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1、 第一章第一章概述概述一、常用物测方法一、常用物测方法 1 1、三侧向视电阻率三侧向视电阻率三侧向视电阻率三侧向视电阻率GR01GR01 9 9、声波速度、声波速度SSTSST 2 2、短源距伽马伽马短源距伽马伽马短源距伽马伽马短源距伽马伽马GGNRGGNR 1010、声波时差、声波时差SDTSDT 3 3、长源距伽马伽马长源距伽马伽马长源距伽马伽马长源距伽马伽马GGFRGGFR 1111、自然电位、自然电位SPSP 4 4、自然伽马自然伽马自然伽马自然伽马NG01 12NG01 12、利用各种场、利用各种场、利用各种场、利用各种场 5 5、井径井径井径井径CAL CAL 源、探测信息源、探测
2、信息源、探测信息源、探测信息 6 6、测温测温测温测温TEM TEM （核磁共振，（核磁共振，（核磁共振，（核磁共振，7 7、井斜井斜井斜井斜DEV DEV 成像等）成像等）成像等）成像等） 8 8、电导率电导率电导率电导率GRE0GRE0二、原理简介二、原理简介 物理测井方法的依据 建立于地质学和岩石物理学理论基础之上, 以地质信息和测井信息的提取为依据,通过地质信息和测井信息间的正演和反演过程, 建立测井解释地质模型,以期解决地质问题。测井资料的处理 根据各种地质基础资料和测井系列,进行资料的可行性评价及数据处理,并对测井曲线进行校正和资料处理。现代测井技术的发展现代测井技术的发展1.识别
3、岩石成分和结构 本世纪80 年代以来,随着测井技术的发展和计算机的进步,国外的测井地质学研究在以下一些方面取得了较明显的进展。 1.识别岩石成分和结构 继自然伽马测井和自然伽马能谱测井之后,斯伦贝谢公司在80 年代中后期推出了以探测岩石矿物成分为主要目标的地球化学测井方法,该方法基本原理是利用加速器产生的中子源轰击地层的粒子,使之产生活化作用,测量并分析元素活化生成的次生伽马线能谱,可以计算出K、Th、U、Al、Ca、现代测井技术的发展现代测井技术的发展 Si、Fe、S、Ti、Cd、Cl、H 等12 种元素的含量,并用其合成六种矿物成分,据此识别岩石的成分。这种方法识别和划分火成岩见到较好的结
4、果。识别岩石成分和结构 岩石的结构指的是岩石组成分的几何特征, 如颗粒大小、形状、分选和排列等。传统上依靠自然电位和自然伽马的测井曲线特征来研究和估计碎屑岩的岩石颗粒大小,借助于测井资料计算的孔隙度来研究岩石颗粒的分选性,利用岩石电导率的各向异性研究岩石颗粒的排列方式,近年来成像测井的发展使地质家有可能应用井壁测井成像图来估算结构复杂的砾岩、碳酸盐岩的结构。2.相和相序的研究 相反映了沉积物沉积时的物理、化学、生物条件, 相序反映沉积物沉积的时间和空间的变化,自80 年代以来,不少人沿用了O.Serra 提出的电相和电序列概念来研究沉积相和相序。 其基本方法是通过测井曲线值和形状变化进行岩性分
5、析、电相分析和电序列(曲线变化趋势)分析。使用的数学方法主要是数理统计、时间序列分析、谱分析、分形几何、马尔可夫过程等。分析的准确性主要取决于用岩心、露头、地震反射波刻度和约束测井资料的精度。3.成岩作用研究 沉积岩是由沉积物被埋藏以后经过一系列物理的、化学的、生物的作用即所谓石化作用而生成的,这个过程称为成岩作用,主要的成岩作用有压实、胶结、重结晶、交代、水化等。 成岩作用使沉积物在粒度、形状、表面结构、取向、矿物成分、孔隙度、渗透率诸方面发生变化, 而这些变化在常规测井及成像测井资料上都能得到响应。4.层序地层学研究 测井资料直接响应的是岩性变化,而层序地层学研究的是沉积地层的时间格架,近
6、年来把测井资料通过对准层序的响应研究由岩性格架转变时间地层格架方面有了很大的进步。其核心内容是层序界面的确定和旋回研究。通过这些研究将层理研究和层序研究结合了起来。并有可能发展成测井层序地层学。测井研究主要存在的问题 1)解的不确定性 利用测井技术在井下检测到的岩石物理性质如导电性、放射性等仅仅是间接包含了岩石的地学描述信息,而不是直接得出地学知识信息。例如测量的地质对象由钻井取心观察是“灰色含泥细砂岩“。这个结论有四个信息需要量化约定才可能由测井数据集判定。即颜色、泥质成分及含量、砂粒的矿物成分(石英或长石)、砂粒的粒径。其中尤其是颜色,直到目前也无法用测井曲线解释清楚。解的不确定性 人们往
7、往要求测井数据集合去直接解一个地质描述目标,也就是说在测井与地质两个集合之间寻找对应关系。由于测井数据集是确定的(而不是随机的)、全部可量化的(而不是描述的)、维数是有限的(即仅有几种测井方法),因此测井数据集与地质描述结合之间就不是一一对应的,存在着不确定的解。2)解的区域性 由于沉积体与沉积环境密切相关,因此地质学对沉积体的描述大多是地区性的。而测井方法是固定的,同样是电阻率曲线对不同井、不同层位、不同地区,即使是同一类岩石也不会具有相同的数量。这就是为什么用同一种测井方法,如果不修改控制参数,在研究地学问题时在不同的地区会得到不同的结论。3)负载能力有限性 地球物理测井探测的是地层的电性
8、、声学特性和核物理特性,加上探测研究环境和条件的影响,不同的地质对象的响应差异并不显著,例如石英、白云石、方解石三种沉积岩主要矿物的声波时差(纵波) 相对差值仅为10%左右,而测井仪器的误差为5%, 井径和钻井液变化的影响可以达到50%以上。所以利用测井识别地质现象的能力是很有限的,只有在数学约束、物理约束、地区约束条件都能满足的条件下才可以得出满意的解。不能什么问题都 企望测井去解决。测井成果功能定位测井成果功能定位 鉴于以上几点,我们不妨把测井地质成果定位在辅助信息、辅助工具这个层次。即辅助地质家在由数据信息到知识和智慧(即决策)信息的生成过程中少走弯路,节省投入, 达到事半功倍的境界。2
9、.测井地质当前主要探索方向 (1)更新用测井资料确定岩性、岩相、沉积环境研究的概念,将测井信息作为单项指标 量提高到模型化的高度(即由数量模型提高到概念模型),建立典型模式。 (2)深入研究测井曲线的旋回特性,建立测井层序地层学分析体系,并以层序地层、旋回地层、地层模拟为基础综合测井和地震勘探资料研究使地震高分辨率上升到测井的量级,使测井在区域研究上有更大的用武之地。主要探索方向各种岩性、煤层物理性质各种岩性、煤层物理性质 煤层为无烟煤，是良性导体，电阻率接近煤层为无烟煤，是良性导体，电阻率接近零值，其密度和天然放射性较围岩低。零值，其密度和天然放射性较围岩低。 曲线特征：曲线特征： NPNP
10、、DENDEN、GRGR为低异常；为低异常； GGGG、SSTSST、SDTSDT为高异常为高异常煤层、岩层物性表煤层、岩层物性表岩性密度（g/cm3）视电阻率（岩性密度（g/cm3）视电阻率（m）天然伽玛（）声速（Km/s）煤1.60-1.710m）天然伽玛（）声速（Km/s）煤1.60-1.7105202.65-2.94泥岩1.75-2.2572-32422-423.82-4.41砂质泥岩2.23-2.27162-52228-484.26-4.56粉砂岩2.26-2.31288-66020-414.41-4.85砂岩2.31-2.37340-9402.65-2.94泥岩1.75-2.257
11、2-32422-423.82-4.41砂质泥岩2.23-2.27162-52228-484.26-4.56粉砂岩2.26-2.31288-66020-414.41-4.85砂岩2.31-2.37340-9404224.56-5.294.56-5.29测井信息影响因素 一、测井探测的岩石物理性质 1. 1.电性 (1)岩石的电阻率(Qm)。 (2)岩石的电导率(s/m)。 (3)介电常数(F/m 或相对介电常数)。 (4)自然电位(mV)。 (5)激发极化电位(mV)。 (6)阳离子交换能力(阳离子交换容量QV),CEC,是岩石中粒土矿物及含量的一种 测度。测井信息影响因素 2.声学特性 (1)
12、声波传播时间（s/m)(岩石的声波传播速度)。 (2)声波幅度衰减(衰减系数),岩石声波吸收特性。3.核物理性质 (1)自然伽马射线强度(每秒计数率或API 刻度单位),岩石含放射性矿物数量。 (2)自然伽马射线能量谱分析(eV 或MeV),岩石含放射性同位素的类别。 (3)电子密度及体积密度(g/cm3),岩石的伽马射线散射能力。 (4)光电吸收指数(b /e),岩石矿物对软伽马射线吸收特性。 (5)体积光电吸收指数(b/cm3),岩石各种矿物对软伽马射线综合吸收特性。服从物理平衡方程。 (6)含氢指数及中子孔隙度(%),岩石的中子衰减特性。 (7)热中子俘获截面(b),岩石的热中子衰减特性
13、。 (8)热中子衰减时间(S),岩石的热中子寿命特性。 (9)次生伽马射线谱(MeV),岩石各种矿物及元素在中子场中的活化特性。4.核磁共振特性 (1)横向驰豫时间T2(自旋一自旋驰豫)。 (2)纵向驰豫时间T1(自旋晶格驰豫时间)。 (3)扩散系数D。二、测井的测量方法 主要的裸眼井方法 1、自然、无源：自然电位、自然伽马、井径、井温、井斜; 2、有源和探测器：电阻率、电导率、含氢、介电常数、中子、岩性密度、核磁共振、声波;三、测井信息受环境的影晌因素 1.井眼影响 1)井径变化及井眼垮塌 井眼越大,测井仪周围的钻井液体积越多,影响了测井读数。对于贴井壁仪器井径扩大 及不规则直接造成极板贴不
14、上井壁,读数变小。测井信息受环境的影晌因素 2)钻井液影响 井内钻井液的成分和矿化度,对电法测井和中子及密度测井都有较大影响,若含有大量 重晶石,则严重影响岩性密度测井,使测井曲线无法应用。测井信息受环境的影晌因素 2.侵入影响 由于井内压力与地层压力不一致,造成了一部分钻井液滤液侵入地层,驱替一部分地层流体(油、气、地层水),这就是侵入,侵入使得井壁周围的地层电性、声学特性、核物理性都要发生重大变化,使测井读数不能反映。侵入使井壁周围的地层产生的冲洗带、侵入过渡带和原状地层三个区带,其导电性和流体饱和度发生变化如图1-1 所示。显然必须通过侵人校正才能获得正确的地层岩石物理值。侵入影响图1
15、一1 渗透层侵人的示意图口一带的电阻率;O 一带中水的电阻率;一带中含水饱和度测井信息受环境的影晌因素 3.下井仪器的状态 1)仪器直径及偏心 仪器直径与井眼直径必须匹配适当,否则不易顺利测井,且影响电缆的张力从而影响深 度的准确性。仪器偏心对于井下声波电视影响最大,有时会得不到可用的图像。测井信息受环境的影晌因素 2)仪器的旋转和跳动 下井仪器的旋转和跳动对于声波测井,特别是地层倾角测井曲线影响最大,必须控制和 校正。测井信息受环境的影晌因素 4.测井速度 各种测井仪器的测井速度(即每小时仪器自井底上提的长度)是不同时,特别是有“时间 常数“要求的放射性仪器,对测井速度有着较严格的要求,速度太快将降低测量值。测井信息受环境的影晌因素 四、测井曲线的纵向和径向分辨率 测井仪器的纵向分辨率指其区分地层厚度的能力,而径向分辨率指其对地层横向的探测能力。测井仪器的两个分辨率是互相制约的
