主要测井方法、技术指标及其作用

第二章主要测井方法、技术指标及其作用第一节常规测井方法一、电法测井1.自然电位测井自然电位测井是在裸眼井中测量井轴上自然产生的电位变化，以研究井剖面地层性质的一种测井方法。

它是世界上最早使用的测井方法之一，是一种简便而实用意义很大的测井方法，至今仍然是砂泥岩剖面必测的工程之一，是识别岩性、研究储层性质和其它地质应用中不可缺少的根本测井方法之一。

有时一些特殊岩性，如某些碳酸盐岩〔阳5井〕也有较强的储层划分能力。

其曲线的主要作用为：①划分储层；②判断岩性；③判断油气水层；④进行地层比照和沉积相研究；⑤估算泥质含量；⑥确定地层水电阻率〔矿化度〕；⑦判断水淹层。

在自然电位曲线采集过程中，主要受储层岩性、厚度、含油性和电阻率、侵入带直径、泥浆电阻率、井温、井眼扩径、岩性剖面缺少泥岩等影响，易产生多解性，在测井资料综合解释时应予以考虑。

2.普通电阻率测井普通电阻率测井是指各种尺寸的梯度电极系和电位电极系组成的测井方法，它采用不同的电极排列方式和不同的电极距，通过测量人工电场电位梯度或电位的变化来确定地层电阻率的变化。

利用具有不同径向探测深度的横向测井技术，可以识别岩性、划分储层、确定地层有效厚度、进行地层剖面比照、确定地层真电阻率及定性判断油气水层等。

目前还保存了2.5m、4m梯度视电阻率测井，0.5m、0.4m电位视电阻率测井以及微电极〔微电位和微梯度组合〕等普通电阻率测井方法。

〔1〕梯度视电阻率测井目前在用的有2.5m梯度视电阻率测井和4m梯度视电阻率测井。

其主要作用为：①地层比照和地质制图〔标准测井曲线之一〕；②粗略判断油气水层；特别是长电极〔如4m梯度〕，可较好地判识侵入较深地层的油气层；③划分岩性和确定地层界面；④近似估计地层电阻率。

进行该类资料分析时，应注意高电阻邻层屏蔽、电极距、围岩-层厚、井眼条件及地层或井眼倾斜的影响等。

〔2〕电位视电阻率测井目前在用的有0.5m、0.4m电位电极系。

该类测井电极距短，但有中等探测深度且不必考虑高阻邻层的屏蔽影响，因而是一种获取地层视电阻率的简单易行的方法。

〔3〕微电极测井微电极测井是为了提高电阻率曲线的纵向分辨率，不漏掉薄层和求准目的层的厚度，同时又能直观地判断渗透层，测准冲洗带电阻率而设计的一种测井方法。

微电极测井一般作为砂泥岩剖面淡水泥浆综合测井的一个必测工程，其优点是测量简单，而定性解释很直观，主要有以下应用：①划分岩性和储层；②确定岩层界面和扣除非渗透层；③确定井径扩大的井段；④确定冲洗带电阻率和泥饼厚度。

3.侧向测井侧向测井又叫聚焦式电法测井，是目前盐水泥浆井、碳酸盐岩及其它高阻地层广泛使用的电阻率测井方法。

主要包括双侧向、球形聚焦和微球形聚焦、三电极侧向、七电极侧向四大类，现主要使用双侧向、微球型聚焦和邻近侧向测井方法。

双侧向-微球型聚焦〔邻近侧向〕测井三条电阻率曲线反映了浅、中、深不同深度的地层视电阻率，利用这三条曲线可计算含油气饱和度，分析侵入特征识别、裂缝带，从而识别油气水层和判定储层。

随着技术的进步，近年来各种针对非均质各向异性地层的侧向电阻率测井技术产品己投入使用，如高分辨率侧向测井仪、方位电阻率侧向测井仪、阵列侧向测井仪等。

侧向测井可以用来定量计算钻井液冲冼带、侵入带半径、地层真电阻率〔R xo、D i、R t〕和含油饱和度等储层参数。

4.双感应-八侧向测井该方法属于电磁聚焦型电导率测井。

它利用电磁感应原理和电磁场几何因子理论来测量地层的电导率。

按照几何因子理论，将地层无限细分，视为由无限多个单元环组成；感应测井仪发射线圈向地层发射一定频率的电磁场，在地层单元环中便产生相应频率的感应电流，该电流强度与地层电导率密切相关；地层单元环中的感应电流产生的二次电磁场被仪器接收线圈接收，并转换为地层电导率，由此完成感应测井的测量。

感应测井技术适用于中低电阻率地层、低矿化度钻井液测井环境和采用油基钻井液或空气钻探的井。

目前常用的感应测井仪主要是双感应-八侧向测井。

感应测井根据电磁感应原理测量地层电导率，进而研究井剖面的岩性和油气水层。

它对淡水泥浆高侵、原状地层电阻率中到低的地层有较好的应用价值，因而在淡水泥浆砂泥岩剖面得到广泛的应用。

双感应-聚焦测井是国内外比较流行的电阻率组合方法，它包括深感应、中感应和浅聚焦测井〔八侧向或球形聚焦测井〕，主要是采用组合方法求R xo、D i和R t，以及求取含水饱和度，另外是定性判断油气、水层，特别是低阻环带的油气层。

近年来感应测井技术也在不断改良与完善，先后推出了相量感应和阵列感应测井仪等新技术。

这些新技术都在一定程度上提高了测量精度，改善了纵向分辨率和径向探测特性。

感应测井的用途与侧向测井根本相同，只是适用条件有所不同，其最大优点是具有更好的径向分辨率。

在电阻率测井时，通常配置深、中、浅三种不同探测深度的测量方法与仪器，同时对地层电阻率进行测量。

三电阻率测井的目的是：〔1〕地层被钻开后，在钻井液柱压力作用下，地层在径向上形成钻井液冲冼带、侵入带和原状地层三个环带。

通过深、中、浅三中电阻率的测量，可以有效地反映三个环带导电特性的视电阻率。

〔2〕在一定的约束条件下，可联立求解出地层真电阻率〔原状地层电阻率〕，进而定量计算含油饱和度。

〔3〕分析侵入特性，计算侵入污染半径。

〔4〕根据三电阻率测井反映出来的地层侵入特性，有效地识别油(气)水层。

5.地层倾角测井该方法属于电法测井，是一种在裸眼井中探测地层空间位置的测井方法，它通过仪器推靠臂〔四臂或六臂〕上微聚焦电极测量井壁对应推靠臂方位的地层电导率相对变化，经过计算机相关处理技术建立地层空间位置、确定地层产状，并通过解释模式分析，确定地层沉积相、沉积环境与古水流方向和地质构造特征等地质信息和地质事件。

此外，利用地层倾角测井资料还可以用来识别裂缝和确定地应力方向。

6.井径测井多数组合仪器都配有一个测量井眼大小的井径仪。

它可以是别离的，也可以是装在其他仪器上的〔如补偿密度测井〕。

其曲线作用为：①孔隙和渗透层〔有泥饼存在〕的划分和泥饼厚度确实定；②井眼体积测量，用以估算水泥体积；③压实和规那么局部测量，用于试井；④对几种测井方法进行井眼和泥饼影响的校正以提高解释精度；⑤帮助进行岩性、结构、构造分析；⑥对双井径数据可采用井眼崩落法计算地应力大小。

二、放射性测井1.自然伽马测井测量地层所含放射性元素〔铀、钍、钾〕自然衰变过程中放射出的伽马射线强度。

不同岩石矿物组成的地层所含放射性元素类型与含量各异，因此利用它可研究井剖面的地层性质。

其曲线的主要作用为：①划分岩性和地层比照；②划分储层；③计算地层泥质含量；④计算粒度中值；⑤分析沉积相等；⑥射孔时作为良好的校深跟踪曲线。

使用资料时应注意仪器标准化及涨落误差影响，同时注意该方法一般探测的是储层冲洗带范围，深度较浅，且易受井眼扩径影响。

2.自然伽马能谱测井自然伽马能谱测井是在井内对岩石自然伽马射线进行能谱分析，分别测量地层内铀、钍、钾〔U、TH、K〕的含量来研究剖面地层性质的测井方法。

该方法现已成为复杂地质条件下选择性使用的测井工程之一。

其曲线的主要作用为：①寻找高放射性储层；②在油田开发中研究流体流动情况；③计算泥质含量；④研究沉积环境和粘土矿物类型；⑤研究生油层。

3.补偿密度测井用伽马源发射的照射地层，伽马射线与地层的原子发生作用，产生三种效应，①电子对形成；②康普顿散射；③光电效应。

补偿密度测井是利用康普顿散射效应，即伽马射线与地层的元素作用后产生次生伽马射线，次生伽马射线的强度与电子密度有关，从而确定地层的电子密度，进而确定地层体积密度。

补偿密度测井主要用于确定地层的孔隙度，与其他测井一起，可以确定地层的岩性。

4.岩性-密度测井在补偿密度测井的根底上，利用低能伽马射线与地层元素产生的光电效应，确定地层元素光电吸收截面指数。

用能谱分析方法测量岩石光电吸收截面指数和体积密度的测井方法，称岩性-密度测井。

岩石体积密度ρb可用于识别岩性和求取孔隙度，并可用于岩石力学参数计算；而光电吸收截面指数〔P e〕划分岩性能力较强，用作岩性指示器。

5.补偿中子测井中子测井是一类用中子源照射地层，根据中子与地层相互作用的各种性质来研究地层性质的各种测井方法的总称。

补偿中子测井方法利用化学或物理中子源向地层发射快中子，经与地层氢原子屡次碰撞后减速为热中子，通过记录热中子密度，确定地层含氢量，从而定量确定地层的总孔隙度。

为了减少井眼和氯、硼元素对中子测井的影响，按不同仪器设计，分为补偿中子测井和井壁中子测井。

在探井中使用的中子孔隙度测井主要包括补偿中子孔隙度测井和井壁中子孔隙度测井两种类型。

现常用补偿中子测井，其主要作用为：①确定岩性及孔隙度；②识别气层等。

三、声波测井1.声速测井或声波时差测井该方法属于孔隙度测井方法，它测量声波在地层中的纵向传播速度〔每米传播时间，即声波时差〕，其传播速度受岩性、孔隙度及其所含流体性质的影响。

因此，利用声波速度测井可以识别地层岩性，确定地层孔隙度等地质参数。

2.声波幅度测井该方法是固井水泥胶结质量评价测井方法，它测量超声波经套管、水泥环和地层传播后返回的剩余首波幅度，根据剩余首波幅度的上下来判别第一界面水泥固井质量。

相对于套管与水泥固结井段，声波幅度低，说明固井质量好；声波幅度中等，说明固井质量较好；声波幅度高，说明固井质量差。

3.声波变密度测井该方法是固井水泥胶结质量评价测井方法，它记录超声波经套管、水泥环和地层返回的波列。

当波列中地层波较强时说明套管、水泥环与地层均胶结良好；当波列中水泥环波较强时，说明套管与水泥环胶结良好，而水泥环与地层胶结较差；当波列中套管波较强时，说明水泥环与套管、地层均未胶结、或无水泥环，是固井质量最差的一种显示。

4.水泥胶结评价成像测井该方法是一种超声波井周扫描成像测井，是新一代固井水泥胶结质量评价测井方法。

它可以观察井周水泥分布与胶结情况，并且可以指示出水泥分布不均或缺失水泥的具体方位。

上述的声波测井、补偿中子测井及密度测井〔岩性密度测井〕常称三孔隙度测井。

三孔隙度测井组合，可较准确地确定岩性、矿物成份、孔隙度，以及识别气层及裂缝带。

四、电缆地层测试该方法是通过电缆传输，在地面控制井下压力测试的技术。

它可以在地面控制下，用推靠式密封器将井眼与井壁附近地层局部封隔，将测试探针插入地层、测量地层压力、进行地层流体和高压物性取样。

测试器一次下井，在地面仪器控制与监测下，可以获得多个储层的压力数据和流体样品。

利用压力测试资料，可以确定地层孔隙压力、地层压力剖面与压力梯度、压降〔或压力恢复〕渗透率、分析地层所含流体性质与高压物性等油藏特性。

在油气勘探和油气藏开发管理方面具有重要的作用目前国内外的地层测试器分为两种：钻杆地层测试器和电缆地层测试器〔WFT-Wireline Formation Tester〕。