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1、常规测井资料解释评价 西部钻探测井东部解释计算站2009年8月 1 汇报内容 一 概论二 常规测井方法及曲线三 岩性识别四 油气水层测井曲线响应特征五 油层图版的制作及应用 2 起源测井起源于法国 1927年法国人斯伦贝谢兄弟发明了电测井 开始在欧洲用于勘探煤和油气 我国第一次测井是由翁文波先生于1939年12月20日在四川巴县石油沟油矿1号井实现的 定义根据岩石的物理特性采用各种专门的仪器 设备 沿井眼剖面测量井下地层的各种物理参数和井眼的技术状况 以解决地质和工程问题的工程技术 它是应用物理学原理解决地质和工程问题的一门边缘性技术学科 概论 3 始终贯穿于石油地质勘探和油气田开发的全过程
2、地质学 测井是一种地下勘探的绘图技术 测井结果可以划分地层剖面 确定岩层厚度和埋藏深度 进行地层对比 发现有利的油气圈闭等 岩石物理学 测井是评价储层油气生产潜力的一种方法 可以得到地层的主要矿物成分 裂缝 孔隙度 渗透率 油气饱和度等参数 地球物理学 测井是地面地震分析的一种补充材料 声波时差测井资料可以制作合成地震记录 油藏工程 指导油田开发 生产 指导油田注水 产油 提高油田的生产效率 检查油井的生产状况等等 地球物理测井的用途和使用范围 4 地球物理测井方法简介 岩石物理特性 生产测井 油田动态测试 产液剖面 吸水剖面 5 地球物理测井方法简介 按技术服务项目分类 1 裸眼井地层评价测
3、井系列在未下套管的裸眼井中 用测井资料对储集层做出预测性评价使用的一套综合测井方法 也就是一般所说的常规9 10 条测井曲线 2 套管井地层评价测井系列在已下套管的套管井中 用测井资料对储集层做出预测性评价使用的一套综合测井方法 该系列也用于储集层监视 3 工程测井系列在裸眼井或套管井中 用测井资料确定井斜状态 固井质量 酸化或压裂效果 射孔质量和管材损伤等所用的各种测井方法 6 地球物理测井方法简介 按技术服务项目分类 4 生产动态测井系列在生产井或注入井的套管内 在地层产出或吸入流体的情况下 用测井资料确定生产井的产出剖面或注水井的注水剖面所用的一套综合测井方法 一般包括流量 持相率 温度
4、和压力等测量方法 测量结果反映井眼和每个储集层实际的生产状态 5 其它服务项目井壁取心地层测试射孔 7 二 常规测井方法及曲线 1 自然电位测井2 电阻率测井3 声波时差测井4 密度测井5 补偿中子测井6 自然伽马测井 8 自然电位测井 在井中通过测量移动电极和地面固定电极之间的电位差随深度变化的记录 从而测得自然电位曲线 电阻率测井 测量岩石在外加电场作用下的导电能力 即电阻率 岩石的电阻率和岩性 储集物性 含油性有密切的关系 声波测井 是以岩石等介质的声学特性为基础来研究钻井地质剖面 储层物性评价 判断固井质量等问题的一种测井方法 放射性测井 是根据岩石及其孔隙流体和井内介质 套管 水泥等
5、 的核物理性质 研究钻井地质剖面 寻找石油等有用矿藏 研究油田勘探 开发及油井工程的一类测井方法 中子测井 利用中子和地层相互作用的各种效应 来研究钻井剖面地层性质的一类测井方法 常规测井曲线 9 自然电位的组成井眼中的自然电位主要是由扩散电位和扩散吸附电位组成的 自然电位测井方法在井中通过测量移动电极和地面固定电极之间的电位差随深度变化的记录 从而测得自然电位曲线 自然电位测井 10 假设地层水矿化度 Cw 大于泥浆滤液矿化度 Cm 在渗透压的作用下 高浓度地层水中的离子将向低浓度泥浆滤液中扩散 由于Cl 的扩散速度明显大于Na 这使得泥浆滤液一侧Cl 相对富集 而地层水中的Na 相对富集
6、在接触面两侧产生一定的电位差 最终电动势不再增加 达到扩散的动态平衡 在这种情况下 渗透性砂岩表现为负异常 当Cw Cm时 渗透性砂岩表现为正异常 Cw Cm 自然电位测井 扩散电动势 11 对岩性不太纯 泥质含量较多的储集层 岩石颗粒表面会形成明显的离子双电层 此时岩石孔隙内有两种水 一种是包括离子双电层在内的粘土水 它富含Na Cl 很少 扩散层内的Na 可保持正常的迁移率 另一种是正常的地层水 两种离子基本平衡 在浓度差的作用下 假设Cw Cm 这两部分水都发生离子扩散 地层水中的离子扩散同纯砂岩储集层一样 双电层中被静电吸引的阳离子会发生扩散 两者共同的效应 相当于孔隙中扩散的阳离子多
7、于阴离子 即阳离子迁移率高于正常溶液同样的阳离子 最终使接触面两侧的自然电动势减小 因为这种电动势是在一部分阳离子被岩石颗粒表面吸附的情况下 离子扩散作用产生的 故称为扩散 吸附电动势 又因这时岩石孔隙有让阳离子选择性渗透的作用 犹如化学中的半透膜 故这种电动势又称为薄膜电动势 自然电位测井 扩散吸附电动势 12 钻井时 为了防止井喷 一般泥浆柱压力大于地层压力 在此压力差作用下 泥浆滤液会向岩石孔隙内渗滤 并会带动离子双电层中扩散层的流体向同一方向流动 泥浆滤液为电中性 而扩散层富集阳离子 故在低压一侧形成正电荷富集 高压一侧形成负电荷富集 从而形成过滤电动势 当泥饼形成后 压差将降落在泥饼
8、上 而泥饼几乎是不渗透的 不会再形成滤液流动 故不再有过滤电动势 一般认为 过滤电动势发生在泥饼形成之前 储集层通常都会形成泥饼 故不考虑过滤电动势 自然电位测井 过滤电动势 13 1 井径影响 当其它因素不变时 SP随井眼尺寸增加而减小 2 侵入深度的影响 SP随侵入深度的增加而减小 在裸眼井中 可以看到相隔一段时间对同一地层测出的SP有明显的差别 这就是泥浆浸泡 侵入深度加大的结果 3 层厚 一般4m以下的地层 SP随其厚度的减小而减小 当储集层厚度充分大时 一般大于4m 测得的SP值才接近真实值 4 地层电阻率 随着地层电阻率的增加 SP偏转减小 故在测井曲线图上 油气层的SP略小于相邻
9、的水层 而厚度较大的油水同层 下部SP异常逐渐增大 5 泥浆电阻率 当泥浆电阻率很低 常认为地层温度下小于0 1 m 时被称为盐水泥浆 此时 即使有自然电动势 但由于泥浆电阻太小 井内自然电位几乎没有变化 SP曲线平直 不能划分储集层 因此 自然电位测井不能用于盐水泥浆 用于淡水泥浆最好 自然电位测井的影响因素 14 6 岩性剖面 适用于储集层与泥岩交替出现的砂泥岩剖面 也可以包括碎屑岩以外的其它岩性储集层 不能用于巨厚的火山岩剖面 因为它没有或很少有泥岩 凝灰岩 因此裂缝较发育的储集层以致密火山岩为围岩 许多储集层要通过远处的泥岩 凝灰岩 才能形成自然电流回路 因而在相邻泥岩 凝灰岩 间形成
10、巨厚的大片SP异常 不能用来划分和研究储集层 7 地层水矿化度 如果储集层上部和下部的地层水含盐量有明显差别 那么泥岩基线会发生明显偏移 8 温度 压力等 影响很有限 在有限的解释井段内可不予考虑 自然电位测井的影响因素 15 1 识别岩性 划分储集层2 判断油气水层3 地层对比和沉积相研究4 估算泥质含量5 判断水淹层6 计算地层水电阻率 自然电位测井的应用 16 在泥岩层 SP曲线通常接近一条直线 即所谓泥岩基线 而在渗透性地层 SP曲线偏离泥岩基线 当地层相当厚时 曲线将达到一个基本固定的偏转幅度 定义为砂层线 偏转可以是负异常或正异常 取决于地层水和泥浆滤液的矿化度 如果地层水的矿化度
11、大于滤液矿化度 则曲线为负异常 相反 则为正异常 如果地层水矿化度与泥浆滤液矿化度相近或相等 SP曲线异常幅度就很小或者无明显异常特征 需要说明的是 由于自然电位是地层相对大地的相对电位 在测井曲线图上 泥岩基线的位置对于解释没有意义 自然电位测井的应用 识别岩性 划分储集层 17 SP曲线上偏离泥岩基线的明显异常是孔隙性和渗透性较好的储集层的标志 原则上说 SP曲线只能划分储集层和非储集层 进一步岩性解释要凭地区经验和与其它测井曲线综合解释 对于岩性均匀 厚度较大 界面清楚 如泥岩与砂岩的突变界面 的储集层 通常用SP异常幅度的半幅点 从泥岩基线算起1 2幅度处 确定储集层界面 如果储集层厚
12、度较小 SP异常较小 半幅点厚度将大于实际厚度 地层界面将靠近异常顶部 如果上下界面幅度大小不同 应分别用其半幅点确定界面 如果岩性渐变层界面不清楚 应参考其他曲线确定界面 自然电位测井的应用 识别岩性 划分储集层 18 自然电位测井 自然电位曲线的各种异常显示 泥岩基线 砂岩线 异常幅度 19 SP异常可帮助区分油气水层 但不是主要依据 一般来说 油气层的SP异常略小于相邻的水层 完全含水 岩性较纯 厚度较大的纯水层 SP异常最大 下部含水饱和度明显升高的油水同层 SP异常由上往下有增大的趋势 自然电位测井的应用 判断油气水层 20 沉积相是一个沉积单位中所有原生沉积特征的总和 包括岩石 古
13、生物和地球化学等特征 它是某一特定沉积环境中的沉积作用的产物 具有该环境特有的沉积特征 SP曲线常常作为单层划相 井间对比 绘制沉积体等值图的手段之一 自然电位测井的应用 地层对比和沉积相研究 21 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 因而可以用自然电位曲线来估算泥质含量 其中 Vsh 地层泥质含量 SP 解释层的SP幅度 SSP 解释井段的静自然电位 适用条件 地层完全含水 厚度较大 淡水泥浆的砂泥岩剖面 自然电位测井的应用 估算泥质含量 22 水淹层 在油田开发过程中 常采用注水的方法提高采收率 如果储层见到了注入水则该层叫水淹层 如图 这是理论计算的水淹层SP模
14、型 可以看出 在水淹和未水淹的水平界面上自然电位无明显变化 只是发生了基线偏移 自然电位测井 判断水淹层 23 对岩性较纯 厚度较大 完全含水的砂岩层 其自然电位偏转值 相对于泥岩基线的偏转 即静自然电位SSP 可以认为是电化学电位 它与泥浆滤液与地层水有下述关系 其中 Kc 70 7 273 T 298 Rmfe 泥浆滤液等效电阻率 Rwe 地层水等效电阻率 T 地层温度 自然电位测井 计算地层水电阻率 24 1 确定含水纯岩石静自然电位SSP在地层水含盐量或Rw基本相同的解释井段内 选择岩性纯 不含泥质或Vsh很小 厚度较大 3m以上 深探测电阻率最低 SP异常幅度最大 各种资料证明不含油
15、气的地层为完全含水的纯水层 其SP异常幅度就是该层的静自然电位SSP 2 确定Rmfe将地面测量得到的泥浆电阻率转换为井下温度的泥浆电阻率Rm 计算出泥浆滤液电阻率Rmf 一般用近似公式 Rmf 0 75Rm当Rmf 0 1 m 则Rmfe Rmf 否则图版求解 3 确定Rw由前式求得Rmfe Rwe比值 就可求得Rwe 然后再经查下面图版求出地层水电阻率值Rw 自然电位测井的应用 计算地层水电阻率的步骤 25 自然电位测井 计算地层水电阻率的图版 26 自然电位测井 实例分析 27 岩石中含有不同类型的孔隙 孔隙中又含有数量不同的地层水 油气等 在外加电场的作用下就可以形成电流 这样考察电流
16、的大小就可以计算出地层电阻率的大小 由于岩石的骨架导电性比较弱 电阻率相当大 地层导电能力的大小实际上也就是地层中所包含的油气和水的导电能力 通过研究地层的电阻率就可以了解地层中所含油气水的分布状态 同一种岩石由于含不同油气水则导电能力不同 电阻率也不同 电阻率测井 28 1 孔隙度大的岩石 如果含地层水越多 地层水电阻率越低 岩石导电性越好 岩石电阻率越低 2 孔隙度小的岩石 如果含地层水越少 地层水电阻率越高 岩石电阻率越高 3 致密岩层 孔隙度小 含流体少 电阻率较高 4 含裂缝的岩石 电流可以沿裂缝传导 虽然孔隙度低但导电性强 电阻率也较低 5 当岩石中含油气时 油气的导电能力弱 含油气饱和度越大 岩石电阻率越高 基本认识 电阻率测井 29 主电极A0发射主电流I0 环状屏蔽电极A1和柱状屏蔽电极A2发出与I0同极性的屏蔽电流 因电流同性相斥 主电流被纵向聚集成薄板状流向地层 从而减小井眼及围岩影响 提高了纵向分辨能力 维持两对监督电极之间的电位差等于零 测量监督电极如M1与主电极A0之间的电位差反映视电阻率变化 通常用Rlld Rlls表示 两种曲线的特点基本一致 双侧向测井
