能谱电成像倾角测井作用
电成像测井资料在碳酸盐岩地层的应用
16於魁科技2019年•第7期电成像测井资料在碳酸盐岩地层的应用◊中石化华北石油工程有限公司测井分公司田新本文针对裂缝性碳酸盐岩地层，利用电成像测井资料对其裂缝倾角、倾向、张开度、孔隙度等进行定量计算，并在此基础上进行了构造分析、地应力分析、孔洞分析，为下步勘探开发设计及工程压裂改造进行有效辅助。
塔河油田库车县阿克库勒凸起西部斜坡带，处于塔河油田12区主控断裂带西部，油气资源丰富。
主要目的层奥陶系鹰山组岩性以灰色泥晶灰岩，碎屑泥晶灰岩为主，裂缝发育，储层含油气性较好。
储层孔隙度一般在2%~8%,渗透率在0.001 mD~0.016mD,孔隙类型空为WWL 洞，属典型的裂缝TL洞型储层。
为较好地评价该类储层，需要进行成像乱综合Wo1资料预处理电成像资料预处理主要包括电压校正、加速度校正、电扣深度对齐、坏电扣剔除、数据规范化处理。
在预处理的基础上进行图像的生成和显示，以及缝洞的识别、裂缝计算评价、倾角分析、地应力分析、特定谱分析等。
在成像预处理前，为获得较高质量的成像资料，应当严格按照石油行业标准进行资料验收，确保资料正确清晰反映地质情况。
图1具有轻微挂卡的电成像原始资料图图2具有极板电压不稳殆电成像原始资料图1可见极板电导率曲线在6432m~6433m出现明显异常竖直台阶，显示仪器该曲线在该深度段有挂卡现象。
图2可见极板电导率曲线在6411m~6412m出现异常漂移现象，揭示该极板在该深度段极板电压不稳。
在预处理时，应当进行加速度校正和异常曲线校正。
2图像生成成像资料处理后通常可以提供静态平衡图像、动态加强图像。
静态平衡图像采用的狀井段统一电阻率刻度调配颜色，其图像反映的是地层整个测量井段的电阻率变化。
动态加强图像采用任一滑动窗长内进行颜色动态刻度显示图像，可揭示地层细微特征，如结构、构造、节理、结核、裂缝、砾石、地层粒序等。
3成像应用3.1岩性识别奥陶系一间房组、鹰山组岩性主要为灰色、黄灰色泥晶霜、碎屑泥晶轴。
地层倾角测井..
6、地应力方向分析 1）椭圆井眼分类 （1）、应力型椭圆井眼
由于应力场两个水平主应力存在差异，钻井时
在井壁形成应力集中。对于张性应力场，在最小主 应力方向产生最大周向张性法应力时, 形成椭圆井 眼。 应力型椭圆井眼的特点：井眼单方向拉长，椭圆 井眼出现的井段较短，并且断续出现；有固定的 椭圆井眼长轴方位。
n n
2 E
2 N
nV),（16-1）nE arctg nN
注：地层层面单位法向矢量的确定方法
地层层面上不在一条直线上的四点(相邻两点的 方位差90度)在大地坐标系下的坐标：
1: (0, r1 , Z1 ), 2 : (r2 ,0, Z 2 ), 3: (0, r3 , Z3 ), 4 : (r4 ,0, Z 4 ),
方位角.从1号极板开始逆时针方向计量.
图16-2
倾角测井地层曲线实例
图16-3
六臂地层倾角测井曲线
第二节
一.
地层倾角及倾斜方位的计算
直井内地层倾角及倾斜方位的计算
1.
建立坐标系
1). 仪器坐标系与大地坐标系的原点重
合(位于井轴); 2). 1号极板在D轴上,D轴指向正北方向. 2. 地层面上四个极板的坐标
R31 (r1 r3 ) j ( z1 z3 )k R42 (r2 r4 )i ( z2 z4 )k
(r1 r3 )( z4 z2 )i (r2 r4 )( z3 z1 ) j (r2 r4 )(r1 r3 )k
2.
斜井计算方法
Z 4 Z1 2 Z3 Z1 2 ) ( ) C14 C13
1). 1 arctg (
1 arctg
地层倾角测井
图上的几何关系可得出地层倾角：
arctan
nE nN
2 2
(1-1)
n
v
地层倾斜方位角的计算与其大小有关，即与单位法向矢量 的水平投影所在的象限有关。例如式1-2，还有两个特例：
当n N 0, n E 0时 ； 2 3 当n N 0, n E 0时 2
若把矢量积 单位法向矢量是:
R32 R31
的模记为S3,则地层面在仪器坐标系中的
n n F i n D j n A k C1 n F Z 1 Z 2 2Z 2 Z 3 2S 3 C2 Z 2 Z 1 n D 2S 3 CC nA 1 2 2S 3 2 2 S 2 1 C12 Z 1 Z 2 2Z 2 Z 3 2 C 2 Z 2 Z 1 2 C12 C 2 2
图1-2 测量地层倾角的原理
臂极板系统结合起来，可使整个倾角仪在井内居中。因此，仪 器平面也是垂直井轴的。这样，为了确定地层面在空间的位置， 我们可建立仪器坐标系O—FDA（图1-2），也是右手坐标系， OD为1号极板记录点方向，OF为2号极板记录点方向，OA为井 轴方向，代表深度。 设1~4极板的记录点穿过地层面的位置依次是A,B,C,D。从 对应的微聚焦电导率曲线上容易确定其深度分别是Z1、Z2、Z3、 Z4。但这还不够，为要确定这四点在仪器坐标系中的坐标，还 必须知道相对两组极板方向的井径。所以，四臂极板系统还同 时测出1与3方向的井径C1和2与4方向的井径C2两条井径曲线。 这样，可确定地层面上四点的仪器坐标系中的坐标中的坐标 A(0,C1/2,Z1),B(C2/2,O,Z2),C(0,-C1/2,Z3),D(-C2/2,0,Z4)。 已知地层面的四个点以后，可用两种方法确定地层面的法 向矢量。一是两个正交向量的矢量积，要同时用这四个点；二 是两个斜交向量的矢量积，用四个点中任意三个点即可确定一 个法向矢量，最多有十二种组合方式。如果把这两种组合方式
声电成像技术在测井中的应用
声电成像技术在测井中的应用摘要：声电成像测井是一种新发展起来的为解决非均质性储层难题的方法。
文中从声电成像浏井原理出发，通过对成像图的颜色、形态、地球物理意义、地质意义的研究分析，结合岩心资料，建立起一套声一电成像解释墓本模型。
实际生产中，在岩性判定、裂缝识别、构造分析等基础地质研究方面，取得了很好的应用效果。
关键词：声电成像测井模式地质应用声电成像测井技术是现阶段较为先进且有效的测井技术，利用该技术能有效识别非均质性储层，具有高分辨率、大信息量、直观反映井壁地层变化。
能够及时获悉到地层或者井筒图像，能够全面的掌握井下信息。
目前已得到了广泛的应用，是一种值得推广与宣传的先进技术，在地质研究方面有重要意义。
一、声电成像测井技术声成像测井既可以利用滑行波，还可以利用反射波进行测量。
主要通过反射波的能量及反射界面的声阻抗相关原理，来实现对反射波能量实际强弱进行准确的测量。
从而达到明确具体的井壁岩石及套管实况。
在实际中，遵循的测量原理是：运用换能器，在井下适当的位置处安装一个换能器，以作为发射与接收，在两次发射的中间作接收，实行的换能器工作方式是通过恒速在井中绕仪器轴旋转。
与此同时对声波进行接收与发射，将反射波的信号进行放大，然后送入到示波管中，来当做示波器的控制信号，当反射波的强弱变为扫描线的亮暗，通过照相机同步照相记录。
声电成像测井能够为我们展现清晰完整的地层岩性剖面，且最后所得测量结果存在着一定的方向性，有时候能替代钻进取芯。
能进一步强化裂缝分析研究工作，利用电成像测井能够及时掌握了解裂缝的类别、参数分布情况以及有效性；通过电成像资料能够准确识别地层层理、沉积粒序及薄互层等的沉积结构特征。
结合具体的沉积特征对当前的沉积环境加以分析，增强功率。
二、地质应用1、划分薄层电成像能够对厚度不足一英寸的地层成像，利于识别地层中的砂泥岩，而且能够非常准确地计算砂岩层厚度。
如果在厚泥岩层段中夹薄沙层，泥质图像通常呈暗色，砂岩为浅色图像，产生易于识别的具有清晰的薄层界面；当厚砂岩层段中夹薄的非渗透隔层时，有两种可能，一种是高电导率的泥质夹层形成的非渗透隔层，另一种是钙质胶结的砂质夹层形成非渗透隔层。
倾角测井仪器原理
•
三、Ⅰ号极板方位角
（Azimuth of Pad 1）
使用符号Azi、μ
Ⅰ： μ Ⅱ： μ+90 Ⅲ： μ+180 Ⅳ： μ+270
四、井斜角 （Deviation angle ） 使用符号Dev、δ 定义:井轴与铅垂线 间的夹角。
五、Ⅰ号极板相对方位角
（Relative Bearing）
器方位的那一部分仪器。根据它的测量结果可以得 出井眼方向和1号极板相对于磁北的位置。 HDM有两种类型，一种叫低井斜角系统，适用 于井斜36°以内的井，另一种是高井斜角系统井 斜角可达72°。三个探测器(井斜，相对方位和方 位角)的机械安装互不相间。 在HDT—E中，低井斜角系统(HDM—G)和高并 斜角系统(HDM—H)都更换为高井斜角系统HDK— JB。这个高并斜角系统在井斜角低时也比老的 HDM系统更为精确。
•
• 在低井斜角系统中，指向磁北方向的罗盘安装在机械系统
总成上，指针带动环形电位器上的电刷，电位器两终端的 间隙与基准线对齐(基准线即一号极板所在的母线)。因此 ，当仪器绕仪器轴转动时，罗盘支架转动，随之，电位器 上的读数改变。测量的是基准线(电位器上的开口)和磁北( 指南针)之间的夹角(即仪器方位角)。 • 相对方位部分是一个长的重摆。它被安装在两个地方。 它带动环形电位器的电刷，环形电位器两终端之间的间隙 与基准线对齐。由于重摆总是位于井的最低母线上．它测 量的角度将是井筒最高母线与基准线之间的夹角。图1—4 表明如何测量仪器方位角和相对方位角。在仪器转动时， 相对方位角和仪器方位角将随之改变。但是，如果井的方 位不变的话，井的方位，即虚线(相对方位RBR)与实线(仪 器方位角)之间的差值，将保持不变。 • 还应指出，在RBR或仪器方位角达到360°时，它们就跳 回零度。这是因为每—‘系统都带动——个环形电位器(图 1—6)，而电位器的两个终端的间隙与1号极板基准线是对 齐的。以，当仪器转动时，电位器相对于电刷进行转动， 电刷由360°跳回到零度
地球物理测井各条测井曲线的原理及应用
浅双侧向电阻率测井
RMLL
micro lateral resistivity log
微侧向电阻率测井
CON
induction log
感应测井
AC
acoustic
声波时差
DEN
density
密度
CN
neutron
中子
GR
natural gamma ray
自然伽马
SP
spontaneous potential
-|25mv|+
泥
自然电位 原状地层
侵 入 带 （ 稀 溶
浆 （ 稀 溶 液 ）
液
）
泥岩 砂岩
泥岩
1、自然电位测井
•曲线特点
砂泥岩剖面： 泥岩处 SP曲线平直（基线） 砂岩处 负异常（Rmf > Rw )
负异常幅度 与粘土含量成反 比，Rmf / Rw 成正比
曲线应用
① 划分岩层界面 ② 确定渗透性岩层 ③ 确定水淹层
1：500测井项目 （全井 ）
1 双侧向
1
2 声波时差
2
3 自然电位
3
4 自然伽马
4
5 井径
5
6 井斜
6
7
1：200测井项目 （目的层段） 双侧向—微球形聚焦
选测项目 地层倾角
岩性密度 补偿中子 声波时差 自然伽马 自然电位
井径
自然伽马能谱
微电阻率成像
声波成像
核磁共振
双感应—八侧 向（上古目的 层）
测井符号
英文名称
中文名称
Rt
true formation resistivity.
地层真电阻率
Rxo
成像测井应用基础
式及其质量指示曲线。
2.EMI图像处理与解释
TRENG—绿模式 标识； TRENR—红模 式标识 ； TRENB—蓝模式标识；
QTRENG ，QTRENR ，QTRENB：绿模式、 红模式、蓝模式质量曲线；
DPCM，DZCM，ZQCM：地层倾角大小、方 位、质量。
段内的特征。
图像增强将使电阻率极高与极低的地层的反差 减小，而使中等电阻率地层的信号得以增强；
这种增强是在一个滑动窗口内进行的，在这个 窗口内，应用灰度或色彩的全部刻度范围来限 制电流直方图上的面积。
2.EMI图像处理与解释
倾角计算：计算地层倾角，划分倾角模式； 第1道：EMI 动态图像；第2道：AUTODIP 软
1.地层倾角基础
地层面倾向：地层面由高到低变化最大的方 向，用它在水平面上的投影与正北方向的夹角 表示，即A’D与正北方向的夹角。
1.地层倾角基础
倾角：倾斜方向上地层面与水平面的夹角， 或倾斜线与倾向线之间的夹角ADA’ ，是倾斜地 层的最大倾角。
1.地层倾角基础
视倾角：任意方向的铅锤面与地层面相交，其 交线称为视倾斜线，水平投影称为视倾向线，其 倾斜方向称为视倾向，其夹角称为视倾角ABA’， 视倾角总是小于倾角。
2.EMI图像处理与解释
图像处理：色彩标定；图像增强 在结果显示中，需要把电流强度转化为不同色
彩的图像；分为静态方式和动态方式两种。
静态方式的灰度标度或色彩标度：仪器的响应 要在对应于某储集层的一个大的深度段内进行 格式化处理，在这一深度范围内具有相同灰度 或色彩的各处电阻率均相同。
优点：通过灰度或色彩表示的明暗图像的对比 来进行电阻率的对比；缺点是微电阻率的小变 化量在图上显示不出来。如果需要将图像与大 规模的沉积相描述等信息进行对照，可选用。
成像测井技术
成像测井技术目录1电成像测井 (2)1.1 地层微电阻率扫描成像测井技术[1] (2)1.2 阵列感应成像测井技术 (3)1.3方位电阻率成像测井技术 (4)2声波成像测井 (4)2.1超声波成像测井 (5)2.2偶极横波成像测井 (6)3核磁共振成像测井 (6)4成像测井技术的应用 (7)4.1岩性识别 (7)4.2沉积构造识别[4] (10)4.3沉积微相研究[5] (12)4.4裂缝系统的分析 (14)4.5地应力分析[11] (29)5成像测井的发展趋势 (32)参考文献 (33)成像测井技术测井起源于1927年的法国，当时只有测量视电阻率、自然电位、井温等仪器，经过近80年的发展，如今发展成为以电法测井仪、声波测井仪与核磁共振测井仪等系列的测井仪器。
回顾测井技术的发展历程，测井技术经历了从模拟测井到数字测井、数控测井、成像测井的发展历程。
成像测井技术是美国率先推出的具有三维特征的测井技术，是当今世界最新的测井技术。
它是在井下采用阵列传感器扫描测量或旋转扫描测量，沿井眼纵向、径向大量采集地层信息，利用遥传将采集到的地层信息从井下传到地面，通过图像处理技术得到井壁二维图像或井眼周围某一探测范围内的三维图像。
因此，成像测井图像比以往的曲线表达方式更精确、更直观、更方便。
传统的测井只能获取井下地层井眼周向和径向上单一的信息，它适用于简单的均质地层。
而实际上地层是非均质的，尤其是裂缝性油气层的非均质性最为明显，在地层的周向和径向上的非均质性也非常突出。
这促使人们开始利用非均质和非线性理论来设计测井仪器。
成像测井技术就是在此理论基础上发展起来的，它能获取井下地层井眼周向方位上和径向上多种丰富的信息，能够在更复杂、更隐蔽的油气藏勘探和开发方面有效的解决一系列问题：薄层、薄互层、裂缝储层、低孔隙低渗透层、复杂岩性储层评价；高含水油田开发中剩余油饱和度及其分布的确定；固井质量、压裂效果、套管井损坏等工程测井问题以及地层压力、地应力等力学参数的求取等等。
各条测井曲线的原理及应用(高教知识)
3、放射性测井：研究地层核物理性质的自 然伽马、自然伽马能谱、密度、岩性—密 度、补偿中子各种测井方法。
4、其它测井：井温测井、地层测试器等。
全面分析
4
1、 测井系列 well logging series 针对不同的地层剖面和不同的测井目的而确定的一套测井方法。 2、 组合测井 combination logging 将几种下井仪器组合在一起，一次下井可以测量多种物理参数 的一种测井工艺。 3、 标准测井 standard logging 以地层对比为主要目的，在自然伽马、自然电位、井径、声波 时差和电阻率等项目中选定不少于三项的测井方法，全井段进 行测量。 4、 电法测井 electrical logging 以测量地层电阻率和介电常数等物理参数为主的测井方法。 5、 声波测井 acoustic logging；sonic logging 测量声波在地层或井周其它介质中传播特性的测井方法。
选测项目 地层倾角 自然伽马能 谱
7
气开井测井系列
1：500测井项目 （全井 ）
1 双侧向
1
2 声波时差
2
3 自然电位
3
4 自然伽马
4
5 井径
5
6 井斜
6
7
1：200测井项目 （目的层段） 双侧向—微球形聚焦
选测项目 地层倾角
岩性密度 补偿中子 声波时差 自然伽马 自然电位
井径
全面分析
自然伽马能谱 微电阻率成像 声波成像 核磁共振 双感应—八侧 向（上古目的 层）
目录
一、各条测井曲线的原理及应用 二、测井曲线在油田开发中的综合应用 三、测井曲线异常原因分析： 四、新测井系列厚度解释偏少的原因分析
成像测井技术 精品讲义
FMI成像图用多级色度表示地层 电阻率的相对变化，一般图像颜色越 浅电阻率越大，反之，越暗。
FMI的纵分辨率和井眼覆盖率高， 极板结构的设计在8英寸井眼中，其 纵分辨率和井眼覆盖率分别为0.2英 寸和80%。
FMI识别碳酸盐岩上的缝洞储层等
低角度裂缝
高角度半充填缝
高角度裂缝
裂缝识别─垂直缝
为了解决这些技术难题，地质学家，测井分析家早就梦想带着照相机到并筒中去 漫游，仔细审视地下地层结构、流体分布。为实现这个目标，测并工程技术人员已 奋斗了70年。测井技术的发展也历经了四个阶段：模拟测井、数字测井和数控测井 技术阶段。现在正处在成像测井技术阶段。
早在60年代就开始发展井下声波电视和井下照相技术，然而直到80年代中期，斯 仑贝谢公司研制的地层微电阻率扫描成像测井仪才以其5M的空间分辨率获得同岩心 照片一样洁晰的并壁微电阻率图像，揭开了成像测井技术发展新的一幕。90年代中 期，斯仑贝谢公司、阿特拉斯公司、哈里伯顿公司先后将他们各自开发的成像测并 系统投入商业服务。
ECLIPS-5700 成像测井系统
成像测井技术发展趋势
处于迅速发展和不断完善阶段，发展趋势集中于四个方面： (1)不断发展复杂储层解释技术．提高定量解释精度； (2)根据油田勘探、开发需要．不断改进完善现存成像测井技术，研制新
仪器； (3)利用成像测井信息对油藏构造、储层结构和流体分布进行三维描述： (4)适应大斜度井、水平井测井需求，继续研究、开发随钻测井成像技术。
微电阻率扫描成像
FMI—Formation Micro Image
FMI测量原理 FMI是在斯仑贝谢公司80年代中期推出FMS—A型成像仪的基础上，经过多次重大
改进，尤其在提高井眼覆盖率和分辨率方面做了重大改进，于1991年推出的一种新 成像测井仪。哈里伯顿、西方阿特等公司也先后成功地研制了微电阻率扫描成像测
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能谱电成像倾角测井作用
能谱电成像倾角测井是一种用于测量井壁倾斜角度的地球物理测井方法。
它通过测量地下岩层中自然放射性元素的能谱特征来反演井壁的倾角信息。
在测井过程中，测井仪器放射出一定能量的γ射线，并测量它们在不同介质中的吸收和散射情况，然后根据能谱与岩层特性的关系，计算出井壁的倾角信息。
能谱电成像测井仪器通常由多个探测器组成，每个探测器都可以测量不同能量的射线。
当射线经过岩层时，不同能量的射线受到不同程度的吸收和散射，产生不同的能谱特征。
通过分析能谱数据，可以确定不同深度和倾角的岩层，并绘制出井壁的倾角图像。
能谱电成像倾角测井在油气勘探和地质调查中具有重要的应用价值。
它可以用于确定井壁的倾角和方向，为油气井设计和钻井提供重要参考。
此外，它还可以帮助地质学家了解地下地质情况，预测可能的油气储层位置和性质。