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1、一、概述一、概述测井技术是一种井下油气勘探方法，是准确发现油气藏和精确描述油气藏的重要手段，是油气储量及产量评估不可缺少的科学依据。测井技术是石油科技的一个重要组成部分，是石油天然气工业中高新技术含量最多的学科之一。测井技术，按作业方式划分，一般分为电缆测井和随钻测井两大系列；按作业性质划分，一般分为勘探测井（裸眼）测井和生产（套管）测井两大系列。此技术手册包含勘探测井（裸眼）测井技术和生产（套管）测井技术两大系列的方法及资料处理解释三部分。二、二、 勘探测井技术（勘探测井技术（open-hole loggingopen-hole logging）裸眼井测井一般是指勘探阶段的测井过程，是钻井作
2、业结束未下套管之前实施的测井过程。利用裸眼井测井技术不仅可以划分井孔地层剖面，确定岩层厚度和埋藏深度，进行区域对比，而且可以探测和研究地层的主要成分、裂缝、孔隙度、渗透率、油气饱和度及流体性质、倾向、倾角、断层、构造特征和沉积环境与砂体的分布等参数。对于评价地层的储集能力、分析研究油气层等具有重要的意义。1 1核磁共振测井技术核磁共振测井技术( nuclear magnetic resonance log)( nuclear magnetic resonance log)现代核磁共振测井技术是 20 世纪 90 年代世界石油工业重大技术进步之一。它基于一套全新的理论核磁共振理论之上，仪器响应仅
3、与岩石孔隙流体中氢核的含量与状态有关，能够得到与岩石本身矿物成分无关的孔隙度、束缚水孔隙度、自由流体孔隙度等信息，并能比较准确地估算渗透率，判别孔隙流体的性质和类型。这些特点使之成为解决复杂油气藏评价问题的重要方法之一。（1）核磁共振测井技术基本原理及其应用核磁共振测井测量的是氢核发生核磁共振后自由进动过程的衰减时间和振幅。振幅信息与探测区氢核的数量成正比，通过刻度可以获得地层孔隙度信息，它不受放射性源和岩性的影响。衰减时间又称为弛豫时间，包括纵向弛豫时间（ T1）和横向弛豫时间（T2） 。弛豫时间的测量是核磁共振测井的主要内容。这种技术特别适用于泥质地层和薄层，在这种地层中用电阻率测井方法很
4、难估算孔隙度和饱和度。可在井场完成增强的储层流体分析。核磁共振（NMR）测井的一个最重要的贡献是能够量化估算束缚流体和自由流体，这对产能评估十分重要。在层状地层中，测量结果应对与层厚相当或小于层厚的参数变化有反映。NMR 测量的垂直分辨率由天线长度、采集序列和测井速度决定。（2）核磁共振测井技术的应用环境俄罗斯 RMK 型核磁共振测井仪系列是地磁场式核磁共振测井仪，采用预极化一地磁场自由进动的方法进行测量。这种仪器利用天然存在的地磁场作为恒定磁场，产生的信号太弱，并受到井内流体的严重干挠，因而在实际应用中受到很大的限制。 CMR 系列仪器不再利用地磁场，它采用永久磁铁在井眼外的地层中建立一个比
5、地磁场强度大 1000 倍的均匀磁场区域，天线发射 CPMG 脉冲序列信号并接收地层的回波信号。CMR 必须用弓形弹簧、在线偏心器或动力井径仪进行偏心测量。CMR 系列的最1新型仪器（3）核磁共振测井技术优点与应用现代核磁共振测井主要技术优势在于：（1）低电阻率油气层检测；（2）给出残余油分布；（3）总孔隙度与有效孔隙度测量不受矿物影响；（4）准确测量粘土束缚水、毛细管束缚水及自由流体体积；（5）能准确求出有效渗透率；（6）能解决孔径分布问题。（4）核磁共振测井影响因素与其它测井方法一样，核磁共振测井也受到许多因素的影响，主要有：1）井周非均质性影响， CMR 系列仪器为极板型仪器， 受井周非
6、均质性的强烈影响。MRIL 系列仪器为居中型的， 且其响应范围为同心的圆柱壳， 受井周非均质性影响较小。2）温度影响，磁场强度与温度有关，因而 CMR 和 MRIL 系列测井仪都在一定程度上受温度的影响，需作温度影响校正。3）井眼流体和井壁不规则性影响，4）CMR 系列仪器贴井壁测量，受井眼流体影响较小；MRIL 系列仪器居中测量，井眼钻井液的存在将对射频能量产生损耗，从而降低信噪比。当井眼不规则时，CMR 可能会受到井眼流体的影响，而对于MRIL，当仪器居中良好时，只要井径小于其探测柱壳的直径，井眼流体就不会对测量产生影响。5 5）测速影响，测井速度是影响核磁共振测井的一个重要因素。不同的核
7、磁共振测量方式都需要一定的测量速度，超过这个速度，测量效果会受到很大影响。最析推出的核磁共振测井仪 CMR-200 和 MRIL-Prime 通过对测量方式的改进，使测井速度有了很大提高，可以与常规测井仪同速测量。2 2微电阻率扫描成像测井微电阻率扫描成像测井( micro resistivity scanning log)( micro resistivity scanning log) 20 世纪 80 年代中期首先推出微电阻率扫描成像测井仪(FMS)，后来改进为四极板微电阻率扫描仪。1991 年发展为全井眼地层微电阻率扫描成像测井仪(FMI)。90 年代中期，先后出现微电阻率扫描成像测井
8、仪 EMI 和 StarImager。下面以 FMI 为例简单介绍微电阻率扫描成像测井的测量原理。（1）微电阻率扫描成像测井测量原理 FMI 测量是通过电流回路完成的， 电流回路为下部电极一地层一上部电极， 交流电流由下部电极流人地层，回到上部电极，上部电极是电子线路的外壳。测井过程中，借助液压系统使极板贴靠井壁，由地面装置控制向地层发射电流，记录每个钮扣电极的电流强度及对应的测量电位差， 它们反映了井壁地层的电阻率变化。 FMI 测量电流由三部分组成：高频成分、低频成分和直流成分。2高频成分反映了岩性及岩石物理性质的变化。在用探测深度与 FMI 类似的定量电阻率对 FMI 图像进行刻度时，使
9、用“低频”成分。在用图像对裂缝、结构及地层进行定量分析时，需要对图像进行刻度。仪器的分辨率与极板钮扣电极的几何结构密切相关。电扣越小，分辨率越高；电扣越小，电极电流越小，要求仪器灵敏度越高，电扣越小，电扣与井壁之间泥饼厚度对分辨率影响越大；电扣周边绝缘环带宽度对仪器测量信噪比有影响，绝缘环带越宽，噪音愈低。大于仪器分辨率的地层特征用几个分辨率单元在图像上表示，小于仪器分辨率的地层特征， 在图像上表示为相当于仪器标称分辨率的一个特征。 FMI 成像测井仪的周向分辨率，垂向分辨率都为 0.2in（5mm） 。（2）微电阻率扫描成像测井仪器简述及技术指标理论上讲，FMI 测井仪只能在钻井液电阻率小于
10、 50m 的水基钻井液中工作，为了得到高质量的图像，钻井液电阻率与地层电阻率的反差必须小 2000。（3）微电阻率扫描成像测井图像处理微电阻率扫描成像测井图像处理一般有以下几步骤：深度校正、图像生成、均衡处理、速度校正、标准化、图像显示。（4）微电阻率扫描成像测井地质应用经过一系列处理，电阻率图像代表沿井壁地层的电阻率非均质特征变化，反映岩性、孔隙结构和泥质含量变化，冲洗带的流体性质。微电阻率扫描目前主要应用有：裂缝识别和评价；薄储层评价；地层沉积环境分析；地层孔隙结构分析和地质构造解释；帮助岩心归位和岩性描述。3 3阵列感应成像测井阵列感应成像测井(array induction image
11、r)(array induction imager) 90 年代初，首次推出阵列感应成像测井技术，与其它感应测井仪相比它有许多优点。可提供垂向分辨率为1ft 的 6 条电阻率测井曲线，其探测深度从10in 到 120in 依序递增；可从电阻率、径向深度及体积分析等方面进行侵入描述；可识别井眼附近地层的侧向非均匀性；可以自身确定井眼钻井液电阻率或井眼尺寸等。90 年代末出现高分辨率感应和多道全数字频谱感应测井技术。阵列感应测井技术成为 90 年代重要的测井方法，广泛用于油气勘探与油田开发工作中。（1）阵列感应测井原理：阵列感应测井仪采用一个发射线圈和多个接收线圈对，构成一系列多线圈距的三线圈系。
12、该仪器具有一个发射线圈和 8 组接收线圈对，实际上相当于具有 8 种线圈距的三线圈系，接收线圈对中包括一个主接收线圈和一个辅助接收线圈，后者的主要作用是补偿直耦信号。阵列感应测井主线圈距有 8 个，对测量信号进行井眼校正后，再经“软件聚焦”处理，可得出 3 种垂向分辨率(1 ft，2ft、4ft)，每种垂向分辨率又有不同的探测深度。（2）阵列感应测井软件聚焦合成与双感应测井仪采用线圈系聚集不同，阵列感应测井使用简单的三线圈系，此技3术采用“软件聚集” 。阵列感应成像测井仪由阵列探测器短节、发射器、电子线路短节、遥传短节、辅助测量探测器等部分组成。它可以在较宽的电阻率范围（0.2500m）内使用
13、。短阵列单元测量井眼附近地层的电阻率，而长阵列单元测量深部地层的电阻率。与过去的感应测井仪器不同的是，在正常的电阻率变化范围内，AIT 的探测深度是不变的。同以前的感应测井仪类似，用一组刻度环完成 AIT 仪器的主刻度，并且 AIT 仪器在测井时进行连续的自动刻度。在高电阻地层，信噪比和探测器稳定性通常限制感应测井的精确度。浅探测曲线和高度聚集测井曲线对用于井眼校正的那些井眼参数很敏感。（3）阵列感应测井影响因素校正井眼环境校正对 AIT 浅探测测井曲线，井眼校正是很关键的，其原始测量信号受井眼环境影响比常规聚集型感应仪器更严重，但由于阵列感应测量包含具有几种不同工作频率的多个接收阵列的丰富信
14、息，其中也包含有井眼特征的信息，根据这些信息可以构成一种自适应的井眼环境校正算法。深度校正在复杂井眼中，很难保主电缆测井井下仪器具有均匀的测井速度，电缆在测井使用中也会伸长，这些都会造成地面记录的测井数据在深度上不能很好对齐。深度不对齐得出的结果就不能反映井下地层真实情况。为了解决这个问题，改进的阵列感应测井仪增加了加速度计测量。根据加速度计测量值进行深度校正，可以解决深度对齐问题。趋肤校正，在高电导率地层，需要进行趋肤影响校正。（4）阵列感应测井资料应用阵列感应成像测井的应用还在继续开发之中，这里只指出几种可能的主要应用：研究钻井液滤液侵入地层的特性，划分渗透性地层；分析钻井液侵入对各种测井
15、响应的影响，确定侵入带流体驱替状况，研究储层完善程度。确定原状地层电阻率：更符合实际情况。根据阵列感应测井曲线，可以得出电阻率径向成像、钻井液滤液侵入剖面成像、侵入带混合液电阻率径向成像，详细研究油气饱和度径向分布。评价薄储层：由于阵列感应测井能提供1 ft 垂向分辨率的一组曲线，可用于划分和评价薄储层。4 4井周声波成像测井井周声波成像测井(circumferential borehole acoustic imaging log)(circumferential borehole acoustic imaging log)井周声波成像测井是以现代测井理论为背景，直观地反映真实地层的非均质性
16、和响应方程的非线性的特点。它主要应用于确定地层的构造特征、沉积环境；描述原生孔隙度和次生孔隙(如孔、缝、洞等)；确定井眼的几何形态和井壁崩落情况，此外，4它还能在套管井中确定套管厚度，了解套管是否变形和损伤。（1）井周声波成像测井基本原理井周声波成像测井，是以超声波扫描测量方式对井壁地层成像，反映井壁地层特征。它采用一个旋转式半球形聚集换能器，以脉冲回波的方式对井孔的整个井壁进行360扫描测量，其方位采样间隔为 144，垂向分辨率可达 0762cm。测量的信号是井壁反射波的回波幅度以及回波传播时间。经定向后可获得按地理北、磁北或其它定向方式的井周声波幅度和传播时间图像。根据图像的差异可以识别出
17、地层的岩性和地质特征。井周声波成像测井仪器包括声波探头、声波电子线路、扶正器和定向器等。 CBIL仪器的声波发射器的发射频率为 250kHz，有两个直径分别为 15in 和 20in 的半球组成，在不同的井径或钻井液状态下采用不同的发射器工作，以适应复杂的测井环境。由于岩石的波阻抗变化(由岩性变化、岩石物理性质变化以及裂缝、层理引起 )，将引起接收的回波幅度的变化。因此，在回波幅度上有一定的差异，根据图像的差异可以识别出岩性和地质特征。井壁地层声阻抗的变化(包括由岩性，物性的变化及裂缝、孔洞、层理等沉积构造引起的变化)使探头接收到的回波幅度发生变化，仪器将记录到的回波幅度以及回波传播时间(可转
18、换成仪器至井壁的距离)按井周 360显示成灰度或彩色图像。 传播时间的变化，通常反映井径的变化，传播时间可以按声波在钻井液中的传播时间刻度成井径。幅度的变化通常反映地层的岩性、孔隙的变化或出现层理、节理、裂缝等地质现象。用以识别地层特征，计算地层产状等。（3）井周声波成像测井处理及解释基础及应用井周声波成像测井技术不但能在裸眼井中进行构造，沉积、裂缝、应力等方面的评价，还能进行孔隙度和薄层分析；而且它在套管井中可以进行井周套管厚度，水泥厚度，检查套管的破损情况和射孔情况。实践证明，井周声波成像测井技术是解决地质问题和工程问题的一种重要的测井方法，它在油气勘探开发和综合评价中具有广泛的应用前景。
19、在直井中，水平裂缝、水平地层界面在井周声波成像测井图上显示为一条直线，而倾斜裂缝、倾斜地层则表现为一正弦波的特征。根据裂缝和层面等各种地质特征在井周声波成像测井图上的正弦曲线特征在井周声波成像测井图上的正弦曲线特征可以得到裂缝的走向和角度，地层的倾角和倾向。在钻井过程中，由于水平应力不平衡，可能引起在井壁两侧最小水平主应力方向上出现岩石崩落或井眼破裂，形成椭圆井眼。利用这种图像特征可以估计地层最大、最小水平主应力方位。这种图像特下在成像测井资料上十分容易划分出来。根据井周声波成像测井图像特征的几何形状可以得到不同地质特征的形态描述。这些资料对构造、储层分布、裂缝发育方位及地应力方位等方面具有十
20、分重大的意义。（4）井周声波成像测井影响因素与其它测井方法一样，井周声波成像测井也受许多因素的影响，下面分别讨论井眼和钻井液因素对测井资料的影响。井眼不规则度及仪器偏心影响，井壁不规则将导致声波不是按垂直与井壁入射，使反射波的传播路径和反射率与垂直入射的回波幅度和传播时间有一定的差异，导致5资料的准确度下降；由于井眼的弯曲造成仪器的偏心，使仪器采集的资料在回波幅度和传播时间出现与实际特征不符的情况，将干扰解释的准确性。后一种情况可以通过利用传播时间加以校正，但前一种情况无法校正。钻井液影响，钻井液密度过大，一是导致钻井液对声波的衰减系数增大，二是导致反射系数变小，致使回波幅度低，影响幅度变化的
21、主要因素为井筒的变化，地层的特征反映不明显，影响资料的分析。5 5多极子阵列声波（全波列）测井多极子阵列声波（全波列）测井( multipole array acoustilog)( multipole array acoustilog)多极子阵列声波测井(MAC)的产生是专门为解决慢地层(慢速、 t 很大)横波资料获取问题的。 许多油田遇到了松散砂岩是高质量储集层的情况。 这些岩层纵波 t 大于100 sft，井眼横波速度低于纵波速度，横波 t 值在松散地层中是很难确定的。由多极子阵列声波测井技术提供的低频偶极测量是求取这类地层横波慢度的好方法。（1）多极子阵列声波测井测量原理多极子阵列声波
22、（MAC）测井仪器由2 个交错的声波阵列系统组成的。仪器包括两个间隔 30in(76cm)靠近仪器下部的单极发射器，两个单极发射器间放置两个间隔12in(30cm)的偶极发射器，8 个间隔 6in(15cm)的单极接收器和 8 个偶极接收器，偶极接收器间距也是 6in(15cm)，交错在单极接收器之间。接收器与发射器的最小距离是8ft(244cm)，最大距离是 10ft 6in(320cm)。为防止发射器与接收器之间的直接声传播，在发射器和接收器间装一个隔声体。隔声体有助于仪器定位并能进入水平井。隔声体一般是一个六瓣合式结构，所使用的瓣的数量由井眼条件决定，每瓣末端声波的失配对于整个操作频率范
23、围的直接声传播起有效的隔离作用。 MAC 偶极发射器运作与前面的不同， 声波被向井眼的一面推又被从另一面拉， 这两种不同的力的作用在井眼中产生挠曲波。在低频状态下，挠曲波以与横波速度接近的速度传播。探测挠曲波的接收器仅对于不同压力差灵敏。由于它们对轴对称应力场不灵敏，纵波和斯通来波的首波被压制，这是一个对于后续处理非常有用的特性。当频率发生变化时，挠曲波的速度也发生变化。低频时，挠曲波以横波速度在地层中传播。偶极阵列接收的频谱是发射器频率和地层响应的函数。在硬地层，其中心频率稍大于 3kHz。而在软地层，中心频率约等于 1kHz。当发射频率为 3kHz 时，偶极测量约需要 10的频散校正。 M
24、AC 使用频率从 1kHz 到 7kHz， 频散校正由软件自动完成。（2）正交偶极声波测井技术已开发成功正交偶极声波测井仪(XMAC)。 XMAC 仪器与 MAC 相比， 就单极测量来说，是一种更好的仪器，对于偶极测量更是如此。因为XMAC 设计的接收器固定地安装在仪器心轴上，与仪器的心轴是去耦的，因此比 MAC 相比有更好的信噪比。常规的 MAC 偶极测井时常常出现的仪器模式波，XMAC 已不再出现。使用 XMAC 技术，可以获得高质量的横波慢度， 最大可达到 1100 s/ft， 使声波偶极测井的应用扩展到所有慢地层范围。在引起横波分裂的地质特征介质中，如在裂缝系统 (垂直或准垂直)；构造
25、活动区的现场主应力；地层层面不垂直于井轴等，应用 XMAC 技术会更好。（3）多极阵列声波测井的主要应用(1)提高地震记录的解释质量和相关性；6(2)确定储层孔隙度；(3)用异常压力区分地层；(4)(4)帮助识别岩性；(5)估算次生孔隙空间；(6)(6)估算储层渗透率；(7)与密度测井资料相结合标记储集层与周围地层的机械完整性；(7)识别裂缝；(8)(9)描述区域构造；(10)求岩层弹性常数， 用于计算水力压裂高度、 出砂时的采液压差限、 射孔稳定性；(11)解决复杂的相关问题。6 6、介电测井技术、介电测井技术(dielectric log)(dielectric log)（1）介电测井技术
26、的原理介电测井方法是通过对井眼附近地层中传播的高频电磁波的幅度衰减和相位移的测量，可以得到与地层水矿化度无关的孔隙度和含油饱和度，从而达到判断水淹层，定量求解油层的目前含油饱和度等目的。介电常数是描述介质极化能力的参数，它是影响电磁波在介质中传播特性的主要因素。表 2-2 给出了测井解释常见介质的相对介电常数值（介质的介电常数与真空介电常数之比即为相对介电常数，用r表示） 。可以看出，油、水及矿物骨架之间的介电常数存在着较大差异。实验数据表明，水的介电常数与其矿化度基本上无关。因此，这种不受地层水矿化度影响的参数，对于判断水淹层十分有利。表 2-2常见矿物的相对介电常数和传播时间（1.1 千兆
27、赫）矿物相对介电常数tp1，毫微秒/米砂岩4.657.2白云岩6.88.7石灰岩7.59.29.110.2硬石膏6.358.4干的胶体5.768.0岩盐5.66.357.98.4石膏4.166.8石油2.02.44.75.2天然气或空气1.03.3泥岩5257.4516.6淡水（25）78.329.5测量介质的介电常数必须使用高频电磁波。同时，由于电导率对介电常数的测量会有影响，因此需要同时测量介电常数和电导率两个物理量，或者事先已知介质的电导率，以便对其影响进行校正。目前，依据所采用的电磁波的频率，测量介电常数的方法可分为两种，一种是所谓的深传播测井，或叫 DPT，它使用几十兆赫（25 兆，
28、40兆，60 兆）的高频电磁波，测量电磁波通过地层后的幅度衰减和相位移，从而得到介质的介电常数和电导率； 另一种是所谓的电磁波传播测井， 或叫 EPT， 它使用高达 1100兆赫的电磁波，测量电磁波通过单位长度地层的传播时间和信号衰减率，然后求出地7层的复介电常数，或直接进行解释。在水淹层测井评价中，所利用的主要是深传播测井，即 DPT，下面简要介绍这种方法的测量原理和主要用途及应用条件。（2）介电测井仪组合及测量目前，利用几十兆赫的高频电磁波的发射和测量来求取地层介电常数的方法很多，包括： （1）测定高频场幅度或幅度差的介电感应测井仪； （2）测定高频场幅度的射频介电与普通感应组合测井仪；
29、（3）测定两种高频场幅度的双射频介电感应组合测井仪；（4）测定两种高频场幅度差的双频介电感应测井仪； （5）测量相位差的相位介电测井仪； （6）测量两种高频场相位差的双频相位组合测井仪； （7）测量幅度与相位差的幅度相位差组合测井仪； （8）测量幅度比与相位差的幅度比相位差组合测井仪； （9）测量相位差与幅度相对衰减的组合测井仪等等。（3）介电测井的应用划分储集层；判断水淹部位、水淹厚度和水淹程度；定量解释其它有关参数。7 7MDTMDT 地层动态测试技术地层动态测试技术( dynamic formation testing)( dynamic formation testing)（1）技术原
30、理电缆地层测试是在原有地层流体取样的基础上，吸收钻杆地层测试和钢丝地层测试功能发展起来的一种测井方法。它用电缆将压力计和取样筒下到井内，可以测取地层压力传播数据，采集地层流体样品，从而对地层作出评价。同一般的钻杆测试和钢丝压力测试相比，它具有简便、快速、经济、可靠的优点。 MDT 模块式地层动态测试器是新一代的地层测试装置，它改进了探测器、井下马达、各模块组合的技术及解释方法，模块式的结构设计满足各种不同应用的需要，从而显著地增强了该类仪器的功能。特别是石英压力传感器，可以快速、准确地响应压力和温度的变化，大大地减少了获取储层压力所需占用的井场时间。采用多探针测试器一个重大的改进是能直接测量较
31、深部地层的渗透率，包括径向渗透率和垂向渗透率。通过使用井下流体分析技术可采集高质量的 PVT 流体样品，并且精确的流量控制方法可选定测试和取样时的压降差。地面系统控制整个现场操作过程，包括井下仪器的功能实现以及压力数据的采集和处理等。MDT 的使用将测井成功率由 30提高到 90。（2）应用MDT 地层动态测试技术主要用来解决地层流体性质、 识别地层压力测试等问题， MDT地层动态测试技术使测井成功率有很大的提高。8 8、井间电磁成像测井、井间电磁成像测井( cross well electromagnetic imaging log)( cross well electromagnetic
32、imaging log)（1） 技术原理井间电磁成像技术是在单井电测井技术基础上发展起来的测井新方法，它将发射器置于一口井中向地层发射电磁波，而将接收器置于另一口井中接收经地层传播过来的电磁波，通过对数据进行反演，提到反映井间油藏构造和油气水分布的二维乃至三维电阻率（或电导率）成像，从而能实现对井间地层电特性的直接测量和描述。还可以通过将发射器和接收器进行组合放在同一口井中测量，得到井筒周围深处的电阻率成像，甚至可实现过金属套管测地层电阻率和成像。（2）应用井间电磁成像是当代地球物理领域发展的最前沿技术， 是应用地球物理领域面临的跨世纪的重大攻关课题。其技术目标在于实现井间电阻率的直接测量，提
33、供反映油藏8油气水分布的二维乃至三维的电阻率成像。实现这一目标，不仅给测井技术的发展带来重大突破，而且会引发油藏研究方面的一场革命性的变化，并将产生巨大的经济技术和社会效益。9 9、恶劣环境测井、恶劣环境测井( trial environment log unite)( trial environment log unite)目前为了提高采收率、延长油田开采时间，钻井深度日渐增加、侧钻井和多支井越来越多，这种环境要求测井系列承受更加的压力和温度。哈里伯顿的HEAT 系列测井服务可以在温度达 500（260） 、压力 25000 磅/英寸2（172400 千帕）的恶劣环境下采集到可靠的测井数据。
34、典型仪器的外径仅 2.75 英寸（6.985 厘米） ，HEAT 系列仪器也是在小井眼中测井的理想仪器。HEAT 系列测井可以提供用于准确的岩性识别、储层计算、裂缝识别、胶结评估、增产设计和时间/深度对比。所有 HEAT 系列仪器都可组合，一次下井节约宝贵的钻机时间。斯仑贝谢的“Xtreme”型测井平台重新定义了高温高压的恶劣测井环境的界限，耐温 500、耐压 25Kpsi。用斯仑贝谢最新技术设计的传感器性能可靠，可以得到高质量的、准确的地层评价数据，传感器可以放入电缆串中下入 30000 英尺的深井中进行测井。通过全套仪器附件、综合的测量方案和Xtreme 工作计划软件可以得到恶劣环境下的地
35、层评价数据。仪器的设计使用了现代低能电子器件、耐温耐恶劣环境材料和内置温度探测器，整套仪器的模块式设计使构型可按工作要求进行组装。一种典型的组合包括：阵列感应仪、数字式单极声波测井仪、岩性密度仪、阵列孔隙度中子及自然伽马能谱仪。高级组合包括：阵列感应成像、数字井眼补偿或长源距声波、地层光电因子和体积密度、高能超热中子孔隙度、地层俘获截面和自然伽马等。这些 Xtreme传感器采用先进的数字传感技术保证数据在 36000 英尺长的电缆中准确传输。该套仪器具有以下优点：准确的储层评估、精确的产层定位、准确的测量温度梯度、仪器坚固、传感器可靠、实时的数据速度校正、完全控制的钻杆传输作业、抗腐蚀、长时间
36、的高温作业等。1010、钻杆传输测井技术、钻杆传输测井技术( drill stem conveyed logging )( drill stem conveyed logging )随着钻井技术的提高，大斜度井和水平井越来越多。在多斜度井和水平井中，用传统的电缆测井方法得到高质量的地层评价数据是不可能的。哈里伯顿的ToolpusherTM 测井（TPL）服务为这种问题提供了新的解决方案。TPL 利用钻杆将传统的电缆测井仪有效地传送到目的层。这种方法消除了许多与在井的大斜度或水平段中传送仪器相关的问题，同时消除了重泥浆、狗腿、地层膨胀、电缆键槽和仪器遇卡等产生的问题。哈里伯顿的钻杆传送服务可以进
37、行：传统的裸眼井和套管井测井；地层测试和取心；垂直地震剖面；超声和电成像；水泥胶结和套管的检测等。在大斜度井和水平井，采用 TPL 服务是一种经济的测井技术手优，与传电缆测井相比，可节约许多时间。TPL 服务能提供作业时的泥浆循环，这减小了仪器遇卡的风险，进一步减少了井眼坍塌。为了提供更好的服务，哈里伯顿公司为Toolpusher 专门设计了一些新型坚固的仪器，例如：钻底监视器，监视Toolpusher 仪器串的实际下井情况，通过测量一些参数（深度、测速、仪器所受压力/张力等）显示钻底情况；张力恒定的绞车，通过检测电缆张力用钻杆移动自动调整电缆移动；独特的锁扣设备设计将电缆接至测井仪或解开。哈
38、里伯顿的 TPL 服务已成功的在数百口大斜度井和水平井中完成了测井。1111、随钻测井（、随钻测井（LWDLWD）技术）技术( logging while drilling )( logging while drilling )随着定向井、丛式井以及水平井技术的不断发展，随钻测井技术的应用也越来越9广泛。目前的随钻测井系统包括声波、钻头位置电阻率、阵列电阻率以及密度中子等，组合起来构成 VI-SION475 测井串，可在不同尺寸的井眼环境中应用。哈里伯顿公司的测井系统包括自然伽玛、2MHz 电阻率、密度、中子孔隙度、井径以及声波测井等。阿特拉斯公司的 SWD 仪以个别头为声源，在地面或邻井进行
39、测量，为随钻测井增加了新的内容。随钻测井技术已经不是单一的一种技术，它是一系列技术的综合。与电缆测井技术相比，随钻测井技术不论是在数据采集还是在应用方面都有许多优点，不必叙述。随钻测井技术的发展同电缆测井技术一样迅速。随着电子、信息技术的发展，随钻测井技术得到了前所未有的发展。核磁共振测井系列、声成像测井系列、电成像测井系列都在向随钻测井方向发展。最新的 LWD 井眼成像技术，将井下成像数据进行 50 倍压缩后，用修正的泥浆遥测技术将数据实时传送到地面，在地面计算机中将数据解压后分析处理。这种实时成像技术可以在钻开地层几分钟之内对地层结构和井眼稳定性作出评价；地质导向作业将受益于该项新技术，
40、Sperry-Sun 钻井服务公司开发出一种新的全波 LWD 仪，其特殊的设计使仪器在慢速地层中也能测量横波波速，仪器包括两个相反的 7 接收极阵列和两个可编程的多频发射极。发射极由两个独立的频率激发，仪器可激发出高阶井眼模式，使在很慢速的地层中也能测量横波波速，而传统的单极型 LWD 仪则不能提供该测量。磁共振随钻测井仪（MRWD）也在研发当中。为核磁共振测井随钻测量做好了技术准备。新近研发的核磁共振新仪器改进了天线结构，减少了等待时间，体积比现有仪器短许多。这种仪器特别适用于泥质地层和薄层，在这种地层中用电阻率测井方法很难估算孔隙度和饱和度。今后的仪器开发将集中在 LWD 中可应用的仪器，
41、和新的减少速度影响的传感器。1212、过套管电阻率测井、过套管电阻率测井( cased well electrolog )( cased well electrolog )（1）技术原理该技术是将电流透入套管，少量电流小泄漏到地层，用一组阵列电极紧贴套管壁，测量漏失到地层中的电流，并以此确定套管后面的地层电阻率。（2） 应用此技术主要用于在套管井中进行电阻率测量， 解决油气水层的划分问题， 特别是在老油田中寻找漏失的油气层有特殊意义，可用于老油田挖潜提高采收率。此技术在生产井、 注水井和监测井中用成功地完夸了测量， 其结果与裸眼井电阻率曲线相比，具有较好的一致性，现场测井曲线表明：其测量结果具
42、有可重复性，并可直接与钻井时纪录的地层电阻率相比较。仪器的数据可清楚地识别出枯竭层和未波及层。用过套管测井技术可提高对漏失油气和油气运移的评估。该技术是目前主要的过套管探测，但新的过套管电阻率测量具有且过核测量的两大优点：探测深度（ 210米）和动态范围宽，它正被业界广泛认可。这种新测量方法可应用于：在低孔隙度或低矿化度地层中进行油藏监测、在妨碍裸眼井测井曲线采集的不稳定井下条件下进行的地层评价、以及对漏失油气的识别。101313电阻率测井技术电阻率测井技术( electrolog( electrolog) )（1）普通电阻率测井原理电阻率测井就是沿井身测量井周围地层电阻率的变化。为此，需要向
43、井中供应电流，在地层中形成电场，研究地层中电场的变化，求得地层电阻率。把供电电极 A 和测量电极 M，N 组成的电极系放到井下，供电电极的回路电极 B（或 N）放在井口。当电极系由井底向上提升时，由 A 由极供应电流 I，M，N 电极测量电位差 UMN，它的变化反映了周围地层电阻率的变化。通过变换，即可测出地层的视电阻率。这样就能给出一条随深度变化的视电阻率曲线，可用下开表示：UMNRa KI在实际测井时，由于地层厚度有限，上、下有围岩，对于渗透性地层又会形成侵入带，各部分介质的电阻率不同，实际上是非均匀介质。因此，用上式得出的电阻率不等于地层的真电阻率，称为视电阻率 Ra，但在一定程度上 R
44、a反映了地层电阻率的变化。通常，地层真电阻率越大，视电阻率越高。所以，在井内测量的视电阻率反映了井部面上地层电阻率的相对变化，可以用来研究井部面的地质情况和划分有用矿产带。（2） 电极系通常把井下接在同一线路中的电极叫作成对电极，把地面电极与井下电极接在同一线路中的电极叫作不成对电极。根据成对电极与不成电极间的距离，把电极系分为两类。1）梯度电极系不成对电极与其与相邻成对电极间的距离 （AM或MA） 远大于成对电极间的距离（MN或AB）的电极系称为梯度电极系，成为电极的中点为 O，叫作记录点，梯度电极系测量值相当于 O 点对应深度处的视电阻率。不成对电极到记录点的距离（AO或MO） ，称为梯度
45、电极系的电极距，用AO或 L 表示。电极距和记录点是电极系的重要参数。2）电位电极系不成对电极与其相邻成对电极间的距离（AM或MA）远小于成对电极间的距离（MN或AB）的电极系叫作电位电极系。不成对电极到其相邻成对电极的距离（AM或MA）叫电极距，用AM或 L 表示，AM的中点 O，称为记录点，电位电极系的测量值相当 O 点所在深度处的视电阻率。当成对电极 MN 的距离很大时，N 点电极对测量结果已无影响，这样的电极系称为理想电位电极系，其视电阻率可用下式表示：URa 4AMMI上式表明，所测视电阻率与 M 电极的电位成正比，这也是电位电极系命名的依据。（3）微电极测井采用两个电极距很短的电极
46、系，一个是微电极系（A0.05M2） ，电极距为 0.05m；另一个是微电梯度电极系（A0.025M1 0.025M2） ，电极距为 0.035m。实验证明，微梯度的11探测范围约为 45cm，微电位的探测范围约为79cm。由于电极系很小，钮扣电极装在一块极板上，用推靠器把电极压向井壁，使电极与井壁直接接触。（4）应用为了在一个油田或一个地区研究地质剖面、构造形态及岩相的变化，选用一个或两个电极系对全井段进行测量，这种测井叫作标准电测井。我国用 0.5 米的电位电极系和 2.5 米的梯度电极系测量。同时还测量自然电位和井径，形成标准电测井曲线。标准电测井要求在全区采用相同的横向比例和深度比例（
47、通常用 1：500 的比例尺） 。标准电测井在地质和工程上应用较多，井径曲线可用于横向测井及组合测井分析井径的影响。由于微电位和微梯度电极的探测范围不同，电极尺寸很少，通常用实际的办法在已知电阻率的溶液中求得两个电极的电极系常数，使得在均匀介质中测量的结果相同。对于渗透性地层，由于在极板与地层之间隔着泥饼，通常泥饼电阻率小于地层电阻率。微梯电极距短，受泥饼影响大，而微电位受泥饼影响小。因此，微电位的幅度大于微梯度的幅度，形成正幅度差。凡是渗透性地层微电极曲线有明显的正幅度差；而对于非渗透性的泥岩层段，微电位和微梯度曲线基本重合或显示很小的正、负不定的幅度差，对于致密的渗透性地层，微电极曲线显示
48、负幅度差。微电极测井是一种重要的方法，主要用于划分渗透性地层，确定地层界面，一般可划分厚度为 20cm 的地层，条件好的可划分 10cm 的地层，所以微电极曲线是划分油气层有效厚度的重要手段。1414侧向测井侧向测井( laterolog )( laterolog )用普通电极系（梯度电极系和电位电极系）测井时，受围岩和钻井液影响显著，尤其在盐水外井液中井中，供电电极流出的电流大部分为井内钻井液分流，测出的视电阻率曲线难以反映地层真电阻率的变化，因此推出了侧向测井，也叫聚焦测井。开始为三侧向测井，后来研制了七侧向测井，现今已发展了双侧向测井，双侧向一微球形聚焦测井已成为盐水钻井液和高电阻率地层
49、剖面的必测项目。（1）侧向测井（三侧向）的原理三侧向测井的电极系由主电极 A0和屏蔽电极 A1、A2构成， 电极呈圆棒状。 我国曾使用过主电极 A0长 0.15m，屏蔽电极 A1、A2各长 1.70m，A0和 A1、A2之间长度为 0.025m的绝缘环，A1与 A2短路相接。测量时，A0电极通以恒定电流 I0，A1和 A2电极通以屏蔽电流，通过自动调节，使得 A1、A2电极的电位与 A0电极相等，从而迫使 I0电流呈圆盘状沿径向流入地层，减小了井和围岩的影响，提高了纵向分层能力，测得的视电阻率Ra 表示为：RaKUI0式中 U电极表面电位； I0主电流； K电板系常数，可用理论计算方法测得，也
50、可用实验方法求出。三侧向测井视电阻率，曲线对地层中点呈对称形状，视电阻率极大值恰好位于地层中点。为了能够进行组合测量，探测侵入带和原状地层的电阻率，又提出浅探测三侧向测井（简称浅三侧向） ，除保留深三侧向的A1和 A2作为屏蔽电极外，在A1、A2的外端又加上回路电极 B1和 B2，极性与 A0、A1、A2相反，A0、A1、A2电极流出的电流进入地层后不远，就会流向 B1、B2电极，因此使其探测深度变浅，从而达到探测侵入带电阻率的目的。12（2）七侧向测井七侧向测井由主电极 A0、两对监督电极 M1和 M2、M1和 M2及两个屏蔽电极 A1、A2构成如图 1-1-48 所示，电极呈环状，每对电极
51、相对A0是对称的，并短路相接。测量时 A0电极供以恒定电流 I0屏蔽电极 A1、A2流出相同极性的屏蔽电流 IS，通过自动调节，使监督电极 M1和 M1（M2和 M2）之间的电位差为零。因此，无论从 A0、或 A1、A2来的电流都不能穿过 M1、M1（M2和 M2）之间的介质，迫使电流沿径向流入地层。主电极的 I0电流呈圆盘状沿径向流入地层，圆盘的厚度约为O1O2（O1和 O2分别为M1M1和M2M2的中点） 。七侧向的视电阻率可用下式表示：RaKUMI0式中 UMM1（或 M1）电极相对远处 N 电极的位； I0A0电极的电流； K电极系常数，可以根据理论计算、电模型或实验方法求出。上述七侧
52、向测井又称深七侧向测井，其探深度较大。为了研究井壁附近侵入带的电阻率，又提出了浅七侧向测井，除保七侧向的七电极外，在屏蔽电极 A1和 A2的外侧，加上了回路电极 B1和 B2，B1、B2电极的极性与 A0、A1、A2相反，由 A0、A1、A2流出电流穿入地层后不远，即流向B1、B2电极，从而减少了探测深度，主要反映侵入带电阻率的变化。（3）微侧向测井微侧向测井利用了七侧向测井的测量原理，不同的是采用小的电极系，并装在绝缘极板上。电极系由主电极 A0、M2和屏蔽电极 A1构成 M1、M2和 A1电极呈环状，利用推靠器将极板压向井壁，使电极与井壁直接接触。测量时由 A0电极流出主电流 I0，A1电
53、极供以屏蔽电流 I1，I1与 I0的极性相同，通过自动控制，调节屏蔽电流 I1，使得监督电报 M1和 M2的电位相等，从而迫使 I0呈束状沿径向流入地层。在井壁附近地层中，电流束的直径近于环形电极 M1和 M2的平均直径约为 4.4cm，距井壁较远处，电流束散开，其探测范围约为 7.5cm。（4）邻近侧向测井邻近侧向测井由三个电极构成，电极装在绝缘极板上，借推靠器压向井壁。主电极为 A0，A1为屏蔽电极，M 为参考电位电极。测量时，通过调节A1电极屏蔽电流 IS，使得 M 电极的电位 UM等于仪器内已知的参考信号 U 参。在测量过程中保持 UM=U参=常数。通过调节 A0电极的电流 I，使得
54、UAO=UM。如果二者不等，再调节 I0使它们相等。所以，在整个测量过程中能自动保持 UAO=UM=常数，从而使得 A0电极与 M 电极之间的电位梯度为零，迫使 I0沿径向射入地层。邻近侧向测井的探测范围明显大于微侧向测井，泥饼影响小。通常，当侵入带直径大于 40 in（1.02m）时，原状地层几乎没有影响，邻近侧向测井得出的电阻率就是侵入带电阻率 RXO。但是，当侵入带直径小于40 in（1.02m）时，原状地层电阻率影响增大。（5）双侧向测井双侧向测井的原理与七侧向测井类似，采用圆柱状电极和环状电极，主电极 A0通以测量电流 I0，M1、M2(M1、M2)为测量电极，测量过程保持 M1、M
55、2(Ml、M2)电极间的电位差为零。进行深侧向测井时屏蔽电极 A1、A2合并为上屏蔽电极，A1、A2合并13为下屏蔽电极，并发出与A0电极同极性的屏蔽电流 IS。浅侧向测井时， Al、A1为屏蔽电极，极性与A0电极相同，A2、A2为回路电极，极性与A0相反，由A0 和屏蔽电极 A1、A1，流出的电流进入地层后很快返回到A1、A2电极，减小了探测深度。双侧向测井电极系和电流线分布如图 1154 所示。双侧向一微球形聚焦组合测井是一种综合下井仪器，微球形聚焦电极系极板装在A2电极的末端，借助于推靠器压向井壁。该极板结构特殊，其末端可作水平移动，在井壁不规则时，也能贴靠井壁，以保证测井质量。这种组合
56、测井仪可同时测量，一次下井能提供以下曲线：深侧向测井视电阻率(RLLD)曲线；浅侧向测井视电阻率(RLLS)曲线；微球形聚焦测井电阻率(RMSFL)曲线、井径曲线、自然电位曲线；泥饼厚度。双侧向测井的测量结果仍然受钻井液和围岩的影响。因此，对井眼和围岩影响要进行校正，从而确定侵入带直径 Di和地层电阻率 Rt，再利用相应的饱和度公式即可得出地层含油饱和度。用 Rxo可求出冲洗带的残余油饱和度，得出可动油饱和度。（6）方位侧向测井方位侧向测井(ARl)的原名称为方位电阻率成像测井。它是侧向井系列的重要发展，实现了真正的三维测井，为研究井周围地层的不均匀性提供了重要的方法，进一步扩展了测井的应用范
57、围。方位侧向测井是在双侧向测井的基础上发展起来的，共有12 个电极，装在双侧向测井的屏蔽电极A2， 的中部， 每个电极向外的张开角为30， 12个电极覆盖了井周360方位范围的地层，电极为长方形。在每个电极的中心有监督电极， 方位电极排列的上下装有环状监督电极 M3、 M4(两个电极短路相接)，每个方位电极供以电流 IAi，通过自动控制回路调节电流 IAi，使得监督电极的电位与环状监督电极 M3（M4）的电位相等。这时由方位电极流出的电流受到屏蔽电极 A2及其它相同极性电极屏蔽作用，同时也受到相邻的方位电极的屏蔽作用，从而使电流 IAi沿电极张开角的方向流入地层。测量每个方位电极的电流IAi和
58、 M3（M4）电极相对于铠装电缆外皮的电位 UM，用下式即可计算出 12 个方位的电阻率。由于方位侧向受仪器偏心和井壁不规则影响较大，应用上受到一定限制。在进行方位侧向测井的同时，还要进行辅助测量。（7）应用及特点 1）探测深度大方位侧向LLHR曲线基本上与LLD曲线接近， 说明其探测深度与LLD近似。 同时LLHR曲线的形状与 MSFL 曲线基本相同，相应的尖峰都可以对比，这说明 LLHR 的分层能力接近于微球形聚焦测井。 2）划分薄交互层 LLHR 曲线清楚地划分出厚度小于 1ft 的薄交互层， 同时 12 条方位电阻率曲线也有清楚显示，而且这些曲线基本重合在一起。方位侧向测井能划分出小于
59、1ft 的薄互层，避免了由 LLD 和 LLS 漏划的薄储层，同时又能得出地层的结构特征，给出地层倾角等。 3）鉴别裂缝方位侧向实现三维测井，能很好的鉴别地层裂缝。水平裂缝中充满导电液体，相对水平裂缝部位 LLHR 读数显著降低，可以根据电导率面积计算裂缝宽度。垂直裂缝处的 LLS 读数明显代于 LLD 的读数，这也表明有垂直裂缝存在。如果把ARI 成像与 FMIA 成像同时测量，就能更说细地研究井壁附近及较深部的裂缝分布。图1-1-56 是裂缝性地层测井实例。除此之外，方位侧向测井水平井及研究井周围不均匀性等，也能提供重要的信息。141515感应测井感应测井( Induction log )
60、( Induction log )（1） 感应测井原理普通电阻率测井、侧向测井都是由供电电极供以电流在井周围地层中形成电场，测量地层中电场的分布，得出地层电阻率，这就要求井内有导电钻井液，提供电流通道。有时，为了获取地层原始含油气饱和度信息，需用油基钻井液钻井，甚至采用空气钻井。在这种条件下，井内没有导电介质，不能使用直流电法测井。为了解决这一问题，根据电磁感应原理，提出了感应测井。交变电磁场在导电介质中可以传播，在非导电介质中也可以传播。把线圈A、B 放在井中，线圈 A 就能在井周围地层中感应出电动势，形成以井轴为中心的同心圆环状涡流。当线围 A 中交流电的幅度和频率恒定时，地层中涡流强度近
61、似与地层电导率成正比。涡流又会产生二次交变电磁场，二次交变电磁场的线围 B 中又会产生感应电动势。该电动势的大小与涡流强度有关，即与地层电导率有关，这就是感应测井的基本原理。感应测井振荡器，输出幅度恒定频率固定的正弦交流电；发射线圈，当正弦产流电通过发射线圈时，在周围地层中形成交变电磁场。设想把地层分成许许多多的以井轴为中心的圆环，每个圆环相当于一导电环。在交变电磁场作用下，导电地层中的这些圆环就会产生感应电流， 感应电流是以井轴为中心的同心圆状的闭合电流环 （涡流） ，涡流本身又会形成二次交变电磁场，在二次交变电磁场的作用下，接收线圈 4 中产生感应电动势。（2）双感应一聚焦测井组合为了求得
62、侵入带原状地层的电阻率和侵入带直径，提出了双感应一聚焦测蟛组合。在径向三层介质条件下，如果对感应测井视电导率曲线作了井眼和围岩影响的校正，此时视电导率主要受侵入带电导率xo、原状地层电导率t及侵带直径 di的影响，根据几何因子理论可写出下式a Gixo (1Gi)tGi为侵入带的几何因子，它是侵入带直径 di的函数。上述方程中含有xot及 di三个未知数，需用三个方程求解，即需要有三条与三个未知数有关的测井曲线。通常，采用双感应一聚焦井组合来解决这个问题。对感应测井视电导率（a）进行井眼、围岩及趋肤效应校正后，就可用双感应一浅聚焦测井综合图版求取xot和 dI（或 Rt,RXO和 di） 。近
63、年来，国内外正在研究感应测井的反演方法，可由感应测井曲线反演求取有关参数，勿需再用综合校正图版。双感应一浅聚焦测井组合在低、中等地层电阻率条件下，应用效果较好，但对高电阻率地层效果不佳，此时应选用双侧向Rxo测井组合。（3）阵 140 列感应测井曾广泛使用过横向测井方法求取原状地层电阻率和侵入带电阻率。这种方法的基本思路是用一系列不同电极距的梯度（或电位）电极系对同一井段进行测量。由于电极距不同，其探测范围也不一样。困此，横向测井可以研究侵入带电阻率和原状地层电阻率。阵列感应测井就其基本思路而言，与横向测井一脉相承，也是采用一系列不同线圈距的线圈系测量同一地层，从而得出原状地层及侵入带电阻率等
64、参数。所不同的是阵列感应测井采用先进的电子、计算机技术及数字处理等方法，通过多路遥测短节，把采集的大量数据送到地面，再经计算机进行处理，得出具有不同径向探测深度和不同纵向分辨率的电阻率曲线。与双感一浅聚焦测井不同，阵列感应测井除得出原状地15层和侵入带电阻率外，还可以研究侵入带的变化，确定过渡带的范围。根据获得的基本数据进行二维电阻率径向成像和侵入剖面的径向成像。因此，阵列感应测井成为 90年代重要的测井方法，越来越广泛地应用于油气勘探与油田开发工作中。（4）阵列感应测井软件聚焦合成与双方感应测井仪采用线圈聚焦不同，阵列感应使用简单的三线圈系。这种线圈系没有硬件聚性能，其纵向响应曲线呈不对称形
65、状。因此，阵列感应测井采用“软件聚焦” ，即用数学方法对原始测量数据进行处理，得出三种纵向分辨率和5 种探测深度的阵列感应合成曲线。当于阵列感应测井每组线圈系响应函数的加权。根据阵列感应测井合成的 5 种探测深度曲线，就可研究井周围介质的径向变化。用 1ft 纵向分辨率曲线研究薄地导， 2ft 纵向分辨率的曲线可与双相量感应测井曲线进行对比， 4ft 纵向分辨率的曲线可与双感应测井进行对比， 这对研究老井资料十分有用。阵列感应测井提供了解情况种纵向辨率和 5 种探测深度的曲线。利用这些丰富的测井信息，可以划分薄地层，求取原状地层电阻率 Rt和侵入带阻率 Rxo，并可研究侵入带的变化，得出过渡带
66、的内外半径。（5）阵列感应测井技术的应用 1）划分薄地层。由于阵列感应测井能提供 1ft（30.5cm）纵向分辨率的曲线，可用来划分薄地层。 2）确定侵入带电阻率 Rxo和厚状地层电阻率 Rt。阵列感应测井给出 5 种探测深度的曲线，因此可用4 参数模型进行反演，图1-1-72 的左下方给出径向侵入带模型。双感应一浅聚焦测井使用台阶状模型，而阵列感应使用具有过渡带的模型，这更符合实际状况。过渡带的内径 r1（相当于冲洗带的半径）和外径 r2之间的电阻率是变化的，利用这种模型可进行 4 参数（Rt,Rxo,r1和 r2）反演，从而得出 Rt,Rxo,r1和 r2。3）阵列感应二维成像显示。根据阵
67、列感应测井曲线，可以得出电阻率，被地层水电阻率和含油气饱和度二维成像显示，这种显示更为直观。图1-1-73 是一口的二维成像显示，图的左边是电阻率的成像显示，中间是视地层水电阻率的成像显示，右边为含油气饱和度的成像显示。阵列感应测井给出了 3 种纵向分辨率和 5 种探测深度的曲线，扩大了应用范围，可以研究钻井液高侵（RxoRt）地层，也可以研究钻井液低侵（RxoCmf，RWRmf，因此，地层水内富集正电荷，泥浆滤液中富集负电荷，根据理论分析和实验结果，在纯水砂岩井壁上产生的扩散电动势。16E砂 K11gaw(毫伏)amfK1称为纯水砂岩的扩散电位系数，其数值与溶液的成分和温度有关。对 NaC1
68、 溶液，在25时，K1=-11.6 毫伏，相当于aw=10 的扩散电动势。aw和 amf分别是地层水和泥浆amf滤液的电化学活度，与其含盐量和化学成分有关。与纯水砂岩相邻的泥岩井壁上产生的扩散电动势，是泥岩内的地层水与井壁泥浆滤液相接触的产物。泥岩所含的地层水其成分和浓度一般与相邻砂岩中的地层水是一样的。由于泥岩的孔隙道极小，地层水都被束缚在泥岩的泥质颗粒表面。而泥质颗粒对 C1-离子有选择性吸附的作用，C1-离子都被束缚在泥质颗粒表面，不能自由移动，只+有 Na 离子可在地层水中移动。因此，在泥岩井壁上只发生 Na 离子的扩散。这时形成的电动势，称为扩散吸附电动势，泥岩一方为负，井内泥浆一方
69、为正。根据实验结果和理论分析，在泥岩井壁上产生的扩散吸附电动势为：E泥 K21gaw(毫伏)amfK2称为泥岩的扩散吸附电位系数， 其数值也决定于溶液的成分和温度。 对于 NaC1 溶液，在 25时，K2=59.1 毫伏，代入上式得E泥 59.11gaw(毫伏)amf(111)aw一样时，E泥与 E砂不但数值差别很大，amf比较公式（1-10）和（1-11）可以看出，当而且符号也相反，这是因为泥岩只有 Na+离子发生扩散作用的缘故。除去上述由于扩散吸附作用产生的自然电动势之外，还有一种由于地层和泥浆柱压力差引起的过滤电动势。在压力差作用下，当溶液通过毛细管时，由于毛细管壁吸附负离子，使溶液中正
70、离子相对增多，并且同溶液一起向压力低的一端移动，因此，在毛细管两端富集了不同符号的离子产生了电位差。 在压力低的一端带正电， 压力高的一端带负电， 如图 1-20所示。（2）自然电位测井技术的应用 1）划分渗透性地层，并确定其界面明显的自然电位异常是渗透层的显著特征，自然电位曲线是划分渗透层的有效工具。一般可按半幅点确定渗透层的界面，但由于影响因素较多，用半幅点确定界面不是很准确。实际工作中，经常以自然电位和微电极曲线的显示划分出渗透层，而以微电级和短电极的视电阻率曲线确定其界面，参考自然曜闰半幅点。 2）分析岩性因为自然电位是离子在岩石中的扩散吸附作用产生的，而岩石的扩散吸附作用与岩石的性质
71、（岩石成分、组织结构、胶结物的成分及含量等）有很密切的关系，故可根据自然电位曲线的变化分析岩性，特别是分析岩性变化。如地层的岩性变细，泥质含量增加，常常表现为自然电位幅度降低。自然电位曲线可明显地划分出泥岩类（泥17岩、页岩等） 、砂岩、泥质砂岩，并可结合电阻曲线划分出有渗透性的生物灰岩等。因为自然电位曲线与岩性有密切关系，曲线变化又比较简单，比较形象，自然电位曲线也是地层对比的一项重要资料，标准测井都少不了自然电位曲线。1717声波速度测井技术声波速度测井技术(acoustic velocity log)（1 1）声波测井技术的原理）声波测井技术的原理对于测井工作来说，井下岩石可认为是弹性介
72、质，在外力作用下能产生切变弹性形变和压缩弹性形变，所以它既能传播纵波又能传播横波，不过岩石的纵波速度比横波速度大 1.73 倍。在气体和液体中，只能产生压缩弹性形变，不能产生切变形变，因此只能传播纵波，不能传播横波。测井的声波频率为 15 千周/秒30 千周/秒， 介于声波和超声波之间， 通常就简称为声波。声波通过岩石，其波的速度，幅度有时甚至频率都会发生变化。目前常用的是声波速度的幅度这二个特性。对于沉积岩来说，声波的传播速度主要与下列因素有关：岩性。在沉积岩中声波的传播速度与岩石密度有密切的关系，一般速度随密度的增加而呈线性增大。一些沉积岩的纵波速度参见表 4-1。岩石的结构。胶结疏松孔隙
73、度大的岩石，相应地密度较小，一般说来，沉积岩的密度随其孔隙度的增大而线性地减小，因此各种沉积岩的孔隙度与速度之间大致成线性关系，即随着孔隙度的增加，传播速度呈线性地减小。与地质年代有关。许多实际观测的资料指出，同样深度成分相似的岩石，当地质年代不同时，声波的传播速度也不同，老地层比新地层具有较高的速度。与埋藏深度有关。许多测量结果表明，在岩性和地质年代相同的条件下，声波速度随岩石埋藏深度的增加而增大，这是由于埋藏深的岩石所受的负荷大的缘故。以上述分析可看出，不同性质的岩石，由于其密度和结构不同，因而声波的传播速度也不相同，因此可以根据声波的传播速度来研究岩石的岩性，岩石的孔隙度等。岩石对声波幅
74、度的影响：通常，声波在介质中传播时，由于质点振动要克服相互间的磨擦力，即由于介质的粘滞和阻尼使声波能量转化成热能而衰减，这种现象就是所谓介质吸收声波能量。声波能量被地层吸收情况与声波频率和地层本身的密度有关，对同一地层来说，声波频率赵高，被吸收越厉害（因此声波测井用的频率在超声波中是很低的） ；对于一定频率来说，地层越疏松（密度越小）声波被吸收越厉害，衰减越大，幅度越低。综上所述，在井下，声波幅度（或声波能量）的变化有两种形式：一是声波在地层中传播时，因地层吸收声波能量而使幅度衰减；另一种是声波在不同性质的界面上，由于声阻抗不同声波的能量分布也不同，使声波幅度发生变化。这两种变化形式往往同时存
75、在，究竟那种为主，要根据具体情况加以分析。例如，在裂缝及疏松岩石井段，声波幅度度的衰减，主要是由于地层吸收声波能量所致；在下套管井中各种波的幅度变化主要与套管和地层之间的界面所引起的声波能量分布有关。因此，如果在裸眼井测量井下声波幅度就有可能划分出裂缝带和疏松岩石的井段（这些往往是油气储集的有利地方） ；在下套管井中测量各种波的声波幅度可以用来检查固井质量。（2）影响时差曲线的主要因素声波时差曲线主要反映地层的岩性、结构及含油气情况，但也受到其他一些因素的影响。井径的影响，当井径没有突变，井眼比较规则时，井径对双接收器的测量结果没影响，测得的t 为真时差。但是当井径扩大时，在扩大位置的上18下
76、界面，时差曲线会出现假的异常。地层厚度的影响， 地层厚度的大小是相对于声波测井仪的间距来说的， 厚度大于间距的称为厚层，小于间距的称为薄层，它们的声速曲线上的显示是有差别的。 在声速（或时差）曲线上显示为一异常，异常幅度的峰值就是地层的速度（或时差）值。异常幅度的中点正好对应于地层的上下界面，所以可用半幅点划分地层界面。实际测的声波时差曲线往往受围岩时差及井径变化（上下泥岩常形成井径扩大）的影响。源距的影响及选择，声波测井是测量首波到达两接收器的时间差，只有通过地层的滑行波最先到达两接收器时，才能准确测量地层的时差。为此必须增大源距，使滑行波超前直达波到达接收器。为了合理选择源距，可先找出直达
77、波与滑行波同时到达接收器的情况下所要求的源距长度（称最小源距 L最小） ， 然后源距数值选得比 L最小大一些就可满足滑行波最先到达接收器的要求。“周波跳跃”的影响，特别疏松的地层，地层大量吸收声波能量，产生较大的衰减，经常发现声波的信号只能触发路径较短的第一接收器的线路，而当首波到达第二接收器时，由于经过更长路径的衰减不能使接收器线路触发，第二接收器的线路只能被后续的信号（续至波）所触发，这时在声波时差曲线上，出现突然的时差增大，这种异常现象称为周波跳跃。（3） 声波测井技术的应用1）判断气层，确定油、气、水接触面水、气的声速不同，由于水的声速大于气的声速，因此在高孔隙度（大于30%）和泥浆侵
78、入不深的条件下，声波测井能够比较好地确定疏松砂岩的气层。气层在声波时差曲线上显示的特点有二：产生周波跳跃现象，常见于特别疏松、孔隙度很大的砂岩气层中。这时含气层对声波能量有秀大的衰减作用，造成周波跳跃。声波时差台阶式的增大， 气层的声波时差数值明显大于油层， 比一般砂岩时差正常值大 30 微秒/米以上。岩性较好和岩性纯净的砂岩气层都具有这个特点。 2）划分地层由于不同地层具有不同的声波传播速度，所以声波时差曲线可应用于划分地层。致密石灰岩、白云岩声速最高，时差最小，孔隙发育的石灰岩和白云岩，声速相对降低，时差增加。砂岩声速一般较低，时差较大，泥岩声速更低，在时差曲线上，时差很大，对钙质富集层，
79、其普通特点是声波时差小。微电极数值高，一般孔隙性灰岩有明显正幅度差。3）计算岩石孔隙度岩石密度是控制地层声波速度的重要因素，而岩石密度又和地质孔隙度有密切的关系，因此声波速度可以较好地反映地层孔隙度。经过大量的实际工作得出下列结论，在固结而压实的纯地层中若有小的粒间孔隙均匀分布，则孔隙度和声波时差存在线性关系（称平均时间公式） 。1818伽马射线测井技术伽马射线测井技术( gamma ray log )（1）自然伽马测井技术原理自然伽马测井是测量地层的天然放射性。这种测井方法用于探测放射性矿藏，如钾矿或铀矿。在沉积岩地层中，自然伽马测井一般反映地层的泥质含量。这是因为放射性元素往往聚集在粘土和
80、泥岩中。除了地层中夹杂有火山灰和花岗岩质冲积物等放19射性物质或地层水中溶有钾盐上，通常纯地层的放射性是很微弱的。可在下套管井内记录自然伽马曲线，因此它在完井和修井作业中极为有用。在下套管井中不能进行自然电位测井，或在裸眼井中自然电位测井不太满意时，常常以自然伽马测井代替自然电位测井。在这两种情况下，自然伽马测井都可用来划分非泥质地层，并且用来做地层对比。（2）自然伽马测井曲线的特点自然伽马测井曲线有下列特点：曲线对称于地层中点。对着地层中心，曲线有一极大值，并且它随地层厚度 h的增加而增大，当 h3d0时极大值 GRmax为常数（d0为井径） ，与地层厚度无关，而与地层的自然放射性强度成正比
81、。当 h3 d0时由曲线的半幅点确定的地层厚度为真厚度，而对于薄地层的分界面在曲线上所对应的点要比半幅点更接近峰端，地层越薄越接近峰端。（3）测井条件的影响测井速度的影响，只有当测井速度很小时，测得的曲线形状与理论计算相似，当测井速度增加时，曲线的开头发生畸变，造成畸变的原因是记录仪器中有积分回路，积分回路的充放电使曲线发生畸变。统计起伏误差，放射性物质衰变过程和放射性射线与物质的相互作用具有统计特性。这是由于在放射性物质中含有许多不稳定的原子，这些原子不断地发生衰变，而各个原子的衰变是彼此独立的。它们的衰变次序也是偶然的，所以在射线源强度 I 和测量条件不变时，在相等的时间间隔t 内所记录的
82、结果不是常数，而是围绕着平均值 n 在某个范围内变化着，这种现象称为统计起伏现象，当 n 相当大时，这种衰变服从于统计规律。（4）自然伽马测井曲线的应用自然伽马测井在油田勘探中，主要用来划分岩性、确定储集层的泥质含量，对比地层和射孔工作中的跟踪定位等。 1） 划分岩性利用自然伽马测井曲线划分岩性， 主要是根据岩层中含泥量的不同。由于各地区岩石成分不一样，因此，在利用自然伽马测井曲线划分岩层之前，首先要将该地区自然伽马测井曲线与井的地质剖面进行比较，从比较中找出规律，然后运用这个规律去指导划分岩性的工作。 2）地层对比利用自然伽马曲线进行地层对比，具有以下优点：自然伽马曲线计数率，在一般条件下，
83、与地层孔隙中所含液体性质（油或水）无关；自然伽马曲线计数率与地层水、泥浆的矿化度无关；自然伽马曲线的标准层容易获得，如深海沉积的泥岩，在很大区域内显示出高值。当进行油气水边界地带的地层对比时，利用自然伽马测井曲线更显其优点。因为在这些地区的不同井内，岩层孔隙中所含的流体性质（油、气、水）是不同的，这使视电阻率、自然电位和中子伽马曲线开头发生变化而造成对比上的困难。自然伽马曲线就没有这些因素的影响。在膏盐剖面地区，由于视电率和自然电位显示不好，利用自然伽马测井曲线作地层对比更为重要。图 511 是某膏盐地区利用自然伽马曲线作油层对比的实例。 3）自然伽马测井反映泥质含量，在有些国家的一些地区利用
84、自然伽马测井的计数率的相对值和泥质含量之间的相关关系求出岩层的泥质含量。也有些国家利用自然伽20马测井的计数率及密度测井测出的地层密度综合起来，计算出地层的泥质含量。4）自然伽马测井曲线对页岩（泥岩） 、砂岩的反应和裸眼井时的自然电位曲线相类似，所以可以用作下套管的井和裸眼井的深度对比，在射孔工作中进行跟踪定位射孔。1919自然伽马能谱测井自然伽马能谱测井( gamma spectrometry log)自然伽马能谱测井是近年来发展的一种新测井方法，主要是测量地层中的铀、钍和钾的含量，据此可较准确地划分出含泥质地层，鉴别粘土矿物的种类，也可研究沉积环境。（1）自然伽马能谱测井原理岩石形成过程中
85、，不同的岩石含有不同的化学成分，如泥岩地层，其成分主要为粘土矿物，一般来说粘土矿物中放射性元素含量较多，其含量如表 5-1 所示。表 1-1粘土矿物中铀（U） 、钍（Th）和钾（K）的含量矿物名称K（%）U（ppm）Th（ppm）膨润土 0.5120650蒙脱石0.16251424高岭石0.421.53619伊利石4.501.5铝土矿33010130海绿石5.085.30黑云母6.708.30 0.01白云母7.909.80 0.01绿泥石7 时， 主要为陆相泥岩和铝土矿，这种岩性是风化完全、有氧化作用和淋滤作用的陆相沉积。 7Th/U2，相当于海相沉积环境，为灰色和绿色泥岩及杂砂岩。Th/U
86、0.3，高含水率） ，电容法持水率计将失去分辨油和水的能力（水的作用与导线类同，将内外探头连接起来） 。因此高含水井目前都不采用连续型电容法持水率计。 4、低能源持水率计油气是碳氢化合物，两者的差别在于碳和氧，能量低于 30keV 时，碳和氧的质量吸收系数差别较大。放射性低能源含水率计就是根据这一原理测量持水率的。6 6C/OC/O 能谱测井技术能谱测井技术（carbon/oxygen spectrometry log ）（1） C/O 能谱测井原理 C/O 能谱测井是利用 14 百万电子伏特 （MeV） 的特快脉冲中子轰击地层中各元素的原子核，发生非弹性散射，使其处于激发态而后散放出伽马射线
87、，对这些伽马射线进行时间和能谱分析，可以得到地层中碳（C） 、氧（O） 、硅（Si） 、钙（Ca）等元素的含量，从而计算出产层的含油饮和度、监视油田开发过程中产层含油饱和度的变化情况。处于激发态的地层各种元素的原子核将同样释放出具有不同核辐射特征能量的非弹性散射伽马射线。 例如碳 （C12） 的非弹性散射伽马射线的特征能量为 4.43MeV,氧 （16O）的为 6.13MeV，硅（28Si）为 1.78MeV，钙（40Ca）为 3.75MeV 等。在实际测井中是采用碳的三个峰（即 4.43、3.92、3.41MeV）和氧的三个峰（即6.13、5.62、5.11MeV）范围内，即C 窗与 O 窗
88、所包含的伽马射线总计数之比来评价产层的油水含量和有关地质参数，这就是为什么称之“ C/O 能谱”测井的理由所在。由于采用比值法，也减少了非弹性散射之外的伽马射线的影响，同时克服了可控脉冲中子源产额不稳对测井所带来的影响；提高了区分产层油水关系的灵敏度。在实际测井中还记录了一定能量范围内的非弹性散射钙 /硅（Ca/Si）能谱和俘获Si/Ca 能谱， 它们能较好的反应产层岩性。 例如， 一个大的 C/O 能谱值和一个大的 Si/Ca能谱值（或小的非弹性散射 Ca/Si 能谱值）则意为着是一个含油饮和度高的油层。（2） C/O 能谱测井的特点C/O 能谱测井适合的地质条件产层的孔隙度 高对 C/O
89、能谱测井有利。当 20%时，利用 C/O 能谱测井资料定量求出含油饱和度 So；当 10 20%时，可定性划分油（气） 、水、水淹层；当 10%时，测井资料基本上不能使用。泥质含量低对 C/O 能谱测井有利。当泥质含量小于 10%时，可准确的求得剩32余油饱和度。在测量井段要有明显的水层，有助于提高解释精度。（3） C/O 能谱测井对井眼条件的要求C/O 能谱测井主要用于套管井中，这是由于它的探测深度较浅，一般不大于30cm。只有在井壁规划、侵入较浅时才适于裸眼井中测井。固井后 1015 天浸入带消失之后测井为好。同时固井质量要好，无窜槽。套管直径在 49 3/4范围内，水泥环不能太厚。对于未
90、射孔的井，测井时要清水压井；对于已生产的油井测井时要洗井。测井时井中不能有油污，或发生原油自溢现象。C/O 测井对地层中碳元素的变化是灵敏的， 然而在含碳酸盐岩的砂岩地层中，如果单独使用 C/O 参数，就无法区分孔隙流体中的碳和岩石骨架中的碳，所以还必须使用其它参数来指示地层的岩性。中子与钙的非弹性散射所诱发的伽马射线的比值是碳酸盐岩地层的一种很好的指示。由于钙/硅比（Ca/Si）和碳/氧比（C/O）都是在非弹性散射过程中得到的，所以它们不受矿化度的影响。在地层水矿化度变化较大或矿化度未知的油田中，通常采用非弹性Ca/Si 来指示地层的岩性。然而，在地层水矿化度变化不大的地层中，通常由俘获 S
91、i/Ca 来指示地层的岩性。（4） C/O 能谱测井资料解释与应用由于能谱测井由于不受矿化度的影响，其资料在国内外许多油田开发领域得到广泛的应用。C/O 能谱测井资料解释主要是求含油饱和度 So， 其解释模型是建立在单位体积地层为油和岩石骨架中岩原子数目与水和岩石骨架中氧原子的数目之比，即碳、氧原子密度之比。这个比值与 So、有一定的关系。实际解释中是用模型井得出的经验公式。So(C O)log(C/O)W(C/O)O(C/O)W式中（C/O）w水层中的 C/O；（C/O）o油层中的 C/O；（C/O）log目的层测得的 C/O。在淡水、低矿化度和未知矿化度水的地层中，判断油、气、水层；寻找油
92、水界面。在套管井中发现早期裸眼井测井解释时所遗漏的油、气、层，指示动用层与未动用层。对水驱开发的油田，判断油层的水淹程度，划分强、中、弱水淹层；厚层中的水淹部位；定量求出剩余油饱和度，产水率等参数。对气驱开发的稠油油田，判断油层气驱的程度和汽驱前沿。对注 CO2和聚和物的油田亦可评价剩余油饱和度。使用测注测工艺求准残余油饱和度。老井复查，重新评价产层。用 C/O 时间推移测井监测油、水的运动状态。7 7、中子寿命测井技术、中子寿命测井技术（ neutron life log ）33中子寿命测井（NLL）又叫热中子衰减时间测井（TDT） 。它也是一种脉冲中子测井方法，是适应高地层水矿化度的地质条
93、件。中子寿命测井能在裸眼或套管井中进行测井，从而求得任剩余油饱和度和残余油饱和度；估计孔隙度。（1） 中子寿命测井原理中子寿命测井是靠 14MeV 的特快脉冲中子向地层发射中子流，在地层中进行非弹性散射、弹性散射，经过一段时间变成能量仅为 0.025eV 热中子，热中子由密度大的地方向密度小的地方扩散，再经过一段时间（约几十几百微秒）大部分（约 63.7%）被岩石所吸收 （俘获） 。 测井中把热中子从产生到被俘获这一段时间称之 “热中子寿命” ，用符号 表示。 值的大小与地层中岩石及流体的元系成分有关，因而根据中子寿命可以了解地层的性质，定量求取有关参数。衡量地层“俘获”能力的大小，使用微观俘
94、获截面 （一个原子核俘获热中子的几率）和宏观俘获截面 （一个热中子在 1cm3介质中被俘获的几率） ，两者关系为 =N3 （式中 N 为 1cm 介质的原子核数目） 。它们与中子寿命 的关系为：（2） 中子寿命测井的地质条件中子寿命测井主要用来确定储层的含水饱和度，其准确性主要取决于中子寿命测井的测量环境。一般要求： 1、地层水矿化度50000PPM； 2、 15%，必须用裸眼井方法或套管井的补偿中子测井确定 ； 3、泥质含量要少，否则要进行泥质校正； 4、已知矿物成分及所占比例； 5、已知油气类型（以求准 H） ； 6、在侵入带消失后测井。（3） 中子寿命测井资料解释与应用1）中子寿命测井资
95、料的定性解释：地层岩石骨架，泥岩，油、气、水层等的宏观俘获截面都有明显的差异，这是中子寿命测井解释的地质基础。在定性解释通常用于：划分岩性和渗透层：泥岩段：、道门计数率为低值，两者基本重合或幅度差较小，本底计数为高值。在渗透性好的砂岩段：、道计数率较高，曲线幅度差较大，GR 为低值。定性判断油水层： 当地层水矿化度较高时， 由于水层氯含量比油、 气层高得多，故一般油层、 气层比岩性和孔隙度相同的邻近水层的计数率更高、 幅度差更大。计数率曲线重迭探测天然气： 双源距中子寿命测井的长、 短源距计数率曲线在水层上基本重合。 若高孔隙度地层中为纯天然气层， 那么两条计数率曲线则明显分离。 2）中子寿命
96、的时间推移测井解释：当油田进入开发时期，及时了解油层的动用情况、出力程度、油水分布及潜力分布情况更是人们最为关心的内容。中子寿命的“时间推移测井”结果能在这一方面提供重要的信息。因为利用不同时间内的资料对比，可以将目的层内的变化情况观察出来，从而为油层动态分析提供依据。3）中子寿命测井发现死油区和潜力油层：在含水率高的油层开发区域内，由于地层的非均质性，注入水的推进程度是不均匀的。在井和井之间广大范围内存在死油区，这是一个挖掘采油潜力的极其重要的对象。根据中子寿命测井，用深油层井网对浅油层井网内井和井之间的死油区进行观测。8 8活化测井技术活化测井技术（ activation logging）
97、（1）活化测井的原理活化测井是在井中对地层进行核活化分析的测井方法。34岩石中的某些稳定核素，在中子的照射下能转变为放射性核素。稳定核素的原子核通常称为母核，与中子发生核反应后生成的放射性核称为子核。所产生的放射性核素在核衰变过程中有自己固有的半衰期，并能发射具有特征能量的 、 或 射线。其中伽马射线能在井下探测。活化核放出的伽马射线称为活化伽马射线。根据这些伽马射线的强度、能谱和时间分布特征，可以反推出母核在地层中的浓度，从而判断地层的岩性、孔隙流体的性质和某些有用矿物的含量。（2） 硅测井选择14Si28做为指示核素的活化测井叫硅测井。它可以为鉴别岩性提供很有用的资料。由于砂岩的骨架主要是
98、由 SiO2组成的，而碳酸盐岩地层却基本上不含 Si，所以用硅测井可以有效地把砂岩和碳酸盐岩地层区别开，并能在页岩中划出粉砂夹层，这些夹层可能含有天然气。（3）铝测井快中子和热中子都能使铝产生活化核。利用铝活化测井可测定地层的含铝量。在油矿测井中可与硅测井组合使用，以确定泥质含量。根据统计，一般泥岩硅与铝的重量含量为2：1 到 4：1；而纯砂岩的骨架几乎全是由 SiO2组成的，铝的含量极低，所以砂岩的硅铝比值非常高。对一个层段的泥质含量进行分析统计，可求出它的硅铝比，进而可计算出砂岩泥质含量与硅铝比的关系曲线。实际分析证明，铝是泥质中比较稳定的成份，AI2O3 的平均含量在砂岩中为 4.8%，
99、灰岩中为 0.8%，泥岩中为 15-21%。因而用测定 A1 的含量的方法来确定泥质含量是比自然电位和自然伽马更为直接的方法。当然这一方法不如自然电位和自然伽马那样简单易测，所以只用于疑难地层。（4） 钙测井Ca48（在天然钙同位素混合物中占 0.18%）被热中子活化产生的 Ca49，是放射性核。它能发射 3.10、4.05、4.11 和 4.68MeV 的伽马射线，半衰期为 8.8 分钟。钙活化测井可以与硅活化测井结合在井剖面中区分砂岩和碳酸盐岩地层。活化测井是直接探测岩石化学成分的测井方法，此技术正在发展之中。三、三、资料处理解释技术资料处理解释技术(log interpretation
100、technology)(log interpretation technology)1 1 测井数据预处理测井数据预处理（technic of pretreatment for logging）测井曲线深度与幅度的准确性是保证测井解释结果可靠的前提。在测井数据处理的逐点计算中，计算机是严格地按采样间距连续逐点取出同一深度的各种测井数据来定量计算。因此，对测井曲线深度和幅度的准确性更有十分严格的要求。然而，由于野外测井作业和测井环境许多随机因素的影响，即使采用数控测井及严格的技术措施，同一口井各测井曲线之间深度的一致性往往难以实现，各测井曲线幅度又不可避免地要受到许多非地层的环境与测量因素的影响
101、。因此，在用计算机对测井数据作定量计算之前，必须对原始测井数据进行预处理。通过各种校正与处理，尽可能地消除各种随机干扰和非地层因素的影响，使校正后的同一口井的测井曲线均有准确的深度值与深度对应关系，并尽可能真实地反映地层及其孔隙流体的性质。测井数据预处理是测井解释与数据处理的一项基础工作，它是保证测井解释与数据处理结果精度的重要前提。测井数据预处理主要包括模拟曲线数字化、测井曲线深度校正、环境影响校正和35测井曲线标准化等。（1）测井曲线深度校正在测井过程中，由于井眼情况、各种下井仪器的重量及几何形状、仪器与井壁的接触情况(如仪器贴井壁、带扶正器或推靠器)、电缆性能、测井速度以及操作方法等原因
102、，使下井仪器在井内的运行状况不同，引起各次测量时，电缆受到的张力也不同，加上井口置零、井底摩擦力校正不当等原因，都会导致测井深度发生偏差。特别是，使同一口井的各条曲线之间产生不同程度的深度错动。实测曲线在深度上的偏差主要是在某些井段上发生深度扩展、压缩或线性移动。如果直接应用这些深度有偏差的曲线进行数据处理，不仅使解释井段变厚、变薄或错位，而且计算的地质参数也不准确，甚至可能得出错误的结论。因此，对测井曲线进行深度校正，使同一口井所有的测井曲线之间有完全一致的深度对应关系，以满足数据处理对深度的严格要求，这是测井数据预处理中极为重要的环节。测井曲线深度校正主要包括同一口井各条测井曲线的深度校正
103、与对齐以及斜井的垂直深度校正。用深度控制曲线进行深度校正。 国外测井公司一般运用自然伽马(GR)曲线作为深度控制曲线， 即每次测量都带测一条 GR 曲线， 并以某次测量 GR 曲线的深度为基准， 把各次测量的曲线深度对齐。 同一次测量的曲线(包括带测 GR 深度控制曲线)，只要由组合的每种仪器记录点所计算的深度延迟量和预置正确，所测曲线的深度就是一致的。 不同次测量曲线间的深度错动量， 只要将各次带测的 GR 曲线进行对比就能确定，进而将它们的深度对齐。这种方法的优点是不同次测量的 GR 曲线的相关性好，能提高深度校正的可靠性。用相关对比法进行深度校正。同一口井测井曲线间普遍存在着一定的相关性
104、。处理人员可选择某一纵向分辨率高、特征标志明显、质量好的曲线作为基准曲线，通过相关对比分析，按解释井段分别确定其它测井曲线相对于基准曲线的移动量，再用手工方式或计算机软件实施深度移动，以达到同一口井各条曲线的深度对齐。这种人工相关对比确定多条曲线的深度移动量的方法，效率很低。现常采用计算标准化相关函数方法，用计算机自动确定各条曲线相对于标准曲线的深度移动量。曲线压缩与伸展。对测井曲线的某些层段的深度进行压缩或扩展，就是平常所说的深度平差。例如，对比曲线某一组段的顶、底深度间隔d22d21大于基本曲线同一组段间的深度间隔 d22d21这时就应将 d22d21间的测井数据压缩到与 d22d21相同
105、的深度间隔间；反之，就应将对比曲线某一组段内的测井数据，通过增大采样间隔的办法，将曲线进行扩展。（2）测井曲线环境影响校正对于以井眼为测量“窗口”的测井技术来说，测井仪器的响应主要来自井眼及其周围地层的贡献。因此，每种测井曲线都不可避免地要受到以井眼和钻井液为主体产生的各种环境因素的影响，这些非地层因素的环境影响是对所探测地层信息的一种干扰和歪曲。钻井液的影响主要指井内钻井液的密度、电阻率、矿化度、添加剂(重晶石、氯化钾等)、泥饼和钻井液侵入等非地层因素，以及由于钻井液侵泡引起临近井壁部分地层的物理性质的变化。井眼影响主要指井径(扩径)、井眼几何形状，如井眼不规则、螺旋形井眼、椭圆形井眼以及井
106、壁坍塌等，而且钻井液和井眼的影响往往是交织在一起的。此外，仪器居中与偏心、仪器与井壁间的间隙、仪器贴井壁装置与井壁接触情况对某些仪器的测井响应也有重要的影响。对许多测井仪器来说，围岩对目的层测井响应的影响也很明显。特别是，深探测仪器在探测薄层的时候更是如此。因此，对任何一种测井方法都存在着环境影响，只不过是由于探测机制与传感器不同，所受的影响在性质和程度上也不相同。例如，浅探测仪器受井眼条件的影响明显大于深探测仪36器，围岩对浅探测仪器的影响又明显小于深探测仪器；非贴井壁的测井仪器受井内钻井液的影响，远大于带推靠器的测井仪器。上述这些非地层因素的环境影响，往往是随机而复杂的，其直接结果是使原始
107、测井数据畸变与失真，给测井解释与地层评价带来许多困难，直接影响到测井数据的处理解释、产层评价、地层分析的效果与精度。特别是在井眼条件与钻井液质量很差的情况下会造成测井仪器的遇阻、遇卡，使测井曲线发生严重歪曲，甚至不能反映地层及孔隙流体的性质，造成无法进行正常的测井解释或计算机处理中的无用输入和无用输出。例如，在井眼严重扩径条件下，自然伽马曲线幅度明显偏低，能谱测井的铀、钍、钾曲线也明显降低，密度曲线数值大大减小，声波曲线出现显著的周波跳跃或数值增大，中子孔隙度也增大，微电极曲线在渗透层处出现反常的显示，电阻率曲线出现程度不同的降低，尤其是浅探测视电阻率曲线幅度降低得更明显等。在严重扩径的井眼中
108、，往往出现井眼几何形状极不规则、井壁凹凸不平、测井仪器常常遇卡，贴井壁仪器与井壁接触很差，导致测井曲线严重畸变，不能真实反映地层性质。因而，在井眼条件很差的井中，无法用测井信息进行有效的油气层评价与地质解释。钻井液性能对测井质量也有严重的影响，用盐水钻井液钻井时，由于井眼内高电导率钻井液在井轴方向的分流作用，导致测量的视电阻率明显降低，形成的低电阻率侵入带，更导致视电阻率偏低。在钻井液侵入时尤为突出，严重时，可能造成油气层呈低电阻率的水层显示，导致油气层评价失误；当钻井液滤液电阻率(Rmf)与地层电阻率(R。)接近时，储层自然电位(SP)曲线几乎呈直线显示，失去了区分渗透层的能力。当钻井液中含
109、有大量重晶石时，使岩性密度测井曲线严重失真；特别是，具有良好鉴别岩性能力的有效光电吸收截面指数(户。)曲线严重畸变，无法应用。同时，钻井液密度过大，也易造成仪器严重遇卡，导致所测曲线严重畸变。当采用氯化钾钻井液时，钾盐将使自然伽马和能谱测井中的钾曲线数值明显偏大，造成不能真实反映地层的自然放射性；钻井液中氯离子又会造成中子测井曲线发生明显的畸变。实践表明，水基钻井液的浸泡引起泥岩的蚀变和井径扩大，从而使测量的声波时差和中子孔隙度明显增大，密度值明显偏低。因此，钻井液性能对测井质量起着至关重要的作用。当采用不适当的钻井液时，导致测井曲线严重畸变，不能真实地反映地层及孔隙流体的性质，不能用于有效的
110、油气层解释。由此可见，良好的钻井液和井眼条件是保证测井信息质量和解释成功率的必要条件。同时说明，对测井信息进行环境影响校正的必要性与重要性。因此，在测井解释前，特别是在用计算机对测井数据作定量计算之前，均必须对原始测井曲线进行必要的和适当的环境影响校正，尽可能地消除环境因素的影响，使校正后的测井曲线尽可能真实地反映地层及孔隙流体的性质。只有这样，才有可能使测井数据处理与解释结果获得良好的地质效果。（3） 测井曲线数字滤波处理核衰变、中子与原子核的作用、伽马量子与核外电子的作用等均具有随机性质，从而导致核(放射性)测井曲线出现许多与地层性质无关的统计起伏变化。有时候，由于某种原因使某些测井曲线会
111、出现许多与地层性质无关的毛刺干扰。有的碳酸盐岩剖面的声波曲线也出现许多毛刺。显然，用这些具有统计起伏或毛刺干扰的测井曲线作数据处理，会给计算的地质参数带来很大的误差；统计起伏或毛刺干扰严重的曲线，根本不能直接用作数据处理。因此，在测井数据预处理中，必须设法把这些与地层性质无关的统计起伏和毛刺干扰滤掉，只保留曲线反映地层特性的有用成分。显然，带有统计起伏与毛刺干扰的测井曲线具有两种成分：短周期的干扰信号，它具有随机性质，与地层性质无关；较长周期的有用信息，它是反映地层性质的趋势37成分。我们的目的是要有效地抑制或消除这些毛刺干扰，同时又能很好地保持和分离出代表地层性质的有用信息。为此，可采用滑动
112、平均数字滤波法来实现这个要求。2 2交会图技术交会图技术（technic of cross plot and frequency cross plot）交会图是用于表示地层测井参数或其他参数之间关系的图形。在测井解释与数据处理中，常用的交会图有交会图版、频率交会图与 Z 值图、直方图等。测井分析者常用它们来检查测井曲线质量、进行曲线校正、鉴别地层矿物成分、确定地层的岩性组合、分析孔隙流体性质、选择解释模型和解释参数、计算地层的地质参数、检验解释成果及评价地层等，用途十分广泛，成为测井解释与数据处理强有力的工具。（1）交会图版交会图版是用来表示给定岩性的两种测井参数关系的解释图版。它们都是根据纯
113、岩石的测井响应关系建立的理论图版，是测井解释与数据处理的依据。主要有岩性一孔隙度测井交会图版、用于识别地层岩性的MN 和 MID 等交会图版、用于鉴别地层中粘土矿物及其它矿物的交会图版等。岩性一孔隙度测井交会图版是当前测井解释与数据处理中广泛用来研究解释井段的岩性和确定地层孔隙度的交会图版。这类交会图版主要有中子一密度、中子一声波、声波一密度、密度一岩石光电吸收截面指数等交会图版。它们都是对饱含水的纯地层制作的，井内为淡水或盐水钻井液。根据单矿物岩性的b与CNL值确定的点在图中位置，可由相应纯岩性的孔隙度标尺求得该岩石的 值。当用岩性孔隙度测井交会图版作解释时，首先要对测井值作环境影响校正；然
114、后再用图版解释。如果岩石骨架是由一种单矿物组成，则由交会点位置便可以直接确定岩石性质和孔隙度值。如果岩石骨架是两种矿物组成的，则根据交会点的位置，用线性比例算法，即可求出地层孔隙度和这两种矿物的相对含量（百分比） 。这种解释方法称为双矿物法。相对来说，用中子密度交会图版确定常见岩石性和孔隙度最好，它对各种常见岩性都有较高的分辨力 （各纯岩性之间的距离较大） ， 还可用作油气校正；其次是中子声波交会图版，对常见岩性的分辨力也较强，特别是对砂岩石灰岩的分辨办还略优于中子密度交会图版，因声波测井要受地层压实程度的影响，又不能用作油气校正，声波一中子交会图的应用不及中子一密度交会图广泛；声波一密度交会
115、图版中常见岩性线间的距离均较近，对常见岩性的分辨力最差，它对盐岩、石膏和硬石膏等蒸发岩类的分辨菌较强，用在膏盐剖面判断岩性较好。在使用上述交会图版时，常常发现由于地层中的泥质、天然气、次生孔隙以及井眼扩大的影响而使交会点发生有规律的偏离。因此，在用上述岩性孔隙度测井交会图版确定地层岩性和孔隙度时，应先对测井值进行井眼、泥质、油气等影响作适当校正。当然，也可以利用交会点有规律的偏离现象，来探测含天然气层。（2）频率交会图和 z 值图频率交会图就是在 xy 平面坐标（可分为 10050 或 100100 个单位网格）上，统计绘图井段上各个采样点的数值，落在每个单位网格中的采样点数目（即频率数）的一
116、种直观的数字图形，简称为频率图。 Z 值图是在频率交会图基础上引入第三第曲线 z（称 z 曲线）作成的数据图形。Z值图的数字表示同一井段的频率图上，每个单位网格相应采样点的第三条线 z 的平均级别。采用 z 值图的主要目的是为了识别岩性、含泥地层和检验井壁垮塌或凹凸不平的井段。通常，选用自然伽马 GR、自然电位 SP、电阻率或井径作为 z 值。38（3）直方图直方图是表示绘图井段某测井值或地层参数或频率分布的图形。 直方图的绘制方法是用横坐标轴代表测井值或地层参数，并将它分为若干个等间距的区间，统计给定井段内落入各个区间的采样点个数（称为频数。 ）以频数为纵轴显示出来，便得到频数分布直方图。相
117、对频率用纵轴显示出来，便得到频率分布直方图。3 3、测井解释油气层的判别标准、测井解释油气层的判别标准（limits for oil and gas bearing bed on logging）作为测井解释最常规的技术油气层评价，它是油藏描述的基础与核心。测井解释油气层是一个复杂、带有实践性与经验性的技术分析过程。它是对来自于测井与非测井两大系统的信息，及其数据处理成果的分析与综合，当通过手工解释与计算机处理，把采集的测井信息还原为地质信息之后，所进行的综合评价包括以下的内容。 (1)分析地层的储集特性，找出有意义的产层。特别注意，不要漏掉裂缝性及其它次生作用形成的产层。 (2)根据地区经验
118、和人一机联作方式，把测井信息还原为地质信息，计算反映地层特性的主要地质参数，并分析其可信度。重点在于评价产层的储渗性能、含油性及可动油量。 (3)分析产层的束缚水含量，揭示油气层的特性及含油(气)饱和度界限的变化，把握判断油气层的趋势。尤其要特别注意分析是否有低电阻率油气层存在的可能性。 (4)综合来源于测井与非测井的信息，进行判断分析，搞清储层的气、油、水分布出有关油、气、水层的最佳答案。 (5)评价油气层丰度和产能，预测产层的含水率。从广义上说，测井解释油气层主要包括两方面的内容：一是确定储层所产流体的性质；二是评价油气层的质量，包括产层的储集能力、渗透性能及估价产层的生产能力。如何判断复
119、式油气区多种复杂油气层所产流体的性质，更是测井分析首先面临的难题。当通过人工和计算机数据处理，把各种测井信息综合还原为反映地层特性的地质参数之后，为了达到有效划分油、气、水层的目的。首先要考虑的是地层的含油性，因为它确实是判断储层能否产油气的基本特性与重要前提。一般情况下，含油 (气)饱和度的大小常常被认为是识别和判断油气层的主要尺度，甚至是唯一的标准。从对油气层的直观与感性认识出发，在油气层的储集空间中，油气饱和度大于含水饱和度是地层产油气的必要和充分条件。但是不能将此完全概括油气层自身固有的特点。实际资料表明，有相当一部分油气层的含油(气)饱和度小于 50。油气层在生产过程中之所以不产水，
120、并非产层的储集空间不含水。大量的实际资料表明，任何油气层总有一定的含水饱和度，即使是最好的油气层一般也是如此。更耐人寻味的是，不少油气层的含水饱和度大于50，甚至高达6070，竟然只产油气，不产水。含油性毕竟只是产层静态特性的反映，它只是描述和判别油气层的必要条件，并非充分条件。油气层饱和度的大小归根结底取决于产层的束缚水含量，以致单纯依据油(气)饱和度的数值，很难对储层所产流体的性质作符合实际的描述和解释。（1）油气层含油（气）饱和度的大小主要取决于自身的束缚水含量，随着产层孔隙结构伯不同，其数值变化范围很大。（2）油气没有统一的含油（气）饱和度的界限。（3）含油（气）饱和度的大小，并不是产
121、层在产测试过程中能否出水的唯一与必然标志。对于高束缚水含量的产层，即使油气饱和度小于 50%，仍然可产无水的油气。394 4油气层界限分析油气层界限分析（bourn analysis for oiliness stratum）（1）基本原理在地下油、气、水层的动态规律可由多相流体的渗流理论来描述。油、气、水在储层微观孔隙中的流动，主要取决于它们的相渗透率。这就是说，一个储层到底是产油气，还是产水，或是油水同出，归根结底取决于油（气）水相对渗透率的大小。无论是两相或是三相流动，都要引入迂回系数的概念，下式是分析相对渗透经规律的基础。分析上面列举的相对渗透率表达式可以看出，当饱和度（S0或 SW）
122、数值一定时，随着 SW增大，储层的 Krw相应减少。对于一定的 S0或 SW数值，高束缚水含量的产层比低束缚水含量而变化。低束缚水含量产层的含油饱和度界限往往比较高，高束缚水含量的油气层其数值明显偏小。采用不同渗透率数值的岩样在条件相同的情况下实际测定的相对渗透率曲线。它们都能清楚地反映渗透率的变化对 Swi、Kro、Krw以及油气层含油饱和度界限的影响。随储层渗透率变小，其 Swi增大，Krw减少，而 Kro相对增大（对同一饱和度数值而言） ，油层的含油饱和度界限（指与 Kro=0 相对应的含油饱和度数值）也相应变小。通过以上分析不难理解，为什么低含油饱和度油气层（通称低电阻率油气层）经常出
123、现在粘度小，泥质含量高、渗透率较低的地层。原油粘度也是影响油层界限的另一个重要因素。由相对渗透率的表达式和方程可以得出，油质变稠的结果将使Sor增大，K0及 Kro减少，以及储层产水率增大，即相当于Krw增大。这就是说，在油水共渗体系中，油质变稠将使油的流动性变差，水显得更为活跃。所以，稠油层的含油饱和度界限普遍比稀油层高，只有当含油饱和度数值高时，稠油层才有可能出纯油。在分析油气层的饱和度界限时，还应注意岩石润湿性的影响，这是因为亲水地层比亲油地层具有更高的束缚水饱和度。之所以出现岩性细、泥质含量高的低渗透率油气层或稀油层容易解释偏低，高渗透率的产层或稠油层解释偏高这样两种倾向，其原因在于对
124、上述规律缺乏应有的分析和认识。（2） 评价油气层的基本途径既然储层产流体的性质主要取决于油、气、水在地层孔隙内部的相对流动能力，油气层的最终评价取决于对产层相对渗透率的分析。因此，从这一原理出发，通过测井分析达到这一目的的基本途径主要有两种：一是分析产层Sw与 Swi的关系；二是计算产层的相对渗透率与产水率，定量描述地层的产液性质。产层 Sw与 Swi的关系：这是一条比较容易实现的途径，已由过去的定性分析发展到“可动水分析法”等定量解释方法。其原理是通过分析Sw与 Swi的关系，达到揭示储层相对渗透率的变化和最终评价油气层的目的。解释模型：根据上述原理，可建立相应的解释模型。它不仅具有简明、逻
125、辑严密的特点，而且与产层的实际情况十分逼近。由此可找出油气层进行最终评价的逻辑方程。油层： SO Swi SO Sw1S S ;则S 0wiwmw表明产层只含束缚水（不动水） ，不含可动水，其孔隙空间为油（气）和束缚水所饱和。在这种情况下，指示产层的 Krw=0, Kro1。40油水同层：SO Swm Swi So Sw1S S ;则S 0wiwmw孔隙空间为油（气） 、可动水和束缚水三部分所饱和，指示产层的 0Kro1,0Krw75%左右，趋于干层） ，最后趋于泥岩点。对于落在 45线右下方的点，始终满足 SwSwi，因而 Swm0，产水特征明显，含水率（Fw）随着 Swi/Sw比值的减少而
126、增大，为油层一油水同层一水层。引起油层含油饱和度降低有两个原因：一是束缚水饱和度增加的结果，因为它始终满足Sw=Swi，不会导致出水，是油层一低产油层一干层变化过程的反映；二是可动水饱和度增加的结果，这是产水率增大的反映，属于油层一油水同层一水层的变化过程。采用 Sw=Swi相结合的分析方法，区分这两种不同性质的变化过程所表现出来的优越性，是其他常规解释方法无法比拟的。重叠法重叠法是把 Sw=Swi以曲线形式表示，以统一的刻度和基线显示在成果图上，如果 Sw=Swi基本重叠，即 Sw=Swi，表明产层不含可动水，是油气层的显示。若Swi很大，则趋于干层。如果出现SwSwi的幅度差，表明产层含有
127、可动水，其含水率随着幅度差增加而增大，是油水同层或水层的显示标志。出现 SwSwi的幅度差，是由于计算的 Sw与 Swi参数不够区配引起的。可作为成果质量控制和指示曲型油层的标志。5 5油气层定性解释技术油气层定性解释技术( qualitative interpretation for oil and gas bearing bed )定性解释技术主要是以直觉、视觉知识和推理演绎过程为基础，分析测井曲线的响应特征及其组合关系为基本内容，充分发挥测井分析经验、技能和判断力为目的，所形成的一系列直观分析方法。虽然，这部分技术开始是形成于测井的手工解释阶段。但是，即使到了今天，随着测井数据处理技术的
128、蓬勃发展，它们的作用和有效性不仅不会因此而退化和减弱，反而在成像测井这一新的基础上得到丰富和充实。在油气层41的地质解释和最终评价中，有着不可低估的重要意义和实用价值。定量解释技术主要是以阿尔奇方程及其演绎形式为基础，设计出多种确定与显示储层地质特性的分析方法。测井数据处理与成像分析技术的发展，促使定量解释技术在更高层次上得到推广与应用，其内容与形式也因此而更加丰富，并在分析地层的岩性剖面、岩石结构与裂缝的组合、评价含油性与可动油气、显示典型的油气层以及求解地质参数等方面起着重要的作用。同时，又在这一基础上，推出一些能够更深入、更广泛地描述地层的复杂地质特性，以及解释逻辑更为严密的分析技术。但
129、是，正如我们多次指出的那样，定量分析以及与其相适应的测井数据处理技术，不能替代深人的地质解释。因此，定性与定量解释技术的有机结合，是提高测井地质解释水平的有效途径。（1）提高解释成功率的三个基本要素无论对于单井或多井解释，要取得最佳的解释效果，往往面临着三个重要问题，并构成提高测井解释成功率的三个基本要素。 1) 占有信息量经验表明，解释工作的成败，首先取决于占有的信息量，或更确切说，即主要取决于有效占有信息量问题。为此，首先要解决好信息的采集与处理。在选择测井系列时，要求所采集的测井信息从类型到结构相互匹配，尽量符合合理的技术一经济界限，达到比较深刻地揭示地层特性的目的。同时，要充分发挥测井
130、“人机”系统的作用，有效地提取有用信息，剔除可能存在的假象。而且，对高数据率的测井探测系统所采集的大量具有非确定因素的“伴随”信息，如全波列以及一系列非弹性散射及俘获伽马能谱，也能有效地利用与分析。 2) 测井信息还原于地质参数测井解释的任务在于把所采集的诸多原始信息通过手工与计算机分析，还原为反映地层特性的地质参数，以便对地下的地质情况、产层特性、油气层分布以及油藏特点，作出比较全面的评价和逼近于实际的解释与模拟。测井解释方法及软件系统是实现这一还原过程的桥梁。因此，要用极大的注意力，更加重视解释技术的发展，进一步提高解释软件对地下地质特性的求解能力。把测井数据与反映储层内部的微观结构以及流
131、体性质的地质参数联系起来，分析它们之间的相关关系，仍然是当前研究的重点。近年来，在确定储层的静态特性，如求解岩矿的矿物成分、孔隙度及含水饱和度等方面，已经有了明显的进展。在有利的地质条件下，对于计算渗透率、束缚水饱和度、相对渗透率、产水率等难度较大的参数，也取得相应的突破。但是，如何应用测井信息求解产层的动态特性，定量地确定地层的产液性质与产能，描述产层的水淹状况，确定剩余油饱和度以及管外的剩余油储量等方面，还存在着许多未被探索的课题。所以，无论从深度和广度看，解释技术的发展都有十分广阔的领域。 3) 分析信息之间的关系这里蕴含着两个方面的意思：一是注意排除测井信息本身的多解性；二是要尽可能地
132、提高来源于测井与非测井两大系统信息综合求解地层特性和提供最佳解释答案的能力。经验表明，为了成功地进行油气层评价，一般都应有如下的来自于测井与非测井信息及其分析成果的支持，并由此组成评价系列。如果取全上述各项信息，识别储层的产液性质就显得比较容易。但是，在大多数情况下，基于受工程、技术、经济等因素的制约，摆在测井分析家面前的信息类型和数量仍然有限，这是对他们的技能与判断力的挑战。但是，只要遵循综合解释的正确42思路与分析方法，一般都能在油气层评价过程中克服由于信息、技术等原因而形成的障碍。6 6测井解释的几种主要难题测井解释的几种主要难题( some special problem in ide
133、ntification of oil and gas bearing bed )（1）低电阻率砂岩油气层评价具有高束缚水含量的低含油饱和度油气层是其中的一种主要类型。特点是油 (气)饱和度接近或低于 50，地层电阻率指数(或电阻增大率)I3。因此，电阻率与邻近水层比较接近。但是，这种油气层的低电阻率是一种相对概念，是以接近邻近水层的电阻率为其标志。电阻率的绝对值可能很低，也可能较高。例如，对于高矿化度地层，电阻率绝对值很低，甚至在 051m 左右，接近或低于周围泥岩的电阻率。对于低矿化度地层，电阻率绝对值可能不很低，但与邻近水层十分接近，不易被识别。（2）低孔隙性砂岩油气层评价低孔隙性砂岩油气
134、层的解释难度主要表现在以下三个方面：低孔隙度地层的骨架对测井信息的贡献远大于孔隙部分的贡献， 从而大大降低了测井信息对孔隙流体性质的分辨率。通用的解释模型与实际产生了比较大的偏离， 难以如实地描述地层的特性。 这不仅会造成孔隙度计算误差的偏大，而且难以保证产层含油饱和度的正确求解。低孔隙性储层具有双重孔隙结构，粒间孔隙与微裂缝并存。经验表明，这时对储渗性能有重要贡献的微裂缝， 即使采用三孔隙度与三电阻率测井系列， 其显示并不明显，容易在解释过程中被忽略。钻井液滤液沿着裂缝侵入，使油层电阻率降低，导致对地层含油性的悲观评价。（3）淡水特性的砂岩油气层评价在淡水地层剖面上，油、水层测井响应特征的差
135、别明显变小，很大程度上降低了测井信息对油、水层的分辨率，成为当今测井解释工作普遍公认的难题。其中最重要的原因，在于描述产层特性的阿尔奇模型与方程，发生了机理性的偏离。这时，关于储层岩石骨架不导电的假设，由于泥质或粘土表现出不可忽视的附加导电性，而使电阻率的基本表达式出现了明显的不适应。为了如实地表达这一特性，需要建立新的解释方程，合理地选择输入参数，对泥质或粘土的附加导电性进行相应的校正。实例说明，一个具有淡水特性的重质油藏，地层水矿化度很低，约800mg/l。虽然产层泥质含量并不高，一般都在 10以下，趋于纯砂岩的范畴，但是，粘土的阳离子交换能力十分强烈，形成明显的附加导电性。因此，采用阿尔
136、奇方程计算的油层含油饱和度明显偏低， 平均值约为 4， 表明需要进行泥质影响校正。 若选用 Waxman-Smits方程计算含油饱和度，油层含油饱和度平均值可达 46.9左右，仍比实际偏低。如何建立与地层实际特性相逼近的解释模型与方程，以及正确求解地层的泥质含量，成功进行淡水油气层评价的关键。实际上，这一问题尚未得到解决。（4）薄层碳酸盐岩油气层评价在我国东部发育不少薄层碳酸盐岩油藏，主要分布在下第三系沙一段及沙四段地层中，储层属于波浪动力学作用下的滨浅湖相沉积，一般为碎屑岩，局部也有化学沉积的产物。它们的特点是：具有双重孔隙结构的储集类型。一般，孔隙型与裂缝型兼备，包括晶间缝隙型等。从剖面宏
137、观组合到每个油层的微观组合，岩性都十分复杂。一般可归结为三43大类(白云岩、石灰岩与碎屑灰岩类)共十七种岩性。甚至在 12m 厚的油层中，就可由 36 种碳酸盐岩类所组成，含油性也很不均匀。油层厚度小， 产能较高。 油层厚度一般均在 lm 以下， 而具有甚高的生产能力。（5）裂缝性油气层评价这种类型油气层的主要特点是基块孔隙度极小，裂缝呈明显的单向性发育，地层各向异性表现突出， 表现出强烈的单向导电规律。 它们的岩性可以是碳酸盐岩、 变质岩(如花岗片麻岩)或火成岩等。这种类型油气层的评价难度，明显大于趋于各向同性的裂缝性储层。原因主要在于缺少能够揭示与评价地层产液性质的测井手段。因此，这种类型
138、油藏必然具有颇大的勘探难度，只有搞清地区性的裂缝分布格局，并沿裂缝走向采用矩形井网方式布井，即沿着裂缝走向采用大井距，沿着垂直于裂缝走向采用小井距这样一种方式布井，才有可能提高探井的勘探成功率。从这个意义上说，搞清地区性裂缝分布格局，是成功地进行裂缝性油气藏勘探的一把钥匙。7 7油气水层多参数判别分析技术油气水层多参数判别分析技术( technic to distinguish oil and gas bearing bed by multi parameters)（1）判别分析法原理此技术为应用数理统计中的判别分析法，差别分析就是此类型的一种。根据样品的多种性质，应用统计学方法在求得已知一些
139、样品分类规律的基础上，选取适当的综合指标，对未分类样品的归类进行判别。从统计学观点看，测井解释中判断油气、水气和煤层等问题，实际上就属于判别分析问题。在测井数据处理中采用的判别分析，根据所要判别总体种类的数目，可分为两组和多组判别分析法；根据所采用变量的数目，可分为两元和多元判别分析法；根据判别函数 R 与原始变量的关系，又可分为线性和非线性判别分析法。对于多组性判别析，在研究中心是把它们分解为相邻的两组线性判别问题进行。此外，还有逐步判别分析法，它是在判别分析过程中，根据各个自变量的重要性大小，每一步把一个最重要的自变量选入判别式，并把已失去原有重要性的自变量及时地从判别式剔除出去，使得最终
140、判别式中仅仅保留最重要的自变量。在这些方法中，以两组二元线性判别分析为最基本的方法。进行判别分析时， 首先要计算判别向量 C 及建立判别函数 R； 其次是确定判别准则；最后还要进行显著性检验。为了要进行正确判别，首先要从测井计算的参数和其它来源的参数中选择出最能反映油水层特点的参数，排出一个向量 z（z1，z2，zP）作为判别分析的观察值。这些参数彼此间尽可能独立，如 z1为含油饱和度，z2为反映砂岩粗细、泥质含量和束缚水饱和度的岩性参数， z3为反映侵入性质及程度的系数， z4为原油粘度， z5为孔隙度，z6为反映岩石的润湿性参数等。假设选择判别向量为 C（C1，C2，CP） ，建立产判别函
141、数为 R，样品点判别向量方向的投影 R，就是对样品的 P 个变量作线性变换，有z0zR C Z c1,c2,cp1 c1z1c2z2 cpzp(3 28)zp每个采样点都有一个 R 值。式中C1，C2，CP是待定系数。我们可以按照使两类总体之间区别最大，而每类内部的离散性最小的所谓费歇（ Fisher）准则，根据油、水层的观察数据来确定。为此，需要根据已有试油资料或确有把握的油层与水层的上44述参数，来建立油层和水层两类统计总体。 n 个油层xi (xi1,xi2,xip) i 1,2,n m 个水层xi (yi1, yi2, yip) i 1,2,m根据这两类统计总体提取判别信息。所谓提取判
142、别信息，实质上是进行坐标变换，以使之两类统计总体在新坐标系中的差别最大。可选择判别向量 C 为油水层界线，采用线性变换方法来进行坐标变换，即将油层和水层的样品点沿 C 向 R 轴投影，从而使得油层和水层在 R 轴上差别最大。（3） 应用在地电阻率、低含油饱和度的油层和其它复杂储层条件下，当只根据地层电阻率或油气饱和度不能准确判别油气水层时应用此技术。8 8重叠法油、气和水层快速直观解释技术重叠法油、气和水层快速直观解释技术(oil and gas bearing bed identification useing overlaping dircetly)（1）技术原理快速直观解释是根据纯岩石解
143、释模型，通过识别测井曲线幅度差异或测井交会图特征来评价地层岩性、含油气、可动油和可动水等的定性解释技术。通常分为重叠法和交会图法两大类。重叠法是指采用统一量纲，统一横向比例尺和统一绘图基线绘出的原始测井曲线或计算参数曲线，然后将这些曲线重叠，按曲线幅度差来进行地层评价的方法；交会图法是指用测井数据或计算参数作成交会图，然后按交会图上数据点的分布特征来进行地层评价的方法。这些方法主要是在井场或解释组进行初步的油气层和水层的解释，以便及时为钻井、完井、试油或进一步计算机处理解释提出建议。下面重点介绍线性刻度的曲线重叠法。（2）技术应用1）双孔隙度重叠显示含油性我们知道，岩石电阻率大小主要取决于连通
144、孔隙中水的含量。因此，对纯岩石用阿奇公式和深探测电阻率 Rt计算出地层孔隙度。实际上它反映地层的含水孔隙度w，即：w maRwRt(3 231)将含水孔隙度w与孔隙度测井得出的地层有效孔隙度重叠，在水层，=w；在油气层，w。由此可见，双孔隙度重叠时，曲线幅度差（-w）反映地层含油气孔隙度h，可用来划分油气层和水层。在定性解释中，通常取 Sw2w。w由感应测井计算， 用声波孔隙度s作为有效孔隙度。 双孔隙度曲线基本重合时，表明是水层；当双孔隙度有明显的幅度差，表明是油气层。 2）三孔隙度重叠显示可动油气和残余油气由 Rt和 Rxo曲线按阿尔奇公式或其他饱和度方程得出的 Sw和 Sxo，可计算地层
145、含水孔隙度w和冲洗带含水孔隙度xo。w =Sw；xo=Sxo由、xo、w三孔隙度曲线重叠，可有效地显示地层的含油性、残余油气和可动油气。即有：含油气孔隙度：h=-w；45残余油气孔隙度：hr=-xo；可动油气孔隙度：hm=xo-w因此，与xo幅度差代表残余油气，xo与w幅度差代表可动油气。目前，三孔隙度重叠显示可动油气和残余油气已成为常规测井数据处理成果图的重要组成部分。需要指出的是，采用孔隙度曲线重叠，要求目标井段内钻井液滤液侵入不太深，基本不变，岩性稳定，有水层。这样其重叠幅度差的物理意义明确，应用效果较好。 3）可动水法分析法可动水是指储层中可以流动的地层水，即非束缚水状态下的地层水。显
146、然，地层含水饱和度(Sw)是可动水饱和度(Swm)与束缚水饱和度(Swb)之和，即：Sw Swm Swb；Swm Sw Swb因此，Swb和 Sw重叠可显示可动水。在油气层；SwSwb，Swm0；在水层，应有SwSwb , Swm 0；对于油水同层，介于两者之间。此技术在应用时，由于注人淡水，故水淹后仍显示较高的电阻率，容易造成计算偏低这一假象。与常规的含油性和可动油气分析相比，可动水分析法显示出对于水淹层解释有明显的优越性。此外，这种方法对判断低阻、低含油气饱和度和高束缚水饱和度地层的油气层，划分油水过渡带，判断油水边界附近的疑难层都有较好的效果。 4）视地层水电阻率和钻井液滤液电阻率重叠根
147、据阿尔奇公式分别由下式得出的 Rwa和 Rmfa称为视地层水电阻率(Rwa)和视钻井液滤液电阻率(Rmfa)，则有：RwaRtRtmFa；RmfaRxoRxomFa应用这两条曲线重叠除了判断油、气、水层外，还可了解钻井液侵入性质。对于水层RwaRw；油气层 Rwa（35）Rw。同理，RmfaRmf时为水层，Rmfa Rmf时说明冲洗带含有残余油气。应用这种方法要注意钻井液侵入的性质，因为淡水钻井液侵入很深时，会使电阻率曲线偏高，水层也可能有较高的电阻率显示。因此，对于淡水钻井液钻的井，重叠有以下三种情况： Rmfa RwaRw，说明侵入很浅，比时水层划分是正确的。 Rmfa Rwf,说明冲洗带
148、可能含有残余油气。这时，如果 RwaRw，则进一步证实为油气层。（3）RmfaRwf，且 RwRwaRwf，说明钻井液侵入很深，井壁附近地层冲洗严重，使Rmfa接近 Rwf，这时对由 Rwa划分的可能油气要作进一步研究。因为 RwRwaSorSw=SwirSxo=Sw=SwirSwm=0Swm=0Som=0水层Sw=Sxo=1So=Sor=0SoSor水淹层SxoSwSwirSwSwir可动流体分析法主要用于污水水淹层，反韵律沉积的水淹层。对于淡水淹层，当计算的水淹后混合液体矿化度比较符合实际情况时，用该方法也能获得比较满意的效果。1111 定量评价储层产液性质和水淹级别定量评价储层产液性质和
149、水淹级别( quantitative analysis for the oil and gas bearing bed )（1） 基本原理单井水淹层的定量评价是通过计算以剩余油未核心的产层参数来完成的。这些参数包括泥质含量、中值粒度、孔隙度、渗透率（空气渗透率、油和水的相对渗透率） 、含水饱和度（包括束缚水饱和度） 、各种含油饱和度、含水率、驱油效率、采出程度、产能指数等。关于储层参数计算及水淹层定量评价，除了应用以体积模型为基础的测井响应方程和阿尔奇方程及其它理论方程外，各油田都建立了适合自己的测井解释经验方程。根据油、 气、 水在微观孔隙的共渗理论， 将裸眼井测井求得的储层含水饱和度 Sw
150、束缚水饱和度 Swr同套管井 C/O 测井求得得动态含水饱和度 Swco结合起来，进一步计算在开发过程中油相和水相动态相对渗透率及含水率参数，便能比较全面地描述地下油、气、水得特性，以及油田开发后的开采动态，监测油、气、水的运动，达到分析剩余油气分布和挖潜增产的目的。由 C/O 测井求得的动态含水饱和度 Swco，计算油的动态相对渗透率 Kroc和水的动态相对渗透率 Krwcm Swco SwbKrwc 1 SwbKrochSwco Swb Swco Swb 11 S*11 S Swborwb上式中， Swb和 Sor为地层束缚水饱和度与残余油饱和度； m、 n、 h 为经验系数， m=3-4
151、，n=2-1,h=1-2。油和水的动态渗透率 Koc、Kwc为：Koc= K * KrocKWc= K * KrWc式中 K 为地层绝对渗透率。储层产水率 Fw的计算，要注意产层气油比(GOR)的影响。用 C/O 测井计算的 Fw的公式为：FWC=1/A ； A=1+KrcoUwBoKrwcUo49式中，UO、UW为油和水的地下粘度；Bo为储层含油体积系数。 Bo = 1.05+ (0.05+GOR)/100如果油水比用 WOR 表示，则：WOR =BoKrwcUoKrocUwFWC =WOR/（1+WOR）通过分析 C/O 测井和裸眼井测井计算的地质参数，可以确定同一储集条件下产层及其产液的
152、性质，划分油层水淹的级别。（2） 油层未被水淹的油气层，储集空间被油（气）或束缚水充填。只有束缚水无可动水，可表示为： So+SWb= So+SW= SoCO+SWCO = 1SWB=SW =SWCO , SWm= 0式中，SoCO、SWCO分别为 C/O 测井求得的含油饱和度和含水饱和度；SW为裸眼井测井计算的地层含水饱和度；SWb、SWm为束缚水和可动水饱和度；SWm= SW- SWb。当 SWb= SW时，即 So= 1 - SWb，且 SWCO=SW时，说明储层为油层，至今尚未水淹。表明射孔处只产油不出水。其产水率 FWC =0，KRWC =0, KROC=1 。（3） 油水同层或水淹
153、层储集空间被油（气） 、可动水及束缚水充填。即有束缚水也有可动水，此时：So+SWb+ SWm = So+SW= SoCO+SWCO= 1SWCO SWb；SWm= SWCO - SWb0 。因为 SoCO =1- SWb0，SWm 0,储层可能同时产油、产水，地层为油水同层或水淹层。0 KROC 1, 00；当 SWCOSW时，说明储层已经水淹，其水淹程度可由 FWC来评定，10% FWC30% 为弱水淹；30% FWC80% 为中等水淹；80%SW与，SoCO =Sor (残余油饱和度)时，说明油层已经完全水淹；当 SWCOSW时，油（气）倒灌。四、参考文献四、参考文献1 尚作源地球物理测井方法原理 石油工业出版社19872 姜文达等油气田开发测井技术与应用石油工业出版社19953 谭廷栋等测井学北京：石油工业出版社，19984 黄隆基放射性测井原理 石油工业出版社19855 李舟波，秦绪英，梅忠武等油气勘探开发测井技术应用调研报告19976 测井新技术应用石油工业出版社19957 李能根，陆大卫，刘凤亮等实用英汉石油测井技术词汇地质出版社199950
