测井原理及解释初步

井壁取心 井壁取心是使用测井电缆将取心器下入井中，用 油气探井 为勘察地下含油气情况所钻的井称油气探井。探
炸药或机械力将岩心筒打入井壁，取下小块岩石以了 解岩石及其中流体性质的方法。
井一般有4大类。⑴参数井：了解一个地区(盆地或凹 陷)生油岩和储集岩存在和分布的情况的井；⑵预探井： 了解一个圈闭中是否含有油气和储集岩分布情况的井； ⑶评价井：在预探井发现含油气储集层后，为探明这 个圈闭(油气藏)含油气面积和地质储量所钻的井；⑷ 资料井：为获得油气藏油层参数(主要是使用特殊工具 在钻进中取出整块，进行检测与分析)所钻的井。
电阻率测井 是在钻孔中采用布置在不同部位的供电电极和测
声速测井 声速测井是利用不同的岩石和流体对声波传播速
度不同的特性进行的一种测井方法。通过在井中放置 发射探头和接收探头，记录声波从发射探头经地层传 播到接收探头的时间差值，所以声速测井也叫时差测 井。用时差测井曲线可以求出储集层的孔隙度，相应 地辨别岩性，特别是易于识别含气的储集层。
估计地层孔隙流体压力和岩石的破裂压力梯度。
采油工程
进行油田射孔； 测量生产剖面和吸水剖面； 判断水淹层及水淹状况；
检查射孔、酸化、压裂效果。
五
沙泥岩剖面 碳酸盐岩剖面 复杂岩性剖面 水平井测井工艺 薄层测井工艺 固井质量检查 其他

测井系列
右图为沙泥岩剖面 探井典型的测井项目设计
二 井眼与施工现场
裸眼井
井眼：充满钻井液（泥浆） 泥饼：泥浆在高压作用下，

失去大量水分。 冲洗带：岩石孔隙受到泥浆 滤液的强烈冲洗，原始流体 被挤走，孔隙中为泥浆滤液 和残余地层水或残余油气。 过渡带：距井壁有一定的距 离，泥浆滤液径向上逐渐减 少，原始流体增加。 未侵入带：未受泥浆侵入的 原状地层 冲洗带和过渡带合称侵入带
测井基础 知识讲稿
一 引言
测井的最初应用，是按电导率曲线形态进行逐井地层对比。地球
物理测井方法于1927年由法国人斯仑贝谢兄弟创始。1939年翁文 波在中国开始地球物理测井工作，测井仪器由刘永年设计制造， 使用的测井方法有自然电位测井法和视电阻率测井法。由于测量 方法的改进和增多，测井的应用开始趋向于定量评价油气层。我 们所讲的大部分内容将 主要集中在每种测井仪器的理论原理和解 释方法。 测井是因为石油工业评价油气藏的特殊需要发展起来的，它和地 学家感 兴趣的其它许多领域有关。对于地质家来说，测井主要是 一种地下绘图技术；对岩石物理学家来说，测井是评价储层产能 的一种方法；对地球物 理学家来说，测井是地面地震分析的一种 补充手段。对于现场作业的测井工程师来说，测井仅仅为他们的 模拟应用提供资料和数据。 测井仪器的更新换代是测井学科发展和进步的标志。——半自动 测井仪器、全自动测井仪器（属于模拟测井时代上世纪20年代 末）、数字测井仪器（阿尔奇公式、电阻率、声、核测井仪器研 制成功60年代末）、数控测井仪器（计算机控制的数据采集和处 理，80年代）、成像测井仪（阵列测井仪器、成像测井仪器、计 算机控制下的采集、传输、处理技术，90年代）
泥浆侵入机理
在钻井中，泥浆在正向压差作用下侵入地层。其 具体过程大致如下：从井眼形成的瞬间开始泥浆和泥 浆滤液便向渗透性地层渗透，在这段时间内还未形成 泥饼，称为瞬时失水（喷失）过程；泥饼形成后，在 泥浆循环状态下，泥浆失水量由大到小至恒定，这段 时间属于动失水过程；在瞬时失水过程之后动失水和 静失水过程交替出现，最终泥饼保持一定的厚度，累 积失水量达到一定数值，形成动态平衡。一般而言， 瞬时失水量较小，动失水量大于静失水量；失水量越 大，泥饼越厚。 通常情况下，泥浆及其滤液径向侵入剖面是渐变 的，根据侵入程度的变化可分为冲洗带、过渡带和原 状地层。
其他测井方法
测井信息的正演和反演
正演：把可能用测井方法认识到的地质和工程实际问题，经过合理 抽象建立起该问题的物理模型；给出该模型各个组成部分的岩石物理 参数和井眼工程参数的空间分布，导出相应的介质物性参数空间分布。 由已知的激发源发出信息，与这些介质作用后，形成由介质物性参数 决定的物理场。具有特定作用的传感器在此物理场下，输出原始测井 电信号，并被采集和处理，得到原始测井信息。 反演：从实测的到的原始测井资料出发，结合传感器的相应特性 通过各种处理手段，得到介质物性参数的空间分布，进而得出相应 的岩石物理和井眼工程参数，显现出物理模型的具体面貌，达到 认识实际问题的目的。
自然伽马射能谱测井 自然伽马能谱测井是测量地层中放射性元素铀、 声波变密度测井 补偿声波测量的是接收到的声波波列的首波达到
三孔隙度测井 指补偿中子、补偿密度及补偿声波测井。 测井解释的“四性” “四性”是指地层的岩性、储集性(孔隙度、渗透
率)、含油性和物理性。
测井相
放射性测井 放射性测井即是在钻孔中测量放射性的方法，一
般有两大类：中子测井与自然伽马测井。中子测井是 用中子源向地层中发射连续的快中子流，这些中子与 地层中的原子核碰撞而损失一部分能量，用深测器(计 数器)测定这些能量用以计算地层的孔隙度并辨别其中 流体性质。自然伽马测井是测量地层和流体中不稳定 元素的自然放射性发出的伽马射线，用以判断岩石性 质，特别是泥质和粘土岩。 量；可以在产液井中寻找产液的井段，在注入井中寻 找注入的井段；对热力采油井，可以通过邻井的井温 测量检查注蒸汽的效果；可以评价压裂酸化施工的效 果等。 斜角度的方法。根据测得的数据，可以研究地质构造 与沉积环境，从而追踪地下油气的分布情况。
层、盐、硫、石膏、金属、放射性矿 藏、地热、地下水等资源的重要方法 和有效手段。
主要名词解释
测井系列 不同的测井仪器有不同的性能和作用，在某种地
质条件和钻孔条件下，根据一定的地质或工程目的， 采用多种有针对性的测井仪器组合起来进行测井，称 为达到这种目的的测井系列。 量电极来测定岩石(包括其中的流体)电阻率的方法。 通常所用的三电阻率测井系列是：深侧向、浅侧向和 微侧向电阻率测井。
信 息 处 理 和 解 释
实际问题
物理模型
地 质 和 工 程 物 理 激发源
岩石物理及井 眼工程参数 传感器 介质物性参数 物理场
测 井 方 法 和 仪 器
井下电信号处理和采集
岩石物理和井眼工程参数：
岩石的矿物成分和元素成分、孔隙度、渗透率、含油气饱和度 地层水矿化度等 介质物性参数： 主要是测井工程值，如：电阻率、介电常数、密度、声波时差 激发源： 电、电磁、声、放射性 物理场：
环鼎仪器的传输方式 阿特拉斯5700传输方式
四 测井资料的应用
地质
应用测井资料可编制钻井地质综合柱状剖面图，
岩心归位，地层对比； 研究地层构造、断层和沉积相；
研究油气藏和油、气、水分布规律，计算油气
储量和制订油田开发方案。
钻井工程
确定井眼的倾斜状况、方位和几何形态； 计算平均井径，检查固井质量； 确定下套管的深度和水泥上返高度；
六 测井曲线的 初步认识
双侧向测井
理想情况下，双侧向视电阻率曲线 对称于目的地层中部。深侧向的探测深 度为1M左右，浅侧向的探测深度为 0.75M左右。双侧向测井能够划分大于 0.6M的地层。每次下井测量可以获得 两条电阻率曲线，深侧向曲线主要反映 原状地层的电阻率；浅侧向曲线主要反 映侵入带的电阻率。两条电阻率曲线具 有很好的相关性。
Байду номын сангаас
地球物理测井的分类
测井方法大类 测井方法小类 岩层电化学测井 电法测井 岩层导电特性测井 岩层介电特性测井 声波传播速度测井 声波测井 声波能量测井 频谱特性测井 自然电位、极化电位 微电极、微球型聚焦、双侧向、感应、微电阻率扫描、方位电 阻率成像、阵列感应成像 电磁波传播 声波时差、偶极横波测井 水泥胶结、声波变密度、超声波成像 自然噪声测井 代表性测井方法
测井相又名电相，是从测井资料中提取与岩相有 关的地质信息，并将测井曲线划分若干个不同特点的 小单元，经与岩心资料详细对比，明确各单元所反映 的岩相，即是测井相。在一个地区建立了测井相后， 可以利用测井曲线解释出井的柱状岩性剖面图。
油藏描述 油藏描述是把地震、测井、地质等多方面资料综
合起来，运用计算机手段进行处理，定性、定量描述 三维空间的油气藏，包括：构造、储层、储集空间、 流体性质及分布、渗流物理特征、压力和温度、驱动 能量和驱动类型、油气藏类型等，是对油气藏本身正 确的认识。
井温测井 井温测井又称热测井，它可以进行地温梯度的测
地层倾角测井 地层倾角测井是在钻孔中测量地层倾斜方向和倾
井径测井 井径测井仪是用来测量钻孔直径的。在未下套管
的井中可以测量井径不规则程度，提供下套管固井施 工所需要的水泥用量参数；还可根据钻孔的不规则形 态，分析判断地下岩层裂缝的发育程度和裂缝的方向。 在套管受损坏的井中，可以测量套管损坏的位置和变 形情况。 钍和钾40的伽马射线强度谱，从而确定它们在地层中 的含量，用于分析岩石及流体性质。 时间，用于测定地层的声波传播速度，源距较短，其 资料用来计算地层孔隙度和确定气层。全波列声波测 井记录的是接收到的声波全部波列，可测定岩层的弹 性模量，其源距较长，用于求解岩层强度、检查压裂 效果及固井质量等，在求解地层孔隙度及判断气层方 面比补偿声波更为准确。
伽马测井
核测井 中子测井 核磁特性测井 流量计测井 流体密度测井 生产测井 持水率测井 井温测井 压力测井
自然伽马、自然伽马能谱、地层密度
超热中子、热中子、中子寿命、碳氧比能谱 磁性定位、核磁共振 涡轮流量计、核流量计、脉冲中子氧活化 压差密度计、伽马密度计 电容法持水率、放射性低能伽马持水率 普通井温仪测井、纵向微差井温仪测井、径向微差井温仪测井 应变压力计、石英晶体压力计 地层测试、地层倾角、井径、马笼头张力、随钻测井（MWD）
我们所使用的电缆性能指标： 直径：11.9mm 空气中重量：509kg/km 耐温：232 机械拉断力：85kn=19000lbs 伸长率：0.8m/km/5kn 耐压：1200VDC 绝缘电阻：15000Mohmm。Km
测井信息传输
测井作业常用7芯电缆、单芯电缆、同轴电缆等，单芯电缆主要用于生产井测井和射孔作业。 7芯电缆使用在裸眼井。 模式传输：模式1~7
三 测井概念
在油气勘探与开发领域，测井是一种井下 油气勘探方法。它运用物理学的原理，使 用专门的仪器设备，沿钻井剖面测量岩石 的物性参数，了解井下地质情况，从而达 到发现油气层、评估油气藏的目的。在油 气勘探领域，测井资料主要用来研究岩性
剖面、构造特征、沉积环境、评 价油气藏。此外，测井还是勘探煤
地层信息 数据采集
测井环境 测井速度、仪器操作参 数、仪器扶正、结构 组合、状态指示
原始地层 参数
数据发送
滤波 A/D转换 电缆均衡 调制解调
数据接收
环境校正 井眼校正 趋肤效应校正 泥饼、井温、压力
刻度计算 地层参数 参数计算
记录存储显示
地面系统：主机子系统 信号采集子系统 深度子系统 深度系统：马丁代克 电缆移动带动张两轮转动，每转一圈产生N个脉冲，丈量轮的周长除以N ,得到每个脉冲电缆移动距离。 深度误差 人为因素：1、深度置零计算错误、；2、电缆操作速度不稳，使电缆上下弹性伸缩（yo-yo） 电缆本身：1、弹性伸长；2、非弹性伸长；3、热拉伸；4、扭曲和旋转 测量精度：1、丈量轮打滑；2、丈量轮磨损；3、仪器遇卡 钻杆长度：钻杆伸长、热膨胀、压力影响
套管井

井液 钢套管 水泥环 地层
右图为最简单的三开井身结构图
水泥返高，自由套管？ 固井质量评价测井，一般不允许 下仪器到井底遇阻，原因？
测井现场
——下井仪、马笼头、电缆、绞车、集流环、地面系统
1天滑轮和地滑轮哪 个受力更大一 些？ 2测井过程中，那一 部分电缆受力 最大？ 3地面电极放在何处？ 4集流环（滑环）的 作用？ 5图中漏掉了深度系 统、张力系统 6马笼头的作用，连 接电缆与下井 仪，包括 机械连接和电连接。