地球物理测井课程设计报告

勘探1001班201011010122 2012-12-23 《地球物理测井》课程设计报告
一、课程设计的目的和基本要求
本课程设计是地球物理测井教学环节的延续（独立设课），目的是巩固课堂所学的理论知识，加深对测井解释方法的理解，会用所学程序设计语言完成设计题目的程序编写，利用现有绘图软件完成数据成图，对所得结果做分析研究，最终完成报告一份。

二、课程设计的主要内容
（一）资料概况
本次《地球物理测井》所分析的地层为鄂尔多斯本地的延组地层，该地层由于三叠纪末的印支运动的影响，盆地整体抬升，延长组地层遭受强烈风化剥蚀及河流下切作用给地层的划分和对比造成很大困难，鉴于我们是初学者，赵老师为我们选择了比较容易的延井1和延井2中的1250.19(m)---1320.1(m)70米厚层段供我们分析。

（二）岩性定性划分及定量分析基本原理
1.通过分析研究自然电位测井、自然伽马测井、声波时差测井、微电极测井等地球物理测井曲线方法我初步将地层划分为两个较厚和一个较薄的砂岩层以及若干个泥岩层，分析过程如下：
观察岩性测井系列中的自然电位测井、自然伽马测井、井径测井曲线以及声波时差测井曲线和微电阻率测井曲线。

1 定性判断砂岩层
（1）在A(1252.68（m）---1254.84(m))井段，自然伽马测井曲线明显向左偏移即自然伽马值偏小，由于在自然伽马测井曲线中，砂岩显示出最低值，泥岩值相对较高，且该层段的微电阻率测井曲线中微电位和微梯度出现明显差异，所以我初步将该层段定性为砂岩。

（2）在B(1272（m）----1285（m）)井段，自然伽马测井曲线明显向左偏移，自然电位明显出现负异常即偏离泥岩基线（在淡水泥浆的砂泥岩剖面井中，一大段泥岩层部分的自然电位曲线为基线，此时SP曲线出现负异常的井段都可以认为是渗透性岩层，纯砂岩井段出现最大的负异常，而且随着泥质含量的增多而负异常幅度下降），微电阻率测井曲线中微电
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位和微梯度出现明显差异，所以我初步将该层段定性为砂岩。

（3）在C(1289.2（m ）---1312.48(m))井段，自然伽马测井曲线值向右偏移幅度较大即自然伽马值较小，自然电位出现最大的负异常；声波时差曲线稳定，微电阻率测井中的微电位和微梯度出现明显的差异（泥岩微电极曲线幅度低，微电位和微梯度没有幅度差或有很小的正、负不定的较小的幅度差），则可定性判断该层为砂岩层。

2定量分析地层的泥质含量 自然伽马确定泥质含量
油自然伽马测井方法原理可知，泥质含量与自然伽马测井响应之间关系密切，故可用自然伽马求泥质含量。

min max min
GR GR GR GR GR --=
∆ ①
1212sh --=
∆∙GCUR GR GCUR V ②
式中ΔGR 为自然伽马相对值 ，GR 为自然伽马测井读数；min GR 为目的层段自然伽马测井读数最小值，即纯砂岩层段的自然伽马测井读数；
max GR 为目的层段自然伽马测井读数
最大值，即纯砂岩层段的自然伽马测井读数；GCUR 为经验系数，通常，对第三纪地层GCUR=3.7，老地层GCUR=2，本次计算中GCUR=2. 将A 层段测井数据分别代入公式①、②得： 深度 max GR
min GR
GR ΔGR sh V
1252.725 5.08 0.99 3.032 0.49926650 0.33299455 1252.85 5.08 0.99 2.706 0.41955990 0.29815972 1252.975 5.08 0.99 2.518 0.37359413 0.27975305 1253.1 5.08 0.99 2.074 0.26503667 0.24066710 1253.225 5.08 0.99 1.858 0.21222493 0.22367677 1253.35 5.08 0.99 1.782 0.19364303 0.21798844 1253.475
5.08
0.99
1.762
0.18875305
0.21651571
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1253.6 5.08 0.99 1.776 0.19217603 0.21754557 1253.725 5.08 0.99 1.812 0.20097799 0.22021635 1253.85 5.08 0.99 1.876 0.21662591 0.22504561 1253.975 5.08 0.99 1.962 0.23765281 0.23170211 1254.1 5.08 0.99 1.996 0.24596577 0.23438774 1254.225 5.08 0.99 2 0.24694376 0.23470574 1254.35 5.08 0.99 2.048 0.25867970 0.23855551 1254.475 5.08 0.99 2.164 0.28704156 0.24812183 1254.6 5.08 0.99 2.342 0.33056234 0.26355248 1254.725
5.08
0.99
2.524
0.37506112
0.28032255
则A 层段的泥质含量平均值为0.2473，所以该层段泥质含量较低，为砂岩。

对于B 层段，由于该层段岩层较厚，测井数据过于庞大，在这里就不赘述，只做简要计算：
max GR =3.36 min GR =1.058 GR =1.6069
2394.0058
.136.3058
.1609.1≈--=
∆GR
1363.01
2122
2394.02≈--=⨯sh V 则B 层段的泥质含量更低，定性判断正确，为砂岩。

对于C 层段，同样由于该层段岩层较厚，测井数据过于庞大，就不再赘述，只做简要计算，说明问题：
max GR =2.654 min GR =0.99 GR =1.3994
2460.099
.0654.299
.03994.1≈--=
∆GR
1355.01
21
22246.02≈--=
⨯sh V 则C 层段的泥质含量较低，为砂岩。

（三）储集层物性定性分析及定量评价基本原理
勘探1001班 201011010122 2012-12-23
储集层物性反映的是储集层质量的好坏，应用测井资料对储集层物性评价，主要是通过储集层的孔隙度、渗透率等评价。

1定性评价物性
（1） A 层段：微电极测井曲线中的微电位和微梯度出现差异，说明该层为渗透层（测得的微电位和微梯度视电阻率值出现差异，即出现幅度差，则该层为渗透性地层）微电阻率曲线稳定，但岩层深度为2.16米，较薄，储集层物性一般。

（2） B 层段:微电极测井曲线中的微电位和微梯度出现明显差异，说明该层为渗透层，根据测井数据求得的孔隙度曲线和渗透率曲线向右偏移幅度很大，则该层的孔隙度和渗透率都很好，微电极曲线从下向上逐渐向右偏移且幅度较小，说明该层的物性从下向上逐渐变好，该层厚度为13米，岩层较厚，为良好的储集层。

（3） C 层段：微电位和微梯度出现明显差异，即出现幅度差，说明该层为渗透性岩层，该层段微电极测井曲线中有两处出现较大幅度且微电极和微梯度重合，这有可能是由于砂岩的缩径造成的，不影响储集层的物性，根据测井数据求得的空隙度曲线和渗透率曲线明显向右偏移可知，该层孔隙度和渗透率良好，且该层厚度为22.76米，为很好的储集层。

2 定量评价物性
根据威利平均时间公式
ma
f ma
Sh ma f ma t t t t V t t t t ∆-∆∆-∆∙
-∆-∆∆-∆=
φ ①
可求得固结良好的均匀粒间孔隙岩石的孔隙度，其中，φ为孔隙度；t ∆为声波时差，根据声波时差测井资料能直接读出；
ma t ∆为岩石的骨架时差，在此为160m s μ；f t ∆孔隙中水
或者泥浆滤液的时差，在此为600m s μ；sh V 为岩石的泥质含量，在泥质含量的定量分析
中已经求得。

根据渗透率与孔隙度的关系
φ88.216021.0e K = ②
其中，K 为渗透率；φ为孔隙度；则可计算出目的层段的孔隙度和渗透率。

A 层段较薄，容易计算，根据公式①、②即可着手计算： 深度
声波时差
泥质含量
孔隙度 渗透率
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1252.725 246.2 0.332994558 0.188341033 37.09825978 1252.85 245.2 0.298159726 0.186860006 35.91536512 1252.975 244.2 0.27975305 0.185005613 34.48729748 1253.1 243.2 0.240667102 0.183621202 33.45830947 1253.225 242.2 0.223676776 0.181734619 32.10531919 1253.35 242 0.217988444 0.181409354 31.87764311 1253.475 242 0.21651571 0.181442825 31.90099727 1253.6 242 0.217545575 0.181419419 31.88466419 1253.725 242 0.22021635 0.181358719 31.84234616 1253.85 240.4 0.225045611 0.1776126 29.33648456 1253.975 238.4 0.231702116 0.172915861 26.47146352 1254.1 236.4 0.234387744 0.168309369 23.93345496 1254.225 234.4 0.23470574 0.163756688 21.66427505 1254.35 234 0.23855551 0.162760102 21.19699229 1254.475 234.8 0.248121839 0.164360867 21.95256616 1254.6 238.999 0.263552484 0.173553353 26.84328298 1254.725 242.399
0.280322558
0.180899487
31.52399646
则该层段的孔隙度平均值为0.177，渗透率的平均值为29.317，说明该层段的储集物性良好。

B 层段：由于该层段地层较厚，测井资料数据过于庞大，不便一一列举，只做简要计算说明问题即可。

t ∆=249.4018m s μ
ma t ∆=160
m s μ
f
t ∆=600m s μ
sh V =0.1363
代入①式得：
160600160
4018.2491363.01606001604018.249--⨯
---=
φ≈ 0.1757
根据②式得： ≈=⨯1757
.088.216021.0e K 28.1342
该层段的孔隙度和渗透率都较好，储集物性好。

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C 层段：该层段地层较厚，测井资料数据过于庞大，不便一一列举，只做简要计算：
t ∆=240.0829m s μ ma t ∆=160m s μ f t ∆=600m s μ sh V =0.1355
代入①式得：1710.0160
600160
0829.2401355.0160600160-0829.240≈--⨯--=
φ
≈⨯=⨯171.088.216021.0e K 25.3847
则C 层段的孔隙度和渗透率较好，该层段的储集物性良好。

（四）储集层含油性定性分析及定量评价基本原理
储集层的含油性是指岩层孔隙中是否含油气以及油气含量大小。

地质上对岩心含有级别的描述分别为饱含油、含油、微含油、油斑及油迹，其含油性依次降低。

应用测井资料可对储集层的含油性做定性判断，更多的是通过定量计算含油饱和度参数来评价储集层的含油性。

本次课程设计主要通过分析电阻率测井、岩性测井和孔隙度测井资料对储集层定性评价，然后通过计算地层水饱和度和含油饱和度定量评价储集层含油性。

1 定性判断含油性
（1）A 层段：通过对该层的岩性和物性的定量评价可知，该层的孔隙度和渗透率较好，有一定的储集油气的条件，但该层的有效厚度较小，含油气的可能性不大，在此不作详细分析。

（2） B 层段：通过对该层的岩性和物性的定量评价可知，该层的孔隙度和渗透率较好，有良好的储集油气的条件；该层的微电位和微梯度出现明显的正差异，说明该层存在油层。

（3）C 层段：通过对该层的岩性和物性的定量评价可知，该层的孔隙度和渗透率较好，有良好的储集油气的条件；微电阻率测井曲线在该层上段明显向右偏移（微电阻率值增大），则根据油层最小电阻率发可知该段可能含油，并且该层的微电极测井曲线出现正差异，也说明该层段含油。

2 定量分析含油性
含油饱和度是储集层含油性的主要指标，因此我们采用计算地层水饱和度和含油饱和度来定量评价储集层含油性。

根据阿尔奇公式可计算地层水饱和度 即：
n
m
t W
W R abR S 1⎪
⎪⎭⎫
⎝⎛=φ ①
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其中，a 、b 为系数，仅与岩性有关，本次计算取1；n 为饱和度指数，n ≈2；
W R 为地层水饱
和度；φ为岩石孔隙度；t R 为含油岩石的电阻率。

含油饱和度
0S =1-
W R ②
A 层段：根据公式①、②即可着手计算: 深度 电阻率 孔隙度 含水饱和度 含油饱和度 1252.725 22.56 0.188341033 0.353496815 0.646503185 1252.85 22.44 0.186860006 0.357249981 0.642750019 1252.975 22.24 0.185005613 0.362449667 0.637550333 1253.1 21.96 0.183621202 0.367503099 0.632496901 1253.225 21.58 0.181734619 0.374573126 0.625426874 1253.35 21.34 0.181409354 0.377348925 0.622651075 1253.475 21.46 0.181442825 0.376223 0.623777 1253.6 21.74 0.181419419 0.373840595 0.626159405 1253.725 22.12 0.181358719 0.370739618 0.629260382 1253.85 22.44 0.1776126 0.375850215 0.624149785 1253.975 22.9 0.172915861 0.382161935 0.617838065 1254.1 23.24 0.168309369 0.389738801 0.610261199 1254.225 23.54 0.163756688 0.398013429 0.601986571 1254.35 23.6 0.162760102 0.399941108 0.600058892 1254.475 23.52 0.164360867 0.396718924 0.603281076 1254.6 23.26 0.173553353 0.37780016 0.62219984 1254.725 22.72
0.180899487
0.366740186
0.633259814
该层段的含水饱和度为0.3765，含油饱和度为0.6235，说明该层段微含油。

B 层段：
Rt =16.620 φ =0.1757 W R =0.2 a=b=1 n=2 m=2
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根据公式 ① 得 4708.01757.0620.162.02
12≈⎪⎭
⎫
⎝⎛⨯=W S 则含油饱和度
0S =1-0.4708=0.5292
该层含油饱和度一般，说明该层含油。

C 层段：
Rt =30.851 φ=0.1710 W R =0.2 a=b=1 n=2 m=2 根据公式① 4208.01710.0851.302.02
12≈⎪
⎭
⎫
⎝⎛⨯=W S 含油饱和度为
0S =1-0.4208=0.5792
该层段的含油饱和度较高，为饱含油。

（五）处理结果及分析
根据电阻率测井资料的RMN 、RNL 、RT 、R4数据和岩性测井资料的GR 、SP 数据以
及声波时差测井数据，根据公式
min max min GR GR GR GR GR --=
∆、121
2sh --=
∆∙GCUR GR GCUR V 、
ma
f ma
Sh ma f ma t t t t V t t t t ∆-∆∆-∆∙
-∆-∆∆-∆=
φ、φ
88.216021.0e K =、
n
m t W
W R abR S 1
⎪
⎪⎭⎫
⎝⎛=φ、W
R S -=10 分
别计算出地层的泥质含量、孔隙度、渗透率、含水饱和度和含油饱和度，定量评价地层的岩性、物性、含油性，做出孔隙度和渗透率曲线，观察并分析曲线，做出正确的评价。

(1) A 层段：泥质含量为0.2473，为砂岩；孔隙度为0.177，渗透率为29.317，孔隙度和渗透率都良好，含油饱和度为0.6235，说明该地层含油。

(2) B 层段：泥质含量为0.1363，为砂岩；孔隙度为0.1757，渗透率为28.1342，孔隙度和渗透率都良好，含油饱和度为0.5292，说明该地层含油。

通过分析渗透率曲线和含油饱和度曲线可知，该层段的上部渗透率和含油饱和度值明显增大，说明该层段的上部饱含油，下部没有较大变化，含水饱和度较高，说明该层下部疑似含油。

(3) C 层段：泥质含量为0.1363，为砂岩；孔隙度为0.171，渗透率为25.3847，孔隙度和渗透率都良好，含油饱和度为0.5792，说明该地层含油。

通过分析渗透率曲线和含油饱和
勘探1001班201011010122 2012-12-23 度曲线可知，该层段的上部渗透率和含油饱和度值明显增大，说明该层段的上部饱含油，且油层厚度较大；中部没有较大变化，含水饱和度较高，说明该层下部疑似含油；下部含油饱和度值明显偏小，含水饱和度值偏大，说明该层为水层。

下图为课程设计成果图。

《地球物理测井》课程设计成果图
三、结论
本次课程设计我们在赵老师的指导下主要分析研究了鄂尔多斯盆地中的延长组地层中的两个井段，并利用测井资料对该井段进行了岩性、物性、含油性评价。

岩性、物性、含油性是储集层评价要点中至关重要的指标。

由于本人是初学者，对地球物理测井知识掌握有限，暂时还不能给出储层油气产能评价。

总体来说，该井段地层的含油性良好。

通过本次课程设计，我初步掌握了利用自然伽马计算泥质含量，利用微电阻率计算地层的孔隙度，以及利用孔隙度和渗透率之间的关系计算渗透率还有利用阿尔奇公式估算地层的含水饱和度，进一步计算地层的含油饱和度，从而对地层的储集层做定量评价。

而本次课程设计我最大的收获是学会了运用卡奔地质软件做地质图、测井曲线，从而可以直观的对地层的岩性、物性、含油性做出定性评价。

由于我掌握的测井知识有限，有些测井现象还不能做出合理正确的解释，比如根据R4测井曲线对地层的储集物性做出评价、C层段中的下部声波时差出现异常的原因等。

在作图
勘探1001班201011010122 2012-12-23 的过程中我也遇到了这样的问题：当我把泥质含量曲线放到孔隙度曲线上面时，不能填充出砂岩，后来经过我反复尝试，将泥质含量曲线放在孔隙度曲线的下面，泥质含量就能填充出来了。

所以，通过本次课程设计，我也深感自己测井知识的缺乏，这将激发了我学习地球物理测井的热情和我不断丰富自己测井知识的动力。

参考文献
[1]赵军龙. 测井方法原理2008.8。