第6章成像测井
合集下载
成像测井简介
成像测井简介第一节、地层微电阻率扫描成像测井地层微电阻率扫描成像测井是一种重要的井壁成像方法，它利用多极板上的多排钮扣状的小电极向井壁地层发射电流，由于电极接触的岩石成分、结构及所含流体的不同，由此引起电流的变化，电流的变化反映井壁各处的岩石电阻率的变化，据此可显示电阻率的井壁成像。
自80年代斯伦贝谢公司的地层微电阻率扫描测井(FMS)投入工业应用以来，得到了迅速的发展，如今已是井壁成像的重要测井方法。
我们知道，微电阻率测井贴井壁测量，探测深度浅而垂向分辨率高，因而对井壁附近地层的电性不均匀极为敏感。
因此，人们利用微侧向测井研究冲洗带和裂缝，利用四条微电导率测井曲线确定地层倾角，识别裂缝，研究沉积相等。
但是，这些微电阻率测井无法确定裂缝的产状，无法区分裂缝、小溶洞和溶孔，这些问题都可由微电阻率扫描测井解决。
１、电极排列及测量原理地层微电阻率扫描成像测井采用了侧向测井的屏蔽原理，在原地层倾角测井仪的极板上装有钮扣状的小电极，测量每个钮扣电极发射的电流强度，从而反映井壁地层电阻率的变化。
通常把电流电平转换成灰度显示，不同级别的灰度表示不同的电流电平，这样就可用灰度图来显示井壁底电阻率的变化。
第一代FMS是在地层倾角测井仪两个相邻极板上装上钮扣状电极，每个极板上装有4排27各电极，共有54个电极，每排电极相互错开，以提高井壁覆盖率。
对8.5in的井眼，井壁覆盖率为20%。
为提高井壁覆盖率，第二代仪器在4个极板上都装有两排钮扣电极，每排8个共16个电极，4个极板共64电极，对8.5in井眼，井壁覆盖率达40%，这种仪器在电极上作了很大的改进，把原来的4排电极改为2排电极，能更准确地作深度偏移。
２、全井眼地层微电阻率扫描成像测井(FMI)斯伦贝谢公司在前述仪器基础上，又研制了FMI。
该仪器除４个极板外，在每个极板的左下侧又装有翼板，翼板可围绕极板轴转动，以便更好地与井壁接触。
每个极板和翼板上装有两排电极，每排１２个电极，８个极板上共有１９２个电极，对8.5in井眼，井壁覆盖率可达80%，能更全面精确地显示井壁地层的变化。
成像测井技术
FMI成像图用多级色度表示地层 电阻率的相对变化，一般图像颜色越 浅电阻率越大，反之，越暗。
FMI的纵分辨率和井眼覆盖率高， 极板结构的设计在8英寸井眼中，其 纵分辨率和井眼覆盖率分别为0.2英 寸和80%。
FMI识别碳酸盐岩上的缝洞储层等
低角度裂缝
高角度半充填缝
高角度裂缝
裂缝识别─垂直缝
裂缝识别─网状缝
火成岩溶蚀孔洞
声电成像识别孔洞
砾岩裂缝
火成岩溶蚀孔洞
声电成像识别孔洞
评价薄层
注1:现今地应力分析:由于钻孔打开岩层，构造 应力释放，造成井眼定向崩落。利用地层倾角双井 径曲线或STAR的井径曲线，计算井眼崩落扩径方向。 椭圆形井眼长轴方向与现今地层中的最大水平主应 力方向垂直，与最小水平主应力方向平行。图中双 井径差异大，沿140－320度方向井壁出现大段垮塌， 最大水平主应力方向为50－230度。
成像测井技术
所谓成像测井技术，就是在井下采用传感器阵列扫 描测量或旋转扫描测量，沿井纵向、周向或径向大量采 集地层信息．传输到井上以后通过图像处理技术得到井 壁的二维图像或井眼周围某一探测深度以内的三维图像。 这比以往的曲线表示方式更精确、更直观、更方便。
成像测井仪器有别于数控测井仪器的特点，就在于 成像测井仪器的设计都在某种程度上考虑了地层的复杂 性和非均质性，尽管有些成像测井(如偶极横波成像测 井)仍然是以曲线方式而不是以成像方式作为测井成果 输出。
FMI测井仪的井下仪由推靠器、上
电极（包括电子线路）、下电极（极 板阵列电扣)组成(下图)。极板阵列电 扣是两排纽扣电极，相距0.2英寸，纽 扣电极间的横向相距0.1英寸。推靠器 与极板间用金属导线连结起来,即两者 是等位体,使处于极板中部的极板阵列 电扣的电流极性相同，电流垂直极板 流入地层，起到聚焦的作用。
成像测井方法简介
二、阵列感应测井测量原理
斯仑贝谢公司的AIT阵列感府洲井仪器线圈系采用二线 圈系结构(一个发射，两个接收基本单元)。它运用了两个双 线圈系电磁场叠加原理，实现消除直藕信号影响的目的， 线圈系由八组基本接收单元组成，共用一个发射线圈，使 用三种频率 同时工作， 井下仪器测量多达28个原始实分量和虚分量信号，传输到 地面经计算机处理，实现数字聚焦，得到三种纵向分辩率、 五种探测深度的测井曲线(图1—4)。为了消除井眼环境影响， 也开发出了相应软件，在数字聚焦处理前进行井眼环境校 正。阿特拉斯公司的多道全数字频谱感应测井仪器由七个 接收降列组成，同样使用二线圈系为基本测量单元，采用 八种频率工作，共测量l12个原始实分量和虚分量信号。类 似地，采用软件进行数字聚焦和环境校正，可获得三种纵 向分辨率、六种探测深度的测井曲线。
第二节 微电阻率扫描成象测井
一、井壁微电阻率扫描成象测井的 测量原理和测量响应定性
1、电扣几何形状、分辨率、采样率之间关系
分辨率：基于阵列电扣电极的井壁微电阻率
扫描成象测井仪器的分辨率是指将仪器测 量的微电导率映射地层特征的能力。比仪 器分辨率大的地层特征可用几个分辨率单 位像素来表示，而比仪器分辨率小的地层 特征只能表示成一个分辨率单位。
第四节 方位侧向成象测井
一、高分辨率方位侧向测井电极系HALS
2．高分辨率测量 利用软件聚焦法的灵活性，通过改变监督 条件，可以计算深、浅探测深度的高分辨 率电阻率
3．方位电阻率 4．辅助测量
二、方位侧向测井的应用
方位侧向测井可用于裂缝评价、薄层分 析、地层非均质性评价价等。
第五节 声波成象测井技术
(1)工作频率。 换能器的形状、频率以及与目的层的距离决定 声束的光斑大小。尺寸越小，频率越高，则光 斑越小。但是，尺小越小，功率就越小；频率越 高，声衰减就越大c泥浆引起的声衰减会降低信 号分辨率，要求工作频率尽啪B低；然而降低频 率会对测量结果的空间分辨率产生不利影响。
《超声成像测井》课件
《超声成像测井》PPT课 件
这是演示文稿《超声成像测井》的纲要：
什么是超声成像测井
1 定义和原理
2 应用领域
超声成像测井是利用超声波在岩石中传 播的特性，通过记录和解释超声波信号， 来评估地层的物性参数和产能信息。
超声成像测井广泛应用于油气勘探中的 石油地质、油层工程、油藏评价等方面， 为油田开发和管理提供了重要的技术支 持。
1
实际场景中的超声成像
通过实际案例，展示超声成像测井在油气勘探和开发中的应用场景和效果。
2
实践中的挑战与解决方案
分享在超声成像测井过程中可能遇到的挑战，并提供解决方案和实用建议。
3
成果和前景展望
总结超声成像测井的应用成果，并展望未来的发展方向和研究重点。
1 超声成像仪器的组成和工作原理 2 超声成像测井数据的处理与解释
超声成像仪器由探头、发射器、接收器 和信号处理部分构成，通过发射和接收 超声波信号进行成像和数据采集。
超声成像测井数据会经过处理算法进行 去噪和增强，然后根据地质条件和物性 模型进行解释和分析，得出地层的物性 参数。
超声成像测井的案例分析
超声成像测井的优势
1 与传统测井方法的对比
相比传统测井方法，超声成像测井能程师更好地理解地层情况。
2 准确性和高分辨率
超声成像测井具有极高的探测精度和空间分辨率，能够捕捉到微小的地层变化，为油气 勘探和开发提供详细和精准的信息。
超声成像测井的技术与设备
这是演示文稿《超声成像测井》的纲要：
什么是超声成像测井
1 定义和原理
2 应用领域
超声成像测井是利用超声波在岩石中传 播的特性，通过记录和解释超声波信号， 来评估地层的物性参数和产能信息。
超声成像测井广泛应用于油气勘探中的 石油地质、油层工程、油藏评价等方面， 为油田开发和管理提供了重要的技术支 持。
1
实际场景中的超声成像
通过实际案例，展示超声成像测井在油气勘探和开发中的应用场景和效果。
2
实践中的挑战与解决方案
分享在超声成像测井过程中可能遇到的挑战，并提供解决方案和实用建议。
3
成果和前景展望
总结超声成像测井的应用成果，并展望未来的发展方向和研究重点。
1 超声成像仪器的组成和工作原理 2 超声成像测井数据的处理与解释
超声成像仪器由探头、发射器、接收器 和信号处理部分构成，通过发射和接收 超声波信号进行成像和数据采集。
超声成像测井数据会经过处理算法进行 去噪和增强，然后根据地质条件和物性 模型进行解释和分析，得出地层的物性 参数。
超声成像测井的案例分析
超声成像测井的优势
1 与传统测井方法的对比
相比传统测井方法，超声成像测井能程师更好地理解地层情况。
2 准确性和高分辨率
超声成像测井具有极高的探测精度和空间分辨率，能够捕捉到微小的地层变化，为油气 勘探和开发提供详细和精准的信息。
超声成像测井的技术与设备
测井资料解释(煤田测井解释)
为使煤层模型更接近于原生状态，模型中的灰分还包含有泥质及其它矿物成分在原生 状态下所含有的水及其在燃烧过程中的挥发物。为与化验室中的灰分相区别，这部分 成分称湿灰分；
对比泥质砂岩体积模型和煤的体积模型： 泥质砂岩的岩石骨架相当于碳分， 泥质相当于灰分， 而孔隙水则相当于水分。
煤的声波测井、密度测井及中子测井解释公式与泥质砂岩的测井解释公式具有相 同的形式：
t 1 Vatc Vata t f b 1 Vac Vaa f N 1 Vac Vaa f
上式中Va’=V0/V为灰分的相对体积含量;Δtc、Δta、Δtf分别为碳、灰、水的声波时差； δc、δa、δf分别为碳、灰、水的体积密度；Φc、Φa、Φf分别为碳、灰、水的含氢指 数；为水分的相对体积含量。
煤层的井径曲线受钻井工艺和钻井液性能影响，煤层会发生垮塌，使井径扩大。 煤层的声反射系数比其它地层都小，声波井周成像是记录声波在井壁处反射波的 能量，由于煤层反射系数小，声波透过地层的能量多，而反射的能量少，因此图像 颜色深。
煤储层孔渗特征
1. 煤储层孔隙结构 属裂缝—孔隙型结构，煤基质被天然裂缝（割理）网分隔成许多方块，每个方块 由煤粒和微孔隙组成。基质是储气空间，甲烷被吸附在微孔的表面，渗透率很低， 一般为（10-2～10-6）×10-3μm2。在浓度差的作用下，甲烷透过基质扩散到裂缝中， 裂缝在煤的总孔隙体积中占次要地位，储气功能很低，可有少量游离气储存其中， 但裂缝的渗透率高，是甲烷渗流的主要通道。 煤中的天然裂缝(割理)是煤化作用和构造应力影响的结果。成大致相互垂直的两 组，主要的、延伸较大的一组叫面割理，次要的、与面割理大致垂直的一组叫端割 理。割理是煤中流体运移的主要通道，并且有方向性，因而它是控制煤层气方向渗 透的主要因素，割理间距是煤储层模拟中的一个重要参数。
对比泥质砂岩体积模型和煤的体积模型： 泥质砂岩的岩石骨架相当于碳分， 泥质相当于灰分， 而孔隙水则相当于水分。
煤的声波测井、密度测井及中子测井解释公式与泥质砂岩的测井解释公式具有相 同的形式：
t 1 Vatc Vata t f b 1 Vac Vaa f N 1 Vac Vaa f
上式中Va’=V0/V为灰分的相对体积含量;Δtc、Δta、Δtf分别为碳、灰、水的声波时差； δc、δa、δf分别为碳、灰、水的体积密度；Φc、Φa、Φf分别为碳、灰、水的含氢指 数；为水分的相对体积含量。
煤层的井径曲线受钻井工艺和钻井液性能影响，煤层会发生垮塌，使井径扩大。 煤层的声反射系数比其它地层都小，声波井周成像是记录声波在井壁处反射波的 能量，由于煤层反射系数小，声波透过地层的能量多，而反射的能量少，因此图像 颜色深。
煤储层孔渗特征
1. 煤储层孔隙结构 属裂缝—孔隙型结构，煤基质被天然裂缝（割理）网分隔成许多方块，每个方块 由煤粒和微孔隙组成。基质是储气空间，甲烷被吸附在微孔的表面，渗透率很低， 一般为（10-2～10-6）×10-3μm2。在浓度差的作用下，甲烷透过基质扩散到裂缝中， 裂缝在煤的总孔隙体积中占次要地位，储气功能很低，可有少量游离气储存其中， 但裂缝的渗透率高，是甲烷渗流的主要通道。 煤中的天然裂缝(割理)是煤化作用和构造应力影响的结果。成大致相互垂直的两 组，主要的、延伸较大的一组叫面割理，次要的、与面割理大致垂直的一组叫端割 理。割理是煤中流体运移的主要通道，并且有方向性，因而它是控制煤层气方向渗 透的主要因素，割理间距是煤储层模拟中的一个重要参数。
成像测井技术
成像测井技术目录1电成像测井 (2)1.1 地层微电阻率扫描成像测井技术[1] (2)1.2 阵列感应成像测井技术 (3)1.3方位电阻率成像测井技术 (4)2声波成像测井 (4)2.1超声波成像测井 (5)2.2偶极横波成像测井 (6)3核磁共振成像测井 (6)4成像测井技术的应用 (7)4.1岩性识别 (7)4.2沉积构造识别[4] (10)4.3沉积微相研究[5] (12)4.4裂缝系统的分析 (14)4.5地应力分析[11] (29)5成像测井的发展趋势 (32)参考文献 (33)成像测井技术测井起源于1927年的法国，当时只有测量视电阻率、自然电位、井温等仪器，经过近80年的发展，如今发展成为以电法测井仪、声波测井仪与核磁共振测井仪等系列的测井仪器。
回顾测井技术的发展历程，测井技术经历了从模拟测井到数字测井、数控测井、成像测井的发展历程。
成像测井技术是美国率先推出的具有三维特征的测井技术，是当今世界最新的测井技术。
它是在井下采用阵列传感器扫描测量或旋转扫描测量，沿井眼纵向、径向大量采集地层信息，利用遥传将采集到的地层信息从井下传到地面，通过图像处理技术得到井壁二维图像或井眼周围某一探测范围内的三维图像。
因此，成像测井图像比以往的曲线表达方式更精确、更直观、更方便。
传统的测井只能获取井下地层井眼周向和径向上单一的信息，它适用于简单的均质地层。
而实际上地层是非均质的，尤其是裂缝性油气层的非均质性最为明显，在地层的周向和径向上的非均质性也非常突出。
这促使人们开始利用非均质和非线性理论来设计测井仪器。
成像测井技术就是在此理论基础上发展起来的，它能获取井下地层井眼周向方位上和径向上多种丰富的信息，能够在更复杂、更隐蔽的油气藏勘探和开发方面有效的解决一系列问题：薄层、薄互层、裂缝储层、低孔隙低渗透层、复杂岩性储层评价；高含水油田开发中剩余油饱和度及其分布的确定；固井质量、压裂效果、套管井损坏等工程测井问题以及地层压力、地应力等力学参数的求取等等。
超声成像测井
2、直观显示裂缝
水平裂缝 垂直裂缝 倾斜裂缝
3. 井眼稳定性和地应力分析
有井眼垮塌井段中UBI成像图和井眼横截面图
有键槽井眼中UBI成像图和井眼横截面图
4．确定井下套管情况
超声成像测井能直 观精确地反映套管腐蚀 的形状、腐蚀的程度； 评价射孔质量射孔孔眼 在超声成像图上显示不
规则的黑点。如果射孔
一、井下超声电视测井BHTV
超声换能器每秒发射1500~3000 次、频率为1~2MHz的超声脉冲。测 井时它由一个马达驱动，以固定速 率（每秒3~6周左右）带动换能器和 磁力仪绕仪器轴旋转，对井眼的整 个井壁的扫描测量，每转到磁北方 向产生一个磁北信号，就以电脉冲 形式将换能器方位信息发送到地面 。仪器旋转时探头发射的超声波脉 冲，经泥浆传传播到达井壁，有一 部分能量被反射回换能器并接收， 经信号处理后，得到井壁回波的幅 度图像和旅行时图像。
孔眼显示不清楚，则射 孔弹没有穿透套管；如
果图像上显示条状阴影，
则表示射孔作业后套管 发生破裂情况。
套管腐蚀及破损检测超声成像测井图 （MUST）
时，随着深度变化换能器向井
壁作螺旋状连续超声波扫描， 每测1米换能器要旋转120~180
高速（a）和低速（b）对井壁超声扫描的 螺旋型路径
周左右。BHTV仪平面圆片状换
能器（1.35MHz）的探测极限约 为0.01in(0.25mm)
二、超声成像测井UBI
声波探头有两种工作 方式，探头逆时针旋转为 标准测量方式，用于测量 井壁的声学特性；探头顺 时针旋转（换能器面向反 射板）为流体性质测量方 式，测量井内泥浆的声学 特性。UBI测量精度、图 像质量更高，其垂向分辨 率为0.2-0.4in (0.5081.016cm)之间，推荐的测 井速度在400-600ft/h（ 122-183m/h）之间。
成像测井的解释与应用
白云岩
白云岩易受溶蚀等作用 影响，裂缝及溶洞发育， 多以高角度缝和斜交缝 为主。白云岩比灰岩脆 硬，由于灰岩白云化后， 体积收缩，晶形变得规 则，从而形成大量晶间 缝，再由于地下水的溶 解作用使晶间缝扩大形 成晶间孔，进一步可形 成溶孔、裂缝，因而白 云岩比灰岩更能形成良 好的储层。
混合花岗岩
有效缝与充填缝区别
充填缝为无效缝，要与天然裂缝识别开。
裂缝可以是方解石充填，也可以是泥质 充填，当存在方解石充填时，STAR图像 显示为亮色；当存在泥质充填时，STAR 显示为暗色，易与有效缝相混淆。如有 全波列图可对源自，斯通利波没有衰减， 说明为无效缝。
图像的增强处理
为了突出成像图上地质特征的效果，可
成像测井的解释与应用
汇报人：王拓夫
立项目的及意义
井壁成像测井，它以其直观性、可视性，能直 接地反应井周地层的分布情况和地质特征，但 是目前的处理软件在裂缝密度、裂缝张开度、 裂缝条数、裂缝孔隙度及孔洞的面比率等参数 评价上仍达不到定量水平；不同地质特征在成 像图上的区别，有效裂缝和无效裂缝的识别等 还不能解释的非常清楚。
裂缝分类：低角度缝
低角度裂缝在成像图 上表现为低电阻的暗 色条弦，形成一个低 幅度的正弦或余弦波 形，切割层理或井眼；
裂缝分类：高角度缝
高角度缝在图像 表现为低电阻的 暗色条纹，形成 高幅度的正弦或 余弦波形，切割 整个井眼 。
裂缝分类：网状裂缝
网状缝由于裂缝相互 交织在一起，相互切 割，在成像图上表现 为暗色网状形态。
（1）、与常规深、浅侧向对比判别裂缝的径 向延伸程度
由于浅侧向测井的径向探测深度浅，而 深侧向的径向探测深度深，当裂缝径向延 伸大时，深、浅侧向电阻率均降低；当裂 缝径向延伸较小时，只有浅侧向电阻率降 低，而深侧向基本不变化。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
平行于层面且较规则， 宽度变化不大
天然裂缝与人工裂缝的鉴别
天然裂缝多为长期构造运动形成，又受到地下水的 溶蚀与沉淀作用的改造，因而分布极不规则，缝宽 变化大。 诱导缝是在地应力作用下产生的裂缝，故排列整齐， 规律性强，缝面形状较规则且缝宽变化小。诱导缝 一般又分为：
人工诱导缝的特征
钻井过程中由于 钻具震动形成的 雁状诱导缝
六臂
150个电极
井眼覆盖率与井径有关
（二）数据处理
电成像预处理过程-5步
输入电成像测井数据 坏电极剔除 电扣深度对齐 GR深度校正 加速度校正
2-坏电极剔除 坏电极表现为: 一:零或无效的负值； 二:某个电极方差变化过 于平缓或剧烈两种情况。 如右图所示：
坏电极
坏电极的校正是在检 测出失效电极的基础 上通过相邻电极的插 值来完成。
（一）仪器结构和测量原理 电成像测井仪器外观
FMS 4极板 54电扣
FMI 8极板 192电扣
STAR-II 6极板 144电扣
EMI 6极板 150电扣
电成像测井仪器极板结构
EMI
FMI
Star II
全井眼地层为电阻率扫描成像测井（FMI）
重点 1、FMI仪器外形
4臂、8极板 192个电极 电扣之间 0.2in(5.2mm) 两排之间间距 0.3in
坏电极剔除成果图
坏电极
2018/12/27
28/146
3-电扣深度对齐
由于不同极板之间以及同一极板上的两排电极在纵向上的排列 位置不同，所测得的曲线深度也不同，所以在生成图像之前必须把 各排电极的测量数据深度对齐，如右图所示。以第一排电极的深度 为标准，其他排电极移动相应的深度间隔完成校正。
ERMI仪器极板电扣排列示意图
下部电极和上部返回电极之间保持一个已知电位差，外加电压驱使低频交流电从极板 上的小电极通过导电泥浆流向地层，经过地层到达仪器上部的金属外壳形成回路，由 于极板周围电位基本相同，沿着井壁方向产生了等电位面，同时对极板和测量电扣施 加同极性的电流，同性相斥的原理使得极板电流对测量电流起到了聚焦的作用，确保
重泥浆与地应力 的不平衡造成的 垂直压裂缝
地应力的释放造 成的 应力释放缝
井在成像图上的低角度裂缝
砂砾岩剖面中的裂缝
裂缝
Q2-3#4134-4137m层间缝发育，黄铁矿呈斑点壮分布——19号层
不规则缝
黄铁矿斑块
？？特征 正断层
测量电流以最佳角度流入地层，由于测量电扣接触的岩石成分、结构及所含流体的不
同而引起电流的变化，记录下变化的电流即反映出井壁附近地层的电阻率的变化，经 适当处理可刻度为彩色或灰度等级图像，直观地反映地层电阻率的变化，从这些测量 信息中，可提取井壁周围地层的信息。
3、测量模式
1）、全井眼模式测量
用192个钮扣电极进行测量。在6.25英寸的井眼中
6.2 井壁成像测井
6.2.1 地层微电阻率成像测井 一、发展历程
• 80年代初－地层倾角测井 • 80年代中－地层微电阻率扫描测井FMS • 90年代初－FMI Shlumberger －Star II West Atlas －EMI 哈里伯顿
小结：国外对电成像仪器的研究始于80年代初，1986年斯伦贝谢开发出第一代电 成像测井仪器FMS，随后经过三次重大改进，1992年推出FMI，同时阿特拉斯和 哈里伯顿公司相继开发出STAR-Ⅱ和EMI/XRMI。
成像测井按探测物理性质分类：
• 1、电成像 • 2、声波成像 • 3、核成像
• 成像测井：是通过对井孔中地球物理场的 观测，以获得井壁或井孔周围一定深度的 某种物理参数的图像的方法。
6.1 成像测井系统的组成
• • • • 地面系统 电缆 井下仪器 解释工作站
计算机工作站 数据采集、处理和显示 严格的质量控制 现场快速处理解释
深度校正示意图
错动
左图中，第三道为原 始动态成像图像，图 上的裂缝出现了明显 的错动，需要进行电 扣深度对齐校正，第 四道为电扣对齐校正 后的成像图像，裂缝 和地层的错动现象消 除，如果在采集数据 过程中已经进行深度 对齐校正，就不必再 进行该过程，需要用 户根据典型地质特征 进行判断。
4-GR深度校正-实现与常规测井深度匹配
• 成像测井的特点： • 1、资料是以测量参数随深度变化的图像或 曲线组合，因此更直观、方便。 • 2、测井仪器采用传感器阵列扫描测量或旋 转扫描测量，因此资料更精确、信息更丰 富。
能够解决复杂地层或非均质地层的解释问题
成像测井按探测深度分类：
• 1、井壁成像测井（技术上最成熟）：包括井壁声 波成像和井壁微电阻率扫描成像。——井壁 • 2、井边成像主要是电阻率成像，所用的方法主要 是方位侧向测井和阵列感应测井。 此外还有：阵 列声波、阵列核成像等。——有一定的探测深度 3、井间成像包括声波、电磁波和电阻率成像，在 工程勘察中已得到比较广泛的应用，在石油勘探 中也已获得一些成功的实例。——井间
方法:主要应用常规伽马与成像带测伽马相关分析，找到相关系 数最大点对应的深度差，移动相应距离完成校正。
求相关系数
2018/12/27
32/146
GR深度校正成果图
5-加速度校正 加速度校正就是要恢复采样数据对应的真深度，消 除仪器非匀速运动引起的曲线和图像畸变。
实现步骤：
1）利用加速度、电缆张力、帧时间曲线进行遇卡识别；
DPP
6.1.2 数据高速电缆传输系统
转换接口，数字信号。——编码解码
ECLIPS（5700） WTS:230kbps
MAXIS-500 遥测系 统速率 DTS：500kbps
EXCELL-2000 DITS2:217.6kbps
6.1.3 井下仪器
• 电、声、核三大类仪器
MAXIS-500 阵列感应AIT 微电阻率扫描FMI 井下仪 方位电阻率成像ARI 器 超声波成像USI 偶极横波声波DSI 地震成像仪CSI 核孔隙度岩性仪 NPLT 模块式地层动态测 试仪MDT ECLIPS（5700） 微电阻率扫描成像 STAR 双向量感应DPIL 六臂倾角HDIL 高分辩率电阻率成像 阵列声波DAC 多级阵列声波MAC 井周声波CBIL 数字垂直测井 核磁共振成像MRIL EXCELL-2000 微电阻率成像EMI 阵列声波DAC 六臂倾角SEDT 高分辨率感应HRI 声波扫描CAST 自然伽马NGRT 选择式地层测试仪 SFT
ECLIPS（5700）
EXCELL-2000
采集 子系统
遥测系 统速率
多个DSP
DTS：500kbps
68020、VME总线
WTS:230kbps 微电阻率扫描成像 STAR 双向量感应DPIL 六臂倾角HDIL 高分辩率电阻率成像 阵列声波DAC 多级阵列声波MAC 井周声波CBIL 数字垂直测井 核磁共振成像MRIL eXpress
分辨率地层倾角仪同样的结果，但提高了测井速
度。 4、测量环境 水基泥浆：泥浆电阻率小于50欧姆米，地层电阻 率与泥浆电阻率比值小于20000。
油基泥浆：当油基泥浆含水量大于30％－40％时， 也可以测井，但测井质量难于保证。
微电阻率扫描测井(STARⅡ)
测量方式
共144个钮扣电极 测量地层电阻率微细变化
6.1.1 地面硬件与软件系统
• 地面系统主体是：是一个计算机测井局域 网络，系统软件采用多用户开放的操作系 统。 • 斯伦贝谢公司MAXIS-500 • 阿特拉斯ECLIPS-5700 • 哈里伯顿EXCELL-2000 • 国内西安石油探测仪器厂ERA2000。
系统 比较
主机 操作 系பைடு நூலகம் 显示器
2）利用遇卡识别的结果，采用分段二次积分方法计算仪 器的速度和真深度； 3）由计算出来的真深度曲线，采用Akima插值方法进行曲 线的重采样，完成校正。
2018/12/27
（三）数据生成图像的原理
地层中不同的岩石（泥岩、砂岩、石灰岩 ）、流体，其电阻率是不一样的，通过测量 井壁各点的电阻率值，然后把电阻率值的相 对高低用灰度（黑白图）或色度（彩色图） 来表示，那么，井壁就可表示成一张黑白图 象或彩色图象。
地球物理测井
第6章 成像测井
• 成像测井：是通过对井孔中地球物理场的观测， 以获得井壁或井孔周围一定深度的某种物理参数 的图像的方法。 • 广义地说，成像测井应包括井壁成像、井边成像 和井间成像。 • 成像测井：就是在井下采用传感器阵列扫描测量 或旋转扫描测量，沿井眼纵向、周向或径向采集 地层信息，传到地面以后，通过图像处理技术得 到井壁的二维图像或井眼周围一定探测深度内的 三维图像。
高 阻
低 阻
高 阻
低 阻
硬石膏(高电阻)
成象原理示意图
泥岩(低电阻)
砂岩(中等电阻)
石灰岩(高电阻) 溶洞(低电阻)
（四）数据标准化
• 静态标准化（静态图）
– 在全井段内对电阻率分等级
• 动态标准化（动态图）
– 用户指定的窗口内对电阻率分等级
静态标准化（静态图）
动态标准化（动态图）
（四）图象显示
XRMI图像生成与Geoframe处理结果对比图
（五） 地层微电阻率井壁成像的应用
1、裂缝识别与评价
2、溶洞识别与评价 3、构造研究 4、储层分析 5、沉积研究 6、地应力方向确定； 7、薄层分析与评价。
裂缝分析
真、假裂缝的鉴别：
层界面和裂缝、 断层条带与裂缝
泥质条带与裂缝
天然裂缝与人工诱导裂缝
MAXIS-500
三台以太网连接的 MIC.VAXIII+cpi3000 9MIPS/台
ECLIPS （5700）
三台以太网连接 的HP730工作站 9MIPS/台
EXCELL2000
两台以太网连接的 HS6000工作站 9MIPS/台
天然裂缝与人工裂缝的鉴别
天然裂缝多为长期构造运动形成，又受到地下水的 溶蚀与沉淀作用的改造，因而分布极不规则，缝宽 变化大。 诱导缝是在地应力作用下产生的裂缝，故排列整齐， 规律性强，缝面形状较规则且缝宽变化小。诱导缝 一般又分为：
人工诱导缝的特征
钻井过程中由于 钻具震动形成的 雁状诱导缝
六臂
150个电极
井眼覆盖率与井径有关
（二）数据处理
电成像预处理过程-5步
输入电成像测井数据 坏电极剔除 电扣深度对齐 GR深度校正 加速度校正
2-坏电极剔除 坏电极表现为: 一:零或无效的负值； 二:某个电极方差变化过 于平缓或剧烈两种情况。 如右图所示：
坏电极
坏电极的校正是在检 测出失效电极的基础 上通过相邻电极的插 值来完成。
（一）仪器结构和测量原理 电成像测井仪器外观
FMS 4极板 54电扣
FMI 8极板 192电扣
STAR-II 6极板 144电扣
EMI 6极板 150电扣
电成像测井仪器极板结构
EMI
FMI
Star II
全井眼地层为电阻率扫描成像测井（FMI）
重点 1、FMI仪器外形
4臂、8极板 192个电极 电扣之间 0.2in(5.2mm) 两排之间间距 0.3in
坏电极剔除成果图
坏电极
2018/12/27
28/146
3-电扣深度对齐
由于不同极板之间以及同一极板上的两排电极在纵向上的排列 位置不同，所测得的曲线深度也不同，所以在生成图像之前必须把 各排电极的测量数据深度对齐，如右图所示。以第一排电极的深度 为标准，其他排电极移动相应的深度间隔完成校正。
ERMI仪器极板电扣排列示意图
下部电极和上部返回电极之间保持一个已知电位差，外加电压驱使低频交流电从极板 上的小电极通过导电泥浆流向地层，经过地层到达仪器上部的金属外壳形成回路，由 于极板周围电位基本相同，沿着井壁方向产生了等电位面，同时对极板和测量电扣施 加同极性的电流，同性相斥的原理使得极板电流对测量电流起到了聚焦的作用，确保
重泥浆与地应力 的不平衡造成的 垂直压裂缝
地应力的释放造 成的 应力释放缝
井在成像图上的低角度裂缝
砂砾岩剖面中的裂缝
裂缝
Q2-3#4134-4137m层间缝发育，黄铁矿呈斑点壮分布——19号层
不规则缝
黄铁矿斑块
？？特征 正断层
测量电流以最佳角度流入地层，由于测量电扣接触的岩石成分、结构及所含流体的不
同而引起电流的变化，记录下变化的电流即反映出井壁附近地层的电阻率的变化，经 适当处理可刻度为彩色或灰度等级图像，直观地反映地层电阻率的变化，从这些测量 信息中，可提取井壁周围地层的信息。
3、测量模式
1）、全井眼模式测量
用192个钮扣电极进行测量。在6.25英寸的井眼中
6.2 井壁成像测井
6.2.1 地层微电阻率成像测井 一、发展历程
• 80年代初－地层倾角测井 • 80年代中－地层微电阻率扫描测井FMS • 90年代初－FMI Shlumberger －Star II West Atlas －EMI 哈里伯顿
小结：国外对电成像仪器的研究始于80年代初，1986年斯伦贝谢开发出第一代电 成像测井仪器FMS，随后经过三次重大改进，1992年推出FMI，同时阿特拉斯和 哈里伯顿公司相继开发出STAR-Ⅱ和EMI/XRMI。
成像测井按探测物理性质分类：
• 1、电成像 • 2、声波成像 • 3、核成像
• 成像测井：是通过对井孔中地球物理场的 观测，以获得井壁或井孔周围一定深度的 某种物理参数的图像的方法。
6.1 成像测井系统的组成
• • • • 地面系统 电缆 井下仪器 解释工作站
计算机工作站 数据采集、处理和显示 严格的质量控制 现场快速处理解释
深度校正示意图
错动
左图中，第三道为原 始动态成像图像，图 上的裂缝出现了明显 的错动，需要进行电 扣深度对齐校正，第 四道为电扣对齐校正 后的成像图像，裂缝 和地层的错动现象消 除，如果在采集数据 过程中已经进行深度 对齐校正，就不必再 进行该过程，需要用 户根据典型地质特征 进行判断。
4-GR深度校正-实现与常规测井深度匹配
• 成像测井的特点： • 1、资料是以测量参数随深度变化的图像或 曲线组合，因此更直观、方便。 • 2、测井仪器采用传感器阵列扫描测量或旋 转扫描测量，因此资料更精确、信息更丰 富。
能够解决复杂地层或非均质地层的解释问题
成像测井按探测深度分类：
• 1、井壁成像测井（技术上最成熟）：包括井壁声 波成像和井壁微电阻率扫描成像。——井壁 • 2、井边成像主要是电阻率成像，所用的方法主要 是方位侧向测井和阵列感应测井。 此外还有：阵 列声波、阵列核成像等。——有一定的探测深度 3、井间成像包括声波、电磁波和电阻率成像，在 工程勘察中已得到比较广泛的应用，在石油勘探 中也已获得一些成功的实例。——井间
方法:主要应用常规伽马与成像带测伽马相关分析，找到相关系 数最大点对应的深度差，移动相应距离完成校正。
求相关系数
2018/12/27
32/146
GR深度校正成果图
5-加速度校正 加速度校正就是要恢复采样数据对应的真深度，消 除仪器非匀速运动引起的曲线和图像畸变。
实现步骤：
1）利用加速度、电缆张力、帧时间曲线进行遇卡识别；
DPP
6.1.2 数据高速电缆传输系统
转换接口，数字信号。——编码解码
ECLIPS（5700） WTS:230kbps
MAXIS-500 遥测系 统速率 DTS：500kbps
EXCELL-2000 DITS2:217.6kbps
6.1.3 井下仪器
• 电、声、核三大类仪器
MAXIS-500 阵列感应AIT 微电阻率扫描FMI 井下仪 方位电阻率成像ARI 器 超声波成像USI 偶极横波声波DSI 地震成像仪CSI 核孔隙度岩性仪 NPLT 模块式地层动态测 试仪MDT ECLIPS（5700） 微电阻率扫描成像 STAR 双向量感应DPIL 六臂倾角HDIL 高分辩率电阻率成像 阵列声波DAC 多级阵列声波MAC 井周声波CBIL 数字垂直测井 核磁共振成像MRIL EXCELL-2000 微电阻率成像EMI 阵列声波DAC 六臂倾角SEDT 高分辨率感应HRI 声波扫描CAST 自然伽马NGRT 选择式地层测试仪 SFT
ECLIPS（5700）
EXCELL-2000
采集 子系统
遥测系 统速率
多个DSP
DTS：500kbps
68020、VME总线
WTS:230kbps 微电阻率扫描成像 STAR 双向量感应DPIL 六臂倾角HDIL 高分辩率电阻率成像 阵列声波DAC 多级阵列声波MAC 井周声波CBIL 数字垂直测井 核磁共振成像MRIL eXpress
分辨率地层倾角仪同样的结果，但提高了测井速
度。 4、测量环境 水基泥浆：泥浆电阻率小于50欧姆米，地层电阻 率与泥浆电阻率比值小于20000。
油基泥浆：当油基泥浆含水量大于30％－40％时， 也可以测井，但测井质量难于保证。
微电阻率扫描测井(STARⅡ)
测量方式
共144个钮扣电极 测量地层电阻率微细变化
6.1.1 地面硬件与软件系统
• 地面系统主体是：是一个计算机测井局域 网络，系统软件采用多用户开放的操作系 统。 • 斯伦贝谢公司MAXIS-500 • 阿特拉斯ECLIPS-5700 • 哈里伯顿EXCELL-2000 • 国内西安石油探测仪器厂ERA2000。
系统 比较
主机 操作 系பைடு நூலகம் 显示器
2）利用遇卡识别的结果，采用分段二次积分方法计算仪 器的速度和真深度； 3）由计算出来的真深度曲线，采用Akima插值方法进行曲 线的重采样，完成校正。
2018/12/27
（三）数据生成图像的原理
地层中不同的岩石（泥岩、砂岩、石灰岩 ）、流体，其电阻率是不一样的，通过测量 井壁各点的电阻率值，然后把电阻率值的相 对高低用灰度（黑白图）或色度（彩色图） 来表示，那么，井壁就可表示成一张黑白图 象或彩色图象。
地球物理测井
第6章 成像测井
• 成像测井：是通过对井孔中地球物理场的观测， 以获得井壁或井孔周围一定深度的某种物理参数 的图像的方法。 • 广义地说，成像测井应包括井壁成像、井边成像 和井间成像。 • 成像测井：就是在井下采用传感器阵列扫描测量 或旋转扫描测量，沿井眼纵向、周向或径向采集 地层信息，传到地面以后，通过图像处理技术得 到井壁的二维图像或井眼周围一定探测深度内的 三维图像。
高 阻
低 阻
高 阻
低 阻
硬石膏(高电阻)
成象原理示意图
泥岩(低电阻)
砂岩(中等电阻)
石灰岩(高电阻) 溶洞(低电阻)
（四）数据标准化
• 静态标准化（静态图）
– 在全井段内对电阻率分等级
• 动态标准化（动态图）
– 用户指定的窗口内对电阻率分等级
静态标准化（静态图）
动态标准化（动态图）
（四）图象显示
XRMI图像生成与Geoframe处理结果对比图
（五） 地层微电阻率井壁成像的应用
1、裂缝识别与评价
2、溶洞识别与评价 3、构造研究 4、储层分析 5、沉积研究 6、地应力方向确定； 7、薄层分析与评价。
裂缝分析
真、假裂缝的鉴别：
层界面和裂缝、 断层条带与裂缝
泥质条带与裂缝
天然裂缝与人工诱导裂缝
MAXIS-500
三台以太网连接的 MIC.VAXIII+cpi3000 9MIPS/台
ECLIPS （5700）
三台以太网连接 的HP730工作站 9MIPS/台
EXCELL2000
两台以太网连接的 HS6000工作站 9MIPS/台