测井方法原理

测井方法原理

一名词解释

地层因素：F=孔隙中100%含水时的地层电阻率；地层水电阻率

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

厚度大，那么Ra则小，反之直径大，Ra则升高。

9.六线圈系比双线圈系增加了一对补偿线圈和聚焦线圈。

10.微电阻率测井是指探测深度较浅的一类测井方法，主要是探测储集层冲洗带、侵入带的电阻率。

11.微电阻率测井包括：微电极系测井、微侧向测井、邻近侧向测井、微球形聚焦测井。

12.微电位探测范围约为8-10cm，而微梯度的探测范围约为4-5cm.

13.声波测井包括声速测井和声幅测井

14.岩石中声波传播的影响因素:岩性、孔隙度、岩石的地质时代、岩层埋藏深度。

15.只要在仪器外壳上加上刻槽和适当选择较大源距，就可使滑行波首先到达接收换能器。

16.从解谱仪输出的信号送至照相记录设备进行记录，最后输出四个量:自然伽马总计数率；钍含量、铀含量、钾含量。

17.密度测井测量的是伽马源放出的伽马射线与周围物质相互作用之后所产生的散射伽马射线强度。

18.伽马射线穿过物质时，根据能量不同，主要产生光电效应、康普顿效应、以及电子对效应。

19.为了克服井眼对密度测井的影响，常采用推靠装置、将伽马源放在一个带定向窗口的铅瓶内，定向发射、定向接收、增强散射伽马强度。

20.中子测井包括中子—中子伽马测井（中子超热中子测井、中子热中子测井）、中子---伽马测井

21.中子与物质的作用主要有三种形式:非弹性作用、弹性散射、辐射俘获。

22.中子与物质作用的阶段：快中子的减速过程、热中子的扩散及俘获

23.氢是所有元素中最强的中子减速剂。

24.能够储存石油和天然气的岩石必备的两个条件：一是具有储存油气的孔隙、孔洞和裂缝等空间场所；二是孔隙、孔洞和裂缝间必须相互连通，在一定差压下能够形成油气流动的通道。

25.储集层的基本参数：孔隙度、渗透率、饱和度、储集层的厚度。

26.四性：岩性、物性、含油性和电性

27.储集层评价与要点：岩性评价、储层物性评价、储层含油性评价、储层油气产能评价

28.煤的工业组分分析包括：煤层水分、灰分、挥发分、固定碳。

29.煤田常用测井方法：自然伽马、自然电位、密度、侧向、声波等

30.水文测井方法：视电阻率、自然电位、密度、声速测井

31.煤田测井和水文测井方法首先要解决岩性划分和地层划分问题。

三论述

1.自然电位曲线特征：

曲线关于地层中点对称；当地层较厚（大于4倍井径）时，可以用半幅点法确定地层界面；随地层厚度的变小，自然电位曲线幅度下降，曲部顶部变尖，底部变宽，自然电位小于静自然电位。

2.自然电位的影响因素：

①岩性:在条件相同下，纯砂岩的自然电位异常幅度最大，随着砂岩中泥质含量的增加，自然电位异常幅度逐渐减小。

②温度：同样的岩层，由于埋藏深度不同，其温度不同。

③地层电阻率：岩层厚度变薄，或岩层电阻率增高，自然电位异常幅度降低。

④井径扩大和泥浆侵入：都会使曲线幅度变小。

3.油水界面的确定方法

①自然电位测井：一般含水砂岩的自然电位幅度比含油砂岩的自然电位幅度要高。据此可判断油水层。

②电阻率测井：高侵对应水层；低侵对应油层；

③用深浅三测向重叠法定性判断油水层：油层和水层的泥浆侵入性质不同（时），油层多表现为减阻侵入，水层多为增阻侵入，深侧向视电阻率大于浅侧向视电阻率为油层，反之为水层。

④中子伽马测井：因为油水层的含氢量基本上是相同的，只有地层谁的矿化度高时，水层的含氯量显著大于油层，油层和水层的中子伽马测井计数率值才有明显的差别（水层中的中子伽马测井计数率值大于油层的中子伽马测井计数率值），所以只有在地层水矿化度比较高的情况下，才能利用中子伽马测井曲线划分油水界面，区分油水层。

4.估算泥质含量的方法

①自然电位测井：泥质含量及其存在状态与砂岩井段产生的扩散吸附电动势有直接关系。因而用自然电位曲线可以估计泥质含量。

②自然伽马测井：由于泥质颗粒小，具有较大的比面。使它对放射性物质有较大的吸附能力，并且沉积时间长，有充分时间与溶液中的放射物质一起沉积下来，所以泥质有很高的放射性。

I GR=(GR-GRmin)/(GRmax-GRmin)

Vsh=(2^(GcuR*Vsh')-1)/((2^GcuR)-1)

式中，GR---目的层自然伽马值;GRmin-----纯砂岩层自然伽马值、GRmax------纯泥岩层自然伽马值;GCUR----希尔奇指数、IGR—自然伽马相对值。

③自然伽马能谱测井：地层中的泥质含量与钍或钾的含量有较好的线性关系，而与地层的铀含量关系较为复杂，所以一般不用铀含量求泥质含量，而用总计数率、钍含量和钾含量的测井值计算泥质含量。

④密度测井：= U体积光电吸收截面；

5.阿尔奇通式：F= ; I=联合得：

a为比例系数，与岩性有关；m为胶结系数；为岩石孔隙度；b为系数，仅与岩性有关；n 为饱和度指数；为含油岩石的电阻率；孔隙中100%含水时的地层电阻率；

意义：一是奠定了测井定量解释的基础；二是架起来孔隙度测井与电阻率测井之间的桥梁。

6.侧向测井原理：在主供电电极两侧上加上两个屏蔽电流，并向屏蔽电极供以相同极系的电流，使其电位与主电极相等，迫使主电极电流不能在井眼中上下流动，而呈水平片状进入地层，把井的分流作用和围岩影响减到最小。

7.感应测井原理

把地层看成一个环绕井轴的大线圈。把装有发射和接收线圈的井下仪器放入井中，对发射线圈通以交流电，在发射线圈周围地层中产生交变磁场，这个交变磁场通过地层，在地层中感应出电流,形成涡流。涡流在地层中流动产生交变磁场?2，穿过接收线圈R，并在R 中感应出电流，从而被记录。

8.感应测井曲线特征：曲线对称，正对岩层处视电阻率增大；随着地层厚度的变化，曲线幅度随着地层厚度的增大而增大。当厚度大于5m以上，岩层的视电阻率接近真电导率，而且曲线的半幅度点为地层界面点。

9.声波时差测井曲线特征

1.曲线关于地层中心对称，岩层的界面位于曲线急剧变化处。

2.岩层不均匀或有夹层时，岩层对应的时差曲线出现相应变化。

3.受界面附近井径影响，时差曲线不反映真值。

4.识别气层或裂缝带。

10.比较CBL和VDL的异同

相同点：都是用来测量套管外水泥的胶结情况，检查固井质量。

不同点：CBL:确定水泥上返高度，由声系和电子线路组成，源距1m,单发射单接收装置，声波到达首位为滑行波。

VDL：提供水泥环第一与第二界面的胶结情况，源距1.5m,一个发射换能器，2个接收换能器，声波次序为套管波，地层波，泥浆波。

11.沉积岩的自然放射强度规律

①随泥质含量的增加而增加

②随有机物含量的增加而增加

③随钾盐和某些放射物矿物的增加而增加

12.自然伽马测井曲线特征

①曲线关于地层中点对称

②高放射性地层，对着地层中心曲线有一极大值，并随着地层厚度的增加而增加，当大于3倍的井径时，极大值为常数，只与岩石的自然放射性强度成正比。

③当大于3倍的井径时，由曲线的半幅度点确定的地层厚度为真厚度。

13.自然伽马相对值与粒度中值的关系

=

14.补偿密度测井脊线图交会点偏离脊线的情况

①当泥饼密度小于岩石密度时，泥饼的影响使得长、短源距计数率有所提高，且因短源距计数率的增高更显著，于是，图上的交会点将偏离所探测岩石的实际密度值而落在脊线右上方。

②当泥饼的密度大于岩石密度时，泥饼的影响使得长、短源距计数率更低，且因短源计数率的降低更显著，于是，图上的交会点将落在脊线左下方。

15.确定岩层孔隙度

①密度测井：=

骨架密度、岩层体积密度、孔隙流体密度

②声波测井：威利公式

为地层声波时差，为孔隙中流体的声波时差，为岩石骨架的声波时差

16.中子测井的原理：孔隙度不同，超热中子在中子源周围的分布不同。孔隙度越大，含氢量越多，减速长度越小，则在源附近的超热中子越多。相反，孔隙度越小，减速长度越大，则在较远的空间形成有较多的超热中子。

17.判断气层

①中子伽马测井：气层中的含氢密度小，中子伽马测井显示计数率高。

②声波测井：由于天然气会导致声波幅度的衰减和传播速度降低，因而在气层在声波测井曲线上呈现出周波跳跃或时差增大现象。

③气层的电阻率明显高于围岩和水层的电阻率

④密度曲线与中子曲线重叠识别天然气层：由于天然气密度小，密度测井反应值比较低，而

中子测井曲线上气层表现为低孔隙度，因此二者重叠可识别气层。

18.识别岩性

①井径测井：泥岩层和某些松散岩层常常由于钻井时泥浆的浸泡和冲刷造成井壁坍塌，使实际井径大于钻头直径，出现井径扩大；渗透性岩层，常常由于泥浆滤液向岩石渗透，在井壁上形成泥饼，使实际井径小于钻头直径，出现井径缩小；而在致密岩层处，变化不大，实际井径接近钻头直径。

②自然电位曲线以泥岩为基线，纯砂岩的负异常最大。

③三测向测井中曲线比普通电阻率测井曲线受井眼、围岩厚度、侵入影响小，纵向分辨能力强，适于划分薄层。三测向曲线上视电阻率急剧变化处定位高阻层的界面位置。

④由于各类岩石声波速度不同，所以根据声速曲线可以划分不同岩性的岩石：砂岩一般显示低时差；泥岩显示为高时差；页岩介于砂岩与泥岩之间，砾岩一般具有低时差，且越致密时差越低。

⑤利用自然伽马测井曲线划分岩性，主要是根据岩层中泥质含量的不同进行的。

⑥密度测井： (是已知的)