泥质砂岩地层评价
遂宁市砂岩资源潜力调查评价
link appraisement
赵一琛
四川省煤田地质工程勘察设计研究院
赵一琛（1990－），男，四川省广汉市人，硕士研究生，工程师，主要从事环
境地质、矿山地质方面的工作。
图1 遂宁市交通位置图（比例尺1：500000）
图2 遂宁市含砂岩地层柱状图
碎屑间。
少量黄铁矿，呈细小黑色粒状零散分布。
样品物理力学试验结果密度最大为船山区河沙镇样品，，密度最小为蓬溪县宝梵镇样品，为2.10g/；普通吸水率最高为蓬溪县宝梵镇样品，为10.59％，最低为大英县五凤村样品，为3.26％；烘干抗压强度最大为
53.15MPa，最小为蓬溪县宝梵镇样。
测井地质学-6盖层的评价
图6-8 建立中的泥质趋势线
三、常见测井资料研究泥质参数
（二）、岩性密度测井（LDT）资料研究泥质参数 2、识别粘土矿物 1）通过Umaa与ρmaa交会图 识别矿物骨架成份及含量
该井的数字处理成果图，图中很 明显，对于比较纯的砂岩来讲主 要是含有伊利石，只有当粘土含 量总体积超过15-20%时，高岭石 才开始出现。从泥质交会上还可 以看出，沿石英-高岭石线的GR 值低，这与高岭石粘土矿物结构 中没有放射性钾是一致的，然而 沿石英-伊利石线，GR值上升， 因为通常在伊利石粘土中含钾。
三、常见测井资料研究泥质参数
（三）、中子测井（CNL）资料研究泥质参数 2、确定泥质含量及识别矿物
利用密度和中子测井交 会图，可以确定其粘土 矿物成分（图6-16）
图6-16 在ρb—φN交会图上粘土矿物的分布趋势
三、常见测井资料研究泥质参数
（三）、中子测井（CNL）资料研究泥质参数 2、确定泥质含量及识别矿物
Th Thkaol Vkaol Thfeld V feld K K kaol Vkaol K feld V feld
三、常见测井资料研究泥质参数
（一）、自然伽玛能谱测井（NGS）资料研究泥质参数 2、粘土含量得估算 5）马来盆地泥质砂岩地层的应用
图6-3 识别矿物的Th-K交会图
三、常见测井资料研究泥质参数
（一）、自然伽玛能谱测井（NGS）资料研究泥质参数
2、粘土含量得估算
1）利用Th和K得生产指数计算粘土含量 粘土含量计算： 通过生产指数可以达到同时使用Th和K曲线，而保证确定粘 土含量时与粘土类型无关。其计算公式如下：
Vsh
PI PI min PI max PI min
测井曲线识别岩性
油气层
纯水层
冲洗带
孔隙
含盐量相对较低的滤液，残余 水和油气
油气为主，少量含盐量相对较 高的地层水 大于50％ 一般小于40％ Rxo Rt 泥浆低侵或侵入不明显
含盐量相对较低的滤液，残余地 层水
流体
未侵入带
含盐量相对较高的地层水
含水
饱和度
冲带 未侵入带
100％
Rxo
100％ Rxo>Rt 泥浆高侵
• 理论上： Φ ≥Φxo ≥ Φw，其差异是
三、油气水层判断
1、典型水层
① SP幅度差>油层
② ③ ④ ⑤
深电阻率最低（渗透层相比） 明显的增阻侵入（Rmf>Rw） Sw≈100%(计算) 录井无油气显示
三、油气水层判断
2、典型油层
① ② ③ ④ ⑤ 深电阻较高（渗透层） 减阻侵入 Sw→Swb SP幅度差<水层 录井有油气显示、邻井试油为油层
• 电阻率
– 一般是找低阻层。
• 孔隙度测井（密度、中子、声波）
– 在致密层处，孔隙度测井读数接近骨 架值；而在渗透层处，孔隙度测井读 数有孔隙度指示。
• 在碳酸盐岩剖面中划分渗透层必须同 时考虑GR、电阻率以及孔隙度测井系 列。其步骤是：先找出低阻、高孔隙 度指示，然后考虑GR测井值，剔除GR 高的含泥质层。
② 电阻率高
③ SP幅度差小
④ 微电极无明显差异，且值高。
深 度
2 15 补偿中子 -15 2 自然伽马 0 200 70 声波时差 40 2
深侧向 浅侧向 八侧向
10000 10000 10000
第 五 题 图
1号层
2号层
3号层
4号层
利用测井曲线划分岩性
利用测井曲线划分岩性、描述岩性特征摘要：砂岩、泥岩、钙质砂岩的岩性不同，在测井曲线上的形态不同，利用自然电位曲线、伽马曲线、侧向测井曲线、声波时差曲线来划分不同的岩性。
本报告来详细解释下如何利用测井曲线来划分岩性。
内容：1．砂岩、泥岩、钙质砂岩的岩性特征。
（1）砂岩：粒度为2-0.063mm的陆源碎屑含量在50%以上的沉积岩称为砂岩，巨粒砂岩2-1mm粗粒砂岩1-0.5mm中粒砂岩0.5-0.25mm细粒砂岩0.25-0.063mm。
颗粒大搬运距离近比面小放射性元素含量少。
吸附离子的能力弱电阻率高。
孔隙度和渗透率大所以物性好。
密度高声波传播速度快声波时差小。
砂岩是良好的储集层。
（2）泥岩：主要是由粘土矿物及小于0.0039mm的细碎屑组成，含少量粉砂碎屑。
颗粒小搬运距离远比面大放射性元素含量多。
吸附离子能力强地层水饱和度高电阻率低。
孔隙度、渗透率小物性差。
密度低声波传播速度慢声波时差大。
泥岩为生油层盖层也有石油在泥岩的裂缝中。
（3）钙质砂岩：含钙砂岩，颗粒小搬运距离远比面大放射性元素含量多于砂岩少于泥岩。
孔隙度渗透率特小物性极差。
吸附离子能力特弱几乎不含地层水（致密）电阻率特高。
密度特高声波传播速度特快声波时差特小。
2. 自然电位测井、自然伽马测井、侧向测井、声波时差测井基本原理2（一）．自然电位测井：自然电位测井，是电法测井的一部分，主要用于砂泥岩剖面。
自然电位测井测量的是自然电位随井深变化的曲线。
由于自然电位测井在渗透层处有明显的异常显示，因此，它是划分和评价储集层的重要方法之一。
产生原因：在井内，当地层水含盐浓度和钻井液含盐浓度不同时，引起离子的扩散作用和岩石颗粒对离子的吸附作用；当地层压力与钻井液压力不同时，在地层空隙中产生过滤作用。
这些在井壁附近产生的电化学过程会产生自然电动势，形成自然电场。
砂岩负异常泥岩为一条基线钙质砂岩异常幅度小接近一条基线。
（二）自然伽马测井：是沿井身测量岩层的天然伽马射线强度的方法。
岩层质量评估报告
岩层质量评估报告1. 引言本报告旨在对岩层质量进行评估，以提供相关决策和建议。
岩层质量评估是为了确定岩石的物理性质、力学性能和可行性，以及对工程和建设项目的影响。
2. 研究方法评估岩层质量采用了以下方法：2.1 岩芯分析对采集的岩芯样本进行物理性质和力学性能测试，包括密度、抗压强度、抗拉强度和抗弯强度等指标。
2.2 地质调查考察岩层的构造和成分，包括岩石的类型、岩性和岩层组成等因素。
2.3 地下水位监测关注地下水位的变化情况，以评估地下水对岩层稳定性的影响。
2.4 现场观测通过对岩层的现场观测和测试，了解其表面状况、裂缝情况和变形情况等。
3. 结果与分析根据以上研究方法的结果，对岩层质量进行评估分析。
3.1 岩石物理性质根据岩芯分析结果，确定岩石的物理性质，包括密度、孔隙度和渗透性等。
3.2 力学性能通过物理性质测试和现场观测，评估岩层的强度、韧性和稳定性等力学性能。
3.3 可行性评估综合考虑岩石的物理性质、力学性能和地下水位等因素，评估岩层对工程和建设项目的可行性。
4. 建议与措施根据岩层质量评估结果，提出以下建议和措施：4.1 工程设计调整根据岩层质量评估结果，对工程设计进行调整，以确保工程的稳定性和安全性。
4.2 改善岩层稳定性采取相应的支护和加固措施，改善岩层的稳定性和强度。
4.3 监测和预警建立岩层监测系统，及时监测岩层变化和裂缝情况，提前预警并采取相应措施。
5. 结论经过岩层质量评估，得出以下结论：根据岩芯分析和现场观测等研究方法，对岩层的物理性质、力学性能和可行性进行了评估。
根据评估结果，提出了相应的建议和措施。
在工程设计和实施过程中，应充分考虑岩层质量评估的结果，并采取相应的措施，以确保工程的稳定性和安全性。
中原油田常用测井方法介绍2章2
②计算井径扩大率
CALS BITS BITS
B
100 %
2.5米、4米梯度
是根据自然界中各种不同岩石和矿物的导电能力 不同这一特点，来区别钻井剖面上的岩石性质的 一种电阻率测井方法。 测井时将供电电极A、B和测量电极M、N组成 的电极系A、M、N或M、A、B放入井内而把另一个 电极B或N放在地面泥浆池中，作为接收回路电极， 电极系通过电缆与地面上的电源和记录仪相连接。 当电极系由井内向井口移动时供电电极A、M供给 电流I。测量M、N电极间的电位差，通过地面记 录仪可将电位差转换为地层视电阻率Ra。
电极系分类
A O M
N O
M A
B
A O
N M
M O
B A
M O N A B O
A O M
M O N A
A B M
①进行地层对比， 了解全井段的地质剖面 ②划分岩性和确定岩层界面 ③近似估算地层电阻率 2.5米梯度（R2.5）测量侵入带电阻 率，4米梯度（RT）测量原状地层电 阻率。
微电极系测井（ML）
选用微梯度和微电位两种电极系以及 相应的电极距目的是要它们在渗透性 地层上方出现明显的幅度差，因此， 不但要求两者同时测量，而且要将两 条视电阻率曲线用同一横向比例画在 一起，采用重叠法进行解释，根据现 场实践微电极测井主要有以下应用：
①确定岩层界面 根据曲线的半幅点确定地层的界面。一 般0.2m厚的薄层均可划分出来。 ②划分岩性和渗透性地层 在渗透性地层处，微电极测井曲线出现 正幅度差，非分渗透性地层处没有幅度 差，或出现正负不定的幅度差，根据微 电极测井视电阻率值的大小和幅度差的 大小，可以判断岩性和确定地层的渗透 性。
井径曲线是由井径仪测量的。井径仪是 由四支可活动的井径探臂构成，井径活 动探测臂在井下仪器马达总成的控制下 可以自动的张开和收拢。两对对称的井 径探测臂独立地分别控制两套电路转换 系统，提供井眼直径的大小。
泥石流灾害防治工程勘查中的地质条件综合评价
泥石流灾害防治工程勘查中的地质条件综合评价泥石流灾害是一种常见的自然灾害，造成了严重的人员伤亡和财产损失。
为了减轻泥石流带来的影响，进行泥石流灾害防治工程勘查是非常重要的。
地质条件是进行勘查的基础和核心内容之一，通过对地质条件的综合评价，可以对泥石流灾害的发生潜力和规模进行预测，为工程设计和防治措施提供科学依据。
在进行泥石流灾害防治工程勘查中的地质条件综合评价时，需要考虑以下几个方面：一、地质构造：地质构造是决定地质条件的重要因素之一。
了解区域的构造特征，包括断裂带、褶皱带等，有助于确定区域内可能出现泥石流的潜在地段和规模。
二、地形地貌：地形地貌是泥石流形成和发展的重要条件之一。
在勘查中需要对地势高差、坡度、坡向等因素进行详细调查和分析，以确定可能发生泥石流的区域。
三、岩性和岩溶：岩性是决定地质条件的重要因素之一。
不同岩性对泥石流的形成和发展有不同的影响。
对不同岩性的地区进行详细的地质调查和野外观察，可以确定岩性对泥石流灾害的影响程度。
四、降雨条件：降雨是泥石流发生的重要触发条件之一。
在进行地质条件综合评价时，需要考虑降雨的频率、强度和分布等因素，以判断泥石流的发生概率和规模。
五、植被状况：植被对于泥石流发生和发展起到一定的保护作用。
在进行地质条件综合评价时，需要考虑植被覆盖情况、种植方式和植被类型，以确定植被对泥石流的影响程度。
六、人类活动影响：人类活动对地质条件有一定的影响。
例如，土地利用方式的改变、爆破挖掘活动等都可能影响地质条件，增加泥石流的发生概率和规模。
在进行地质条件综合评价时，需要结合以上几个方面的因素进行综合分析和评估，以确定可能发生泥石流的区域和规模。
根据评价结果，可以制定相应的防治措施，降低泥石流灾害带来的风险。
总之，泥石流灾害防治工程勘查中的地质条件综合评价是提前预防和减轻泥石流灾害的重要环节。
在进行勘查时，需要综合考虑地质构造、地形地貌、岩性和岩溶、降雨条件、植被状况以及人类活动影响等因素，以科学、准确地评估泥石流灾害的潜在危险性。
地层分述
新生界第四系（Q4）灰黄色粘土层；底部为棕色砂砾石层。
特征：粘土层：色匀，质纯，性软，吸水塑性强，未成岩。
砂砾层：棕色，砾石成份以石英砾、泥砾为主，变质岩砾及燧石少量，砾径一般2～3mm，个别砾径达5mm，次棱角状，分选差，分布均匀；砂质成分以中砂为主。
与下伏白垩系下统志丹群呈角度不整合接触罗汉洞组（K1z5）棕褐色、褐色泥岩、粉砂质泥岩与棕色、棕黄色中、细砂岩呈等厚互层。
本组特征：（1）本组砂岩较发育，累计厚度111.9m，占组厚的49.8%；泥岩累计厚度112.6m，占组厚的50.2%；砂泥比0.99(见表2－2，下同)。
（2）砂岩特征：粒度上部以中砂为主，下部以细砂为主，单层厚度大，砂岩单层厚度一般为1-10m，最厚40m，颜色以棕色为主，局部呈棕黄色。
中砂岩：棕色为主，局部呈棕黄色，成分以石英为主，长石次之，少量岩屑，中砂结构，分选好，次棱角状，泥质胶结，疏松。
细砂岩：棕色，成分以石英为主，长石、岩屑次之，含少量云母片，细砂结构，分选好，次棱角状，泥质胶结，较疏松。
（3）泥质岩以泥岩为主，粉砂质泥岩次之，颜色中、上部为棕褐色，下部为褐色。
粉砂质泥岩：色匀，粉砂质分布较均匀，局部富集，性较硬，断口较平整。
泥岩：色匀，质纯，性硬、脆，断口平整。
4）电性特征：（本组测井段184.5m，故仅对此井段测井曲线进行描述）本组段自然伽马曲线幅度变化较大；自然电位曲线在砂岩段呈较小正异常；井径在泥岩段严重扩径，砂岩段扩径较小；声波时差曲线变化较大；双感应曲线泥岩段重合，砂岩段分开，深感应电阻率值砂岩段高于泥岩段；砂岩段自然伽马值为55～100API，声波时差值为300～345μs/m，深感应电阻率值为27～45Ω·m，泥岩段自然伽马值为150～190API，声波时差值为300～330μs/m，深感应电阻率值为10～20Ω·m。
与下伏环河组呈整合接触环河组（K1z4）灰色泥岩、粉砂质泥岩与浅灰色细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩呈略等厚互层，底部含少量石膏。
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0.1
40 30 20 10 0 0 6 12 18 24 30 36 42 48 54
0.01 0.01
0.1
1
10
100
1000
percentage of
渗透率，mD
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第一节 含泥质岩石的测井响应方程
5、渗透率模型 影响储层渗透率的影响因素
含水泥质砂岩密度测井孔隙度为：
泥质：Vsh 水：
b ma sh ma Vsh f ma f ma
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第一节 含泥质岩石的测井响应方程
1、含水泥质砂岩体积模型及其测井响应方程 （c）中子测井 中子测井的响应方程可以用体积 模型表示为：
• 模型组分：
骨架； 泥质； 孔隙流体：地层水和泥浆滤液；
泥质：Vsh 水：
• 平衡方程：
Vma Vsh 1
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第一节 含泥质岩石的测井响应方程
1、含水泥质砂岩体积模型及其测井响应方程 （a）声波测井 声波测井的响应方程可以用体积 模型表示为：
B0 ρ sd GR sd ρ sh、 GR sh 纯泥岩的密度值、自然伽马值 ρ sd、 GR sd 纯地层的密度值、自然伽马值 ρ b、 GR 目的层的层的密度值、伽马值
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第一节 含泥质岩石的测井响应方程
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第一节 含泥质岩石的测井响应方程
2、含油气泥质砂岩体积模型及其测井响应方程 （b）密度测井 密度测井的响应方程可以用体积 模型表示为：
b (1 Vsh ) ma Vsh sh (1 S hr ) f S hr hr
控制因素非常有启发意义。
Poiseuille方程： Darcy定律：
nr 4 P Q 8 L
KAc P Q L
0.101 3 S 2 K ( ) 2 (1 ) V
S/V——岩石的比表面积；
τ ——结构因子。
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IH (1 Vsh ) IH ma Vsh IH sh IH f
Vma
(t ma , ma , IH ma ,...)
含水泥质砂岩中子测井孔隙度为：
泥质：Vsh 水：
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
IH IH ma IH sh IH ma Vsh IH f IH ma IH f IH ma
第四章 泥质砂岩地层的评价
含泥质岩石的测井响应方程
阳离子交换模型
POR分析程序的处理方法
低阻油气层测井评价
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第一节 含泥质岩石的测井响应方程
1、含水泥质砂岩体积模型及其测井响应方程
Vma
(t ma , ma , IH ma ,...)
第一节 含泥质岩石的测井响应方程
5、渗透率模型 影响储层渗透率的影响因素
粘土及束缚水含量（喉道半径/直径）
30 25
100
泥质含量，%
20 15 10 5 0 0.01
平均孔喉半径，mm
0.1 粒度中值，mm 1 10
10
1
0.1
0.01 0.01
0.1 粒度中值，mm
1
10
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Vma
(t ma , ma , IH ma ,...)
含水泥质砂岩中子测井孔隙度为：
泥质：Vsh 油气： S hr 水： (1 S hr )
IH IH ma IH IH ma IH IH ma Vsh sh S hr ( hr 1) IH f IH ma IH f IH ma IH f IH ma
Vma
(t ma , ma , IH ma ,...)
t (1 Vsh )tma Vsht sh t f
含水泥质砂岩声波测井孔隙度为：
泥质：Vsh 水：
t tma t sh tma Vsh t f tma t f tma
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第一节 含泥质岩石的测井响应方程
3、泥质含量Vsh方程 P179
（1）自然电位测井SP
U sp psp Vsh 1 1 ssp U sp max
U sp ——以泥岩为基线的目的层
自然电位异常幅度
U sp max ——以泥岩为基线的纯砂岩
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第一节 含泥质岩石的测井响应方程
4、电阻率测井——并联导电模型 P168
层状泥质砂岩地层饱和度模型
假设泥质砂岩、纯砂岩及层状泥岩的电阻率分别为Rt、Rsd及Rsh， 则有： L L L rsh Rsh rsd Rsd r Rt Ash Asd A 将上述三式代入（1），两端乘以 L2，得：
AL Asd L Ash L Rt Rsd Rsh
或
V V V 1 2 Rt Rsd Rsh
（2）
其中，V、V1和V2分别为泥质砂岩、纯砂岩和泥质等效体积。令纯 砂岩、泥质的相对体积分别为Vsd、Vsh，（4-4-2）式可写为：
1 Vsd Vsh Rt Rsd Rsh
或
1 1 Vsh Vsh Rt Rsd Rsh
上式可写为：
S
n w
aRw (1 Vsh ) sd
m
1 Vsh R R sh t
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第一节 含泥质岩石的测井响应方程
5、渗透率模型 理论模型
Konzeny方程：把Darcy定律与Poiseuille定律结合起来 的描述渗透率的理论公式，对于理解多孔岩石渗流性质及其
Vma
(t ma , ma , IH ma ,...)
含水泥质砂岩密度测井孔隙度为：
泥质：Vsh 油气： S hr 水： (1 S hr )
b ma ma ma Vsh sh S hr ( hr 1) f ma f ma f ma
影响储层渗透率的影响因素
莫北侏罗系储层渗透率与平均孔喉半径关系 100 y = 0.5928x0.5252 R 2 = 0.9073
Pc, MPa
0.03 0.02 0.01
平均孔喉半径，um
10
1
100
50
water saturation,%
0
2 cos rc Pc
pore volume , %
岩石颗粒大小（喉道半径/直径）
1000
100
100 10
平均孔喉半径，mm
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
10
渗透率，10-3um2
1
1 0.1
0.1
0.01 粒度中值，mm
0.01 0.01
0.1 粒度中值，mm
1
10
实际砂岩储层岩心样品数据统计关系
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第一节 含泥质岩石的测井响应方程
2、含油气泥质砂岩体积模型及其测井响应方程
• 模型组分：
Vma
(t ma , ma , IH ma ,...)
骨架； 泥质； 孔隙流体1：地层水和泥浆滤液； 孔隙流体2：残余油气。
泥质：Vsh 油气： S hr 水： (1 S hr )
自然电位异常幅度
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第一节 含泥质岩石的测井响应方程
3、泥质含量Vsh方程 P179
（2）自然伽马测井GR 相对值法公式（德莱赛公司）:
I GR GR GRmin GRmax GRmin
2C I GR 1 Vsh C 2 1
第一节 含泥质岩石的测井响应方程
5、渗透率模型 储层岩石孔隙空间及流体分布
钻井取心
储层取样标记
柱塞样品
柱塞样品
岩石薄片
亲水岩石油、水分布
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第一节 含泥质岩石的测井响应方程
5、渗透率模型
孔喉（喉道半径/直径）
0.06 0.05 0.04
(t ma , ma , IH ma ,...) t (1 Vsh )tma Vsht sh (1 Shr )t f Shr thr
含水泥质砂岩声波测井孔隙度为：
泥质：Vsh 油气： S hr 水： (1 S hr )
Vma
t tma t sh tma thr tma Vsh S hr ( 1) t f tma t f tma t f tma
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第一节 含泥质岩石的测井响应方程