
2、测井数据的综合解释：
测井技术是用测量的物理参数来间接推断地层 的地质特征和计算相应的地质参数，间接性导致了多 解性和不准确性，特别是单条测井曲线的多解性十分 突出。因此，应用测井资料的途径应当是：
《地球物理测井》Ch11.密度和岩性密度测井
1、康普顿效应与介质密度的关系 伽马射线与物质的相互作用包括： 光电效应 康普顿效应 电子对效应 吸收系数： 表征单位厚度的介质对伽马射线的吸收能力。 （10-1） （10-2） （10-3）
由上三式可见，只有康普顿效应与介 质密度关系比较简单。（10-2）式表明康 普顿散射引起的伽马射线减弱程度与介质 密度 或电子密度 成正比。 （10-2）式是对单一元素物质表示 的，对于多种化合物也同样遵循这一关 系，例如对于多中原子构成的矿物，其关 系为： （10-4）
一般而言，伽马光子会随着源距的增强而减小。 则有：
因一般储集层都有泥饼，密度测井都采用不同源距的两个伽 马射线探测器，以补偿泥饼对测量的影响，称为双源距补偿密 度测井。常用短源距为15－25cm，长源距35－40cm。
长源距 探测器
短源距 探测器
伽马源
图10-2 双源距补偿密度测井仪器结构
第二节 泥饼影响及密度测井仪刻度方法
不同岩性地层,其测井响应值(幅度)不同
岩性
砂岩 石灰岩 白云岩 硬石膏
声波时差 微秒/米 164~184 156 143 164 微秒/英尺 50~56 47.5 43.5 50 密 度
1、泥饼对计数率的影响（实验） （1）地层没有泥饼时，用长、短源距计数率 都可得到地层密度，而且两者结果一致。 （2）当存在泥饼时，长、短源距计数率将偏 离正常位置。
即长、短源距探测器计 数率（对数坐标）呈线 性关系，所确定的直线 称为“脊线”，其斜率为 AL/AS，该线与横轴的夹
图10-3 无泥饼时的实验曲线
考虑到以上特点，常将密度孔隙度与补偿中子 孔隙度重叠显示以此来区分岩性。
图10-5 某层系的LDT-CNL-GR曲线
3、划分裂缝带或气层
由上三式可见，只有康普顿效应与介 质密度关系比较简单。（10-2）式表明康 普顿散射引起的伽马射线减弱程度与介质 密度 或电子密度 成正比。 （10-2）式是对单一元素物质表示 的，对于多种化合物也同样遵循这一关 系，例如对于多中原子构成的矿物，其关 系为： （10-4）
一般而言，伽马光子会随着源距的增强而减小。 则有：
因一般储集层都有泥饼，密度测井都采用不同源距的两个伽 马射线探测器，以补偿泥饼对测量的影响，称为双源距补偿密 度测井。常用短源距为15－25cm，长源距35－40cm。
长源距 探测器
短源距 探测器
伽马源
图10-2 双源距补偿密度测井仪器结构
第二节 泥饼影响及密度测井仪刻度方法
不同岩性地层,其测井响应值(幅度)不同
岩性
砂岩 石灰岩 白云岩 硬石膏
声波时差 微秒/米 164~184 156 143 164 微秒/英尺 50~56 47.5 43.5 50 密 度
1、泥饼对计数率的影响（实验） （1）地层没有泥饼时，用长、短源距计数率 都可得到地层密度，而且两者结果一致。 （2）当存在泥饼时，长、短源距计数率将偏 离正常位置。
即长、短源距探测器计 数率（对数坐标）呈线 性关系，所确定的直线 称为“脊线”，其斜率为 AL/AS，该线与横轴的夹
图10-3 无泥饼时的实验曲线
考虑到以上特点，常将密度孔隙度与补偿中子 孔隙度重叠显示以此来区分岩性。
图10-5 某层系的LDT-CNL-GR曲线
3、划分裂缝带或气层
第1讲地球物理测井概论
第一代：半自动测井 第二代：全自动测井 第三代：数字测井 第四代：数控测井
（20～40年代） （40～60年代） （60～70年代） （70～80年代）
第五代：成像测井
（90年代以来）
中国测井发展的四个阶段 I 模拟测井阶段（1939~1978） 半自动测井阶段（1939~1957） 全自动测井阶段（1958~1978）
Log
Well Logging：记录，测井
Log（Logging）: A record containing one
or more curves related to properties in the well bore or some property in the formations surrounding the well bore.
测井学科特点 信息技术：
信息采集、处理、解释、成果显示 高新技术：
知识含量高
技术运用新
Log 的来历 古代西方水手是这样测量航速的，他们在船 尾扔下一个木头，木头用绳子连着绑在滚轮上， 绳子上每隔一段相等距离就打一个节。然后另外 一个人用沙漏计算时间。因为每次沙漏漏完的时 间是固定，他们就看这段时间内木头带着绳子飘 走了多远，也就是看放出多少个绳节。然后汇报 船长：船长！我们现在的速度是多少节！
数字测井阶段：
开始了测井资料计算机定量处理。可以较好
的进行地层分层、识别岩性、计算孔隙度、计算
含油（气）饱和度、综合评价储层。 应用地层倾角测井还还可以对构造、地层进 行简单分析。
数控测井阶段：数控测井仪实质上是一台以计 算机为中心的遥控、遥测系统，各种井下仪器作 为计算机的外设，提供电缆通信系统实现数据交 换和计算机对下井仪器的控制。
《地球物理测井》Ch5.电磁波测井
© 2013 Yangtze University Production Logging Lab.
第5章 电磁波测井
§5.1
§5.2
岩石的介电常数
测井原理
§5.3
测井资料应用
第5章 电磁波测井
© 2013 Yangtze University Production Logging Lab.
§5.1 岩石的介电常数
介电常数：介质在外电场作用 下发生极化，极化能力用介电 原油 常数反映。常用相对介电常数， 天然气 即与真空介电常数的比值。
第5章 电磁波测井
地层水
78-81 2-2.4 1 4-9
岩石骨架
启示：岩层的总介 电常数在很大程度 上取决于单位体积 中水的含量。
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1 Vp ，则t pe Vp
定义 A 20 lg E1 E2 ,
或 t pe
２、A与衰减常数的关系
L L 两接收天线的距离。 A 则 8.686
BP95
第5章 电磁波测井
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2
衰减常数
'
2
2
介电常数 = 2
第5章 电磁波测井
=
''
2
2
相位与幅度的变化→决定介电常数的实部。
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§5.2 测井原理
一 介电常数与高频电磁场特性的关系
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3. 以岩石弹性为基础的测井方法，包括声波速 度测井、声波幅度测井、声波全波列(变度) 测井等。 4. 以岩石的原子物理及核物理性质为基础的测 井方法，包括自然伽马测井、密度测井、中 子测井、伽马能谱测井、同位素元综测井等。
江汉石油管理局测录井工程公司
Well Logging Engineering Company of Jianghan Petroleum Administration SINOPEC
目
一、前言
录
二、测井方法的分类及测井的任务 三、测井的影响因素 四、测井系列及服务内容
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• 矿场地球物理测井，也叫油矿地球物理测井或石
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测井的系列及服务内容
勘探测井
常规测井系列：对于裸眼井段的测井，一般常规测井系列能 提供地层的三孔隙度和三电阻率以及自然电位、自然伽马、井径 等基本测井资料。经过车装或撬装计算机系统或计算机心的数字 处理，能够向用户提供以下几项数字处理解释成果：地层的岩性， 油、气层的深度、厚度以及地层的孔隙度、含油〈水〉饱和度、 渗透率和泥含质量等。 地层倾角测井：地层倾角测井能向用户提供井斜角度、井斜 方位、地层倾角和地层倾角方向以及井径和井眼容积等资料。通 过多井的计算机处理解释，还能提供油藏构造形态和分析古沉积 环境，从而帮助指导下一步的勘探工作。
率、浸入带电阻率对地层电阻率的测量结果都有影响。
另外，井径扩大和不规则，钻井液电阻率太高或太低都 会影响测量结果。
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另外，现在新的钻井工艺给测井施工也带来
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二、钻井施工造成的影响
在钻井过程中，钻井液的高速循环，不停地
冲刷井壁，把井壁附近地层中的液体的可动部分 带走，井壁上就形成一个被钻井液冲刷的环带， 称其为冲洗带。一般情况下，井眼内液柱压力高 于地层压力，钻井液滤液就浸入到具有渗透性的 砂层或粉砂层里去。
• 大多数测井方法间接的、有条件的反映地层地
质特性的一个侧面，所以要全面认识和掌握岩
层规律，进而发现和评价油气层，需要综合使
用多种测井方法——优选测井系列进行组合测 井。
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稳定性是指其他条件不变，仪器在允许连续工
作期间，测量结果不超过允许指标。
直线性是指在规定的条件范围内，输入信号与 输出信号成线性关系，误差不超过规定范围。 一致性是指使用不同的同类一起进行测量时， 只要测量的结果都要一样，误差在规定范围内。 仪器方面的影响是一个重要的因素，使用时务 必使仪器指标达到要求。
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目
一、前言
录
二、测井方法的分类及测井的任务 三、测井的影响因素 四、测井系列及服务内容
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• 在油气田的勘探与开发过程中，地球物理测井是 发现和评价油气层的重要手段。 • 地下岩层具有各种物理特性，如电化学特性、导 电特性、声学特性、磁特性、核磁特性、放射性 特性、热传导特性等等，岩层的这种特性称地球 物理特性，测井的目的就是反映地下岩层这些物 理特性。
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的层附近上下还有高阻层，称其为邻层。这种邻层的存
在对电流的分布影响很大，使目的层的电阻率测不准。
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影响测量结果的因素是很多的，但它是有 规律的，通过研究分析，采取相应措施，可以 减少或消除这些影响。例如，要测准高阻薄层 的电阻率，侧向测井的方法比普通电阻率测井 要好一些，双发、双收声波测井仪器能够消除 井径不规则或仪器倾斜对测量结果的影响等。
油测井,简称测井。石油钻井时，在钻到设计井深
度后都必须进行测井，又称完井电测，以获得各
种石油地质、工程地质、工程技术资料，作为完
井和开发油田的原始资料。这种测井习惯上称为 勘探测井。而在油井下完套管后所进行的一系列 测井，习惯上称为生产测井或开发测井。
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3. 对储集层的含油性作出评价，包括确定油气层
的有效厚度、可动油气含量、流体密度和相对
渗透率等。 4. 进行地层对比，研究构造产状和地层沉积等问 题。
5. 在油田开发过程中，提供油层动态资料、研究
地层压力变化等。
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测井仪器由专用测井电缆达到井下，测井
时绞车滚筒牵引电缆将仪器匀速上提，被测地
层物理参数由仪器获取后，经缆芯应的物理
参数，按一定的深度比例和横向比例记录在纸
上，并将得到一条或几条连续变化的曲线，这
就是测井曲线。
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了新的影响因素。例如：螺纹钻杆加PDC钻头复
合钻进造成的井壁对探测半径小的仪器的影响等
等。
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三、地层厚度的影响
地层厚度是不同的，有的地层厚度可达几十米，有 的则很薄，只有几十厘米。有的地层岩性很均匀，有的 地层则不然。厚而均匀的地层容易求准地层的物理参数 ，层薄又不均匀的地层，要求准各种物理参数就比较困 难。例如，在进行普通电阻率测井时，常遇到所测的目
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测井的影响因素
一、测井仪器方面的影响
测井仪器是一种计量工具，因此它必须是准 确的，误差一定要在允许范围内，否则测出的测 井资料就不准。测井所使用的地面纪律仪器和下 井测量仪器都有具体要求，总的来说都要做到“ 三性一化”。所谓“三性一化”就是指：稳定性 、垂直性、一致性和标准化。
可将测井分为勘探测井(完井电测)和生产测井
(开发测井)。勘探测井是指钻井过程中和钻到
设计井探后进行的一系列测井项目；生产测 井是指下套管后所进行的一系列测井项目， 以解决油田(油井)生产过程中的一些问题。
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（一）
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5. 其他测井方法，如介电测井、核磁测井、 地层倾角测井、气测井以及检查井内技术 状况的测井项目(如地层测试、井壁取心、 油井射孔、检查油井套管破裂或腐蚀状况、 检查地层压裂或酸化效果等)。
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按照测量的原理和测井方法，可概括分为
以下几类：
1. 以岩石导电性质为基础的测井方法，包括普
通电极系视电阻率测井，微电阻率测井、侧
向测井、感应测井等。
2. 以岩石电化学性质为基础的测井方法，如自
然电位测井、人工电位测井等。
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