一绪论及电法测井

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1、1,石油工程测井,绪 论,测井,石油工程,Logging of Petroleum Engineering,Well loggingLoggingGeophysical well logging,测井原理及工程应用,2,绪 论,测井及其资料的用途测井的基本原理测井方法分类测井技术发展概况,3,测井及其资料的用途,测井是一种勘探的方法或手段,测井是地球物理测井的简称，亦称钻井地球物理勘、 矿场地球物理、油矿地球物理等，是地球物理勘探的 一个重要分支,测井是在井孔（钻孔）中进行的各种地球物理勘方法 的统称。它是通过观测井孔内各种地球物理场的特征， 来研究钻孔周围介质的性质和分布状态，从而解决各种

2、地质、勘探、开发、工程和有关科学与技术问题的。,测井资料的用途？,地层评价;油藏静态描述与综合地质研究;油井检测与油藏动态描述;钻井采油工程,绪 论,4,主要包括单井油气解释与储层精细描述两部分： 前者的目的是对本井作初步解释与油气分析，即划分岩性与储集层，确定油、气、水层及油水分界面，初步估算油气层的产能，尽快为随后的完井与射孔提供依据。 后者的目的在于对储集层的精细描述，主要内容有岩性分析，计算地层泥质含量和主要矿物成份，计算储集层参数：孔隙度、渗透率、含油油气饱和度和含水饱和度、已开发油层(水淹层)的剩余饱和度和残余油饱和度，油气层有效厚度等等，综合评价油气层及其产能，为油气储量计算提供

3、可靠的基础数据。,绪 论,5,以多井测井评价形式完成的,将多井测井资料同地质、地震、开发等资料结合，做综合分析评价，目的是以油气藏评价为目标，提高 对油气藏的三维描述能力，重现储集体的时空分布原貌与模拟。主要内容有：测井、地质（岩心、录井）、地震等资料的横向变化规律；研究地区地质构造、断层和沉积相以及生、储、盖层；研究地下储集体几何形态与储集参数的空间分布；研究油气藏和油气水分布规律；计算油气储量，为制定油田开发方案提供大量可靠的基础地质数据。,绪 论,6,在油气田开发过程中，研究产层的动态参数(包括、k、S0、T、P、Q等)的变化规律，确定油气层的水淹级别及剩余油气分布,确定生产井的产液剖面

4、和液入井的吸收剖面以及它们随时间的变化情况,监测产层的油水运动状态、水淹状态、水淹状况及其采出程度，确定挖潜部位，对油气藏进行动态描述，为单井动态模拟和全油田的油藏模拟提供基础数据，以制定最优的开发调整方案、达到最大限度地提高最终采收率的目的。,绪 论,7,在钻井工程中,测量井眼的井斜、方位和井径等几何形态的变化，估算地层孔隙流体压力和岩石破裂压力、压力梯度，确定下套管的深度和水泥上返高度，检查固井质量、确定井下落物位置、钻具切割等； 在采油工程中，进行油气井射孔，检查射孔质量、酸化和压裂效果，确定出水、出砂和串槽层以及压力枯竭层位等等。,绪 论,8,参考书,9,岩性物性参数含油性其他,曲线数

5、据图象其他,地质或井技术参数,测井参数,测井,解释,测井、测井解释及其,原理,从地球物理勘探的含义上理解其原理,绪 论,10,地球物理勘探？,地球物理：地球的物理性质,岩层的物理性质,电性,声学特性,核物理特性,其它,导电特性电化学特性介电特性,硬地层与软地层、油气层与水层电性的比较,三大类测井方法,绪 论,11,测井仪器的组成及工艺过程,井下仪器,地面仪器,电 缆,12,测井的专业名称变更概况,矿场地球物理,勘查技术与工程,应用地球物理,勘查地球物理,（测井）,（物探）,绪 论,13,13,绪 论,（开发系）,（勘探系）,（机械系）,14,14,绪 论,（开发系）,（勘探系）,（机械系）,钻

6、 井,采 油,油 藏,？,地 质,物 探,测 井,？,？,石油工程,资源勘查,勘查技术,？,15,测井方法分类,按研究的物理性质分类: 1、电法测井 2、声波测井 3、放射性测井 4、其它测井按技术服务项目分类 1、裸眼井地层评价测井系列 2、套管井地层评价测井系列 3、生产动态测井系列 4、工程测井系列,绪 论,16,测井技术发展概况,第一代：手动或半自动测井仪第二代：全自动测井仪第三代：数字测井仪第四代：数控测井仪第五代：数控成象测井仪,绪 论,17,第一代：翁文波 1939 ，12，5，四川巴县（现重庆巴南区） 石油沟第二代： JD-581多线电测仪 仿苏联匈牙利 SJD-83系列 85

7、年生产，是JD-581D的配套下井仪器， SJD-801D井下仪器相同第三代：我国70年代中后期引进并开始研制和仿造 3600系列 SJD801系列 二、三代的区别：除了井下仪器系列的完整外，在记录方式上 后者增加了数字记录第四代： 数控测井仪 70年代末投入商业性使用 常见的有： 司仑贝谢 德莱赛 （阿特拉斯） 吉尔哈特（哈里伯顿） CSU 3700系列 DDL 第五代：数控成象测井仪 MAXIS-500 ECLIPS-5700 EXCELL-2000,绪 论,18,发展阶段,模拟测井1964年以前,数字测井19651972,数控测井19731990,成像测井1990年以后,地面系统,测量方

8、式,传输方式,检流计光点照相记录仪,数字磁带记录仪,计算机控制记录仪,成像测井仪,单测为主,部分组合,多参数组合,多参数阵列组合,直流模拟传输,单向编码传输,双向可控数据传输,双向可控数据传输,井下仪器,井下仪器,绪 论,19,快测平台测井系统,成像测井系统的发展背景,快测平台测井系统的发展要求,以深、中、浅三个探测深度的电阻率测井和中子、密度、声波为主的常规测井资料，在大多数井内基本可以满足地质家的需要；,各石油公司期望尽量减少测井占井场的时间，希望测井快，不返工。,快测平台测井系统的特点,组合性强、总长度短、可靠性高、测井速度快；多种传感器集成在一只仪器上，可挂接各种成像测井井下仪器。,2

9、0,绪 论,21,绪 论,22,测井技术发展概况,常规测井资料综合分析实例,23,电测井技术及应用,电法测井通常指测量岩石 导电特性 介电特性 电化学特性 的所有测井方法。,普通电测电流聚焦测井感应测井电成像测井,介电测井电磁波传播测井,自然电位测井人工电位测井,24,电测井技术及应用,普通电阻率测井,基本原理,电极系,曲线特征,资料用途,25,影响岩石电阻率的主要因素,岩性地层水电阻率水性孔隙度物性含油饱和度含油性,电测井技术及应用,26,常见矿物或岩石的电阻率,电测井技术及应用,27,岩石的导电机理电子导电类岩石火成岩离子导电类岩石沉积岩电子离子导电类岩石泥质、骨架的概念泥质对岩石导电性的

10、影响,电测井技术及应用,28,泥质：由粘土矿物、细粉砂和水组成的混 合物。骨架：除泥质以外的所有固体部分，包括 岩石颗粒、充填物和胶结物等。,电测井技术及应用,29,泥质的附加导电性：粘土为片状颗粒，与它们的体积相比，表面很大，这些粘土颗粒由2到3层铝氧八面体或硅氧四面体堆砌而成。由于一些Mg+代换了铝氧八面体晶格中的Al+，在片状粘土的表面出现了过剩的负电荷。这些负电荷具有不能移动的束缚电荷性质。为了保持粘土颗粒的电中性，就要补偿这种局部的电荷不平衡，其补偿剂就是附着在干粘土表面的阳离子，也就是平衡离子或补偿阳离子，结果在粘土颗粒表面形成偶电层。,电测井技术及应用,30,粘土颗粒表面特性,电

11、测井技术及应用,31,岩石电阻率与地层水性质的关系,影响地层水电阻率RW的主要因素 RW=f(化学成分、浓度、温度）,电测井技术及应用,32,电测井技术及应用,33,F=R0 / RW =a/m F:地层因素(Formation Factor)。其 只与孔隙度和孔隙结构有关,亦称相对电阻率 R0100%含水岩石的电阻率 RW地层水电阻率 a岩性指数 m胶结指数 孔隙度近似计算时,可取 a=1 m=2,电测井技术及应用,34,岩石储油物性的好坏取决于岩石的有效孔隙度,但它不能通过测量得到。经研究表明R0与RW、孔隙度和岩性有关，通过实验得知，无论如何改变RW，但R0与RW的比值是个常数： 我们定

12、义这个比值为岩石的地层因素F，它只与岩石的孔隙度、胶结情况和孔隙形状有关，而与RW无关。,适用条件：纯地层（骨架不含导电矿物或泥质含量5%）,35,电阻率指数(Resistivity Index)（电阻增大系数） 定义： I=Rt / R0I=b / Swn = b /（1- S0）n I只与岩石的含油饱和度有关，而与RW 、孔隙 度、及隙度的形状无关。Rt岩石的电阻率R0 100%含水岩石的电阻率 n饱和度指数（只与岩性有关，表示油水 在孔隙中分布状况对 Rt的影响）b系数近似计算时，可取b=1 n=2,电测井技术及应用,36,由 和 可得到:,电测井技术及应用,37,普通电阻率测井原理,电

13、阻率测井的理论问题正演问题反演问题 介质分布 电场分布,正演,反演,38,均匀介质中的电阻率测井描述电场的物理量：电场强度 E 电流密度 j 电位 U三者之间的关系：E = R j E= -grad U,39,电测井技术及应用,均匀介质条件下电阻率的测量,供电电极,A,r,在距离以供电电极A为球心、以r为半径的球面上的任何一点处的电位u为：,40,在均匀介质条件下 因此 则,41,积分得,C = ？最后得： 实际测量UMN,42,43,均匀介质条件下的电阻率公式:,44,电测井技术及应用,非均匀介质条件下电阻率的测量,实际测井时的地层及井眼情况：,45,冲洗带,过渡带,侵入带,侵入带,原状地层

14、,46,电测井技术及应用,视电阻率的概念： 对于均匀介质，电阻率与电位差之间存在着很简单的关系，通过测量电位差，利用 即可求出介质的电阻率。在实际测井中，所遇到的是全非均匀介质，此时，两者关系非常复杂。为此，根据该式定义一个视电阻率Ra，它和在任何非均匀介质中所测的电位差uMN之间有类似的关系，即： ，将这种在综合条件影响下测量的岩石电阻率称为视电阻率Ra(apparent resistivity）。,47,视电阻率的特点：？ Ra=f(Rt,Ri,Rm,Rs,D,d,h,L),48,Rm-泥浆电阻率 (mud)Rmf-泥浆滤液电阻率(mud fluid)Rmc-泥饼电阻率 (mud cakes)Rw-地层水电阻率 (water)Rxo-冲洗带电阻率Ri-侵入带电阻率 (invasion)Rt-原状地层电阻率 (true)hmc-泥饼厚度d-井的直径di-侵入带直径,