测井技术基本原理及方法简介2

由六个臂组成，每臂 一个极板，共有6个极 板。每个极板上有25 个钮扣电极，共有150 个钮扣电极。每个电 极阵列包括上下两排 电极，上排12个，下 排13个。
井壁微电阻率图象地质特征提取和地质应用 （1）裂缝识别和评价; (2）进行高分辨率薄层评价； （3）地层沉积环境分析； （4）地层层内结构分析和地质构造解释； （5）帮助岩心定位和描述。 （6）储集层储集类型的分析 （7）地应力和井眼稳定性分析
计算岩石力学参数和岩石破裂压力梯度，为钻井和压 裂酸化提供依据；斯通利波渗透率分析；确定地层的 各向异性；裂缝评价与烃类检测；岩性和岩石特征。
14
3、声测井原理及方法
井周声波扫描成像仪USI(斯伦贝谢)、CAST-V(哈里伯顿) 和CBIL(贝克-阿特拉斯)采用旋转式声波换能器对井周进 行扫描，发射出的声波被井壁反射而返回，通过接受超 声脉冲回波与数字成像。对采集接收波的能量和时间等 信息进行处理分析，把结果按井周360°显示，提供全井 眼成像剖面，为地层特性评价和套管井工程评价提供信 息。
井壁声成像测井（USI） (CBIL)、(CAST-V)
井周构造和沉积层序分析；灰岩裂缝与储集类型 分析；地应力和井眼整体性分析；套管内壁的腐 蚀及机械磨损程度分析，还可以检查射孔孔眼。
15
3、声测井原理及方法
固井质量评价测井
声幅测井方式，通过记录声波在传播过程中各部分的能量衰减来 判断套管与地层间的水泥交结情况，又称水泥交结测井。套管与 水泥之间的界面称为第一交结面，水泥与地层之间的界面称为第 二交结面，固井质量好的井段两个面的交结均要良好。
8
2、电测井原理及方法
断层
溶洞
裂缝
井壁坍塌
3、声测井原理及方法
声波测井基本原理
声波在不同介质中传播时，其速度、幅度衰减及 频率变化是不同的。声波测井就是以岩石等介质 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。 声波测井分为声速（也称声波时差）测井和声幅 测井。地层声波速度与地层的岩性、孔隙度以及 孔隙流体等因素有关。
？油气层电阻率高于水层电阻率
？清水注水层电阻率接近淡水层 ？致密岩石电阻率高于疏松岩石 ？浸入的影响使得油层电阻率偏低 ？浸入对水层电阻率如何影响
地层水的含量 ↔ 孔隙度(Ф)•含水饱和度(Sw) 地层水电阻率(Rw) ↔ 离子浓度、温度等 地层水分布 ↔ 孔隙结构、泥浆滤液的侵入等
结合水
束缚水
自由水
双侧向：地层对比；区分油水层；计算饱和度；灰岩裂缝识别 微侧向：确定储集层厚度；识别可动油；确定冲洗带电阻率
2
2、电测井原理及方法 双感应测井
双感应测井仪由双感应线圈系、浅侧向电极系和电子线路组成，自然电位 电极安装在双感应线圈系的玻璃钢外壳上，可以测量得出四种曲线(深感 应、中感应、浅聚焦侧向和自然电位曲线)。感应测井的视电阻率相当于 井眼、侵入带、原状地层几部分电阻的并联，其中电阻率低者贡献较大； 而侧向电阻率相当于这些电阻的串联，某部分的电阻率越高贡献就越大。 故感应测井适合淡水或油基泥浆,常用于砂泥岩油气层识别和饱和度计算。
24h 31h 42h
17
4、核测井原理及方法 核物理基础
原子核由被电子包围的质子和中子组成。具有相同的质子数 而中子数不同的原子核称为同位素。
不稳定的原子核会自发地转变成另一种核而同时放出射线， 这种变化叫放射性衰变。这种不稳定的原子称为放射性核素。 放射性强度：一个放射源在单位时间内发生的核衰变次数。 半衰期：原子核衰变到 N=N0/2 所需的时间。 平均寿命：每个原子核衰变前存在的时间的平均值。
在套管井中声波从发射器发射至 接收的声射线分布情况，有四种 可能途径：
①沿套管传播的套管波；
②沿水泥环传播的水泥环波；(衰 减严重，可以忽略) ③在地层中传播的滑行纵波与滑 行横波； ④通过泥浆直接传播的泥浆波。 (到达很晚，时间固定) 按照它们的传播速度，接收器依 次得到波有：套管波、地层波、 水泥环波、泥浆波。
从震源发出的波动有两种成分: 一种代表介质体积的 涨缩，其质点振动方向与传播方向一致，所以又称纵 波。另一种成分代表介质的变形，其质点振动方向与 传播方向垂直，所以又称横波。纵波的传播速度较快， 在远离震源的地方这两种波动就分开，纵波先到，横 波次之。因此纵波又称P波(Primary wave)，横波又称S 波(secondary wave)。斯通利波(Stoneley wave)是一种衍 生波，它们只能沿着界面传播，只要离开界面即很快 衰减，这种波称为面波。它们的传播速度比体波慢， 因此常比体波晚到，但振幅往往很大，振动周期较长。
统计特性：执得“1”
代表衰变→拿走，尚 未衰变的数目？
随机特性：下次还会
执得“1”吗 ？

A Z
T1 2 ln 2
粒子=氦原子核
X
母核
衰變
A4 Z2
Y
輻射
粒子 = 电子 射线（ 光子） = 高能的电磁波 18
子核
4、核测井原理及方法
自然伽马测井
γ射线是一种波长小于 0.1纳米的电磁波。放射 性同位素产生α或β衰变 之后，若仍处于高能级的 激发状态，就会释放多余 的能量回到低能级的稳定 状态（基态），这时发射 γ射线(或称γ光子)。
取得更精确的地层电阻率 提高饱和度计算精度 确定可动流体和采收指数 评价钻井液侵入性质 改进对薄层油藏的评价 深侵入地层的精确测量
4
2、电测井原理及方法 方位电阻率成像测井（ARI）
斯伦贝谢方位电阻率成像测井(ARI）是在双侧向测井 仪的基础上发展起来的，位于上部屏蔽电极增加12个 具有方位探测特性的阵列电极，既可以测量原来的双 侧向电阻率，同时又能够测量12条深探测的方位电阻 率信息。方位电阻率测井的纵向分辨率为20cm，具有 较高的分层能力，有利于划分薄层和分析地层纵向的 非均质特性。
发射 探头
研究岩石机械性能;斯通利波渗透率分析;烃类检测; 确定孔隙度和岩性;裂缝评价;固井质量评价
13
3、声测井原理及方法
交叉偶极声波测井(XMAC)
贝克-阿特拉斯全波列测井仪交叉偶极声波（XMAC）采用 交叉排列的两个发射器发射，正交排列12个（每个方位6 个）接收器进行线性和交叉接收，每个阵列具有不同优 化的传感器，确保在慢速地层、大井眼等恶劣条件下得 到全套的纵波、横波和斯通利波数据。波形处理程序将 四分量交叉偶极声波数据进行处理以提取正交快慢横波 波形、方位及相应横波速度，
3、声测井原理及方法
偶极横波测井(DSI)
斯伦贝谢偶极横波成像仪(DSI)采用偶极声波源（即声波源 由两个单极声波源组成），能使井壁的一侧压力增大而另一 侧压力减小，故使井壁产生振动方向与井轴垂直，但传播方 向与井轴平行的扰动，在地层中直接激发纵波和横波。DSI 有多种工作方式，可以进行任意组合，获取多种合适的地层 岩石声学参数。结合BestDT自动声波波形处理，可以在套管 井中准确地测量地层纵波和横波速度。
入射波
反射波
滑行波
折射波
3、声测井原理及方法
补偿声波测井
T1
R1
△T1 △T2
补偿声波测井仪包括两个发射器和两个接收器。测井时，上下发 声器交替发射声脉冲，两个接收器接收T1、T2交替发射产生的滑 行纵波，得到时间差△T1、△T2，地面仪器的计算电路对△T1、 △T2取平均值。由图可以看出，双发双收声速测井仪的T1发射得 到的△T1和T2发射得到的△T2曲线，在井径变化处的变化方向相 反，所以，取平均值得到的曲线恰好补偿掉了井径变化的影响。 还可以补偿仪器在井中倾斜时对时差造成的影响。同时基本消除 深度误差。
16
3、声测井原理及方法
扇形水泥胶结测井(SBT)
贝克-阿特拉斯扇形水泥胶结测井仪(SBT)将声波传感器嵌 于不锈钢外筒内,发射探头和接收探头安装在特种波纹管 内以进行压力补偿,可确保声波信号的最佳耦合。SBT具有 标准的三英尺声幅/声波传播时间和五英尺全波列变密度 显示，根据六个独立扇区声幅可作出套管外水泥分布剖面 图。对于评价套管井层间封堵效果起着非常重要的作用 。 固井质量评价
侵入水
？比较盐岩、泥质盐岩、盐质泥岩 和泥岩电阻率
2、电测井原理及方法
双侧向测井 微侧向测井
侧向测井又叫聚焦式电阻率测井，常见的侧向仪有双侧向、球形聚焦、微 侧向等。双侧向测井仪电极系由一个主电极、两对监督电极、两个屏蔽电 极共七个电极组成。屏蔽电极把主电流“逼”向地层深处，使得地层电阻 率尽量避开泥浆滤液侵入的影响。微电阻率电极尺寸较小、电极间的距离 较近，测量电流只流经地层较短的距离，用于描述近井眼（冲洗带）地层 的电阻率。双侧向与微侧向测井同时下井时可以获得不同探测深度的三条 电阻率曲线。适合高矿化度泥浆井眼，常用于碳酸岩储层评价和裂缝识别。
取得更精确的地层电阻率提高饱和度计算精度确定可动流体和采收指数评价钻井液侵入性质改进对薄层油藏的评价深侵入地层的精确测量2电测井原理及方法方位电阻率成像测井ari斯伦贝谢方位电阻率成像测井ari是在双侧向测井仪的基础上发展起来的位于上部屏蔽电极增加12个具有方位探测特性的阵列电极既可以测量原来的双侧向电阻率同时又能够测量12条深探测的方位电阻率信息
岩石的自然伽马放射性是 有岩石中放射性核素的种 类（主要包括铀、钍、钾） 及其含量（取决于岩石的 矿物成分、岩性以及它们 的成层条件和年代等）决 定的。母岩的放射性多来 自于火成岩，泥岩因为其 具备较大的吸附表面和沉 积时间一般具有较高的放 射性。
1、硬石膏；2、无烟煤； 3、岩盐；4、白云岩； 5、石灰岩；6、石英砂 岩；7、钙质砂岩；8、 碎屑岩；9、泥质砂岩； 10、泥质灰岩；11、砂 质页岩；12、钙质页岩； 13、页岩；14、含有机 质海相页岩；15、贫钾 碱矿层；16、钾盐
地层对比；区分油水层；计算饱和度
3
2、电测井原理及方法
阵列感应测井(HDIL)
贝克-阿特拉斯新一代感应测井仪,可以在淡水泥浆或油基泥浆钻 井中精确测量多个不同探测深度的地层电阻率。高分辨率阵列感 应HDIL由7个平衡的三线圈阵列组成，可以进行6个探测深度的感 应测量,分别为10,20,30,60,90,120″;8个工作频率可以适应不 同的垂直分辨率要求，用于对深侵入和薄层油藏进行详细评价。 通过对测量的不同垂直分辨率和探测深度的阵列感应数据的反演 处理，可以得到高精度的电阻率图像。通过先进的识别和全数据 的分析可提供精确的地层电阻率，对钻井侵入深度可进行更详细 的描述。应用HDIL测量的电阻率可以更好地进行油藏描述、提高 饱和度的计算精度。
确定井周地层断层等地质界面的倾角和倾斜方向 井斜及方位测量可用于计算井眼轨迹； 双井径数据可用于确定井眼状况、研究地应力
6
FMI
EMI
STAR 基本性能比较
FMI EMI
由4个臂（共8个极板）组 成，每个臂包括一个主极 板和一个副极板每个极
板设有24个电极，这些 电极在极板上分2排， 每排12个电极, 8极板 共192个电极，可获得 192条曲线，在8.5英寸 装有6个分动的极板上，每个 极板上装有24个阵列纽扣电极， 的井眼中其方位覆盖率 达80％，在6英寸的井 分上下两排交错排列，每排有 眼中其方位覆盖率达 12个电极，6个极板共装有144 100％。 个电极。采样间隔为0.1 英 寸 ,对于8英寸井眼的覆盖率 为60%
R2
煤：＞90us/ft
T2
砂岩：55.5us/ft 硬石膏：50us/ft
识别岩性；求取孔隙度； 判断气层；异常地层压 力预测；地震标定
灰岩：47.5us/ft 白云岩：43.5us/ft
3、声测井原理及方法
长源距声波全波列测井
通常声速测井只利用了纵波首波的速度信息，而声波全波列测 井则记录声波的整个波列，不仅可以获得纵波的速度和幅度信 息，还可以得到波列中的其它波成分，如横波、伪瑞利波、斯 通利波等。进一步对这些波的传播时间及幅度处理，可用来判 断裂缝、计算地层的渗透率以及弹性参数。
确定盐水泥浆井的地层电阻率；薄层解释； 储层有效性评价；灰岩裂缝溶洞评价
5
2、电测井原眼四周的四条或六条电导率曲线 来确定地层的倾角和倾向，其测量数据可以用来综合研究和 分析断层、地层不整合性、交互层、河道、及其它构造和沉 积现象，尤其适应于复杂油气田勘探。 配套的井斜仪和测向仪用来提供对电导率测量极板的三维空 间描述。
电测井原理及方法
电阻率测井基本原理
不同岩石具有不同的导电能力，岩石的导电能力可用 电阻率来表示。测量一定长度和截面积导电介质的电 阻就可以获得地层的电阻率。
r = R • L/S R = U/I
σ=1000/r
电导率:毫西门子/米(mS/m) 电阻率:欧姆米(Ω·m)
一般认为，油气与地层岩石的固体（骨架）部分是不 导电的，地层的电阻率仅与地层水有关：地层水的含 量、分布、以及地层水自身的导电性。