《测井储层评价方法》思考题及答案.docx

1、测井储层评价方法思考题及答案一、论述及思考题1.简述测井学或测井技术的基本特点。答：测井学的特点是：（1）测量的特殊性；（2）方法多样性；（3）应用的广泛性；（4）信息转换存在多解性。测井技术的特点有：1）测量的特殊性：地下的情况是很复杂的，测井仪器在测井时的分辨率或探测深度要受井眼和围岩等因素的影响，导致测井得到的信息和真实地层信息有差异；2）信息转换存在多解性：利用测井仪器测量地层的物理参数，从而解释地层的基本情况，由于地层物理参数如一个电阻率值对应的岩性是多样的，这就造成了测井解释结果的多解性；3）方法多样性：测井技术往往是测量多组地层参数的信息，然后综合多种信息对地层进行评价；4）应用

2、的广泛性：测井技术的特点具有区域性，在不同的地区，地质构造的过程有所差异，而使得测井结果有所差异，但是曲线的相对变化差异并不大。2为什么说测井结果具有多解性？如何避免或降低测井资料解释应用的多解性？ 答：测量对象的复杂性、测量误差以及测量方法的不匹配性决定了测井结果具有多解性。每种测井方法均有各自的探测特性和适用范围，每种测井信息都是地层某一种物理性质和物理参数的反映，都只是一种间接的信息，并且测量过程受井眼环境、测量装置性能等因素影响，故将测井得到的物理信息转换为各种地质和工程参数或信息时就存在多解性。避免或降低测井资料解释的多解性，一方面要根据预定的地质任务，选择几种合适的测井方法组合综合

3、测井系列，应用适当的解释方法，从多种物理特征上综合分析和认识地层的地质特征；另一方面要将测井同钻井、取心、录井、地层测试等其它来源的地质资料配合起来综合分析与判断。3概述测井资料在石油勘探开发中的主要应用。答：在石油勘探开发中，测井资料的应用可概括为如下四个方面：（1）地层评价 以单井裸眼井地层评价形式完成，包括单井油气解释与储集层精细描述两个层次。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决策提供依据。而后者的目的在于对储集层的精细描述与油气评价，主要内容有岩性分析，计算地层泥质含量和主要矿物成分，计

4、算储集层参数：孔隙度、渗透率、含油气饱和度和含水饱和度、已开发油层（水淹层）的剩余油饱和度和残余油饱和度，油气层有效厚度等等，综合评价油、气及其产能，为油气储量计算提供可靠的基础数据。（2）油藏静态描述与综合地质研究 以多井测井评价形式完成，将多井测井资料同地质、地震、开发等资料结合，作综合分析评价，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）、地震等资料间的相互深度匹配与刻度；地层和油气层的对比，研究地层的岩性、储集性、含油气性等在纵、横向的变化规律；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

5、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参数。（3）油井检测与油藏动态描述 在油气田开发过程中，研究产层的静态和动态参数（包括孔隙度、渗透率、温度、压力、流量、油气饱和度、油气水比等）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、水淹状况以及其采出程度，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。（4）钻井采油工程 在钻井工程中

6、，测量井眼的井斜、方位和井径等几何形态的变化，估算地层的孔隙流体压力和岩石的破裂压力、压裂梯度，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。测井数据处理与综合解释P14.测井资料为什么需要“解释”？论述测井储层及油气评价的基本思路。答：测井资料记录的是地层岩性的物理参数，例如电阻率，电导率，声波时差及伽马计数率等，并不是记录的真实地层的情况，我们必须通过综合测井的各种因素（如测井仪器的局限性，区域性等），对测井资料进行综合的解释分析，以得出与真实地层信息相符的

7、解释结果。测井储层及油气评价的基本思路：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及其它次生作用形成的产层。2）根据地区经验和人机联作方式，把测井信息转换为地质信息。计算反应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饱和度界限的变化，把握判断的趋势，同时，要特别注意分析是否有低电阻率油气层存在的可能性。4）综合来源于非测井的信息，搞清储集层的油水分布，提出有关油、气、水的最佳答案。5）评价油气层的丰度和可能的生产能力，预测产层的含水率。5常规9条曲线指哪些测井方法？它们分别用于解决储层

8、评价中的什么问题？答：9条曲线测井方法解决储层评价的问题岩性曲线井径测井识别岩性，观察井径变化自然伽马测井主要用于判断岩性和估算泥质含量自然电位测井识别沙泥岩，确定地层水电阻率和地层厚度，进行地层对比孔隙度曲线密度测井判别地层岩性，计算地层孔隙度中子测井确定地层孔隙度，识别气层，与密度重叠判别岩性声波速度测井计算地层孔隙度，识别气层，评价套管井的水泥胶结质量电阻率曲线深测向（感应）测井确定原状地层视电阻率,评价含水饱和度浅测向（感应）测井确定冲洗带或侵入带视电阻率，评价含水饱和度微电阻率测井确定井壁泥饼或泥浆电阻率6概述常规九种测井方法的物理基础。答：常规九种测井方法主要为：井径、自然伽玛、自

9、然电位、深中浅电阻率、中子、声波、密度。它们可归类为三种系列，详见下表：测井方法物理基础相关说明（测量）岩性井径仪器臂张开贴到井壁上即得井眼直径。井眼直径自然伽玛岩石的自然放射性是由岩石中放射性核素及其含量决定的。天然放射性元素自然电位参考电极与地面电极之间的电位差。电阻率深电阻率通过提供人工电流，在井内建立电场，然后进行电位差测量。这个电位差反映了电场的分布特点，此特点决定于周围介质的电阻率。原状地层的电阻率中电阻率冲洗带的电阻率浅电阻率井壁附件的电阻率孔隙度中子中子与地层的相互作用是中子测井法的物理基础。测井中，将单位体积纯淡水的含氢量规定为一个单位，而单位体积岩石和纯水的含氢量称为含氢指

10、数。主要反映地层的含烃量声波滑行波在岩石中传播的时间t等于滑行波在岩石骨架中的的传播时间tma与在孔隙流体中的传播时间tf之和。密度散射伽玛射线强度为被射线所照射的环境物质的体积密度的函数。（康普顿效应）反映岩石体积密度7.常规9种测井仪器的测量结果是什么？用列表方式总结其测量物理量、分辨率、探测深度及主要影响因素。测井项目测量结果测量物理量纵向分辨率探测深度主要影响因素自然电位测量电极与地面参考电极间的电位扩散电动势4 m泥浆电阻率；地层温度；储集层厚度；侵入情况自然伽马地层天然GR放射性强度伽马射线的计数率约60-80cm20cm泥质含量；高放射性矿物等井径井眼直径井眼直径地层的岩性；深度

11、等密度地层体积密度地层体积密度源距的大小，一般为20-40cm贴井壁测量约5cm仪器刻度；自然放射性；井眼；泥饼厚度等中子地层含氢指数地层含氢指数源距的大小，一般为35-60cm贴井壁测量约5cm天然气；井眼；泥饼厚度等声波地层纵波时差地层纵波时差源距的大小，一般在0.5-1m之间沿井壁测量井眼；地层的岩性；泥浆侵入等微电阻率井壁附近电阻率电阻率5cm5-9cm泥饼；井眼等深感应（深测向）原状地层电阻率电阻率2m（0.2m）1.7m（115cm）井眼；侵入带；围岩；地层电阻率等中感应（浅测向）冲洗带电阻率电阻率1m（0.2m）0.8m（35cm）井眼；侵入带；围岩；地层电阻率等8阐述或图示用S

12、P资料计算地层水电阻率的方法和流程。答：根据公式，（其中、分别是你将滤液和地层水的等效电阻率）可以用SP资料计算Rw。主要步骤如下：1） 选择较厚的完全含水的纯水层，取其SP异常幅度为该层的静自然电位SSP；2） 计算自然自然电位系数k：k=70.7(273+T)/298, T=To+G*D/100;3） 计算比值；4） 确定标准温度下（24oC）的地层水电阻率：确定标准温度下泥浆等效电阻率；确定标准温度下泥浆滤液电阻率；确定标准温度下泥浆滤液等效电阻率， 确定标准温度下地层水等效电阻率，；确定标准温度下地层水电阻率： 5）确定地层温度下的Rw： 9综述GR能谱测井资料在评价泥质含量（包括粘土

13、类型）、烃源岩(有机质丰度)方面的应用。答：由总计数率求泥质含量：（详见放射性测井原理P62推导）SVCT=(CTS- CTSmin)/(CTSmax- CTSmin) SVCE=(2 SVCTGCUR-1)/(2GCUR-1)SVCT用总计数率求出的泥质含量指数；CTS总计数率；CTSmin纯地层计数率；CTSmax页岩总计数率；SVCE用总计数率求得的泥质含量（体积）；GCURHilchie指数。由釷含量求泥质含量：（放射性测井原理P80）SVTh=(Th- Thmin)/(Thmax- Thmin) SVTE=(2 SVThGCUR-1)/(2GCUR-1)SVTh用釷含量求出的泥质含量

14、指数；Th釷含量，其角码min和max分别表示纯地层和泥质含量的最小和最大值；SVTE用釷含量求得的泥质含量（体积）。由钾含量求泥质含量： SVK40=(K40- K40min)/(K40max- K40min) SVKE=(2 SV K40GCUR-1)/(2GCUR-1)SVK40用钾含量求出的泥质含量指数；K40钾含量，其角码min和max分别表示纯地层和泥质含量的最小和最大值；SVKE用钾含量求得的泥质含量（体积）。 通常釷和钾的含量与泥质含量的关系比较稳定，当然如果铀含量与泥质含量关系稳定也可用铀来计算。究竟选什么做为最好的测定泥质含量的方法，这要根据具体地质条件来定。 在测井常遇到

15、的地层中，粘土岩含油天然放射性核素最多，粘土岩包括泥岩和页岩，主要由粘土矿物组成（含量大于50%）。各种粘土矿物对粘土岩放射性的贡献不同，如：（1）高岭石：高岭石的化学式为AlSi4O10OH8，亦可写作Al2O32SiO22H2O，此种矿物多为酸性，常出现在陆相沉积中，它本身不含放射性元素，且其阳离子交换能力远不如蒙脱石，对放射性物质吸附力较差，对粘土岩的放射性贡献较小。（2）蒙脱石：蒙脱石也称胶岭石或微晶高岭石，化学式为，它本身也不含放射性元素，但其阳离子交换能力较强，每克蒙脱石的表面积为269m2（每克高岭石为19m2），对放射性物质吸收能力强，含有较多的氧化铀。它对粘土岩的放射性贡献最

16、大。（3）伊利石：其化学式为K1,Al 2Si, Al4 O10OH2n H2O。它本身含有钾，具有放射性，对氧化铀离子有一定吸附能力。伊利石也叫水白云母。（4）绿泥石：绿泥石族粘土矿物中以鲕状绿泥石分布最广，其化学式为Fe2+AlSi,Al O10OH8nH2O。它本身无放射性，且其阳离子交换能力低，缺乏放射性附着物。由此我们可知，通过伽玛能谱测井测出不同放射性物质的计数率，则可由其来推测粘土类型。大量研究证明，岩石中的有机物对铀的富集起着重大作用，因此应用自然伽玛能谱测井能在老井和新井中，在深度和平面上追踪生油层和评价生油能力，以及有效地确定有机质丰度。10Archie公式的由来及应用条件

17、？答：Archie公式的由来：早期的测井方式主要是电阻率测井和自然电位测井，由含水纯岩石体积物理模型导出的电阻率相应方程： 对于给定的完全含水纯岩石，是固定的，也是不变的，因而含水纯岩石的电阻率，与孔隙度中地层水电阻率的比值是一个常数。用电阻率不同的盐水饱和同一个砂岩岩心，并分别测量水的电阻率和岩样电阻率，还测量有效孔隙度。计算结果表明，同一岩样用不同的得到的比值为一个常数。而孔隙度不同，其比值是不同的。由此我们可以得出Archie公式。Archie公式的应用条件：被研究的地层应当是完全含水的，而且泥质含量要少。11威利公式的由来及应用条件？答：1956年，Wyllie等人总结了国内外实验研究

18、和理论分析，提出了威利平均时间公式，认为声波在单位体积岩石内传播可分为两部分，一试岩石骨架部分，其体积是1-，声速为Vma，另一部分是充满流体的孔隙，体积为，声速位，则声波在岩石中的传播时间为这两部分的传播时间之和， 即，用声波传播时间形式写为：，孔隙度就可表示为。其应用条件：无次生孔隙，压实和胶结良好的纯砂岩地层。 12为什么密度、中子测井经常被组合应用？论述其物理实质及依据？答：密度测井所测为岩石骨架的体积密度b，中子测井的计数率与地层含氢指数H有关，H=9bx/M。它们均以饱和淡水纯石灰岩为标准刻度后，所测得的石灰岩层段的孔隙度值相等。这样在标尺采用相同刻度后，在曲线上它们的显示应该是重

19、合的（石灰岩层段）。但有不重合现象时，我们就可以通过此“重叠相面法”对地层进行岩性识别。另外比如遇到气层，我们就会发现密度孔隙度值偏高（b降低，=(m-b)/ (m-w)，则升高），而中子孔隙度值偏低（含氢指数降低）。（可见地球物理测井P262）13若井眼垮塌，会对测井结果有什么影响？答：井眼垮塌，对于贴井壁测量的仪器和探测深度较浅的仪器影响较大。井眼垮塌是指由于钻井或泥浆侵入等因素的影响而使部分井眼的直径增大。测井仪器在该位置上记录的信号不能反映真实的地层特性，而是井内的泥浆的信息。主要的表现为：微电阻率测井曲线平直，且数值很低；声波时差曲线产生周波跳跃；在扩径最大的地方，密度测井明显变小，

20、数值基本为泥浆的密度；中子测井的视孔隙度明显增大；特别是井壁成像的仪器会在图像上形成水层的特征，由于电阻率很小。14以HDT仪器为例，叙述地层倾角测井基本原理。答：HDT即高分辨率倾角测井仪。它由4个互相垂直的电极壁推靠到井壁上，可测量到4条微电阻率曲线，通过相关对比法可计算出微电阻率曲线的高程差。1-3、2-4极板可以测得2条互相垂直的井径曲线。另外有机械装置可测得1号极板方位角、井斜角和井斜方位角。根据空间几何学，用与地层斜面垂直的单位法向矢量可以表示底层倾斜面的情况。那么有了以上所得数据就可以计算地层倾斜角和倾斜方位角：1）计算仪器坐标系中的地层层面上的单位法向矢量n的三个分量,根据公式

21、可计算得到和；2）若井斜或仪器倾斜，则要把变换成大地坐标系下的地层层面上的单位法向矢量的三个分量，再根据公式可计算得到和。-矿场地球物理P29715画出同向牵引正断层地层倾角矢量图？答：16简述主要的成像测井仪器测量原理及基本应用（以FMI、AIT、ARI、DSI、CMR为例）。答：FMI：电流回路为上部电极-地层-下部电极，上部电极是电子线路的外壳，下部电极是极板。测量时，八个电极全部贴井壁，由地面MAXIS-500装置向地层发射电流，记录每个电极的电流强度及所施加的电压，反映井壁四周地层微电阻率的变化。FMI传感器测量的电流有3个分量：1）高频分量；2）低频分量；3）直流分量。测井模式有全

22、井眼、四极板和倾角测量。应用：1）裂缝识别与评价；2）沉积构造研究；3）储层分析；4）计算地层或裂缝的倾角。AIT：包含横向测井，克服了感应测井的不足。采用三线圈结构，运用了两个双线圈电磁场叠加的原理，实现消除直偶信号影响的目的：线圈由八组基本接受单元组成，共用一个发射线圈，使用三种频率同时工作，井下仪器测量多达28个原始实分量和虚分量信号。测井数据传输至地面，经计算机处理，实现数字聚焦，得到三种分频率五种探测深度的测井曲线。应用：1）径向反演；2）侵入描述；3）直观解释；4）径向电阻率变化；5）径向侵入及径向饱和度。ARI：方位电极安装在双向测井仪上，由12个方位供电电极流出的电流流回到地面

23、电极B0，电极被A2电极上、下两部分流出的电流和电极A1、A1、A0及A2流出的电流聚焦，每个方位电极流出的电流也受到两侧相邻的电流聚焦。应用：1)评价裂缝地层；2）薄层分析；3）分析非均质地层；4）计算地层倾角。DSI：偶极发射器能产生沿井壁传播的挠曲波；挠曲波是频散界面波，偶极横波测井实际是根据阿挠曲波的测量来计算地层的横波速度。应用：1）探测气层；2）识别裂缝；3）估算地层渗透率；4）判断地层各向异性；5）分析岩石机械特性。CMR：原子核的动量矩和磁矩，核磁感应，动量矩和磁矩共轴，这使得它成为一个磁陀螺。核磁共振：射频线圈提供和静磁场相垂直的振荡磁波B1 ，使其振荡频率精确等于拉莫频率，

24、以便磁偶极子从振荡磁场中吸收能量发生转换。驰豫时间：磁陀螺沿外场取向使磁化强度数值指数式增长的时间常数T1为纵向驰豫时间。横向驰豫时间T2和岩石颗粒表面驰豫有关。应用：1）确定储层有效孔隙度；2）确定储层渗透率；3）确定残余油饱和度；4）评价低电阻油藏。17从应用的角度分析成像测井技术的特点。答：1）成像测井仪有助于发现复杂、非均质的油气层，除了确定油气含量外，还可以搞清楚储层及产层的静态和动态特征；2）成像测井仪采用最先进的微电子技术和计算机功能，它是一个井下与地面、硬件与软件相结合的系统，能够采集更多的测井信息；3）成像测井仪在不增加测井时间的情况下高速传输数据，在传输到地面之前做了必要的

25、预处理；4）计算机软件系统可进行图像处理和数据分析；5）计算机硬件具有多项功能，不仅改善了测井质量，而且有效利用了测井时间。6）新一代仪器是具有高分辨率、多探测点的电、声、核、磁测井仪器；7）具有一套较完整的适应各类复杂非均匀储层参数定量评价和地质应用、工程应用的软件包。18简述利用毛管压力资料评价储层岩石孔隙结构的方法。答：毛管压力曲线是毛管压力和饱和度的关系曲线。毛管压力曲线可以反映储层吼道的大小和分选程度。分选越好，平台越平缓。由于一定的毛管压力对应着一定的孔隙吼道半径，因此，毛管压力曲线实际上包含了岩样孔隙吼道的分布规律。19如何利用毛管压力资料评价油气藏含油饱和度分布规律？答：利用所

26、测得的毛管压力，按公式，直接将换算成的关系，即可求出油过渡带高度随含油饱和度变化的关系。20阐述泥浆滤液侵入油气层的机理，为什么在油气层会形成低阻环带？答：钻井液滤液径向渗入地层，在向前驱扫可移动的油和地层水过程中，含油饱和度大的地层中油的相对渗透率明显大于水的相对渗透率，所以油的运动速度较快，饱和度前缘与水的矿化度前缘之间的环形带则富含地层水，混合液以地层水为主，电阻率较低，故形成低电阻率环带。因此，低电阻率环带的存在是地层含有可动油的一个充分条件。21论述泥浆滤液侵入油气层动态过程的双感应测井响应变化规律。答：当泥浆滤液侵入油气地层时，泥浆滤液会在含油气地层中形成一个地层水带。当原生地层水

27、的饱和度低时，低电阻率环带明显，随着含水饱和度的增加，环带减弱；当含水饱和度超过60%时，几乎不再出现低电阻率环带；当侵入带增大时，环带的厚度也增大，但当侵入直径大于40-50英寸时，环带可能开始消散。侵入程度双感应测井响应变化规律较浅浅感应测值降低，深感应基本不变，出现正差异中等浅感应测值降低，深感应可能不变，也可能降低较深浅感应测值降低，深感应降低，可能出现两线重合22.利用电路的串、并联原理，讨论泥浆滤液侵入油气层对感应、侧向电阻率测井的影响。答：钻井过程中，不可避免的要应用泥浆，泥浆柱的压力要大于地层压力（防止井喷），在此条件下泥浆滤液向渗透性地层中渗入，并置换了原地层孔隙中的流体，这

28、就是泥浆侵入。对普通电阻率测井的影响：由于泥浆电阻率总比地层电阻率低，泥浆在井内起到了分流的作用，使测量结果比无井影响时要低，此外，井内泥浆电阻率的变化也会对测量结果产生影响。若Rm较高，所测电阻率曲线以明显的高异常显示高阻层；若Rm较低，所测曲线上，高阻层的电阻率明显下降，分辨率也降低，这使因为Rm太低，井内分流加大导致的结果。泥浆侵入对油、水层的影响：一般含油层会出现“低侵”，水层会出现“高侵”。主要是因为泥浆的电阻率一般高于水的电阻率，而小于油的电阻率。这样当侵入水层时，会使冲洗带的电阻率高于原状地层的电阻率，出现所谓的“高侵”；侵入油层时，会使冲洗带的电阻率低于原状地层的电阻率，出现所

29、谓的“低侵”，我们可以利用这种影响来判断油水层。对侧向和感应电阻率影响：由于侧向测井测量电阻率是应用的电阻串联的原理，这就得出其受高阻的影响要大；相反，感应电阻率的测量是应用的电阻并联原理，这就说明其容易受低电阻率的影响。比如当出现“低侵”时，会出现浅感应电阻率值会低于深侧向电阻率值（两者的探测深度相当），就是因为串、并联的影响。23高阻、低阻侵入剖面形成的机制？电阻率测井径向响应特征。答：钻井时，由于泥浆柱压力略大于地层压力，泥浆滤液在压力差的作用下向储集层渗透，由于泥浆滤液电阻率与地层水电阻率不同，泥浆侵入将改变储集层电阻率的径向特征。1）高侵剖面：Rxo明显大于Rt，称为泥浆高侵或增阻侵

30、入。一般是由于泥浆滤液的电阻率大于地层水电阻率引起，因此，淡水泥浆钻井的水层一般是高侵，部分具有高矿化度地层水的油气层也可能为高侵，但Rxo与Rt差别较小。2）低侵剖面：Rxo明显低于Rt，称为泥浆低侵或减阻侵入。在RmfRw时发生低侵，油气层多为低侵或侵入不明显，部分水层和盐水泥浆钻井的水层通常是低侵。 -测井数据处理与综合解释P11024分析测井解释中“岩心刻度测井”和“岩石物理体积模型”两种技术的特点和优势。答：见下表：特点和优势岩心刻度测井应用数理统计的方法建立测井资料与岩心分析资料之间的关系，然后应用这些关系进行定量解释和计算处理。这类方法的基础是岩心分析资料的数量和质量。岩心资料越丰富，越具有代表性，所做的分析化验项目越齐全，这类方法越可靠。反之资料越少，这些少量的岩心资料只能起到验证的作用。这种方法的优点在于快速、直观、简单、参数选取少。在考虑地质参数与测井物理量之间的矛盾关系的基础上，从数据间的统计关系来建立解释模型。目前这类方法已用于油田储量计算、测井定量解释沉积相研究方面。岩石物理体积模型由测井原理方法可知：许多测井方法上测量结果实际上都可以看成是仪器探测范围内岩石物质的某种物理量的平均值。它们的测量参数可以看成时单位体积岩石中各部分的相应物理量的平均值。在岩石均匀分布的情况下，无论任何大小的岩石体积，它们对测量结果的贡献按照单位体积来说都时一样的