常规测井培训3-孔隙度曲线

测井选用的正源距情况下，后者超过前者，即：地层密度越大， 计数率越低。
测量方式：采用贴井壁测量方式。为了克服泥饼（厚度hmc和 密度mc）影响，常采用双源距补偿密度测井： b L ，其 中L由长源距计数率得到， 由长、短源距计数率共同得到 （对长源距测量结果影响较小）。 记录曲线： 补偿密度（FDC）记录 b 和 两条曲线。
6、补偿中子测井
在地下储集层中，孔隙空间一般都充满 了流体。无论水、油和气都含有氢，而岩石 的骨架部分基本不含氢，因而通过测量岩石 的含氢量，可以确定岩石孔隙度。补偿中子 测井就是通过测量下井仪周围地层含氢量的 一种孔隙度测井方法。是重要的岩性 - 孔隙 度测井方法之一（常说的中子孔隙度测井包 括井壁种子SNP和补偿中子CNL） 。
4.4 刻度与测井质量控制


刻度主要包括地面设备的校准和井下仪器的检查。 井下仪器的检查通常是在充满水的铝管或在井中 的钢套管内进行（铝管和钢套管的时差约为57 μs/ft）； 上井前应在车间进行铝筒刻度，所测值与标称值 绝对误差应在5μs/m（1.5 μs/ft）以内； 套管声波时差数值应在187±5 μs/m（57 ±2 μs/ft）； 渗透层不得出现与地层无关的跳动，遇周波跳跃 时，应减速后重复测量； 测井曲线值不得低于岩石骨架值； 渗透层时差值应符合地区规律。利用它计算的孔 隙度值应与其它孔隙度测井得到的数值基本一致。
5.3 影响因素及校正
（1）泥饼影响：密度测井主要受泥饼厚度和密度的影响，
采用补偿密度测井可以较好地补偿这种影响；
（2）井眼影响：普通泥浆、井径较小时可以忽略井影响，
否则需要图版校正；当井内重晶石(密度大)泥浆时，若 重晶石含量高，需要校正。
（3）自然放射性：FDC的ρb受自然放射性影响要大于
LDT，而LDT的ρb几乎不受影响。可对高放地层的ρb进 行校正。 岩刻度井中刻度的，只有石灰岩地层测量的ρb与实际值 一致，其它岩性测得视密度，与真密度有差别，但误差 很小，通常可以不考虑。
6.1 测井基础
（1）中子与地层的相互作用：
脉冲中子源发射的14 Mev快中子首先与地层发生非弹性散射，快中子
能量降低；经过一、二次非弹性散射后，不可能继续发生非弹性散射， 而只能发生弹性散射而继续减速作用；
同位素中子源发射的5Mev的快中子几乎都是从弹性散射开始减速过程；
由于氢原子量近似等于中子质量，在中子和氢原子发生弹性碰撞时损失


余波干扰
某些高速地层与井内泥浆声阻抗 差别较大，声波在井内泥浆和井 壁上反射较强，在井筒内的多次 反射形成混响声场，使首波辨认 极为困难，甚至不可能。

测量盲区
双发双收声系记录的是两个时差 的平均值。在低速地层，上发射 时声波实际传播距离与下发射时 声波实际传播距离可能完全不重 合。此时，在仪器记录点附近一 定厚度的地层对测量结果没有任 何贡献，称为“盲区”。此时所 测时差与记录点所在深度处地层 速度无关。

5.1 测井基础
伽马射线与物质相互作用主要有三种：光电效应、 康普顿效应、电子对效应。 康普顿效应引起伽马射线减弱，用康普顿减弱系 ZN 数σ表示： A ，一定条件下， σ与介质 密度ρ成正比，由此发展了密度测井。 光电效应导致伽马光子被完全吸收，用宏观光电 吸收截面Σ表示： KZ 4.6 ，测井中K为常数， 故Σ可反映岩性。另外常用光电吸收截面指数Pe 2 U ＝ Σ/Z=KZ3.6和体积光电吸收截面指数 N 反映岩性。 密度测井利用了康普顿效应，测量地层体积密度；
4.5 主要应用


确定地层岩性和孔隙度
地层声速和地层孔隙度有关，通过理论计算和实验室测量 主要骨架及流体参数（单位： μs/m） 可以确定声速或时差与孔隙度的关系，所以由声速测井的 时差值可以估算地层孔隙度。 常用威利时间平均公式： 砂岩：168或182 t t t (1 ) t ma t f t t 石灰岩：得到 156 白云岩： 143 公式适用于：均匀粒间孔隙、固结压实纯地层。其它情况 淡水泥浆：620 盐水泥浆：608 需要校正，常见的压实校正公式： t t ma 1 sc t t c s c p f ma p
能量最大，即氢对快中子的减速能力最强。快中子被减速就会变成超热 中子或热中子；
热中子与地层原子处于热平衡状态，不再减速，而由密度大的区域向密
度小的区域扩散，直至被地层原子核俘获为止；
地层常见元素中，对热中子俘获能力最强的是氯，因此岩石对热中子的
俘获能力主要取决于含氯量。氯主要存在于地层水中。
（4）仪器刻度条件：FDC的ρb是在饱和淡水的纯石灰
5.4 仪器刻度
密度测井仪器刻度：



密度测井仪器是在几个已经精确知道了其体积密度的 纯实验地层中刻度的。这些地层包括石灰岩、砂岩和 白云岩的广阔范围，目前主要使用石灰岩。用主刻度 标准器将密度测井的仪器读数与地层体积密度联系起 来。 井场刻度方法是用两个现场刻度器得到低、中、高体 积密度值。在测井前和测井后都要用每个刻度器测定 仪器响应的变化，以便确证数据是否可靠。 刻度必须远离密度较大的物质，可以使仪器离地面 5 英尺高，离墙体、管道等至少 6英尺远。由于低温下 探测器会发生漂移，所以刻度时温度至少应为10C。
4.2 声速测井原理
（1）声波的发射与接收
发射和接收声波的装臵习惯称为“探头”，是一种换能器，
具有一定的方向性、频率特性和声功率。 发射的声波频率一般为20～25 kHz，介于声波与超声波之间。 发射的声波在井壁地层与井内泥浆的分界面发生反、折射。 折射角为90o时沿界面传播的波称为滑行波。此时的入射角 称为临界角。部分滑行波传播时会以临界角折射回井内，由 接收探头探测到。声速测井测量的即是这样的滑行纵波。 滑行波成为首波：在所有能接收到的波中最先到达，便于区 分。采取措施：大于临界源距；“隔声体”设计 等。 滑行波产生条件： v2>v1 临界角入射
（2）影响热中子计数率的因素



热中子的空间分布既与岩 层的含氢量有关，又与含 氯量有关； 离源距离越远，计数率越 低；指数规律降低； 测井采用正源距时，孔隙 度越大，含氢越多，计数 率越低； 通过热中子计数反映岩层 含氢量，进而反映孔隙度 时，氯含量就是干扰因素。 补偿中子测井的“补偿” 就是补偿掉氯的影响。
6.2 测井原理
补偿中子测井采用双源距比值法测量：
用长、短源距两个探测器接收热中子，得到两
个计数率Nt(r1)，Nt(r2)，根据用石灰岩刻度的 仪器得到的计数率比值Nt(r1)/Nt(r2)与石灰岩孔 隙度φN的关系，补偿中子测井直接给出石灰岩 孔隙度值曲线。 当源距r足够大时，计数率比值Nt(r1)/Nt(r2)只 与减速性质有关，基本不受俘获性质影响。
（3）孔隙度的影响：
地层孔隙通常充满流体，相对于岩石骨架，孔隙流体是低速介质，所 以相同岩性、相同孔隙流体的地层，孔隙度越大，地层声速越小。
（4）岩层地质时代和埋深的影响：
深度相同成分相似的岩石，地质时代不同，声速也不同，老地层比新 地层具有较高的声速；岩性和地质时代相同的条件下，声速随岩层 埋藏深度加深而增大。

5.6 资料应用

确定岩性和孔隙度
这是其主要用途，并常与中子孔隙度测井等结合使用。

确定泥质含量
可以利用密度-声波时差交会图；也可利用Pe或U计算泥质 含量。

划分裂缝带和气层
裂缝发育时，泥浆进入裂缝，使b、和Pe值都会有显示。 气层的判断要与其它资料结合，地层含天然气可使b值降 低，而密度孔隙度φD增大。
ma f ma

不同岩性地层声速（时差）不同，可以识别地层岩性。

识别气层和裂缝
主要依据时差明显变大或“周波跳跃”现象。

检测地层压力异常（超压地层）(钻井上很有用)
5、 密度测井
岩石体积密度是表征岩石性质的一个重要参数， 它不但与岩石矿物成分和含量有关，还与孔隙度 和孔隙流体类型及含量有关。 用伽马源发射的射线照射地层，根据康普顿效应 测量地层密度称为地层密度测井； 根据康普顿效应和光电效应，用能谱分析法测量 岩石光电吸收截面和体积密度的方法称为岩性-密 度测井； 密度测井是三种主要的岩性-孔隙度测井方法之一。
6.3 测井刻度
中子测井仪一级裸眼井刻度是在淡水饱和的纯的 实验室地层中进行的。刻度井的人工地层都是由 天然的石灰岩加工制成。 进行刻度的装臵有三种（三级）：

1) 国家级环境模拟实验井：即一级标准刻度装臵（称
（2）单发双收声速测井
通过测量到达接收探头的 时间差反映地层速度； 声系：一个发射探头，两 个接收探头； 声波时差：声波传播单位 距离所用的时间，单位s/m， 常用μs/m或μs/ft 。 通过测量滑行波到达两个 接收探头的时间差，换算 为声波时差，沿井剖面连 续测量，记录声波时差曲 线，常用AC或Δt表示。

（3）补偿声速测井

单发双收主要缺点：井径变化（扩大）界面处， 声波时差出现“假异常”； 双发双收补偿声速：相当于两个单发双收声系， 井径变化对它们的影响相反，取二者平均值，消 除假异常。
4.3 影响因素

地层厚度的影响 厚度大于间距的地层称为厚层，小于间距的 称为薄层。由于声速测井的输出（时差）代 表R1R2间地层的平均时差，因此它们的声速 测井时差曲线存在一定差异。 “周波跳跃”现象的影响 疏松砂岩气层或裂缝发育地层，声衰减严重， 声波时差增大，曲线上显示忽大忽小幅度急 剧变化的现象。常用于判断裂缝发育地层和 寻找气层。

A e
A
5.2 测井原理
（1）伽马源： 密度测井选用Cs137 （2）密度测井：
b
1 (ln N B) A
计数率：伽马射线计数率与密度的关系为 。当 伽马源强度和源距选定后，探测器接收到的散射伽马强度决定 于两个过程：

发射的伽马经一次或多次散射后能到达探测器的光子数； 射向探测器的光子被再散射而改变方向或被吸收的光子数。
5.5 测井质量控制
按刻度规范对仪器进行刻度和校验； 补偿密度测井应记录补偿密度、泥饼校正和井径曲线。 除钻井液中加重晶石或地层为煤层、黄铁矿层外，泥饼 校正值（ ）应为零或小的正值。 FDC测井曲线与CNL、BHC、GR曲线有相关性，所计 算的地层孔隙度与CNL、BHC计算的地层孔隙度应基本 相同。在致密地层，测井值应与岩石骨架值相吻合。 重复曲线、重复测井接图与主曲线对比形状基本相同。 在井壁规则处，FDC误差绝对值小于0.03g/cm3，光电 吸收截面指数误差绝对值小于0.46b/电子。 密度和Pe值的精度和重复性在以下情况中都下降：不规 则井眼、有裂缝和空洞地层、厚泥饼或间隙。 最高的测井速度一般为30 ft/min（9m/min）。 在已知标志层中检查测井值的一致性。
（二）孔隙度曲线-AC、DEN、CNL
4、声波速度测井
声波测井是以岩石等介质的声学特性为基础而 提出的一种研究钻井地质剖面、评价固井质量 等问题的测井方法。包括声波速度测井、声波 幅度测井、全波列测井等。 声速测井（也称声波时差测井）测量地层声波 速度。地层声波速度与地层的岩性、孔隙度及 孔隙流体性质等因素有关。因此，根据声波在 地层中的传播速度，就可以确定地层孔隙度、 岩性及孔隙流体性质。 声速测井是三种主要的岩性-孔隙度测井方法 之一。

4.1 地层声速的影响因素
（1）弹性波的传播：
纵波：
vp
E
(1 ) (1
E
1 2(1 )
其中的ρ、E、σ分别为地层密度、杨氏模量和泊松比。
（2）岩性的影响：
由于不同矿物的弹性模量、密度及泊松比不同，所以由不同矿物组成 的岩石，其声速也不同。常见岩石中最高速的是白云岩 7900 m/s， 最低速为泥岩，约1800 m/s，一般在3000～6000m/s。这是用声速 测井区分岩性的依据。