测井技术基础与应用

•自然电位成因
的原因是复杂的。对于油井来说， 一般是由以下两种原因造成的：
一般由地层和泥浆之间电化学作用和动电学作用产生的。
一种是由地层水和泥浆滤液之间
离子的扩散作用和岩粒对离子的 吸附作用（电化学电动势）产生 的；另一种是由地层压力不同于
泥浆柱压力时在岩石空隙中产生 的液体过滤作用（动电学电动势） 产生的。
浅探测仪器 探测范围
浅探测电阻率 曲线RPCHM
由于深探测电阻率探测范围大，包括 了泥岩层的响应，浅探测电阻率探测 范围小，其响应几乎反映油层特征， 所以浅探测电阻率曲线RPCHM大于深 探测电阻率曲线RACLM。如左图中红 色标示段。
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测井技术发展
斯仑贝谢兄弟发现电测井 （1927年） 阿尔奇建立了阿尔奇公式，（1941年） 我国第一次测井是由著名地球物理学家翁文波，于1939年12月20日在四川巴县 石油沟油矿1号井实现的。
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微电极测井曲线的特点及应用
特点：
a.电极距小，几乎不受围岩和泥浆 的影响；
b. 探测深度浅，纵向分辨率高；
泥
c.在渗透层处一般有“幅度差”。
岩 段
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。
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微电极测井—早期的电阻率测井方法
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。
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方位侧向
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2.3 感应测井
感应测井利用交流电的互感原理测量
地层的导电性。在发射线圈T通以固定
频率和固定幅度的正弦交流电，由于
发射线圈的电磁感应的作用，在线圈
系周围的地层中就会感生出涡流，地
涡
层中感生的涡流会形成磁场，该磁场
流
在位于上方的接收线圈R中产生感应电
压。当发射线圈中的电流恒定时，地
电极，自然电
位。
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测井系列回顾
CLS－3700测井系列（ATLAS）
双侧向测井，双感应测井，自然电位测井，自然伽马测井，声 波时差测井，补偿中子测井，体积密度测井，井径测井等。
CSU测井系列（Schlumberger)
双侧向测井，微球型聚焦测井，双感应测井，球型聚焦测井， 微电极测井，自然电位测井，自然伽马，声波时差测井，补偿中子 测井，岩性密度测井，井径测井。
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2.1普通电阻率测井—早期的电阻率测井方法
•测量原理
电极系 供电 测量某两点间的电位差 视电阻率
两种电极系： １．电位电极系 ２．梯度电极系
N M
A
2.5米梯度 天津分公司技术部
2.5电极距
2.25
0.5
0.5
2.25
B
A M
0.5米 电位
测量电极 供电电极
供电电极 测量电极
常用测井技术介绍
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常用测井技术介绍
1. 自然电位测井 2. 电阻率测井 3. 放射性测井 4. 声波测井 5. 电缆地层测试
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常规测井曲线特征
➢电法测井 ➢放射性测井 ➢声波测井 （基本方法）
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1.自然电位测井
•
自然电位测井，就是测量井中自 然电场电位。地层产生自然电位
侧向测井的种类较多，有三侧向、七侧向、双侧向、微侧向、 邻近侧向、微球形聚焦测井等。
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双侧向测井（DLL）
1、深、浅侧向同时测量，分别用 36Hz和230Hz的电流供电。用相应 频率的选频电路进行监督和测量。 2、很大的测量范围，一般是
1-10000.m。 3、深侧向探测深度大（约2.2m），
层中涡流的强度与地层电导率有近似
的正比关系。
测量范围 小于100Ω.m
接受线圈 发射线圈
适合于淡水泥浆、油基 泥浆条件，中低阻剖面。
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感应测井原理示意图
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阵列感应测 井
• AIT—阵列感应成象测井仪 （Schlumberger）
• HDIL—高分辨率感应测井仪（ATLAS） ➢ 多个个不同探测深度（10、20、30、60、 90、120 in〕电阻率曲线， 确定 Rt 及侵入剖面 ➢ 可选的真分辨率和匹配分辨率曲线（1英尺、2英尺、4英尺） ➢ 提高薄层探测能力，1FT 分辨率的选择能分辨层厚30厘米的薄层 ➢ 多频率测量改进数据质量 ➢ 适合一些高级处理技术，如反演、电阻率剖面，倾斜校正等。
利用电阻率来测井 的方法是测井方法 中使用最早，也是 最常用的方法。但 在实际测井时,电极 系周围的介质相当 复杂，在井中有泥 浆，渗透层附近又 会产生泥浆侵入， 还有上、下围岩存 在，各部分介质的 电阻率都不相同。
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电阻率测井方法
• 普通电法测井 • 侧向测井 • 感应测井
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自然伽马能谱测井，地层倾角测井，长源距声波测井。
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常规测井系列
常规测井：自然电位、自然伽马、井径、三电阻率（深、中、浅）、 三孔隙度（中子、密度、声波） 判别岩性，划分油、气、水层，计算孔、渗、饱参数，确定有效厚度
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ECLIPS-5700、MAXIS-500成像测井
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自然电位应用
• 1、判断地层的 渗透性
• 2、估计储层厚 度
• 3、计算泥质含 量 曲线名称：SP、SPBD
• 4、单确位定：M地V 层水 电阻率
• 5、判别储层流
体性质
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2.电阻率测井
电阻率（单位Ω.m）：岩石阻止电流通过得能力。
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测井环境
1、扩散—吸附电位：
纯砂岩 -11.6 mV/18 C 纯泥岩 59.1 mV /18 C
2、过滤电位（一般可忽略）：
吸附电位
泥岩 - +
砂岩
+-
扩散电位
+
+ Na+
+
— +——
— + Cl -
—+ —+
Na+
— + ——
+
泥浆柱与地层之间存在压差时，液体发 生过滤作用产生的。
泥岩
+ Na+
+
与压差、滤液电阻率成正比 。
ｄ．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。
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自然电位曲线的影响因素
a. 地层水和泥浆中含盐浓 度比值的影响。
b. 岩性的影响 c. 温度的影响 d. 泥浆和地层水化学成分
的影响 e. 地层电阻率的影响 f. 地层厚度的影响 g.井径扩大和侵入带的影响
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测井要解决的问题
• 地层评价 • 油藏静态描述与综合地质研究 • 油井检测与油藏动态描述 • 钻井采油工程
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地层评价
• 包括单井油气解释与储层精细描述两部分； • 单井油气解释：划分岩性与储集层，确定油、气、水层及油
水界面，尽快为下一步资料录取、完井及射孔提供依据。 • 储层精细描述：岩性分析，计算泥质含量及主要矿物成分，
钻井采油工程
• 大斜度及水平井随钻地质导向，测量井 眼的井斜、方位和井径等几何形态的变 化，估算地层的孔隙流体压力和岩石的 破裂压力、压力梯度，确定下套管的深 度和水泥上返高度，检查固井质量，在 采油工程中，进行油气井射孔、检查射 孔质量、酸化和压裂效果，确定出水、 出砂和串槽层等。
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渗透层 平均值约为 0.77 mV
砂岩与泥岩的自然电位分布
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自然电位曲线的特点
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. h>4d 时，自然电位的 半幅点对应地层的界面。
电缆测井设备的发展
1、模拟记录阶段
半自动测井仪
（第一代）
50年代引进51型电测仪
JD—581多线型电测仪
（第二代）
2、数控测井阶段
70年代3600数字测井仪 （第三代）
80年代CLS-3700、CSU数控测井仪 （第四代）
3、数控与成像测井并存阶段
90年代ECLIP-5700、MAXIS-500成像测井仪 （第五代）
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DST
2.2 侧向电阻率测井
在高矿化度泥浆和高阻薄层的井中，普通电阻率测井曲线变得 平缓，难以进行分层和确定地层真电阻率。为减小泥浆的分流作用 和低阻围岩的影响，提出了侧向测井(聚焦测井)。它的电极系中除 了主电极之外，上、下还装有屏蔽电极。主电流受上下屏蔽电极流 出的电流的排斥作用，使主电流被聚焦，侧向流入地层的电极系测 量方法，这就大大降低了井内流体和围岩对视电阻率的影响。
计算孔、渗、饱参数，确定油气层有效厚度。
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油藏静态描述与综合地质研究
• 多井评价形式完成，将多井测井资料与地 质、油藏、地震等资料结合，以油气藏评 价为目标，主要内容包括：测井、地质、 地震等资料间的深度匹配与刻度；地层与 油气层的对比，研究 地层岩性、储集性、 含油气性在纵、横向分布和变化规律；研 究地区的地质构造、断层和沉积相以及生、 储、盖层；研究储层空间分布及油、气、 水的分布规律；计算油气田储量，为油田 开发方案提供可靠的基础地质参数。
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，微电极电阻率高。
c.确定砂岩的有效厚度：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。 天津分公司技术部
安 山 角 砾 岩 （ 油 层 ） 致 密 段
测井技术基础与应用
内容
测井及测井要解决的问题 常用测井技术及应用介绍 测井资料的定性解释 测井储层参数及岩石物理研究 测井新技术应用 复杂储层测井评价技术
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测井及测井技术
地球物理测井：是指通过 井下专门仪器，沿钻井剖 面测量岩层的导电特性、 声学特性、放射性、电化 学特性等地球物理参数的 方法。
测井方法众多。电、声、 放射性是三种最基本最常 用的方法。每一种测井方 法基本上都是间接地、有 条件地反映岩层特性的某 一侧面。要全面认识地下 地质情况，发现和评价油 气层，应综合使用多种测 井方法
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随钻测井
测井曲线图
深探测仪器 探测范围
深探测电阻率 曲线RACLM
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双侧向能够划分出0.6m厚的地层。
曲线名称：RD、RS、LLD、LLS
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双侧向电极系和电流分源自文库图
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双侧向应用
1、适合于高阻剖面、盐水泥浆条件。 2、划分剖面，判断油（气）、水层； 3、求取地层真电阻率； 4、用于高阻地层裂缝识别，储层评价。
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砂岩地层DLL测井图
双侧向、阵列侧向、双感应、阵列感应、微球型聚焦、微 侧向测井、自然电位测井、自然伽马、多极阵列声波成象、 声波变密度测井、 Z-密度测井、补偿中子测井、井径、自 然伽马能谱测井、地层倾角、电阻率成像、 核磁共振、电 缆地层测试。
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三个层次的测井解释技术形成
• 1、单井完井解释 • 2、单井精细测井评价 • 3、多井测井评价
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油井检测与油藏动态描述
• 在油气田开发过程中，研究产层的静态 和动态参数（孔隙度、渗透率、温度、 压力、流量、饱和度、气油比等）的变 化规律，确定水淹级别及剩余油气分布 动态检测生产井的产液剖面和吸收剖面， 用于制定最优的开发调整方案及最大限 度提高 采收率。
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潜山地层双侧向电阻率
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油 层 段
致 密 段
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微侧向及微球形聚焦测井
探测范围为6－8in，基 本为冲洗带电阻率。纵向分 辨率高，用于划分薄层及识 别油气水层。
曲线名称：RMLL、RXOZ、SFLU、MSFL、RFOC、RFOC
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微侧向测井
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三大测井公司
➢ 斯仑贝谢公司（Schlumberger） ➢ 阿特拉斯公司（Atlas） ➢ 哈里伯顿公司（HALLIBURTON)
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测井系列回顾 （80年前）
1. 老横向测井 系列
0.25m、0.45m、
2.5m、4.0m、
8.0m底部梯度，
0.5m电位，
1.0m电位，微
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HDIL测井曲线
曲线名称：M2R1、 M2R2、 M2R3、M2R6、 M2R9、 M2RX