过钻头测井原理
测井原理及解释初步
井壁取心 井壁取心是使用测井电缆将取心器下入井中，用 油气探井 为勘察地下含油气情况所钻的井称油气探井。探
炸药或机械力将岩心筒打入井壁，取下小块岩石以了 解岩石及其中流体性质的方法。
井一般有4大类。⑴参数井：了解一个地区(盆地或凹 陷)生油岩和储集岩存在和分布的情况的井；⑵预探井： 了解一个圈闭中是否含有油气和储集岩分布情况的井； ⑶评价井：在预探井发现含油气储集层后，为探明这 个圈闭(油气藏)含油气面积和地质储量所钻的井；⑷ 资料井：为获得油气藏油层参数(主要是使用特殊工具 在钻进中取出整块，进行检测与分析)所钻的井。
电阻率测井 是在钻孔中采用布置在不同部位的供电电极和测
声速测井 声速测井是利用不同的岩石和流体对声波传播速
度不同的特性进行的一种测井方法。通过在井中放置 发射探头和接收探头，记录声波从发射探头经地层传 播到接收探头的时间差值，所以声速测井也叫时差测 井。用时差测井曲线可以求出储集层的孔隙度，相应 地辨别岩性，特别是易于识别含气的储集层。
估计地层孔隙流体压力和岩石的破裂压力梯度。
采油工程
进行油田射孔； 测量生产剖面和吸水剖面； 判断水淹层及水淹状况；
检查射孔、酸化、压裂效果。
五
沙泥岩剖面 碳酸盐岩剖面 复杂岩性剖面 水平井测井工艺 薄层测井工艺 固井质量检查 其他
测井系列
右图为沙泥岩剖面 探井典型的测井项目设计
二 井眼与施工现场
裸眼井
井眼：充满钻井液（泥浆） 泥饼：泥浆在高压作用下，
失去大量水分。 冲洗带：岩石孔隙受到泥浆 滤液的强烈冲洗，原始流体 被挤走，孔隙中为泥浆滤液 和残余地层水或残余油气。 过渡带：距井壁有一定的距 离，泥浆滤液径向上逐渐减 少，原始流体增加。 未侵入带：未受泥浆侵入的 原状地层 冲洗带和过渡带合称侵入带
测井方法原理
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。
常规测井方法原理
孔隙度φ：孔隙体积占岩石体积比（百分数），
又分为φt、 φe和φ2等
渗透率 k：描述岩石允许流体通过能力的参数， 又分为绝对、有效/相、相对渗透率，
单位： μm2 (或达西D )，常用10-3 μm2 (毫达西mD)
饱和度S：流体体积占孔隙体积的比（百分数）， 包括含水饱和度Sw、含油气饱和度Sh：Sw＝1－Sh 其它： Sxo 、 Shr 、Shm、Swm、Swi等
测井信息受到许多环境因素的影响，从而造成测井信息的 误差。因此，在用测井信息进行解释之前，要对测井信息进行 一系列的环境因素校正。例如，深度匹配、井眼大小、倾斜仪 器扶正不好、温度影响、测速影响、压力变化等，只有正确消 除这些影响，才能使测井信息正确反映地层的真实特征。
测井信息解释的最终成果是地质特征数据、流体分析和岩 性分析等，这些输出结果参数的误差，反映着测井仪器、测井 操作、测井信息的记录与处理、解释模型和公式的选择、计算 参数的选择等误差的总效应。因此，对测井信息的处理和解释 都要综合检查，反复对比解释结论和其他反映地质性质资料的 符合程度，才能最终控制住处理成果的质量。
测井信息获取过程的质量控制主要是正确使用测井仪器，按规 定进行测前和测后刻度，使其满足要求；在测井作业中按操作规程 操作，控制测速，正确安装扶正器，做好重复性测量，记录好张力 曲线和深度曲线。在仪器规定的井温条件下测井，做好测井信息的 记录，并做好井场基本数据的记录，如井号、测量井段等。测井作 业过程的严格质量控制是保证测井信息质量的关键。 深度：要求精确的深度匹配；
速度：各种测井仪器都有测速的限制和要求，组合仪器测量时要 采用其最低测速； 幅度：实测曲线偏离基线异常的大小，特别注意某些测井参数的 区域特征值； 重复性：相同条件、相同设备、相同操作人员、相同环境下两次 测井的平均值。常常记录重复测量段以验证仪器响应的正确性； 一致性：相同方法，可能不同的设备和不同的人员进行的多次测 量值的差异，是探测和诊断系统误差的一种途径。
测井基础知识简介
04
测井技术设备
测井设备的基本组成
测井仪器：用于测量地层物理参数的设备，如电阻率、声波、中子等 测井电缆：连接测井仪器与地面设备的电缆，用于传输测量数据 地面设备：处理测量数据、控制测井仪器工作的设备 辅助设备：包括电源、冷却系统等辅助设备，确保测井设备的正常运行
测井设备的选型与使用
测井设备种类：电阻率、声波、中子、密度等 选型依据：地质需求、井况、设备性能等 使用方法：设备安装、调试、操作规范等 注意事项：安全保障、数据解释、误差控制等
05
测井技术应用案例
石油测井案例
案例名称：某油田的测井应用
应用效果：准确识别储层厚度和 岩性
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测井技术：高分辨率阵列声波测 井技术
结论：测井技术在石油勘探中具 有重要作用
煤田测井案例
测井技术应用在煤田勘 探中，通过对煤层厚度、 煤质、含气量等参数的 测量，为煤田开发提供 准确的地质资料。
测井技术是石油勘探的重要手段 测井技术能够提供丰富的地层信息 测井技术的发展趋势是高分辨率、高精度和高效率 测井技术的应用前景广阔，未来将更加智能化和自动化
对测井技术的建议与展望
加强技术创新和研发：不断推动测井技术的进步，提高测井效率和准确性
推广应用新技术：将先进的测井技术应用于实际生产中，提高生产效率和 质量
测井技术不断向自动化、智能 化方向发展
测井技术不断向环保、安全方 向发展
测井技术的未来展望
测井技术发展趋势：高分辨率、高效率、高精度 测井技术应用领域拓展：石油、天然气、地热等 测井技术创新方向：智能化、自动化、数字化 测井技术未来展望：提高勘探效率、降低成本、提高资源利用率
测井仪器原理
测井仪器原理测井仪器是一种用于地质勘探和油田开发的重要工具，它通过测量地下岩石的物理性质来获取地层信息，为油气勘探和开发提供关键数据支持。
测井仪器的原理是基于地下岩石对射入的能量（如电磁波、声波等）的响应，通过分析这些响应信号来推断地层的性质和构造。
本文将从测井仪器的工作原理、常见类型和应用领域等方面进行介绍。
首先，测井仪器的工作原理主要涉及地球物理学中的电磁波、声波和核磁共振等知识。
在测井过程中，测井仪器会向地下发送特定频率和能量的电磁波或声波，当这些能量穿过地层时，不同类型的岩石会对其产生不同的响应。
通过接收和分析这些响应信号，测井仪器可以推断地层的含油气性质、渗透率、孔隙度等重要参数。
此外，核磁共振测井则是利用原子核在外加磁场和射频场作用下的共振现象，来获取地层的物性参数。
其次，测井仪器根据不同的工作原理和应用需求，可以分为电测井、声波测井、核磁共振测井等多种类型。
电测井是利用地下岩石对电磁波的导电性或介电常数差异来进行测量，主要用于识别含水、含油、含气层位和评价地层孔隙度。
声波测井则是通过发送声波信号，测量地层对声波的速度和衰减等参数，用于判断地层的岩性、孔隙度和渗透率等信息。
而核磁共振测井则是利用地下岩石中的氢核或其他核对外加磁场和射频场的共振响应，来获取地层孔隙度、流体类型和饱和度等参数。
最后，测井仪器在石油勘探开发中有着广泛的应用。
它可以帮助地质学家和工程师了解地下地层的构造、性质和流体分布情况，为油气勘探、油藏评价和油田开发提供重要的技术支持。
通过测井仪器获取的地层数据，可以帮助油田工程师进行钻井设计、油藏开发和生产管理，最大限度地提高油气田的勘探开发效率和经济效益。
总之，测井仪器作为一种重要的地质勘探工具，其原理和应用涉及地球物理学、地质学和工程技术等多个领域。
通过对地下岩石物理性质的测量和分析，测井仪器可以为油气勘探和开发提供准确、可靠的地层信息，对于提高油气田的勘探开发效率和资源利用率具有重要意义。
水平井测井传输测井原理简介
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缺点：
不能用常规直径测井仪器，只能用 小于钻杆内径的仪器，而小直径仪器性 能通常比常规直径的测井仪器低，配套 的测井仪器不全。另外所获取的测井曲 线受环境影响较大，需做校正。
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SUCCESS
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2020/2/1
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15
可编辑
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1、 准备阶段 2、 盲下阶段 3、 对接阶段 4、 测井阶段 5、 收尾阶段
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钻杆传输测井作业不是测井队自己完全独立能完成的作业， 是测井队、钻井队等技术人员共同协作才能完成的一项任务。
钻杆传输测井工艺技术复杂
作业难度大 作业时间长 作业风险大
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准备阶段：
如果作业过程中出现仪器故障和其 他事故，浪费时间长，损失大，影响大， 作业准备包括仪器的准备、动力设备的 准备、作业方案和预案的准备、泥浆的 准备、输送工具的准备、井眼条件的准 备等。原则要求各项准备工作要全面、 细致扎实。
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• 保护套设计是该测井方法的核心技术， 既要保护井下仪器的安全，又要保证测井 资料不受保护套的影响： • 感应电阻率保护套用玻璃钢较理想； • 补偿声波的声系部分保护套可仿照声 波仪器的声系外壳形状用钢材制作。
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优点： 不需要湿接头，不存在对接失败的
问题。可以承受较大的压力，特别适合 一些困难井，工程复杂的测井并能有效 地保护下井仪器，减少工程事故造成的 损失。在任何井斜角的斜井和水平井中 获得质量比较可靠的测井信息，当某种 仪器出故障时，只需起钻至旁通出井口， 即可换仪器，省时。
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SUCCESS
测井技术
表1 L与h 的关系 当 S = 1米 时
井口深度h(米）
10
射线距离 L s2h2
L-h
12102 10110.04987 5cm
假设有四层介质的模型，探头在深度Z1、Z2、Z3、Z4 进行测试，设最底 层的射线路径为L4，剪切波传播这段路径需要的时间为t 4 ，Z3、Z4点的高 差为h4。而t 4 时间则是由剪切波在各种不同介质中传播所用时间组和而成。 其中，从第一层传播到到第五层介质分界面所需要的时间，分别为：
t 、t 、t 、t (1) （ 2）（ 3) （ 4）
3）井中三分量拾震器的探头（传感器、井下摆），把探头下至 预定测试的土层位置，利用气囊或压板使探头触壁装置，使探头 紧贴井壁，地震信号可通过拾震器的机电转换，把振动变成电讯 号，经过电缆传送到地面的测井仪。
4）工程测井仪：能够把电讯号记录并保存的数字测井设备。
地
地
表
→
→
面
井孔井孔
→
→
震 源
1、钻孔
§5.1-1 单孔波速测试的基本原理 单孔波速测试：由震源产生压缩波（又称P波）和剪切波（又称SH 波），经过土层的传播，由在孔中的三分量检波器接收地震波，根据 波传播的距离和走时计算出场地土的波速，进而评价场地土的工程性 质。因为单孔剪切波速具有，能够比较显著的反应介质弹性性质的特 点，因此，单孔剪切波速测井被广泛应用到工程勘察和建设的各个方 面。
跨孔法的探测深度一般在几十米~一百米以内，为避免出现折射干 扰波，孔间距不能太大，由此会导致增加钻孔数量，使勘察成本增 加。
随钻测井技术
有非常独特的作用。
东北石油大学
随钻测井技术
随钻测井的优点
与电缆测井相比，随钻测井具有准确性、实时性和适用性广等优势。具体表现为： a) LWD是在钻头破岩后不久、泥浆侵入较浅、井眼平滑与尚未明显垮塌的条件下测量的，测 井曲线受泥浆侵入影响比常规测井小得多，更能反映原状地层的电性、物性和孔隙流体性质。 其不同测量方式获得的时间推移测井资料，也易于识别油气层和分析储层渗透性； b) 人们可根据实时记录测量的近钻头的地质参数，判释易于造成井涌的高压层、造成井漏的裂 缝、破碎带(断层)以及地层岩性和油气水界面，结合井眼几何参数，确定钻头在地层中的空 间位置并做出迅速反应，采取适当的工程措施，引导钻头沿着设计的井眼轨迹或实际地质目 标层(油气藏中)钻进，提高钻井效率; c) 复杂条件下不能进行电缆测井时，利用LWD可采集井眼和地层物理信息。与钻杆传输测井 (PCL一WL)相比，LWD更为安全可靠，它适合在各种恶劣的井下环境中作业，在大斜度井、 水平井和小井眼中测量更是见其特长。
东北石油大学
随钻测井技术
随钻声波测井
现场服役的随钻声波测井仪器使用的声源有单极子、偶极子和四极子,如 贝克休斯INTEQ公司的APX既使用单极子也使用四极子声源,斯伦贝谢公司的 SonicVision使用单极子声源,哈里伯Sperry公司的BAT是偶极子仪器。这些仪 器可测量软/硬地层纵/横波速度和幅度,测量数据一般保存在井下存储器内, 起钻后回放使用。随钻声波测井数据可用于岩性识别、孔隙度计算、岩石力 学参数计算、井眼稳定性预测、泥浆比重优化、下套管位置选择等。
过泥浆编码脉冲实时传输到地面，传输率很低，目前最大传输率仅为巧15bps。Sperry-Sun
井下存储器可以记录8MB数据量，若为随钻全波测井，则可记录256MB，但这种数据须 等到起钻后才能获得。 c) 测井环境响应不同 LWD探测深度较饯，受井眼和侵入影响小，但由于钻杆本身重量特别大，大多是在偏心 条件下采集数据的，尤其是中子密度测井受仪器偏心影响较大。此外，在大斜度井或水平井 中，随钻电阻率测井不再象直井那样测量水平电阻率，其测量值介于水平电阻率和垂直电阻
导向钻井技术的原理和应用
导向钻井技术的原理和应用1. 导言导向钻井是一种利用测定井孔方位和位置的技术，在钻井过程中控制钻井井斜和方向的方法。
本文将介绍导向钻井技术的原理和应用。
2. 导向钻井的原理导向钻井的原理基于测量井孔方位和位置的数据，通过控制钻井井斜和方向，使得钻井工具能按照设计要求准确穿过目标地层。
常用的导向钻井原理有以下几种：2.1. 陀螺仪导向陀螺仪导向是通过陀螺仪测量井孔的方位和位置，确定井孔的几何形状和方向。
陀螺仪测量的参数包括井斜角、方位角和位置坐标等。
2.2. 磁场测量导向磁场测量导向是利用地球的自然磁场，通过测量磁场的变化来确定井孔的方位和位置。
磁场测量导向常用的仪器有磁测仪和方位测量仪。
2.3. 地层测井导向地层测井导向是利用地层测井数据，结合钻井工程经验，确定目标地层的位置和方位，以指导钻头的导向。
3. 导向钻井的应用导向钻井技术广泛应用于油气开发、地热能开发和地质调查等领域。
以下列举了导向钻井技术的几个应用案例：3.1. 油气井的导向钻井油气井的导向钻井是指在油气勘探开发中，使用导向钻井技术控制钻井方向和井斜，使得钻头能够准确地穿过油气层。
通过导向钻井技术，可以提高油气井的产能和开发效率。
3.2. 地热井的导向钻井地热井的导向钻井是指在地热能开发中，使用导向钻井技术控制钻井方向和井斜，使得钻头能够准确地穿过地热层。
通过导向钻井技术，可以提高地热井的热量采集效率。
3.3. 地质调查的导向钻井地质调查的导向钻井是指在地质勘探调查中，使用导向钻井技术控制钻井方向和井斜，以获取目标地层的地质信息。
通过导向钻井技术，可以准确获取地层的岩性、构造和地下水等信息。
4. 导向钻井的优势和挑战导向钻井技术的应用具有以下优势：•提高钻井的准确性和效率。
•减少钻井的时间和成本。
•最大限度地提高油气井、地热井和地质调查井等工程的效果。
然而，导向钻井技术也面临一些挑战：•需要高精度的测量仪器和数据处理技术。
•需要专业的钻井工程师和技术人员。
测井仪器方法及原理重点
测井仪器方法及原理重点测井仪器是用于测量地下井筒中岩石、流体等特性参数的仪器设备。
测井仪器主要包括测量工具和解释分析系统两个部分。
测量工具是指用于测量地层特性数据的设备，包括钻井前测量、钻井过程测量和完井后测量等不同阶段的测井工具。
解释分析系统是指用于对测井数据进行分析和解释的软件系统。
下面将具体介绍测井仪器的方法及原理重点。
首先是测井仪器的电测法。
电测法是利用地层中存在的电阻率差异，通过测量电流和电压的方式来揭示地层特性。
电测法主要包括测量电阻率和测量自然电位。
测量电阻率的方法有直流电阻率测量和交流电阻率测量。
直流电阻率测量是通过在井筒内放置电极，通过测量电流和电压的比值来计算电阻率。
交流电阻率测量则是利用井筒内放置的发射电极和接收电极之间的电场产生的电流信号，通过测量电流的方式，利用频率依赖性原理计算电阻率。
测量自然电位的方法主要包括测量自然电位剖面和测量井中自然电位分布。
自然电位是指地层中存在的电流不均匀分布所引起的电势差。
测量自然电位剖面是通过在井筒中浸泡阳极和阴极电极，利用其产生的电势差来反映地层的电势差分布情况。
测量井中自然电位分布则是通过在井中放置电极，利用地层中已存在的电流分布来测定电势差。
其次是测井仪器的声波测量法。
声波测量法是利用声波在地层中传播的速度和衰减特性来推断地层的弹性特性。
声波测量法主要包括测量声波传播速度和测量声波衰减。
测量声波传播速度的方法主要有固体弹性波测井和液相声波测井两种。
固体弹性波测井是通过在地层中产生固体弹性波，利用输入信号与接收信号的时间差计算声波传播速度。
液相声波测井则是通过在井筒中产生液相声波，利用井筒中声波传播速度推断地层参数。
测量声波衰减的方法主要有吸音测井和质量流测井。
吸音测井是通过发送声波信号，在地层中测量声波传播过程产生的能量损失，从而推断地层的声波衰减特性。
质量流测井则是通过在井筒中产生旋涡流，在流体中测量声波信号的能量衰减情况。
最后是测井仪器的放射性测量法。
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过钻头测井原理
钻头测井是一种常用于石油勘探和开采的地球物理测井技术。
它通过将仪器装置置于钻井中的钻头上，测量地下地层的物理性质和工程参数，以便帮助石油工程师评估油气储层的产能和采收潜力。
本文将详细介绍钻头测井的原理、仪器装置和应用。
钻头测井原理
钻头测井的原理是通过测量钻头附近地下地层的物理性质来获得地下的相关信息。
这些物理性质包括电阻率、自然伽玛辐射、声波传播速度、密度和中子散射截面等。
钻头测井仪器装置
钻头测井仪器通常由测井传感器、信号处理仪表和数据记录器等部分组成。
下面将介绍一些常见的钻头测井仪器装置。
1.电阻率测井仪：电阻率测井仪是用来测量地下岩石的电阻率。
它通过将测井仪器的电极接触井壁和地下形成闭合电路，利用电流经
过地层产生的电位差来测量岩石的电阻率。
电阻率测井仪通常由多个
电极构成，以便在不同深度测量电阻率。
2.自然伽玛测井仪：自然伽玛测井仪是用来测量地下岩石的自然
伽玛辐射强度。
自然伽玛辐射是由地下放射性元素如铀、钍和钾等产
生的。
测井仪器通过将探测器放置在钻头附近，测量自然伽玛辐射的
能量和强度来确定地下放射性元素的分布和岩石类型。
3.声波测井仪：声波测井仪是用来测量地下岩石的声波传播速度。
它利用声波在岩石中传播的时间来计算地层的声波速度。
常见的声波
测井方法包括正转波测井、侧向波测井和全波测井等。
4.密度测井仪：密度测井仪是用来测量地下岩石的密度。
它通过
测量反射回的γ射线的能量来确定岩石的密度。
密度测井可以提供有
关岩石的组成和孔隙度等信息。
5.中子测井仪：中子测井仪是用来测量地下岩石的中子散射截面积。
它通过发射中子束使岩石中的原子核发生散射，然后测量散射后
的中子数量和能量来确定岩石的含水量和其他组成参数。
钻头测井应用
钻头测井在石油行业的应用非常广泛，主要包括以下几个方面：
1.油气储层评价：钻头测井可以提供有关储层的信息，如孔隙度、渗透率、饱和度和岩性等。
这些信息对于评估油气储层的产能和采收
潜力非常重要。
2.地层描述与分类：钻头测井可以提供有关地层的物理性质，如
电阻率、密度和中子散射截面等。
这些物理性质可以帮助石油工程师
对地层进行描述和分类。
3.钻井工程控制：钻头测井可以提供有关钻井参数的测量数据，
如井深、钻速、钻压和钻阻等。
这些数据可以用来评估钻井工程的进
展和效果。
4.地质模型建立：钻头测井可以为地质模型的建立提供所需的参
数和数据。
石油工程师可以利用这些参数和数据来研究地质过程和岩
石属性。
总结
钻头测井是一种重要的地球物理测井技术，可用于评估油气储层
的产能和采收潜力。
它通过测量钻头附近地下地层的物理性质来获得
相关信息。
常见的钻头测井仪器装置包括电阻率测井仪、自然伽玛测井仪、声波测井仪、密度测井仪和中子测井仪等。
钻头测井在石油行业具有广泛的应用，主要用于油气储层评价、地层描述与分类、钻井工程控制和地质模型建立等方面。