测井资料地质应用88页.docx
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测井资料地质应用88页
研究生教学讲稿
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我把幼儿在园里的阅读活动及阅读情况及时传递给家长，要求孩子回家向家长朗诵儿歌，表演故事。
我和家长共同配合，一道训练，幼儿的阅读能力提高很快。
学院（系、部）
一般说来，“教师”概念之形成经历了十分漫长的历史。
杨士勋（唐初学者，四门博士）《春秋谷梁传疏》曰：
“师者教人以不及，故谓师为师资也”。
这儿的“师资”，其实就是先秦而后历代对教师的别称之一。
《韩非子》也有云：
“今有不才之子……师长教之弗为变”其“师长”当然也指教师。
这儿的“师资”和“师长”可称为“教师”概念的雏形，但仍说不上是名副其实的“教师”，因为“教师”必须要有明确的传授知识的对象和本身明确的职责。
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教研室
课程名称
测井资料地质应用
主讲教师
职称
讲稿（首页）
课程
名称
测井资料地质应用
课程编号
S013033
学分
2
任课
教师
李雪英
职称
讲师
学时
总学时（40）其中：
讲课（40），实验（0），上机（0）
类别
学位课（）必修课（）选修课（√）
授课
对象
博士（）硕士（）专业学位（√）
教学
目的
要求
能利用测井资料对生油层、盖层和储层进行综合评价，对可能形成的构造进行粗略计算和判断，并能用测井资料解释砂泥岩剖面、复杂岩性剖面（包括低阻油层、致密油层、煤层、气层和火成岩的储层等等）。
基本
教材
主要
参考
资料
《测井资料地质应用》
《测井资料及油气评价新技术》
《测井新技术应用》
《测井资料综合解释》
课程讲稿
授课章、节
绪论
授课方式
（请打√）
理论课√讨论课□实验课□习题课□其他□
课时
安排
2
教学要求
（请打√）
掌握□熟悉□了解√
教学重点、难点：
重点：
测井地质的重要作用，重要地位
测井地质学解决地质问题
测井地质学研究主要内容
测井多井储集层描述（岩石、孔隙及其流体系统）与评价
测井地质学研究的一般工作方法
课程讲稿
主要教学内容、课堂讨论题目、实验项目名称、课后思考题目等
备注
一、测井地质学的性质及形成和发展过程
测井地质学是近年来迅速发展起来的一门新兴边缘学科，它是随着当代测井技术的迅速发展、计算机技术在石油勘探中的广泛应用、以及模式识别、群论、计算机图形学等新兴学科新技术的引入而迅速发展起来的。
测井地质学的发展适应了当前石油勘探投资少、见效快的特点。
在石油勘探开发中应用越来越广泛。
S.J.皮尔森（prision）1970年首次发表的并于1977年再版的《测井资料地质分析》一书，为测井地质学奠定了良好的基础，他系统阐述了测井资料在碎屑岩沉积相带识别、异常地层压力预测、油气水分布及水动力条件等方面的应用。
测井地质学的含义与目前普遍熟悉的单井岩石物理参数定量研究有本质的区别。
它在于将测井资料同地质现象紧密结合起来，用测井手段来研究沉积学和地质学等方面的问题，实现预测和圈定一定范围油气资源、最终达到查明油气分布规律的目的。
二、解决地质问题
1．石油勘探初期，测井地质学进行油气区域预测
2．油田区域地质研究中，用于研究岩相、沉积环境和沉积构造
3．研究生油岩，确定生油岩有机质含量和生烃潜力
4．研究盖层，确定盖层的封盖性能
5．在石油勘探开发中，利用测井地质学可以进行储集层综合研究，进行油气藏静态、动态描述等
总之，测井地质学在油气勘探开发中具有十分重要得作用，它的主要任务就是根据测井资料解决油气勘探和开发中遇到的各种地质问题。
三、测井地质学研究主要内容
1．基础地质研究
地层：
确定沉积体系域，研究它们各类测井响应特征，进行井间和体系域分析。
如测自然伽马能谱井划分海相、陆相等不同沉积环境地层，
电缆式地层测试器的压力剖面划分地层，
声波与电阻率测井对欠压实泥岩地层或不整合界面进行识别，
地层倾角测井对不整合面的反映
自然伽马、自然电位等测井对砂岩颗粒大小与旋回具有的相关性划分沉积旋回等。
地质构造样式：
对油气层内微构造解释、构造样式研究是测井地质学研究的内容。
课程讲稿
主要教学内容、课堂讨论题目、实验项目名称、课后思考题目等
备注
地应力与裂缝分析：
根据测井资料研究井旁地应力大小与方向，并对储集层裂缝的产状、张开度、裂缝密度等进行定量解释与评价，包括裂缝发育规模、期次、角度与组合关系规律，研究其形成机理，从而与地质构造背景研究相结合，建立地质和数值模型进行裂缝分布预测。
用测井解释
地应力的研究成果可用于研究现代地应力对裂缝性地层的改造，研究油气运移与聚集。
测井沉积学研究：
区域沉积相和小层沉积相两种规模研究
2．石油地质研究
1）测井解释饱和度的岩石物理研究（岩电实验与研究）
围绕以阿尔奇公式为基础的饱和度评价模型，在孔隙结构及油气在孔隙中分布、粘土附加导电性、油藏温度、压力和润湿性等对油气层电学性质的影响等方面进行了大量研究。
目前，用测井解释法与毛管压力技术计算油气藏饱和度方法，已是国际石油公司的常规作法。
大斜度井、水平井钻遇层状地层非均质性储集层，电测井面临电各项异性介质（其水平与垂直方向电阻率相差较大），岩石物理实验与研究及测井响应模型与算法都是目前正在研究的热点。
2）测井多井储集层描述（岩石、孔隙及其流体系统）与评价
以测井为主，立足地质与岩心多学科结合，描述岩石、孔隙及其流体系统的综合研究过程，对粒间孔隙为主的油气层，测井解释饱和度的方法与应用主要有以下几个方面内容：
（1）质量可靠的数控测井；
（2）半渗透隔板法毛管压力测量及与之联系的岩电实验、质量可靠得压汞资料；
（3）目的层段关键取心井的储集层地质分析与深入的岩石物理研究，并建立精细的测井解释模型；
（4）“岩心刻度测井”技术，包括钻井液浸泡油气层对电测井影响的岩石物理经验校正，精确计算饱和度为主的各项储集层参数；
（5）分析油气藏中储集层与饱和度分布规律及预测气、油、水界面等；
（6）测井分析油水过渡带长度，即最小含有圈闭与圈闭含油气丰度；
（7）探索以多井测井解释为框架，标定和约束地震，对复杂储集层进行预测。
3）低电阻油气层机研究与解释
低电阻油气藏的形成机理、分布特征、识别方法
4）盖层与烃源岩的测井评价
盖层封闭的有效性，分类、识别；烃源岩的地质特征与测井响
课程讲稿
主要教学内容、课堂讨论题目、实验项目名称、课后思考题目等
备注
应，生烃能力等。
3．钻井、油藏工程地质应用
井壁稳定性研究、注水设计与调整、岩石力学参数、粘土矿物成分、钻井液设计、压裂与改造油层方案、试油等。
五、测井地质学研究的一般工作方法
测井地质学工作方法的核心是“地质刻度测井”，或称“岩心刻度井”，针对地质任务建立精细解释模型。
测井地质学一般遵循下述工作流程：
1．区域地质分析
充分了解目标区内地层、构造、沉积、生储盖性质及其组合、工程地质与基础资料，初步研究区内主要存在的地质问题与关键难题，以及测井地质可能研究与解决的问题
2．钻井岩心和野外露头观察与岩石物理实验
“测井地质”形成了立足岩心与岩石物理实验与研究，以测井资料为主的多学科结合的半定量与定量处理与解释方法。
3．数据准备
测井资料、地质、岩石物理实验与分析的准备与预处理
4．“地质刻度测井”和“岩心刻度测井”
立足岩心与岩石物理实验与研究，建立精细的测井储集层与地质解释模型，这一个过程是反复优化的过程，最终成果也同样需要用地质、岩心、测试资料检验。
5．测井地质学处理与解释
有关计算参数的选择研究，遵循“立足地质实际”和不断进行优化的原则，测井储集层描述与测井地质解释在三个层次测井解释（它与勘探进程同步）：
单井测井解释、精细测井解释、多井测井解释，按不同勘探程度和占有资料多少进行。
关键是要解决油气藏中饱和度与储集层物性分布规律与所碰到的地质难题，提出改进的油藏地质模型。
6．地质目标评价
通过对地质目标的各种测井地质评价参数、综合编图，阐明地质目标的控制因素及分布规律，为勘探开发提供可靠依据
教学后记：
课程讲稿
授课章、节
第一章烃源岩的测井识别
授课方式
（请打√）
理论课√讨论课□实验课□习题课□其他□
课时
安排
6
教学要求
（请打√）
掌握√熟悉□了解□
教学重点、难点：
烃源岩的地质特征
烃源岩的测井解释方法
烃源岩的测井评价参数
泥质岩盖层测井评价参数
有效盖层的识别与评价
课程讲稿
主要教学内容、课堂讨论题目、实验项目名称、课后思考题目等
备注
一、烃源岩的地质特征
（一）、地质特征
烃源岩主要是在低能环境下沉积的粘土和碳酸盐淤泥。
亨特（J．MHnt，1979）将烃源岩限定为“曾经产生并排出足以形成工业性油气聚集之烃类的细粒沉积”。
蒂索（B．P．Tissont，1978）则将“可能产生或已经产生石油的岩石叫做烃源岩”。
在进行烃源岩研究时，所涉及的对象往往是，既有成熟的烃源岩，也有末成熟的烃源岩。
按亨特的定义，将未成熟的烃源岩定义为“潜在烃源岩”，将成熟并产生排烃的烃源岩定义为“有效烃源岩”。
石油伴生气的生气岩，也可理解为包括在烃源岩之内的一种情况，因为它们之间有着内在的成因联系。
至于“煤型气”的源岩，则是煤系地层的特征。
（二）、测井响应及应用
1.自然伽马测井
富含有机质的生油气岩常伴随有高放射性元素，生油气岩常有较高的自然伽测井值，经常用异常高的自然伽马测井值来确定生油岩（Beer，1945；Swanson，1966）。
根据自然伽马及其能谱中的铀含量，评价烃源岩的TOC。
应用自然伽马测井评价有机质的经验公式为：
I有机质=α（GR烃源岩-GR普通泥岩）（α-地区经验系数）
3.密度测井
固体有机质的密度比周围的岩石骨架低，可用密度测井来估算有机质含量（Schnlolter，1979）。
经统计分析，可作出密度-TOC关干酪根系图。
课程讲稿
主要教学内容、课堂讨论题目、实验项目名称、课后思考题目等
备注
式中：
ρb、ρm、ρk、-分别为岩石、骨架、干酪根的密度值。
4.电阻率测井
成熟生油岩中电阻率急剧增加，可能与不导电的烃类有关。
5.声波测井
烃源岩比非烃源岩具更多的有机质，声波时差较高。
采用体积平均法（Wgllie转换），经统计分析，得出应用声波测井评价TOC的函数为：
应用各种测井相应特征，评价烃源岩得TOC时，应注意影响因素，有针对性地进行。
（三）烃源岩的定义及地质分类
1.泥质类烃源岩
2.碳酸盐岩类烃源岩
3.煤系气类烃源岩
（四）烃源岩的识别方法
1.烃源岩的岩相分析
2.烃源岩的地化分析
（五）烃源岩的测井分析方法
1.烃源岩的测井响应
2.烃源岩的测井识别—烃源岩的单一的测井方法分析
二、烃源岩的测井解释方法
（一）、电阻率一孔隙度测井组合—交会图
1．密度-电阻率交会图
2.声波时差-电阻率交会图
以上方法的优点是声波曲线和电阻率曲线对孔隙度的变化反映很灵敏，一旦确定了给定岩性的基线，那么孔隙度的变化影响两条曲线的响应，一条曲线的移动对应另一条曲线的移动，移动幅度可对比。
（二）、自然伽马-电阻率组合
泥质和泥岩段的自然伽马放射性都高于GRl，可以断定三种类型层段：
课程讲稿
主要教学内容、课堂讨论题目、实验项目名称、课后思考题目等
备注
（1）当孔隙度增加时，不合有机质的泥质和页岩层段电阻率减小；
（2）含干酪根页岩段，电阻率随着孔隙度略有变化；
（3）含干酪根、油和气的页岩段，电阻率随孔隙度增加。
（三）、声波时差-自然伽马组合
不含有机质泥岩基线之上所表示的层段是富含有机质的页岩。
在GR—Δt图上每一个富含有机质层段可由两个差异值表征：
（1）放射性d（GR）＝GRlog—GR1
（2）时差d（Δt）＝Δtlog—Δt1
这两个值中的每一个值都与页岩段的总有机质含量（干酪根、油、气）成比例，它们的乘积IX是：
IX＝（GRlog—GRl）×（Δtlog—Δt1）
其中，Ix是总有机质含量的相对量度。
相同深度的岩屑或岩心得到的干酪根、油和气的测量数据相加得到TOC利用有机质的重量来刻度Ix是可能的。
伽马放射性对固体有机质（干酪根）确实相当敏感，时差却对气或油相当敏感。
具有低d（GR）和高d（Δt）的层段应含有一些气。
具有高d（GR）和低d（Δt）的层段会含有较多的固体有机质。
中间值应归于油和干酪根的混合地段。
三、LOGES系统的烃源岩测井解释方法
（一）、烃源岩的概念模型
（二）、生油岩含油气饱和度
式中：
Swt——生油气岩含水饱和度；
Rwc——生油气岩中水电阻率；
φt——生油气岩总孔隙度；
Rt——生油气岩电阻率。
系数a、b和指数m、n可通过岩电实验取得。
新区采用经验值a=0．62,b＝1，n=2，m=2.15
Sog=1一Swt
（三）、生油气岩总孔隙度和有效孔隙度
（四）、烃源岩的测井评价参数
1.生油岩剩余烃含量VHC
剩余烃含量VHC，是指残留于油气源岩孔隙中的油气含量。
VHC的大小，与生油气岩有机质的类型、丰度、成熟度和产烃率有关。
课程讲稿
主要教学内容、课堂讨论题目、实验项目名称、课后思考题目等
备注
VHC反映生油气岩是否已经生成油气和生油气量大小的一个参数，是区分有效生油气岩、无效生油气岩及非生油气岩的标志。
VHC＝φt·Sog
φt是单位岩石体积的百分数；VHC的单位则是单位生油气岩体积的百分数。
2.生油气岩成熟门限的确定
生油气岩未成熟时，这时VHC随着有机质丰度的变化有较小的变化。
生油气岩成熟后，VHC的大小则是由孔隙中的油气和有机质对孔隙度测井响应和对电阻率测井的响应共同引起的，这时VHC值将有较明显的数值变化，成熟度越高，VHC的变化幅度将越大。
当处理的暗色泥岩剖面中出现较明显VHC值变化的深度，是生油气岩成熟的门限深度。
3.生油气岩产烃率HCI
生油气岩产烃率：
HCI＝VHC·DHYC/DMT
式中：
DHYC——生油气岩中剩余烃的含量；
DMT——生油气岩的岩石密度
HCI的单位是g／g，既每克生油气岩生成烃的质量——产烃率。
4.生油气岩的成熟度matu
碳是干酪根的主要元素成分，通过对地下干酪根所含碳元素变迁过程的研究，可以获得干酪根向石油烃演化程度的信息。
剩碳率a值是一个衡量干酪根向石油烃转化程度的参数。
它是指尚未转移到油气和氯仿沥青中的干酪根对全部有潜力碳的比例。
关于剩余碳a值，可根据时间、温度关系等进行计算.当取得剩碳率值后，便可根据下式计算其成熟度：
matu＝1一a
5.生油气岩总有机碳TOC
产烃率HCI是每克生油气岩中总有机碳TOC转化成熟后产生的烃，TOC：
TOC＝HCI／matu
单位为每克生油岩中有机碳质量。
根据有机碳质量可进一步计算每吨岩石中有机质的质量，用于评价生油气岩有机质丰度。
四、盖层测井分析与评价
（一）、盖层概述
课程讲稿
主要教学内容、课堂讨论题目、实验项目名称、课后思考题目等
备注
盖层（是一个相对概念）作用是防止油气逸散。
通常人们把那些逸散率相对较小的岩层成为盖层。
1.盖层的分类
按岩性分有：
泥岩、页岩、碳酸岩盐、盐岩、膏岩盖层
按作用与展布情况：
区域盖层、局部盖层和隔层
按储盖邻接关系：
上覆盖层与直接盖层
2.盖层的封闭机理
泥岩作为盖层，其封闭机理有三个：
（1）毛细管力封闭：
毛细管具有较高的驱替压力和阻止烃类扩散；
（2）压力封闭：
由于具有异常压力而阻止烃类逸散；
（3）浓度封闭：
由于盖层具有较高的烃类，从而阻止储集层烃类扩散。
（二）、泥质岩盖层测井评价参数
1．厚度
自然电位、自然伽马、自然伽马能谱。
2．含砂量
含砂量大，可塑性降低，脆性增大，易产生裂缝，尤其针对深层裂缝。
3．总孔隙度
可动流体与被粘土矿物束缚部分的流体总和-反映压实程度30%。
计算岩石突破压力
4．有效孔隙度
评价盖层质量的重要参数，新地层--总孔隙度老地层--有效孔隙度
5．泥岩裂缝
6．渗透率-孔隙度、含砂量、束缚水
7．粘土矿物分析
可塑性和膨胀性：
蒙脱石＞伊/蒙混层＞高岭石＞伊利石＞绿泥石
（三）、有效盖层的识别与评价
1．有效盖层的识别
能够直接封闭油气的直接盖层
2．泥质岩盖层等级划分
（四）、其它岩性盖层的测井分析
1．盐岩、膏岩盖层
盐岩、膏岩是在高蒸发环境下的产物，在地下常以晶体结构存在，结构紧密，渗透性极差，是优良的封盖层基质。
课程讲稿
主要教学内容、课堂讨论题目、实验项目名称、课后思考题目等
备注
盐岩和膏岩由于其特殊的物质结构，测井值常趋于某一特定值，成为测井资料判别盐岩和膏岩的基本标准。
用测井资料判别膏岩、盐岩层，然后用测井资料来标定地震资料，预测膏岩、盐岩层的空间展布，可有效地分析膏岩、盐岩的封闭作用。
2．碳酸盐岩盖层
碳酸盐岩基质孔隙度一般都很低。
基质孔隙度反映碳酸盐岩做盖层是完全可以的，但是碳酸盐岩大多存在后生成岩改造，使之产生次生孔洞、溶洞、裂缝等。
这些次生孔隙的出现，使碳酸盐岩由盖层转变为储层，失去封闭油气的能力。
成岩后生改造作用经常是不均一的，它将大面积展布的碳酸盐岩分割成鸡窝状。
局部看，可能是优质封盖层，整体看，它可能是破碎的封盖层。
碳酸盐岩的封盖性能，用单一一项技术判断是困难的，实验室分析、测井分析、精细地质解释三者紧密结合，是判断碳酸盐岩封盖层封闭性能的唯一途径。
课程讲稿
主要教学内容、课堂讨论题目、实验项目名称、课后思考题目等
备注
3．煤岩盖层
煤岩自身孔隙度很低，又具有可缩性，在构造运动不太活跃的地区，煤岩常可作为油气的封盖层。
埋藏较浅、构造运动活跃的地区，煤岩也可出现构造裂缝，使煤层失去封闭刚气的能力。
煤岩测井响应值很明显，用测井资料很容易判别煤层。
用测井资料识别煤层，并综合分析煤层是否存在次生裂缝，达到评价煤层封盖性能的目的。
五、储盖组合测井分析
1．储层、盖层的搭配关系
2．有利储层段分析
3．油气层和残余油气层解释
当用测井方法对每层泥页岩盖层作出质量评价后，便可进行储盖组合测井的三方面分析评价：
（1）储层、盖层的搭配关系；
（2）有利储集层段分析；
（3）油气层和残余油气层解释。
其中：
（1）和
（2）主要用于测井地质评价；（3）主要用于油、气、水层的分析解释。
储盖组合测井解释是指在进行储集层油、气、水层划分时，不但要考虑储集层的孔、渗、饱和含气指示等指标。
而且还要考虑储集层上方直接盖层的封闭性能和对储集层的封闭作用。
优质、良好的盖层是储集层保存油气的必不可少的条件。
气层比油层对盖层有更高的要求，气层需要优质、良好等级的盖层才能得以保存，而油层有中等以上级别的盖层即可得以保存。
教学后记：
课程讲稿
授课章、节
第二章碎屑岩储层沉积相带的测井分析
授课方式
（请打√）
理论课√讨论课□实验课□习题课□其他□
课时
安排
8
教学要求
（请打√）
掌握√熟悉□了解□
教学重点、难点：
1、教学重点：
沉积相基本概念
用自然电位曲线划分沉积相的基本原理。
利用自然伽玛和自然伽玛能谱曲线分析沉积相带
常见的几种沉积环境分析
碎屑岩测井沉积微相建模与划分
利用倾角测井资料研究沉积相
测井相分析的方法步骤
2、教学难点
沉积构造、沉积体结构的测井解释模型
沉积体内部充填结构测井解释模型
判别古水流方向判别古水流方向的方法
沉积构造的成像测井解释
课程讲稿
主要教学内容、课堂讨论题目、实验项目名称、课后思考题目等
备注
第一节测井相的基本概念
一、沉积相基本概念的回顾
沉积相：
是沉积环境及在该环境中形成的沉积岩特征的综合。
沉积环境：
海洋、湖泊、河流、沙漠等等。
是由一系列环境条件组成，包括自然地理条件、气候条件、大地构造条件、沉积介质的物理条件和化学条件。
沉积相标志：
颜色、岩性、沉积结构、沉积构造、古生物、沉积垂向韵律、砂体形态。
二、测井相概念形成的过程
美国的测井地质学家S.J.Pirson1970年在《测井资料地质分析》书中首次系统的阐述了测井资料在碎屑岩沉积相识别中的应用。
但并没有明确提出测井相的概念。
法国地质学家O．Serra于1979年在他撰写的《测井资料地质分析》书中首次提出了测井相概念，目的在于利用测井资料（即数据集）来评价或解释沉积相。
国内出现测井相提法是在1986年。
广泛应用是在1990年以后。
三、测井相的定义
O.Serra认为测井相是“表征地层特征，并且可以使该地层与其它地层区别开来的一组测井响应特征集”。
测井相有2种表述形式：
一是利用测井曲线形态和倾角测井成果图件定性表述。
二是用一个n维数据向量经过运算后定量表述。
1、测井曲线形态
测井相定性分析就是从一组能反映沉积相特征的测井响应中，提取测井曲线的变化特征，包括幅度特征、形态特征、变化趋势等以及其它测井解释结论（如沉积构造、古水流方向等），将地层剖面划分为有限个测井相，用岩心分析等地质资料对这些测井相进行标定。
2、n维数据向量
测井相定量分析事实上是一个n维数据向量空间，每一个向量代表一个深度采样点上的几种测井方法的测量值，如自然伽马（GR）、自然电位（SP）、井径（CAL）、声波时差（AC）、密度（DEN）、补偿中子（CNL）、微球型聚焦电阻率（RXO）、中感应电阻率（RIM）、深感应电阻率（RID）这样一个9维向量就是一个常用的测井测量向量。
用测井测量值进行计算机处理结果，如孔隙度（Ø）、饱和度（Sw）、渗透率（K）、骨架参数Vmal，Vma2，Vma3…及泥质含量（Vsh）、粉砂指数SI等来表征。
测井相分析就是利用上述测井响应的定性方面的曲线特征以及定量方面的测井参数值来描述地层的沉积相。
测井系统愈完善，测井质量愈好，测井相图反映实际地层沉积相的程度也就愈好。
用数学方法及知识推理确定各个
课程讲稿
主要教学内容、课堂讨论题目、实验项目名称、课后思考题目等
备注
测井相到地质相的映射转换关系，最终达到利用测井资料来描述、研究地层的沉积相。
所谓测井相，就是表示沉积物特征，并可使该沉积物与其它沉积物区别开的一种测井响应。
测井岩相=f（密度、声波、中子、伽马、电位、电阻率、自然伽马能谱等）。
四、测井相标志与地质相标志的关系
测井相中数据向量每一维都可称作一个测井
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