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测井原理及应用

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测井 原理 应用
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测井基础知识鄯善项目部测井技术的分类:1、按研究的物理性质分类①电法测井 电阻率测井、自然电位测井等;②声波测井 声速测井、声幅测井、横波测井、声波全波列测井等;③放射性测井 自然伽马测井、自然伽马能谱测井、补偿密度测井、岩性密度测井、补偿中子测井、中子寿命测井等。④其他测井 井温测井、地层测试、井径测井、气测井等。2、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工程测井系列测井起源于法国, 1927年 9月,法国人斯仑贝谢兄弟( 明了电测井,在法国我国测井技术始于 1939年 12月,中国科学院院士、著名地球物理学家翁文波教授(已去世)是中国测井的奠基人。核测井(自然 γ )始于1952年,声波测井始于 1965年。电、声、核测井的起始时间与国外相比分别晚 12年、 13年和13年。1: 500测井项目(全井1: 200测井项目(目的层段)选测项目1 双侧向 1 双侧向 — 微球形聚焦 微电阻率成像2 声波时差 2 岩性密度 声波成像3 自然电位 3 补偿中子 核磁共振4 自然伽马 4 声波时差5 井径 5 自然电位6 井斜 6 自然伽马能谱7 井径8 地层倾角9 双感应 — 八侧向• 气探井测井系列1: 500测井项目(全井 )1: 200测井项目(目的层段)选测项目1 双感应 1 双感应 — 八侧向 地层倾角2 声波时差 2 声波时差 自然伽马能谱3 自然电位 3 补偿中子4 自然伽马 4 补偿密度5 井径 5 自然伽马6 井斜 6 自然电位7 微电极8 4米9 井径油探井测井系列1: 500测井项目(全井 )1: 200测井项目(目的层段)选测项目1 双侧向 1 双侧向 — 微球形聚焦 地层倾角2 声波时差 2 岩性密度 自然伽马能谱3 自然电位 3 补偿中子 微电阻率成像4 自然伽马 4 声波时差 声波成像5 井径 5 自然伽马 核磁共振6 井斜 6 自然电位 双感应 — 八侧向7 井径气开井测井系列1: 500测井项目(全井)1: 200测井项目(目的层段)选测项目1 双感应 1 双感应 — 八侧向 地层倾角2 声波时差 2 声波时差 自然伽马能谱3 自然电位 3 补偿密度 补偿中子4 自然伽马 4 自然伽马 地层测试5 井径 5 自然电位6 井斜 6 微电极7 4米电阻率8 井径油开井测井系列泥浆围岩地层厚度冲洗带过渡带或环带未侵入带侵入带直径 未向井中通电的情况下 , 放在井中的两个电极之间存在着电位差 。 这个电位差是自然电场产生的 ,称为自然电位 。 在井中的自然电场是由地层和泥浆间发生的电化学作用和动电学作用产生的 。 测量自然电位随井深的变化叫做自然电位测井 。与地面电极 理:测量井中自然电场 - |25 m v|+ 泥浆(稀溶液)侵入带(稀溶液)泥岩 泥岩 砂岩 自然电位 原状地层 1、自然电位测井•曲线特点砂泥岩剖面:泥岩处 线)砂岩处 负异常( > 负异常幅度 与粘土含量成反比, 正比曲线应用① 划分岩层界面② 确定渗透性岩层③ 确定水淹层原理: 测量井剖面自然伽马射线的强度和能谱的测井方法 。沉积岩中含有天然放射性同位素 , 不同岩石所含放射性同位素的数量不同 , 衰变时放射出的伽马射线的强弱也不同 , 因此自然伽马测井曲线能够反映不同地层的岩性剖面 。2、 自然伽马和自然伽马能谱测井2、自然伽马和自然伽马能谱测井岩层中的天然放射性核素 衰变 伽马射线岩性不同 放射性核素的种类和数量不同自然伽马射线的能量和强度不同自然伽马测井曲线 铀 U、钍 R•测量基础① 划分岩性② 地层对比③ 确定泥质含量曲线应用配合其它测井资料或地质录井资料综合解释确定岩层岩性。泥岩曲线幅度值高,砂岩显示低幅度值,对于含泥质岩层,根据泥质含量多少界于上述两者之间。从曲线上比较容易选择区域性对比标准层,所以当其它测井曲线难以进行地层对比的剖面,可以用自然伽玛曲线进行。另外,曲线可在下套管的井中进行,因此广泛应用于工程技术测井,如跟踪定位射孔、找套管外窜槽等。曲线应用原理:不同的地层中 , 声波的传播速度是不同的 。 声波速度测井仪在井下通过探头发射声波 , 声波由泥浆向地层传播 , 其记录的是声波通过 1米地层所需的时间 △ t( 取决于岩性和孔隙度 ) 随深度变化的曲线 。确定岩层孔隙度 , 识别岩性 , 对比地层 、 判断气层岩石越致密,时差越小,岩石越疏松,孔隙度越大,时差就越大。由于声波在水中传播的速度大于在石油中传播的速度,而在石油中传播的速度又大于在天然气中传播的速度,故岩石孔隙中含有不同流体时,可以从声波时差曲线上反映出,尤其在界面上更为明显。线曲 应 用② 划分裂缝性渗透层对于致密岩层的破碎带或裂缝带,当声波通过时,声波能量被大量吸收而衰减,使得声波时差急速增大,有时产生周波跳跃的特征。线曲 应 用4、密度测井和岩性 — 密度测井岩石体积密度是单位体积岩石的质量,单位是 g/石体积密度是表征岩石性质的一个重要参数,它不但与岩石矿物成分及其含量有关,还与岩石孔隙和孔隙中流体类别、性质及含量有关。密度、岩性密度测井的应用 确定岩性和孔隙度根据 般 2,为砂岩; P e =3左右,为白云岩; 左右,为石灰岩等。硬石膏 ρb=盐ρb=、补偿中子测井通过探测地层的含氢量来求地层孔隙度的。补偿中子测井的主要用途有: 声波时差等曲线组合判识储层是否含气 , 计算储层的含水饱和度和矿物成分; 本原理中子源 快中子 地层介质 热中子补偿中子测井( : 测量地层对中子的减速能力,测量结果主要反映地层的含氢量。中子伽马测井( :测量热中子被俘获而放出中子伽马射线的强度。两者均属于孔隙度测井系列。补偿中子和中子伽马测井•应用1、确定储集层孔隙度。2、划分岩性。3、判断气层。4、套管井中子伽马推移测井寻找气层。中子伽马推移测井气层识别图原理:在视电阻率测井的基础上,为了细分层,减少上下邻层、泥浆及井径对曲线的影响,改装电极系,使电极系靠井壁测量岩层电阻率。这样,大大缩小了电极之间的距离的电阻率测井。6 线应用① 确定岩层界面② 划分渗透层③ 确定岩性曲线应用① 确定岩层界面由于它电极距小,紧贴井壁进行测量,消除了邻层屏蔽的影响,减小了泥浆的影响,因此岩层界面在曲线上反映清楚。分层原则是用微电位曲线的半幅点来确定地层顶底界面。对于薄层,必须与视电阻率曲线配合,才能获准确结果。曲线应用② 划分渗透层渗透层处,两条微电极曲线出现幅度差,非渗透层处,两条曲线出现很小的幅度差。微电位曲线幅度大于微梯度曲线幅度,称做正幅度差。渗透性岩层在微电极曲线上一般呈正幅度差。当泥浆矿化度很高,使得泥浆电阻率大于侵入带电阻率,微电位曲线幅度低于微梯度曲线幅度,出现负幅度差。曲线应用③ 确定岩性在碎屑岩沉积剖面上,根据两条微电极曲线幅度差大小,可以定性判断岩石的渗透性好坏,泥质含量的多少。泥岩一般表现电阻率低,曲线平缓无幅度差。渗透性砂岩一般表现曲线幅度值高,两条曲线存在正幅度差。随泥质含量的增加岩石渗透性变差,正幅度差值变小 。原理:根据同性电相斥的原理 , 在供电电极 ( 主电极 ) 的上 、 下方装上聚焦电极 , 使其电流与供电电极的电流极性相同 , 由于电流的排斥作用 , 使主电流只沿侧向( 垂直井轴 ) 进入地层 。7 深浅双侧向曲线重叠判断油水层② 确定地层电阻率 。双侧向视电阻率曲线的特点是对高阻层具有对称性,最大值在地层中点,解释时读最大值,可以确定地层电阻率,且对薄层分层能力比其它电阻测井要清晰得多。根据两条曲线的幅度差可以划分渗透层和油气水层。油层、气层幅度差大,且显示正幅度差,水层幅度差小,或显示负幅度差。曲线应用8 长电极( 4米)测井等。原理:测量岩石电阻率,反映岩石的岩性及所含油水性质。测井时放入井中的那组电极(包括供电电极和测量电极)叫做电极系。分为电位电极系和梯度电极系两类。当地层较薄时,为了估计地层是否具有渗透性,因此采用了分辨能力更高、几乎不受围岩、高阻邻层和泥浆影响的微电极测井。根据各类型电极系测得的曲线在岩层界面的特点,可以准确地确定岩层分界面的位置。在搞清岩性与电性关系的基础上,利用视电阻率曲线可以判断岩层的岩性,划分油气水层。① 划分岩层界面②确定岩性。曲线应用① 用微电极和短电极 ( 曲线划分岩层和确定深度② 用微电极 、 自然电位和声波时差曲线划分岩性和渗透层测井曲线组合应用三参数仪器 张力井温泥浆电阻率测井仪由探头短节和电子线路短节两部分构成。 三参数测井仪测量参数:电缆头 张力泥浆电阻率井眼温度 三参数测井仪位于遥传上部,与遥传仪器一起参加系统组合测井。微球 /补偿密度测井仪 采用贴靠井壁测井,主要测量地层冲洗带电阻率 2’B’0’采用贴靠井壁测井,主要测量地层的体积密度和岩性,用于识别地层岩性和计算地层孔隙度等。补偿中子测井仪补偿中子测井仪是一种具有两道热中子探测器的放射性强度测井仪器。用来测定裸眼井或套管井的地层结构的孔隙度,以及判断岩性和确定泥质含量。是常规三孔隙度测井项目之一。高分辨率双侧向高分辨率双侧向是在传统双侧向的基础上,对电极系进行改进,提出了新型的电极系结构。其特点是:大大地缩短了电极系长度(主电极系为 4既保持了传统双侧向深浅探测深度,又大大提高了纵向分层能力( 在大部分地区,高分辨率双侧向可以取代常规双侧向用于常规测井。电极系结构对比A 1* A 1 A 0 A 0΄ M 2΄ M 1 M 2 A 2 A 1΄ A 1* ΄ A 2΄ A 1* A 1 M 1΄ M 2΄ M 2 A 2 A 1΄ A 1* ΄ A 2΄ 高分辨率双侧向5700双侧向结构排列相似、尺寸不同中间对应电极功能不同工作原理对比深侧向浅侧向)0()0()1('+=()0()1('+=微电阻率成像仪器确定地层产状及层理特征识别裂缝、孔洞等并定量评价根据测井资料分析沉积环境利用测井资料进行井旁构造外推六臂地层倾角 /微电阻率成像仪器极板推靠器电子线路短节绝缘短节绝缘外套遥测 /测斜(回路电极 )电流电流线等位面钻进式井壁取芯器( 字声波 /补偿声波测井仪声幅变密度测井仪固井质量的测井技术,确定水泥与套管,水泥与地层之间的胶结清空,为后续的试油和采油提供便利 。交叉偶极子声波测井仪 声波全波列测井是在发射声脉冲以后依次记录先后到达接收器的滑行纵波、滑行横波、视瑞利波和管波(斯通利波)的波形,以其速度和幅度研究地层性质的一种测井方法。压电换能器量系统以环绕方式在包括整个井眼的 6个角度区块定量测量水泥胶结情况。 阿特拉斯公司的 5700系列扇区水泥胶结测井仪( 该公司 20世纪90年代推出的一种新式固井质量评价测井仪。自然伽马能谱测井仪 自然伽马能谱仪的工作原理是:地层中的伽马射线通过晶体和光电倍增管转换为电脉冲信号后,由电子电路进行能量谱的测量,从而获得岩石总的自然伽马放射性以及岩石中铀、钍、钾的含量。阵列感应仪器 线圈阵列采用双边不对称分布。 由 1个发射和 8组接收线圈组成,每组接收线圈由主辅(屏蔽线圈)两个线圈组成,主辅线圈与发射线圈组成 8个 3线圈系阵列。 构成 8个主测量通道,测量来自 8个阵列的 R 和 处理这些信号,以形成代表不同探测深度的测井响应。 每一个探测深度都是所有阵列测量的组合阵列感应仪器刻度刻度前的准备工作:刻度地点选择:在周围 30米 × 50米内无大的导电物体,地下也无大的导电物体的场所中5102个刻度电阻
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