毛志强测井储层评价测井考试复习.docx

1、毛志强测井储层评价测井考试复习1测井技术或测井学的定义 在钻井井眼中，用特殊的测量装置连续记录井眼所穿过地层岩石的各种物理性质和相关信息，并提供这些记录和信息的直观显示。在一定的物理实验、理论模型、刻度标定或经验统计的基础上，将这些记录转换成地质与工程参数，进而（帮助）解决一些地质与工程问题的一门应用性学科。3、测井信息的存储及处理存储：记录格式、介质、数据库；预处理：环境校正（单井）深度匹配、平滑和滤波、拼接、基线偏移、井眼和侵入校正等；（多井）标准化：不同仪器、不同刻度、及人为因素造成的误差；信息提取及表征：微商、褶积、频谱分析、相关分析；信息匹配及综合反演：岩石物理体积模型、优化求解；图

2、象处理：增强、恢复、编码、重建，识别与定量分析；显示及绘图：生产及解释分析图件。4、信息解释和应用油气评价及储层描述：（单井井剖面）岩性、物性、含油性及生产能力分析评价。油气层识别及评价、油水界面、储层物性、厚度及产能；地质综合研究及油藏描述：（多井、油气藏三维空间）储盖组合、储层分布、流体分布规律、储层参数分布、储量参数计算等。油井与油藏开发及动态监测：剩余油确定及分布预测、产液剖面、开发方案调整；测井地质研究：沉积学、层序地层学、烃源岩评价等基础地质和石油地质研究；工程应用：固井质量、压裂、防砂、井眼轨迹、井壁稳定性、测试等。1.3 测井技术的特点1、测量的特殊性：测量环境的特殊性：井眼中

3、，地下高达数千米深度、高温、高压、充满泥浆、形状不规则的有限空间；测量装置的特殊性：要在如此受限的测量环境条件下实现人工物理场的激发、地层物理信号的接收、预处理和信号的传输；测量空间的有限性：在如此受限的环境运行的测量装置所激发的物理场（空间域）的作用范围是有限的，主要局限于井周附近地层。2、方法的多样性：声、电、磁、核等，频率、能谱，探测深度、分辨率差别。3、应用的广泛性：应用领域几乎涵盖了石油勘探开发的各个方面。4、信息转换存在多解性：从应用的角度讲，测井记录的信息是一种间接的信息。由于测井记录的信息是地层岩石存在的响应，且受井眼环境、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

4、种地质和工程参数或信息时就存在多解性。谭廷栋教授认为多解性有三方面的原因：测量对象的复杂性、测量误差（仪器、环境等）、测量方法的不匹配。测井解释两种技术思路岩心刻度/标定测井；岩石物理体积模型/响应方程/mixing rule1、岩石电学性质 Electric properties of rocks （自然的和激发的 natural & induced）1）自然电位Spontaneous Potential自然电位测井（SP）2)岩石电阻率/电导率 Resistivity or Conductivity of rocks电阻率测井（普通电阻率、聚焦（侧向、感应）电阻率成像测井（FMI、AIT、

5、ARI）3）极化性 Rock polarization介电常数、电容常数介电测井复电阻率测井4）岩石电阻率及其基本规律岩石电阻率(Ro,Rt)与岩石孔隙度、含水饱和度之间的实验统计关系。奠定了测井定量评价油气层的理论基础。 2、岩石的声学性质（速度、幅度、频率、衰减等） 声速测井（BHC） 长源距（全波列）声波 偶极子横波（DSI） 水泥胶结测井（CBL、VDL） 井下声波电视（BHTV） 井周声波成像（CBIL） 3、岩石的核物理性质 Nuclear properties of rocks1）自然放射性 Natural radioactivity of rocks自然伽玛测井（GR）自然伽玛

6、能谱测井（NGR）2）伽玛特性 密度测井（FDL） 岩性密度测井（密度/光电指数（Pe） 3）中子特性 Scattering, Capture(非弹性/弹性散射、慢化、扩散、俘获等） C/O比测井或活化测井（元素测井） 中子测井（SNP、CNL） 中子寿命测井（NLL）4) 核磁共振 Nuclear Magnetic Resonance 核磁共振测井（NMR） 二、九种常规测井方法测井项目符号单位物理意义理论基础/测量方式主要应用影响因素井径CALin或cm井眼直径机械式区分岩性、井眼形状、计算固井水泥用量自然伽码GRAPI地层天然GR放射性强度区分岩性、计算泥质含量、判断放射性矿物自然电位S

7、PmV测量电极与地面参考电极间的电位划分渗透层、计算Rw、Vsh密度DEN、RHOBg/cm3地层体积密度伽马射线与岩石的Compton散射判断岩性、计算孔隙度、气层识别井眼、气、压实、未知矿物中子CNL、NPHI%f地层含氢指数快中子Slowing-down性质判断岩性、计算孔隙度、气层识别井眼、气、泥质声波时差DT/ACs/fts/m地层纵波时差判断岩性、计算孔隙度、气层识别、评价次生孔隙、欠压实或高压层识别微电阻率SFLU、RFOC、MSFL、MLLohm-m井壁附近底层电阻率分层：分辨率高渗透性、识别致密层识别裂缝泥饼、井眼中感应(浅侧向)ILM (RILM)LLS (RLLS)Ohm

8、-m冲洗带(侵入带)电阻率Rxo,判断储层流体性质深感应(深侧向ILD (RILD)LLD (RLLD)Ohm-m原状地层电阻率Rt,判断储层流体性质SLB: 双感应(DIL)-球形聚焦(SFLU),双侧向(DLL)-微球聚焦(MSFL)ATLAS: 双感应(RDIL)-八侧向(RFOC),双侧向(RDLL)-微侧向(RMLL) 3砂岩渗透层划分以砂岩储层为例，概述渗透层在常规测井曲线上的典型特征。1）GR曲线相对低值。随粒度变细，砂岩储层的GR值逐渐增高。若砂岩中含长石或岩屑，GR值将相对升高。2）SP曲线若Rmf Rw, 渗透层的SP曲线相对于泥岩基线表现为负异常;若Rmf Rw，水层高侵

9、，Rt=Rxo，正差异；（？与侵入时间有关否？4）井径曲线渗透层段往往表现为缩径，但也有泥岩缩径。5）孔隙度曲线：非致密层。6）Pe曲线若用重晶石钻井，砂泥岩剖面渗透层则Pe值最高异常响应！二、孔隙度计算：岩石物理体积模型法 纯岩石体积模型 ：测井响应体积模型研究中一般把不含粘土（35%）的岩石称为纯岩石，如纯砂岩、纯灰岩、纯白云岩等。A、声速测井 （威利公式，适用正常压实和胶结的纯岩石） （压实校正公式 ）B、密度测井 泥质砂岩体积模型 A、声波测井 B、密度测井 多矿物复杂岩性、多相流体岩石体积模型 把每种测井方法测量的物理参数均看成是单位体积岩石各组分相应物理量的体积平均值： 基于岩石物

10、理体积模型的测井定量反演处理优化处理：岩石组分（包括固体与流体组分）向量V是一个未知向量，由测井向量T和测井理论响应方程组（非线性或者线性方程组）R求解向量V的命题，从数学上看是一个非线性或者线性系统的优化求解问题测井资料的反演。 三、渗透率估算1、经验模型：一般是建立在孔隙度和束缚水饱和度两个参数之上的统计模型。如Kozeny模型 、Timur模型 、Coates模型等2、多元回归 3、神经网络、灰色系统等技术4、NMR 测井3.4 含油性评价一、阿尔奇公式测井油气识别与评价的理论基础二、油气层定性识别：电阻率比较法（实例，YT1、YML、TZ等）电阻率比较法：与水性、物性条件相当的水层相比

11、较，油气层的电阻率一般要高3-5倍以上！三、含油饱和度定量计算 1、饱和度模型选择：阿尔奇公式纯岩石、粒间孔隙结构；Waxman-Smits方程或双水模型泥质砂岩；多重孔隙结构介质理论模型。2、模型参数的确定岩电参数：m,n,a,b的确定方法（实验、水线法、地区经验等）地层水电阻率Rw（水分析资料、SP法、水层电阻率反求、地区参数）3、Rt交会图法 第四章 泥质砂岩储层测井评价方法（含油饱和度定量评价）Waxman 和Smits模型（简称W-S模型）和双水模型是泥质砂岩测井评价领域两项最具代表性的岩石物理研究成果。这两个模型均是建立在粘土矿物的阳离子交换性质之上1、粘土/泥质的定义粘土：直径小

12、于2m（1/256mm 或8）的层状硅酸盐矿物颗粒；泥质：粘土和其它细颗粒组分组成的混合物。1、离子交换性吸附吸附在粘土矿物表面上的阳离子可以和溶液中的同号离子发生交换作用，这种作用即为离子交换性吸附。影响粘土矿物阳离子交换容量大小的因素主要有三种，即粘土矿物的类型、粘土矿物的分散程度和溶液的酸碱性条件。一、Waxman-Smits模型的初步建立 通过实验测量，Hill和Milburn发现了随溶液电导率（Cw）增加，岩石电导率（Co）的非线性变化规律，如下图所示。Waxman和Smits认为，稀释溶液范围（图中低Cw段）溶液电解质浓度的增加所导致的岩石电导率的急剧增加是由于岩石中粘土表面可交换

13、阳离子的迁移率增加所致。1、泥质砂岩电导率(Co)与溶液电导率(Cw)2、含油泥质砂岩电导率(Ct)与含水饱和度(Sw)假设：油层（Sw2000ohm-m ，GR低（岩性纯），不扩径，孔隙度低、三孔隙度测井数值接近骨架值，各种测井无裂缝显示。2、泥质层： DLL低值， GR高值，扩径，时差、中子增高，密度升高或降低(是否有黄铁矿)。3、碳质层： DLL高值， GR低值，扩径，时差、中子增高，密度降低。二、储层基本特征（常规测井）1、DLL相对低值，2、三孔隙度测井显示具有一定的孔隙度。三、裂缝储层的DLL测井特征1、DLL数值降低：降低的程度正比于裂缝张开度、裂缝的延伸长度等。2、高角度缝(7

14、0度)：正差异，LLd LLs3、低角度缝( LLs4、斜交(40-70度)：无差异，5、网状缝：差异特征取决于哪种产状的裂缝占优。储层类型及测井响应特征实例测井项目未充填的洞穴裂缝孔洞型及孔洞型孔隙裂缝型干层或非储层（基块）（泥质及泥质充填的洞）深浅侧向电阻率明显低值、小于40欧姆米50-1000欧姆米50-1000欧姆米大于1000欧姆米小于100欧姆米声波时差明显增大大于48us/ft曲线平直、47-49us/ft曲线平直，接近骨架值曲线有起伏60-80us/ft中子孔隙度明显增大大于2%曲线平直、接近零曲线平直、接近零曲线有起伏，0%-6%地层密度明显低值、小于2.35g/cm3曲线有

15、幅度起伏，小于灰岩骨架值2.71g/cm3曲线有较小幅度起伏，接近灰岩骨架值，约为2.70g/cm3接近灰岩骨架值，约为2.71g/cm32.65g/cm3左右，曲线有起伏。自然伽玛低值，一般小于15API一般小于15API一般小于15API一般小于15API大于30API井径严重扩径部分有扩径现象部分有扩径现象井径接近钻头直径一般都有扩径现象测井储层评价方法思考题1. 简述测井学或测井技术的基本特点。测井学的基本特点：1）测量的特殊性；2）方法的多样性；3）应用的广泛性；4）信息转换存在多解性；测井技术的特点：1）测量环境的特殊性；2）测量装置的特殊性；3）测量空间的局限性。2. 为什么说测

16、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？主要是因为测井方法均有自身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或物理参数的反映，都只是从某一侧面间接地反映地层的地质特性，因而每种测井信息都具有间接性的特征。同时，井下地层的情况很复杂，加之仪器测量时不可避免地受到井下多种环境的影响。因此，测井结果具有多解性。避免或降低测井资料解释应用的多解性，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性；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.

17、 概述测井资料在石油勘探开发中的主要应用。在石油勘探开发中，测井资料的应用主要有以下四个方面：1地层评价，包括单井油气解释和储集层精细描述，单井油气解释即划分岩性与储集层，确定油、气、水层及油水界面；储集层精细描述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，已开发油层的剩余油饱和度和残余油饱和度，油气层的有效厚度。2油藏静态描述与综合地质研究。主要内容是：测井、地质、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上的变化规律；3油井检测与油藏动态描述。研究产层静态和动态参数的变化

18、规律，确定油气层的水淹级及剩余油气分布，监测产层的油水运动状态。4钻井采油工程。测量井眼的井斜、方位和井径等几何形态的变化，估算地层孔隙流体压力和岩石的破裂压力、压裂梯度，检查固井质量，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。4 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。测井资料记录的是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性及其他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。重点在于评价产层储渗性能，含油

19、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进行判断分析，搞清储集层的油水分布，提出有关油、气、水层的最佳答案。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。6. 常规9条曲线指哪些测井方法？它们分别用于解决储层评价中的什么问题？答：1）自然伽马测井：主要应用于识别岩性和估算泥质含量；2） 自然电位测井：确定地层水电阻率，确定地层厚度，进行地层对比与沉积环境分析；3） 密度测井：识别岩性和计算地层孔隙度；4）井径测井，用于识别岩性和观测井径的变化情况。5

20、）声波测井：确定孔隙度，确定含水饱和度，异常地层压力预测，裂缝检测，确定套管井的水泥胶结质量。6）中子测井，评价孔隙度，探测天然气或轻烃，评价烃密度，区分岩性。7）深侧向测井：确定地层视电阻率和含水饱和度；8）浅侧向侧井：确定地层视电阻率和含水饱和度；9）微电阻率侧井：确定真电阻率，确定含水饱和度。7. 概述常规九种测井方法的物理基础。密度测井的基础是伽玛射线的散射为被伽玛射线源所照射的环境物质的体积密度的函数这一物理现象。中子测井的基础是弹性散射、非弹性散射及中子俘获。1）孔隙度系列：A：声波：滑行波在岩石中直线传播的时间t应等于滑行波在岩石骨架中的传播时间tma与在空隙流体中的传播时间tf

21、之和。B：密度：测量的是散射伽玛射线强度，反射的是地层的中子密度，因而反映岩石的体积密度。C：中子：中子测井值主要反映地层的含烃量。在测井中，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数。2）电阻率系列：A微电阻率：井壁附近的电阻率；B中感应（浅侧向）：冲洗带电阻率；C 深感应（深侧向）原状地层电阻率。3）岩性系列：A 自然伽玛：测量天然放射性元素（U238 TH232 K40）；B：自然电位：参考电极与地面电极之间的电位差。C：井径：测量井眼直径。8. 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。测井项目符

22、号单位物理意义理论基础/测量方式主要应用影响因素井径CALin或cm井眼直径机械式区分岩性、井眼形状、计算固井水泥用量自然伽码GRAPI地层天然GR放射性强度区分岩性、计算泥质含量、判断放射性矿物自然电位SPmV测量电极与地面参考电极间的电位划分渗透层、计算Rw、Vsh密度DEN、RHOBg/cm3地层体积密度伽马射线与岩石的Compton散射判断岩性、计算孔隙度、气层识别井眼、气、压实、未知矿物中子CNL、NPHI%f地层含氢指数快中子Slowing-down性质判断岩性、计算孔隙度、气层识别井眼、气、泥质声波时差DT/ACs/fts/m地层纵波时差判断岩性、计算孔隙度、气层识别、评价次生孔

23、隙、欠压实或高压层识别微电阻率SFLU、RFOC、MSFL、MLLohm-m井壁附近底层电阻率分层：分辨率高渗透性、识别致密层识别裂缝泥饼、井眼中感应（浅侧向）ILM （RILM）LLS （RLLS）Ohm-m冲洗带（侵入带）电阻率Rxo,判断储层流体性质深感应（深侧向ILD （RILD）LLD （RLLD）Ohm-m原状地层电阻率Rt,判断储层流体性质9若井眼垮塌，会对测井结果有什么影响？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。井壁跨塌在井的剖面上出现了大直径的洞口。测井仪器在该位置上所记录的信号则往往不是地层特性的反映，而主要是来自井内的泥浆，这种极端的情况在井深质量十

24、分不好的井中常常可以出现。其表现为：微电阻率测井曲线平直，数值很低，声波时差曲线产生明显的周期跳跃。在最大扩径处，其数值异乎寻常的大，密度测井也明显变小，其数值趋近于泥浆的密度值，中子测井的视空隙度明显增大，甚至高大5%以上，使测井曲线失真。10. 以HDT仪器为例，叙述地层倾角测井基本原理。答：由不在一直线上的至少三个点确定一个平面。因此知道空间三个点的坐标（X、Y、Z）应足以确定该平面。该三点是井壁三条动线与平面的交点。11画出同向牵引正断层地层倾角矢量图？-测井地质学P17312. 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

25、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，八个极板全部紧贴井壁，由地面MAXIS500装置控制向地层发射电流，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。测井模式有全井眼、四极板和倾角测井。应用：1）裂缝识别与评价；2）沉积构造研究；3）储层分析；AIT：继承横向测井的概念，克服双感应测井的不足。采用三线圈结构，运用了两个双线圈系电磁场叠加原理，实现消除直藕信号影响的目的：线圈系由八组基本接收单元组成，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

26、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，得到三种分辨率，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：方位电极阵列安装在双侧向测井仪上，由12个方位供电电极流出的电流流回到地面电极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临电极聚焦。应用：1）薄层分析；2）评价裂缝地层；3）分析非均质地层；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通过挠曲波的

27、测量来计算地层的横波速度；为了减少频率的影响，偶极发射器应尽量降低发射频率以便确保横波速度的测量精度。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：原子核的动量矩与磁矩，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场B1，使其振荡频率精确等于拉莫频率，以便磁偶极子从振荡磁场中吸收能量发生反转。弛豫时间：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为纵向弛豫时间。横向弛豫时间T2和岩石颗粒表面弛豫有关。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

28、）评价低电阻油层。13. 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，除了确定油气含量以外，还可以搞清楚储层及产层的静态特征和动态特征。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预处理。4）计算机软件系统可进行图象处理和数据分析。5）计算机硬件具有多项功能，不仅改善了测井质量，而且有效地利用了测井时间。1新一代的高分辨率、多探测点的电、声、核、磁测井仪器。2一套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。14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。毛管压力曲线可反映储层喉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喉道半径，因此，毛管压力曲线实际上包含了岩样孔隙喉道的分布规律。为更好