地球物理测井

测井配合录井资料能解决的问题主要有：

详细划分岩层，准确地确定岩层深度和厚度；
定量或半定量估计油层的孔隙度、渗透率和含油 气饱和度； 进行地层对比，研究构造和地层沉积问题等； 在油田开发中，提供油层动态的部分资料； 研究井下技术情况，如井斜，井径、井温及固井 质量等。

一、电阻率测井

确定岩性。视电阻率曲线上幅度大的岩层，如油 层、气层、致密砂岩层等，在感应曲线上恰恰是 低幅度值；而低电阻率层，如泥岩层反而是高幅 度值。 判断油水层，划分油水界面。感应测井曲线对地 层电导率反映极为灵敏，水层电导率明显高于油 层；在油水界面附近，由于电阻率急剧变化，电 导率同样表现出急剧变化，在感应曲线上表现是 明显的。

测井技术发展史
自1927年法国斯伦贝谢兄弟成功地进行 了世界上第一口电阻率测井以来，可以将测 井技术的发展史分为四个阶段。 自1927年至60年代末称为模拟测井阶段： 使用的主要测井方法是声速（纵波）测井、 感应测井和普通电阻率测井，配之以井径、 自然电位和自然伽马等测量。数据采用照相 纸或胶片纪录，其特点是采集的数据量小， 传输速率低。
测井技术发展史
70年代末发展了数控测井：以计算机为中 心的遥控、遥测系统，各种下井仪作为计算机 的外件，通过电缆遥控系统实现数据的交换和 控制。新的测井方法不断出现，如电磁波传播 测井、自然伽马能谱测井、碳氧比能谱测井、 岩性密度测井、长源距声波测井等，提取了更 多的有用信息，扩大了测井的应用领域，提高 了用测井资料评价油（气）层、解决地质问题 的能力。
测井技术发展史
60-70年代可称为数字测井阶段：借助计算机 采用数字磁带机进行数字记录，提高了测量精度， 增加了可靠性，提高了数据处理速度。测井方法 和数据处理方法有了很大发展，三孔隙度测井 （声波、密度、中子），深、中、浅三电阻率测 井，再加上井径测量，自然伽马测井和自然电位 测井，称之为常规的“九条曲线”测井。用这些 测井资料可以较好地分层、识别岩性、求取孔隙 度、计算地层电阻率，计算含油（气）饱和度， 从而评价油（气）储层，此外，地层倾角测井的 投产，提高了测井的地质应用能力。
B．确定岩层界面

微电极曲线的探测范围小，纵向分辨能力较强， 划分薄互层组和薄夹层比较可靠。
在井内如有井壁坍塌形成的大洞穴或石灰岩溶洞 时，极板悬空，所测视电阻率接近钻井液电阻率 值，这就是井径扩大了。 冲洗带电阻率Rxo是一个重要的参数。将微电极 曲线的数值经泥饼校正后，可以求出准确的RxO 和泥饼厚度。
图2 普通电阻率测井测量原理图 (a)电位电极系 (b)梯度电极系
（2）视电阻率

实际测井中，电极系所测的电阻率与井内钻井液、
渗透层的侵入，上下围岩的电阻率都有关系，各
部分介质对测量结果的贡献大小很难用简单的方
法计算出来，测量的岩层电阻率是各种影响的综
合反映，这个电阻率称为视电阻率。
图3 梯度电极系和电位电极系实际测井曲线

中子测井是一种划分岩石成分与测量地层孔隙
度的有效方法。中子测井资料主要用来确定地
层的孔隙度，也可用来划分岩性及含气层。当 地层水矿化度很高时，油层的测井读数高于水 层，当地层孔隙中流体以含氢为主时，中子测 井读数和孔隙中流体体积相对应，即中子测井
读数等于孔隙度。
补偿中子和中子伽马测井
•基本原理 中子源快中子地层介质热中子 补偿中子测井：测量地层对中子的减速能力，测 量结果主要反映地层的含氢量。 中子伽马测井：测量热中子被俘获而放出中子伽 马射线的强度。
2．中子测井
中子测井使用“中子源“发射一定能量的中 子流，中子穿过泥浆进入地层，其能量逐渐衰减， 最后减速为热中子。岩石对中子减速能力，主要 取决于岩石中氢的含量。热中子被岩石的原子核 俘获，便放出伽马射线。岩石对中子俘获能力主 要取决岩层中氯的含量。选择不同的探测器，记 录俘获的热中子的方法叫做中子—中子测井；记 录俘获后放出的次生伽马射线的方法叫做中子伽 马测井。

岩层有各种地球物理特性，相应地出现了各种
各样的地球物理测井方法。主要可分成电法测 井，非电法测井和其它测井三种。

电法测井：包括普通电极系测井、微电极测井， 侧向测井、感应测井及自然电位测井。
非电法测井：包括声波测井和放射性测井。 此外，还有井径、井斜、地层倾角以及用于油 气开采中的生产测井等。

三侧向有深、浅三侧向之分，由于它们各 电极长短不同，聚焦的能力不同，探测的
径向范围也不一样。深的屏蔽电极长，回
路电极距离远，迫使主电流束流人地层很
远才能回到回路电极B；而浅三侧向两个屏
蔽电极短，则探测的范围较短。
储集层侵入特性示意图
（2）三侧向测井曲线的应用
三侧向测井实质上是视电阻率测井的一种，
图5 深浅三侧向曲线在油水层的显示
3．微电极测井
（1）微电极测井原理

为了达到测量冲洗带电阻率的目的，设计了一个很小的电 极距，微电极系是在主体上装2～3个弹簧片作为下井时的 扶正器。
图6 微电极系
1一主体；2一弹簧片；3一绝缘极板；4一电缆
（2）曲线特点
微电位的探测深度为8～10cm，微梯度探测深度 4～6cm,，因此微电位所测的视电阻率主要反应渗透 层井中洗带电阻率。而微梯度测量的结果主要受泥饼 影响。通常采用重迭法将微电位与微梯度两条测井曲 线绘制一张图中，当微电位曲线幅度“大于微梯度曲 线幅度时，称正幅度差，小于时称负幅度差”。渗透 层井段基本都有幅度差，幅度差的大小与RmC/Rxo （泥饼/冲洗带）值以及泥饼的厚度有关。幅度的高低 与岩性有关。非渗透层无幅度差，砂泥岩剖面中泥岩 数值低，且无幅度差。
第三讲 地球物理测井
中国石油华北技师学院
崔树清
在石油勘探和开发中．认识和掌握地下地质
情况目前所使用的方法主要有两种：一种是通过
钻井取芯、井壁取芯及地质录井方法．对岩样进
行直接地观察、描述、分析和鉴定，确定岩层的
地质性质；二是通过对岩层的地球物理性质即电 学性质、声学性质、热学性质及放射性等方面的 研究，间接地确定岩层的地质性质。后者就是地 球物理测井所担负的任务。
两者均属于孔隙度测井系列。
补偿中子和中子伽马测井的应用
1、确定储集层孔隙度。 2、划分岩性。 3、判断气层。
4、套管井中子伽马推
移测井寻找气层。
中子伽马推移测井气层识别图
安66井
中子伽马 推移法
Rt=7.9-6.2Ω·m，Ac=380-325μs/m NG1=0.89-0.82，NG2=1.11-1.02
两种电极系： 电位电极系 梯度电极系 电极距
电极距越长，探测范围越大。
0.5
N M 2.25
B
2.5电极距
2.25
A 0.5 A
测量电极
供电电极 测量电极
M
供电电极
2.5米梯度
0.5米 电位
电极系的三个电极之间，如果成对电极之间的距离（MN或 AB）较大，即MN>AM或AB>AM。就叫做电位电极系。 电极系的三个电极之间，如果成对电极之间的距离（MN或 AB）最小，即AM>MN或MA>AB,叫做梯度电极系。
1、电极系附近的地层电阻率和层厚
是主要影响因素；
2、不同的电极系，测量的曲线数值 和形状不同； 3、泥浆电阻率、井径、围岩电阻率 及其厚度影响数值， 4、高阻邻层的屏蔽影响。
减值屏蔽、增值屏蔽
减值屏蔽
•应用
1.标准电极系与自然电位和井径曲线组合为标准测井，用
于绘制综合录井图、划分地层剖面和地层对比。多数地
20
21 20-22合试日产油60.9吨， 气43130方 22
3．声波测井

声波测井是记录单位距离声波传播的时间，即纵波速度的 倒数，单位为μs/m. 声波测井仪的声系部分使用两个发生器交替发出声脉冲, 而在相应的两对接受器中交替测量声波时差,由地面仪器 加以平均,输出一条声波时差曲线。
•曲线特点
常用系列：2.5米和4米底部 梯度电极，0.4米电位电极。 1、高阻层梯度曲线
高阻层处：视电阻率增大， 曲线不对称。 底界面附近：底部梯度曲线 出现极大值。
2、高阻层电位曲线
高阻层处：视电阻率增大，曲 线对称于层的中部。 层界面附近：曲线有拐点。
梯度曲线
电位曲线
•影响因素
测量的视电阻率是电极系附近各种介质导电性的综合反映：
区选用2.5米梯度电极系作为标准电极系。盐水泥浆井中 采用电极距较长的梯度电极系。 2.用于划分地层界面。 3.用长电极梯度曲线（如4米梯度）定性分析储层含油性。 4.短电极的电位曲线用于跟踪井壁取心。
2．侧向测井
普通电阻率测井在盐水钻井液或高阻薄层剖面
测井时，由于泥浆和围岩的分流作用，使得普通 电阻率测井获得的视电阻率远小于地层真电阻率， 同时由于砂岩的泥质含量增加,形成不少的中阻地 层,使得视电阻率曲线复杂。为此设计了使电流侧
向进入地层的侧向测井。这种方法是聚焦测井的
一种。
（1）三侧向测井基本原理

为使主电流侧向流入地层，三侧向电极系在主电极A0的上下方安置两 个屏蔽电极A1，A2，并通以与主电流同极性的屏蔽电流，通过井下 仪器电路的自动调节，保持两个屏蔽电极与主电极电位相等，完成对 主电流的聚焦作用。 其电流线分布图4所示。
（3）微电极测井资料的应用
A．划分岩性及确定渗透层 有无幅度差将渗透层和非渗透层区分开；根据幅度大 小和幅度差的大小地划分岩性。 含油气砂岩和含水砂岩都有明显的幅度差。含水砂岩的幅 度略低于含油砂岩的数值，含油性越好，这种差异越明显。 如果岩层泥质含量增多，幅度值和幅度差将变小。 泥岩。微电极曲线幅度低，没有幅度差或有很小的正、负 不规则的幅度差，曲线呈直线状。 致密砂岩或钙质砂岩。微电极曲线幅度特别高，常呈锯齿 状或刺刀状，有幅度感不等的正或负的幅度差。 生物灰岩。微电极幅度很高、正幅度差大。 粉砂岩。幅度值较低，有较小的正幅度差。