成像测井部分解析
第6章成像测井
天然裂缝与人工裂缝的鉴别
天然裂缝多为长期构造运动形成,又受到地下水的 溶蚀与沉淀作用的改造,因而分布极不规则,缝宽 变化大。 诱导缝是在地应力作用下产生的裂缝,故排列整齐, 规律性强,缝面形状较规则且缝宽变化小。诱导缝 一般又分为:
人工诱导缝的特征
钻井过程中由于 钻具震动形成的 雁状诱导缝
六臂
150个电极
井眼覆盖率与井径有关
(二)数据处理
电成像预处理过程-5步
输入电成像测井数据 坏电极剔除 电扣深度对齐 GR深度校正 加速度校正
2-坏电极剔除 坏电极表现为: 一:零或无效的负值; 二:某个电极方差变化过 于平缓或剧烈两种情况。 如右图所示:
坏电极
坏电极的校正是在检 测出失效电极的基础 上通过相邻电极的插 值来完成。
(一)仪器结构和测量原理 电成像测井仪器外观
FMS 4极板 54电扣
FMI 8极板 192电扣
STAR-II 6极板 144电扣
EMI 6极板 150电扣
电成像测井仪器极板结构
EMI
FMI
Star II
全井眼地层为电阻率扫描成像测井(FMI)
重点 1、FMI仪器外形
4臂、8极板 192个电极 电扣之间 0.2in(5.2mm) 两排之间间距 0.3in
坏电极剔除成果图
坏电极
2018/12/27
28/146
3-电扣深度对齐
由于不同极板之间以及同一极板上的两排电极在纵向上的排列 位置不同,所测得的曲线深度也不同,所以在生成图像之前必须把 各排电极的测量数据深度对齐,如右图所示。以第一排电极的深度 为标准,其他排电极移动相应的深度间隔完成校正。
ERMI仪器极板电扣排列示意图
《超声成像测井》课件
这是演示文稿《超声成像测井》的纲要:
什么是超声成像测井
1 定义和原理
2 应用领域
超声成像测井是利用超声波在岩石中传 播的特性,通过记录和解释超声波信号, 来评估地层的物性参数和产能信息。
超声成像测井广泛应用于油气勘探中的 石油地质、油层工程、油藏评价等方面, 为油田开发和管理提供了重要的技术支 持。
1
实际场景中的超声成像
通过实际案例,展示超声成像测井在油气勘探和开发中的应用场景和效果。
2
实践中的挑战与解决方案
分享在超声成像测井过程中可能遇到的挑战,并提供解决方案和实用建议。
3
成果和前景展望
总结超声成像测井的应用成果,并展望未来的发展方向和研究重点。
1 超声成像仪器的组成和工作原理 2 超声成像测井数据的处理与解释
超声成像仪器由探头、发射器、接收器 和信号处理部分构成,通过发射和接收 超声波信号进行成像和数据采集。
超声成像测井数据会经过处理算法进行 去噪和增强,然后根据地质条件和物性 模型进行解释和分析,得出地层的物性 参数。
超声成像测井的案例分析
超声成像测井的优势
1 与传统测井方法的对比
相比传统测井方法,超声成像测井能程师更好地理解地层情况。
2 准确性和高分辨率
超声成像测井具有极高的探测精度和空间分辨率,能够捕捉到微小的地层变化,为油气 勘探和开发提供详细和精准的信息。
超声成像测井的技术与设备
声波测井-超声波成像测井4
声成像反映井壁宏观形态,探测较大裂缝;电成像反映地 层内部结构,对细小裂缝较灵敏。二者相互弥补,为识别岩性、 分析地层特征、评价储层、判断裂缝充填情况提供了重要手段, 在套管井中用声成像还能检测套管破损、变形情况。
超声波成像测井
声电成像测井资料的地质应用
三、应用
定性识别
●地层特征识别 ●诱导缝的识别 ●天然裂缝的识别 ●孔洞、井眼崩落及
超声波成像测井
一、概述
60年代末-Mobil公司第一套BHTV 80年代初-Shell公司改进BHTV 80年代末-三大测井公司井下电视商业化 80年代末和90年代初-中国成功研制井下电视 90年代初-
●Ultra Sonic Imager(USI) ●Ultra Borehole Imager(UBI) ●Circumferential Borehole Imaging Log(CBIL) ●Circumferential Acoustic Scanning Tool(CAST) ●Borehole Televiewer (BHTV) 华北油田测井公司
超声波成像测井二方法原理下井仪器结构超声波成像测井二方法原理声波的反射脉冲回波信号超声波成像测井二方法原理换能器声脉冲在井壁的扫描线示意图v为测井速度n为转速为声脉冲频率数据采集超声波成像测井二方法原理幅度成像声阻抗幅度成像声阻抗幅度低阻抗小幅度低阻抗小幅度高阻抗大幅度高阻抗大传播时间成像井眼半径成像传播时间成像井眼半径成像时间长半径大时间长半径大时间短半径小时间短半径小对井壁进行扫描对井壁进行扫描记录回波幅度记录回波幅度回波传播时间回波传播时间
超声波成像测井
二、方法原理
超声波成像测井
二、方法原理
数字声波井周成像测井(CBIL) Circumferential Borehole Imaging Log 以脉冲回波的方式,对整个井壁进行扫描,记录: ●回波幅度图像BHTA ●回波传播时间图像BHTT
成像测井综合解释[精]
23
钙质团块 钙质团块在成像图像 上呈亮色斑块状,一 般只分布在某一方位 上。
钙质团块成像图
24
2
2、真假裂缝的识别 (1)钻痕、刮痕的识别 因钻头不规则运动所致,声波成像的时间图上无明显特征,主要是在 幅度线上形成明暗的条纹。其基本特征是:条痕角度偏高,且带宽很 细、很密,一般360°都可能出现。
3
2、真假裂缝的识别
(2)钻具振动形成的裂缝钻井过程 中由于钻具振动可能形成裂缝,它们 十分微小且径向延伸很浅,这种裂缝 虽然在FMI成像图上有高电导率的异常,
溶蚀孔洞
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2、真假溶洞的识别方法
(1)黄铁矿斑块与溶蚀孔洞的鉴别 黄铁矿呈高密度,电阻率极低,其颗粒与 周围地层的电导率有很大的差异,所以, 电成像图象上黄铁矿斑块呈高电导异常, 边缘清晰,并且黄铁矿多为分散状分布, 在体积较大时呈方形。当泥岩中的黄铁矿 斑块较稀疏时,常规资料反映并不明显, 而成像测井图则有明显的显示。
井眼崩落特征
9
2、真假裂缝的识别
(8)缝合线 由于缝合线是压溶作用的结果,因 而两侧有近垂直于缝合面的细微的 高电导率异常。当压溶作用主要来 自于上覆岩层压力,缝合线基本平 行于层理面;当压溶作用主要来自 于水平构造挤压作用,缝合线基本 垂直于层理面
缝合线
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3、裂缝形态
(1)张开缝:在电成像图上呈 黑色高电导异常,声波反射信号微 弱,甚至无反射,在幅度图上的特 征表现为暗色;在时间图上没有信 号返回,即无反射表面,表现为黑 色,
15
3、溶洞在井壁上的分布特征
(1)均匀分布的溶洞 有时溶孔在井壁呈均匀分布,在图像上 表现为均匀分布的小团状黑色高电导异 常。 (2)层状分布的溶洞 有时溶孔在井壁呈层状分布,在图像上
《测井地质学》第三章-井壁成像测井及解释
王贵文:WANGGW@
FMI测量原理
FMI仪器及 极板部分的示意 图,FMI有八个极 板,每个极板有 两排24 个电极, 八个极板共计192 个电极,测量过 程中八个极板推 靠至井壁,192个 电极同时测量, 每个电极可测得 所在处井壁视电 阻率值。随着仪 器上提可测得全 井段的数据,经 过一系列处理, 即可获得测量井 段纵向上的微电 阻率扫描图像。
王贵文:WANGGW@
* 成像测井资料--用阵列或扫描方法测量记录井壁或井周岩石物 理性质的二维或三维分布--数字图像 * 研究的方法:建立地质模型 研究成像测井对地质事件的几何分辨率和物理分辨率 研究成像测井数字图像的异常信息分析方法 探索地质事件的标识技术(模版匹配、模式识别及数字仿真)。 * 目标:对电学和声学成像测井在地质响应实验、图像分析、地 质解释应用三个层面上开展研究,建立成像测井地质解释的理论 和方法体系。发挥成像测井在评价复杂非均质油气藏的特殊作 用。
wanggwcupeducn成像测井解释评价方法成像测井解释评价方法层次1图像直接解释层次2常规测井约束解释层次3岩心约束解释层次4图像综合解释解释层次解释层次区域地质背景地质概念模式常规测井解释岩心观察描述岩屑录井资料构造研究沉积学研究储层研究取心井段图像标定岩性图像关系模式建立未取心井段图像外推解释地层精细划分岩性解释孔洞发育带假象图像剔除典型地质现象初步解释约束条件约束条件解释目标解释目标在对大量的井壁成像测井资料解释的基础上总结了一套循序渐进由浅入深由分析到综合的分层次展开的成像测井资料解释方法
王贵文:WANGGW@
广泛调研电学和声学扫描和阵列成像测井方法、仪器和成果处理技 术的信息资料,深入分析我国各油田典型成像测井数字图象资料及 定性解释成果,明确了利用成像测井资料可识别的过井筒地质事件 为: * 薄层及微细层(厚度为0 .01m—0.1m) * 断层、褶皱 * 裂缝(足够的延伸长度,开度>0.01mm) * 沉积构造(层理等) * 孔隙(直径>0.1mm)洞穴(直径>2mm) 上述在事件的识别上主要应用全井眼微电扫描测井(FMI)及超声波反射 扫描测井(CBIL),图像资料识别的精度取决于对上述两种仪器响应地质 事件的几何分辨率及物理分辨率以及图像重构和边缘信息提取方法的研 究。解释的可信性和有效性取决于用地质刻度测井方法建立解释模式和图 版。
超声波成像测井课件
的水泥胶结状况。 » 不受快速地层的影响。
平均衰减量4全-8d方B/ft位固井质量评价
平均幅度30、70-80mV
磁定位 6分区声幅 平均声幅 全方位声幅 变密度
衰减曲线 衰减曲线 衰减图象 曲线
泉
三、UBI的应用
在油基泥浆中成象 探测裂缝、孔洞 井眼稳定性分析
– 键槽井眼 – 井眼垮塌 – 剪切滑动 – 泥岩蚀变
确定水平应力 井眼形状分析
裂缝性地层中FMIARI-UBI图象的比较
井眼垮塌
井眼垮塌
沿裂缝面的滑动
井眼垮塌 与滑动
井眼垮塌与剪切滑动
剪切滑动
剪切滑动
36 241 井
37
窜槽
38
试油 油水同出
39
底部为水层
分区水泥胶结测井提供全方位井眼水泥胶结评价
侯101井
胶结良好 第一界面 部分胶结
检查 取心位置
比较项目 分辨率 采样率
覆盖面积 探测深度 物理基础 地层响应 井眼描述 影响因素
限制条件
STAR 与 CBIL 比较
Star-II
CBIL
0.2in
0.2in
纵横向0.1in 70%(8in井眼)
纵向0.1-0.3in 横向200-250点/周 100%
2-5厘米
井壁
岩石电性
岩石波阻抗
超声波成象测井 井周声波成像测井
Ultra Sonic Imager、Ultra Borehole Imager
CBIL- 西方阿特拉斯 CAST-哈里伯顿
本章内容
? § 1 测井原理和仪器结构 ? § 2 应用
成像测井方法简介
电导率裂缝
电导率裂缝
电导率裂缝
电导率裂缝
高电阻率裂缝
高电阻率裂缝特点 亮色条带
高电阻率裂缝
高电阻率裂缝
电导率裂缝 地层层面 电阻率裂缝
裂缝方位
裂缝走向
(2)确定地层倾角及倾向 地层层面,地层倾角及倾向
地层层面,地层倾角及倾向
第二节 方位电阻率成像测井
一、测量原理 方位电阻率测井是在双侧向测井基础上发展起来
YM35 YM35-1
4585000
X
4586000
4587000
YM34
油层 5384-5395.5
含水油层 5395.5-5398
含油水层 5398-5399.5
YM35
油层 5579-5587
干层 5587-5602
差油层 5602-5610
YM35-1
油层 5565-5585
YM35-1
的一种测井方法。共有12个电极,装在双侧向测井 的屏蔽电极A2的中部,每个电极向外张开的角度 为30°。12个电极覆盖了井周360°方位范围内的地 层,电极为长方形,其电流分布如图所示。
方位电极排列及电流线分布示意图
方位电阻率:
RAZ
K UM I AZ
I AZ
方位电极的供电电流;
UM
环状监督电极相对于电缆外皮的电位;
差油层 5585-5616
YM35-1
油层 5616-5643
差油层 5643-5652
YM34-H1
油层 5376-5405
水层 5405-5420
YM34 5375-5405
地层对比
YM34-H1 5365-5410
YM35 5570-5620
成像测井技术 精品讲义
FMI成像图用多级色度表示地层 电阻率的相对变化,一般图像颜色越 浅电阻率越大,反之,越暗。
FMI的纵分辨率和井眼覆盖率高, 极板结构的设计在8英寸井眼中,其 纵分辨率和井眼覆盖率分别为0.2英 寸和80%。
FMI识别碳酸盐岩上的缝洞储层等
低角度裂缝
高角度半充填缝
高角度裂缝
裂缝识别─垂直缝
为了解决这些技术难题,地质学家,测井分析家早就梦想带着照相机到并筒中去 漫游,仔细审视地下地层结构、流体分布。为实现这个目标,测并工程技术人员已 奋斗了70年。测井技术的发展也历经了四个阶段:模拟测井、数字测井和数控测井 技术阶段。现在正处在成像测井技术阶段。
早在60年代就开始发展井下声波电视和井下照相技术,然而直到80年代中期,斯 仑贝谢公司研制的地层微电阻率扫描成像测井仪才以其5M的空间分辨率获得同岩心 照片一样洁晰的并壁微电阻率图像,揭开了成像测井技术发展新的一幕。90年代中 期,斯仑贝谢公司、阿特拉斯公司、哈里伯顿公司先后将他们各自开发的成像测并 系统投入商业服务。
ECLIPS-5700 成像测井系统
成像测井技术发展趋势
处于迅速发展和不断完善阶段,发展趋势集中于四个方面: (1)不断发展复杂储层解释技术.提高定量解释精度; (2)根据油田勘探、开发需要.不断改进完善现存成像测井技术,研制新
仪器; (3)利用成像测井信息对油藏构造、储层结构和流体分布进行三维描述: (4)适应大斜度井、水平井测井需求,继续研究、开发随钻测井成像技术。
微电阻率扫描成像
FMI—Formation Micro Image
FMI测量原理 FMI是在斯仑贝谢公司80年代中期推出FMS—A型成像仪的基础上,经过多次重大
改进,尤其在提高井眼覆盖率和分辨率方面做了重大改进,于1991年推出的一种新 成像测井仪。哈里伯顿、西方阿特等公司也先后成功地研制了微电阻率扫描成像测
成像测井综合解释[精]
2、真假裂缝的识别 (1)钻痕、刮痕的识别 因钻头不规则运动所致,声波成像的时间图上无明显特征,主要是在 幅度线上形成明暗的条纹。其基本特征是:条痕角度偏高,且带宽很 细、很密,一般360°都可能钻具振动形成的裂缝钻井过程 中由于钻具振动可能形成裂缝,它们 十分微小且径向延伸很浅,这种裂缝 虽然在FMI成像图上有高电导率的异常,
黄铁矿斑块的测井特征
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2、真假溶洞的识别
(2)溶蚀孔洞与井壁崩落的区别 其区别是井壁崩落是有方向性的,且呈180度对称分布;而溶洞无方向性,可在 360度方位上随机分布,且大小不一。井壁崩落多发生在致密层段,而溶洞发生 在储层段。 (3)角砾间隙与溶孔、溶洞的区别 两者的主要区别是它们的形态、分布和电导率差异大小。角砾和角砾间隙之间的 电导率差异较大,可以根据动静图象结合来区分。角砾一般表现为高阻(亮色) ,且轮廓分明,角砾间隙为低阻;角砾间隙在成像测井图上表现为形似溶孔的特 征。
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3、溶洞在井壁上的分布特征
(1)均匀分布的溶洞 有时溶孔在井壁呈均匀分布,在图像上 表现为均匀分布的小团状黑色高电导异 常。 (2)层状分布的溶洞 有时溶孔在井壁呈层状分布,在图像上
表现为沿层面呈团状黑色高电导异常。
通过对溶洞形态及排列方式的描述,有
可能推测岩溶的分带,如水平潜流带或
垂直渗流带。在水平潜流带的溶蚀孔洞 多平行层面分布,且呈圆形或椭圆形; 在垂直渗流带的溶蚀孔洞多垂直于层面 分布,且呈长条形。但应注意图像的纵 、横向比例。
井眼崩落特征
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2、真假裂缝的识别
(8)缝合线 由于缝合线是压溶作用的结果,因 而两侧有近垂直于缝合面的细微的 高电导率异常。当压溶作用主要来 自于上覆岩层压力,缝合线基本平 行于层理面;当压溶作用主要来自 于水平构造挤压作用,缝合线基本 垂直于层理面
第3章-成像测井技术
3.2 微电阻率扫描成像测井FMS
3.2 微电阻率扫描成像测井FMS
电极系统由四个液压推靠极板组成。1号与 2号极板和SHDT的极板一样,即每个极板上 都有两个测量电极和一个速度电极,3号和4号 极板除保留了SHDT的测量电极外,还增设了 一组微电阻率扫描电极。即在原地层倾角测井 仪的极板上安装了具有钮扣形的小电极,电极 的直径为0.2in(5mm),FMS-A型的电极排列 如图b所示,共有4排电极,第一排有6个电极, 其他三排皆有7个电极,共27个电极。两排电 极中心间的距离为0.4in(10mm),上、下两 排电极的横向距离为0.1in,即两个电极间相 当于有半个电极是重叠的,这样在测量时,在 电极阵列所控制的横向范围内,所有井壁表面 全部被电极扫过。
斯仑贝谢公司的阵列感应成象测井仪采用多种工作频率,一个发射 线圈,8组双线圈组成的接收线圈系阵列。同时测量8组接收线圈上3 种频率的实分量和虚分量,记录28条原始曲线。应用软聚焦和分段准 线性近似的处理方法,得到30cm、60cm、120cm三种垂向分辨率, 25cm、50cm、75cm、150cm、225cm五种径向探测深度,测量 范围为0.1-2000Ω.m的15条处理曲线,形成垂向分辨率匹配,沿深 度、径向二维电阻率剖面分布图象。
为此国内已经着手研制成像测井仪,其中井下声波电视己 达到国外同级水平,微电阻率扫描测井仪已做出下井试验的 样机。海洋测井公司做出了八臂倾角仪,正试验具有236个 电极的高分辨微电率扫描成像仪。
3.1 成象测井系统 当前成像测井技术中问题较突出的是资料处理和解释技术。
成像测井的资料处理有两个主要内容: 其一是将测量信息用数字图像处理的方法制作成地质家可视
在图像上,电阻率高的为“亮”色,电阻率低的为“暗”色。根据图像的颜 色和形状进行地质解释。
成像测井图像解释模式及典型解释图版研究
文献标识码 -< ,
文章编号 -0 , 1 1 1 = 2 3 4" 4 1 1 4 #1 0 1 1 4 7 1 ;
成 像测井是 4 主要以扫描或阵列的 1世纪 : 1年代中后期到 = 1年代初期陆续走向商业化的测井技术 ! 方式 ! 测量岩石的某个物理量 " 如电阻率 / 声阻抗等 # 沿井壁或井周的二维或三维分布 ! 形成井剖面的 数字图像 ! 间接显示出裂缝 / 层理 / 孔洞等地质现象 . 我国于 4 1世纪 = 1年代初系统引进了成像测井技 0 ?; 术 !并在裂缝识别 /岩相分析 /储层划分等诸方面见到了良好的地质效果 , .然而对于图像的地质解释 一直停留在 @ 相面 A" 定性 #的水平 !很大程度上取决于解释人员的经验 .因而 !通过岩心的对比刻度和 对图像本身的理论分析 ! 将典型的图像特征与特征地质现象建立相对应的解释模式 ! 就显得尤为必要 . 成像测井地质解释的一般思路是 B 遵循岩心为第一性参照标准 ! 针对岩心和测井图像兼有良好反映 的层段 ! 详细观察和描述其地质现象 ! 采用照片或岩心扫描等方式记录岩心信息 ! 将测井图像和岩心信 息同时输入成像测井交互处理系统进行对比解释 ! 经过同种地质现象的多次成像匹配处理 ! 建立该种地 质现象的图像解释图版 ! 为后续解释提供指导性模型 .
第+ -卷第 (期
耿会聚等 1 成像测井图像解释模式及典型解释图版研究
[+ 5 [
亮斑为高阻砾石的响应 !
" 结
语
典型图像模式的提出 # 由图像特征出发 # 阐明了不同模式所代表的地质意义 # 为成像测井解释提供 了面向地质目标的图像分类 ! 特征地质现象的解释图版更是直接建立了联系成像测井图像与不同地质现 象之间的桥梁 # 将为同类地质现象的解释起到参照标准的作用 # 对于今后的成像测井解释具有重要的指 导意义和实用价值 ! 但是 # 应当强调 # 所有的成像测井解释都是在地层时代 $ 岩性序列 $ 基本储层特征 确定的前提下进行的 # 脱离了特定的地质背景 # 单纯地套用图版势必会遇到其局限的一面 ! 在本研究过程中得到了郭荣坤 $ 管守锐等教授的指导 # 塔里木油田测井站 $ 新疆油田公司研究院等 有关单位给予了大力帮助 # 在此一并致谢 % 参考文献 ’ &
成像测井(MCI)
微电阻率扫描成像测井仪(MCI)Micro Scan Imaging一、仪器测量原理推靠器极板发射的交变电流通过井内泥浆柱和地层回到仪器顶部的回路电极;推靠器、极板金属体起到聚焦的作用,使极板中部流出的电流垂直于极板外表面进入地层;通过测量电扣上的电流强度,可以反映出电扣正对着的地层由于结构或电化学上的非均质所引起的电阻率变化;电扣电流信息经过适当处理,可刻度出彩色或灰度等级图像,从而反映出地层微电阻率的变化。
通常把电流电平转换成灰度显示,不同级别的灰度表示不同的电流电平,这样就可用灰度图来显示井壁的电阻率的变化二、仪器组成仪器组成自下而上依次为推靠系统部分、预处理短接、采集短接、绝缘短接和护冒。
推靠系统部分:最下面是推靠臂即6个极板,在推靠短接最上方有一个键槽正对下方的那个极板为一号极板(P1AZ为一号极板方位),安逆时针方向依次为2号3、4、5、6号极板。
每个极板上分布24个电扣分2横排,测井时每个极板上最多允许有2个纽扣是坏的。
推靠器内部有六个电位器测量井径值最终可以得到3组井径值。
预处理短接:预处理短节首先将极板送来的电扣信号进行低通滤波,把交变的模拟信号转化成较为稳定的直流信号,然后经过模拟开关和信号缓冲器送到采集系统。
预处理短节内测斜探头包括3个加速度计和3个磁通门完成AX、A Y、AZ、FX、FY、FZ信号的采集工作。
确定每个极板在井内测井时所对应的方位。
采集短接:在采集系统内进行A/D转换并对数据进行打包处理,最后由遥传短节将其送到地面系统进行进一步处理。
三、主要技术参数分辨率 5 mm覆盖率60% (8″井眼)测井速度225 m/h仪器长度8300 mm最大直径127 mm耐温155℃耐压100 MPa适应泥浆水基传输速率100 kbps泥浆电阻率范围0.1Ω·m~50Ω·m100k的遥传与300K的区别在于300K的把GR取出来,单独用一支GR仪器,然后将测斜部分做在里面了,300k的遥传比100k的长。
成像测井技术 精品讲义
所谓成像测井技术,就是在井下采用传感器阵列扫描测量或旋转扫描 测量,沿井纵向、周向或径向大量采集地层信息.传输到井上以后通过图 像处理技术得到井壁的二维图像或井眼周围某一探测深度以内的三维图像 。这比以往的曲线表示方式更精确、更直观、更方便。
成像测井仪器有别于数控测井仪器的特点,就在于成像测井仪器的设 计都在某种程度上考虑了地层的复杂性和非均质性,尽管有些成像测井( 如偶极横波成像测井)仍然是以曲线方式而不是以成像方式作为测井成果 输出。
裂缝识别─网状缝
火成岩溶蚀孔洞
声电成像识别孔洞
砾岩裂缝
火成岩溶蚀孔洞
声电成像识别孔洞
评价薄层
注1:现今地应力分析:由于钻孔打开岩层,构造 应力释放,造成井眼定向崩落。利用地层倾角双井 径曲线或STAR的井径曲线,计算井眼崩落扩径方向 。椭圆形井眼长轴方向与现今地层中的最大水平主 应力方向垂直,与最小水平主应力方向平行。图中 双井径差异大,沿140-320度方向井壁出现大段垮 塌,最大水平主应力方向为50-230度。
成像测井技术发展背景
随着世界油气资源勘探程度提高,新发现油气藏在规模上趋于小型化。在储层 物性及构造形态上趋于复杂化,应用目前的勘探技术和装备发现并评价这类油气藏 ,勘探成本增加,效益下降。
测井信息的主要应用是解释油气层。但是,在我国陆相和海相沉积地层中, 油气勘探的难度越来越大,测井解释油气层正面临着以下技术难题。
(见后页图)
0
自然伽玛
150
api
-40 Ⅰ号极板方位角 360 10 度
10
10
CAL13<CAL24
CAL13>CAL24
钻头直径
20
in
1-3 井径
5成像测井小结-2
8、核磁共振测井
1)NMR弛豫
(1) 射频脉冲施加前:自旋系统处于 平衡状态,M与 Bo方向相同; ( 2) 射频脉冲施加期间: M与 Bo垂直 ,产 生磁共振;核自旋系统吸收外界能量,由 低能态跃升至高能态;
z Bo y
M
( 3 )射频脉冲施加后: M 朝 Bo 方向恢复, 核自旋系统由非平衡时的高能态恢复到平 衡时的低能态。 弛豫:核自旋系统由非平衡时的高能态恢 复到平衡态的过程,称为弛豫。弛豫的快 慢或速率用1/T1或1/T2表示。
t
3)典型T2分布
有效孔隙
微孔隙
4)孔径大小与T2弛豫时间关系
充水的孔隙
幅 度
小孔径:衰减快 大孔径:衰减慢
时间
应用:各种探测深度(径向)电阻率、判断油水层等
7、静态平衡图像和动态加强图像
成像图一般分为静态平衡图像和动态加强图 像两种。静态平衡图像采用全井段统一配色,目 的是反映全井段的相对电阻率的变化,可以宏观 了解测量井段内的岩性变化。动态加强图像是为 解决有限的颜色刻度与全井段大范围的电阻率变 化之间的矛盾,通过均衡滤波处理,其所形成的 动态图像的分辨能力很强,突出局部图象特征。 用于详细分析细微构造的变化情况。
应用:井周360度方位范围地层电阻率、裂缝、电阻率成像等
6、阵列感应成象(AIT)测井原理
阵列感应成象(AIT)测井是在常规感应测井的基础上发展起来的一种成 象测井方法。
阵列感应成象测井的采用一个发射线圈和多个发射线圈,它运用了双 线圈系的电磁场叠加原理,实现消除直藕信号影响的目的。线圈系由八组基 本接收单元(R1,R2,…,R8)组成,公用一个发射线圈,使用三种频率 ( 26.325kHz,52.65kHz,105.3kHz)同时工作,井下仪测量多达28个原始 实分量和虚分量,传输到地面经计算机处理,实现数字聚焦,得到三种纵向 分辨率、五种探测深度的测井曲线。
《超声波成像测井》课件
超声波成像测井的应用领域
1 矿产勘探
2 石油勘探和采集
可以帮助勘探人员快速了解地下矿藏的位置、 形态和性质,为矿产勘探提供重要的技术支 持。
是石油勘探和采集的重要手段,可以提高勘 探和开采效率,减少成本。
3 水资源调查
可以对地下水源的分布、深度和流量进行精 确控制,准确评估渗透性和水含量等。
4 城市地下管网检测
超声波成像测井
本课件将为您介绍超声波成像测井技术,包含原理、应用、优势、局限性和 发展趋势。
什么是超声波成像测井
工作原理
运用超声波技术,通过测量 声波在井壁内的传播速度和 共振效应,形成对地下储层 的成像。
应用场景
常用于石油勘探、开采及井 下油藏评估,也可以用于其 他地下储层如水、煤炭等的 成像。
超声波成像测井的局限性
受墨子波和旁通波干扰
这两种波会产生噪音,会影响成 像质量。
需要专业设备和技能
超声波成像测井需要使用专业的 设备和技能,对操作人员要求较 高。
需要特定的地质条件
不能用于所有地质环境,对地质 条件有一定限制。
超声波成像测井的发展趋势
1
ห้องสมุดไป่ตู้高分辨率成像
研究新的超声波成像方法和技术,提高成像质量和分辨率。
2
实时在线监测
结合互联网和云计算技术,实现实时在线监测和数据共享。
3
多物理场联合反演
将超声波成像测井技术与电磁、地震、重力等物理场相结合,实现多学科交叉和联合反演。
结论和总结
成像测井技术方兴未艾
成像测井技术在油田勘探和开采、矿业勘探和 水资源调查等领域发挥重要作用,未来有广阔 的发展空间。
持续投入研究和创新
需要不断投入研究和创新,提高技术水平和应 用水平,实现更好的成像效果和更大的应用范 围。
成像测井
成像测井解释模式
成像测井的图形仍然是一种物理属性,它只是地下地 质特征的间接反映,只有充分利用岩芯资料对各种成像测 井特征进行刻度,建立起电图像特征与各种地质属性之间 的关系,才能对复杂的地质现象进行正确的评价。 标准图象模式是成像测井资料地质解释的基础,按成 像图的颜色、形态,综合动静态图象基本特征,结合录井 岩心资料,以及所包含的地质意义,可以将图象分为两大 类,十小类标准图象模式。
6、对称沟槽模式
特指由于地应力不平衡造成的椭圆形井眼崩落,在成像图 上,一般表现为沿井壁分布的两条互呈度对称的垂直暗色沟槽。
7、斜纹模式
这种模式不是斜交井轴的平面在成像图上的反映特征,因 为一般斜交井轴的平面在成像图上呈正弦曲线形态,而该模式 在成像图上表现为不对称的倾斜纹理,因而它不是地层本身的 特征,而是由于钻井过程中,使用特殊工具螺扶或特殊钻头对 井壁造成的螺旋形划痕。这种模式在声波成像图上有时会见到, 一般出现在岩性较致密的层段,因为它近似一种组合线状模式, 往往被误解为层理的显示特征。
井周声波成像测井是使用一个以脉冲回波方式工 作的旋转换能器来实现对整个井壁的扫描。岩性及 岩石物理特征的变化以及井壁介质几何界面的变化 将导致被测量的回波幅度及传播时间的变化。将其 汇总即可得到井壁的图像。回波幅度强弱主要取决 于井壁地层与井中流体的声阻抗差异和井壁规则程 度,声阻抗大,则回波幅度图像亮反之则图像暗。 传播时间图像主要反映井眼几何形态,作为回波幅 度图像解释的辅助工具。
断层成像图上表现为正弦暗线条,与层面斜交,倾角较大, 当胶结作用强烈时,也可表现为亮线。断层两侧的地层有明显 的错动。
5、杂乱模式
动静态图象上反映颜色混杂无序,但这种模式仍有一定的 地质意义。如沉积过程中的扰动构造、重力滑塌和某种快速堆 积的沉积环境。此外,当成像图上碳酸盐岩或火成岩中溶蚀孔 洞裂缝及孔洞十分发育或不均匀分布着泥质时,当井眼存在不 规则状滑塌时,当测井资料较差时,均有可能导致杂乱模式的 出现。
01 第4节 成像测井(合)
我国自1993年引进斯伦贝谢公司的MAXIS-500进行技 术服务以后,又购买了多套5700系统,已经在各个油田 测了数百口井次。
从测井效果及地质应用上看:
地层微电阻率扫描成像FMI和方位电阻率成像测井 ARI能够识别裂缝、缝合线、不整合、断层、层理及微 裂缝。 在硬地层:声波井下电视CBIL(井周声波)和 CAST(声波扫描)应用较好。
全井眼地层微电阻率扫描成像测井仪的 可根据用户要求进行三种模式的测井:
⑶ 地层倾角模式:若不需要井壁成像,而需地层倾 角时,可用该模式。只用4个极板上的8个电极测量, 得出与高分辨率地层倾角仪同样的结果,测井速度可 进一步提高。
(三)微电阻率扫描成像测量的图形显示
微电阻率扫描成像测井测量的是阵列电极电流和仪
2、阵列感应成像测井仪(AIT)
斯伦贝谢公司的阵列感应成像测井仪采用多种工作频 率,得到30、60、120 cm 三种垂向分辨率,25、50、75、150、225cm五种径向探 测深度,测量范围为0.1~2000Ω·m的15条处理曲线,形成沿 深度、径向二维电阻率剖面分布图像。
3、方位电阻率成像测井仪(ARI) 在保持双侧向电极系结构基础上,增加12个方位电 极,采用三种工作频率实现三种测量模式。应用软件聚 焦处理方法,获取深、浅双侧向测量曲线和12条方位电 阻率曲线,构成沿井轴和井周二维电阻率分布图像。垂 向分辨率20cm。 4、多极阵列声波波形测井(MAC) 多极阵列声波波形测井,获得硬地层和软地层纵、 横波速度,垂向分辨率15cm。
二、地层微电阻率扫描成像测井
(一) 地层微电阻率扫描成像测井FMS 的电极排列和测量原理 (二) 全井眼地层微电阻率扫描成像测井(FMI) 的测井原理 (三) 微电阻率扫描成像测量的数据处理和成像 (四) 资料解释与应用
超声成像测井PPT课件
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二、影响成像质量因素
➢声衰减的影响 泥浆对声波衰减主要是摩擦吸收衰减和固相颗粒散射引起的衰减。摩擦
吸收衰减与频率平方成正比,而颗粒散射衰减与频率四次方成正比,因此当 频率较高时,泥浆性能对超声测量影响是不能忽略的。 ➢井眼形状和仪器偏心的影响
由于井径的不规则性或仪器的偏心使得声信号在泥浆中传播时间因方位 而异,即使井壁介质均匀,也会在成像测井图上呈现差别。更有甚者,可能 造成部分或全部反射声束不能被换能器所接收,回波幅度严重下降,以至于 在成像测井图上形成显著的黑色垂直条带。
(2)在中心轴线上,Z>0,存在一系列位置,z=dn声压幅值为零
sin
(
a2
d
2 n
d
2 n
)
0
a2
d
2 n
d
2 n
2n
2
边缘声线与轴向z声 D线0 的路程差为半波长的偶数倍,则在Z=dn上的声压为零.
n值越小,d越大,最远处声压为零相当于n=1,
d1
a 2 2 2
Z=Dn声压幅值为最大
sin
r
kasin H
1.0
P(0) a 2 A e j(tkr)
r
0.5
H P( ) 2J1(kasin ) 0
2
P(0) kasin
6 10 kasin
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H
2 1
ka
H
2.发射换能器的近场特性与近场衍射 P
1.0
321
n=0
0.5
z a
Z
0 0 10 20 30 40
z 50
P Ae jt
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第三节 超声成像测井的应用
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第十章成像测井部分(5学时)
第一节、地层微电阻率扫描成像测井
地层微电阻率扫描成像测井是一种重要的井壁成像方法,它利用多极板上的多排钮扣状的小电极向井壁地层发射电流,由于电极接触的岩石成分、结构及所含流体的不同,由此引起电流的变化,电流的变化反映井壁各处的岩石电阻率的变化,据此可显示电阻率的井壁成像。
自80年代斯伦贝谢公司的地层微电阻率扫描测井(FMS)投入工业应用以来,得到了迅速的发展,如今已是井壁成像的重要测井方法。
我们知道,微电阻率测井贴井壁测量,探测深度浅而垂向分辨率高,因而对井壁附近地层的电性不均匀极为敏感。
因此,人们利用微侧向测井研究冲洗带和裂缝,利用四条微电导率测井曲线确定地层倾角,识别裂缝,研究沉积相等。
但是,这些微电阻率测井无法确定裂缝的产状,无法区分裂缝、小溶洞和溶孔,这些问题都可由微电阻率扫描测井解决。
1、电极排列及测量原理
地层微电阻率扫描成像测井采用了侧向测井的屏蔽原理,在原地层倾角测井仪的极板上装有钮扣状的小电极,测量每个钮扣电极发射的电流强度,从而反映井壁地层电阻率的变化。
通常把电流电平转换成灰度显示,不同级别的灰度表示
不同的电流电平,这样就可用灰度图来显示井壁底电阻率的变化。
第一代FMS是在地层倾角测井仪两个相邻极板上装上钮扣状电极,每个极板上装有4排27各电极,共有54个电极,每排电极相互错开,以提高井壁覆盖率。
对8.5in的井眼,井壁覆盖率为20%。
为提高井壁覆盖率,第二代仪器在4个极板上都装有两排钮扣电极,每排8个共16个电极,4个极板共64电极,对8.5in井眼,井壁覆盖率达40%,这种仪器在电极上作了很大的改进,把原来的4排电极改为2排电极,能更准确地作深度偏移。
2、全井眼地层微电阻率扫描成像测井(FMI)
斯伦贝谢公司在前述仪器基础上,又研制了FMI。
该仪器除4个极板外,在每个极板的左下侧又装有翼板,翼板可围绕极板轴转动,以便更好地与井壁接触。
每个极板和翼板上装有两排电极,每排12个电极,8个极板上共有192个电极,对8.5in井眼,井壁覆盖率可达80%,能更全面精确地显示井壁地层的变化。
该仪器可根据用户要求进行三种模式的测井:
(1)全井眼模式测井。
用192个钮扣电极进行测量,进行
井壁成像。
(2)4极板模式测井。
此时用4个极板上的96个电势进行
测量,翼板上的电极不工作,对于地质情况较熟悉的区域,采用这种方式测井可提高测速,降低采集数据量和测井成本,但对井壁覆盖率降低一半。
(3) 地层倾角测井。
当用户不需要井壁成像,而需要地层
倾角时,可用这种模式测井。
这是只用4个极板上的8个电极测量,得出高分辨率地层倾角仪同样的结果,测速可进一步。
在应用FMI 资料时,通常在一个地区,选有代表性的参数井进行取芯,并作FMI 测井,通过与岩芯柱的详细对比,研究有关地质特征在井壁图像中的显示,就能充分利用这些特征解决地质问题。
第二节、偶极横波测井
普通的声波测井得到广泛的应用,但这种方法只能在硬地层中测量纵波和横波,效果良好。
在软地层中却无法测量横波,为此斯伦贝谢公司研制了偶极横波成像(DSI)测井。
1、DSI 测井原理
普通声波测井使用单极声波发射器,在硬地层(1V V s >)条件下,可以得到纵波和横波时差,如长源距声波全波列测井那样。
但在疏松地层(1V V s <)中,由于地层横波首波与井中泥浆波一起传播,因此单极声波测井无法获得横波首波。
DSI采用偶极声波源(即声波源由两个单极声波源组成),它很像一个活塞,能使井壁的一侧压力增大,而另一侧压力减小,故使井壁产生扰动,在地层中直接激发纵波和横波,这种扰曲波的振动方向与井轴垂直,但传播方向与井轴平行。
通常这种声波发射器的工作频率一般低于4kHz,另外,它还有低频发射功能,其频率可低于1kHz,在大井眼和速度很慢的地层中可得出很好的结果,同时增大了探测深度。
这种由井眼扰曲运动形成的剪切扰曲波具有频散特性(传播速度随频率的变化而变化),不同频率其传播速度不同,在高频时其速度低于地层横波速度,低频时与横波速度相同。
由此可见,用DSI可以由扰曲波提取地层的横波时差。
DSI仪器由发射器、接收器和数据采集电子线路组成。
发射器由三个发射器单元组成,下偶极发射器和上偶极发射器(两者方向相互垂直),一个单极全方位陶瓷发射器。
可用低频脉冲激励单极换能器产生斯通利波,用高频脉冲极力该换能器产生纵波和横波。
用低频脉冲激励偶极换能器产生纵波和横波。
2、该仪器的工作方式
DSI有多种工作方式,可以进行任意组合:
(1)下偶极方式:采集和处理下偶极发射器,相应接收器
接收偶极波形数据及扰曲波慢度,获取有关横波数据。
(2) 上偶极方式:采集和处理上偶极发射器,相应接收器
接收偶极波形数据及扰曲波慢度,获取有关横波数据。
(3) 斯通利波方式:当用低频脉冲激励单极发射器,采集
和处理相应接收器接收到的单极波形数据,从而得到斯通利波时差。
(4) 纵波和横波方式:当用高频脉冲激励单极发射器,采
集和处理相应接收器接收到的单极波形数据,从而得到纵波和横波时差。
(5) 首波检测方式:当用高频脉冲激励单极发射器发射时,
采集和处理相应接收器接收到的单极波与阈值的交叉数据,测得纵波时差。
3、DSI 的应用
DSI 除一般纵波的应用外,主要还有以下几方面的应用:
(1) 鉴别岩性和划分气层。
利用s p V V <(纵、横波速度比)
与c t ∆(纵波时差)的交会图可以鉴别岩性和划分气层。
(2) 划分裂缝带。
当斯通利波遇张开裂缝时,由于裂缝处
声阻抗大,故使斯通利波的能量被反射,通过对斯通利波波形的处理,可提取反射系数,从而判别裂缝带。
(3) 进行岩石机械特性分析。
根据测得的纵、横波时差及
地层密度,可以计算地层岩石的机械特性,如泊松比σ,杨氏模量E 及拉梅系数(μλ,)等。
DSI 是一个新的测井技术,在其解释方法和应用方面尚需进一步研究开发。
第三节、核磁共振测井(NML )
核磁共振测井是一种适用于裸眼井的测井新技术,是目前唯一可以直接测量任意岩性储集层自由流体(油、气、水)渗流体积特性的测井方法,比其它方法有明显的优越性。
1、基本原理
核磁共振技术是利用原子核的顺磁性以及与它们相互作用的外加磁场。
原子核是一具有自旋而且带电的系统,所以它们的旋转便产生磁场,其强度和方向可用一组核磁矩(M )的矢量参数来表示。
在没有任何外场的情况下,核磁矩(M )是无规律地自由排列的。
在有固定的均匀强磁场0B 影响下,这个自旋系统被极化,即M 重新排列取向,沿着磁场方向排列。
同时,原子核还存在轨道动量矩,象陀螺一样环绕,这个场的方向以频率0ω进动。
0ω与磁场强度0B 成正比,并称0ω为拉莫尔频率。
00B γω=
其中,P /μγ=为原子核的旋磁比;μ为原子核的磁矩;P 为原子核的动量矩。
在极化后的磁场中,如果在垂直于0B 的方向再加一个交
变磁场,其频率也为
,将会发生共振吸收现象,即处于低
能态的核磁矩,通过吸收交变磁场提供的能量,越迁至高能态,此现象称为核磁共振。
造岩元素中各种原子核的核磁共振效应的数值是不同的,它首先决定于原子核的旋磁比,岩石中元素的天然含量以及包含该元素的物质赋存状态。
核磁测井以氢核与外加磁场的相互作用为基础,可直接测量孔隙流体的特征,不受岩石骨架矿物的影响,能提供丰富的底信息,如地层的有效孔隙度、自由流体孔隙度、束缚水孔隙度、孔径分布及渗透率等参数。
氢核在地磁场中具有最大的旋磁比和最高的共振频率,根据含氢物质的旋磁比、天然含量和赋存状态,氢是在钻井条件下最容易研究的元素。
因此,包含某种流(水、油或天然气)中的氢原子核是核磁测井的研究对象。
对于静磁场,热平衡时,处于地磁场的氢核自旋系统的磁化矢量与静磁场方向相同,加极化磁场后,磁化矢量偏离静磁场方向,经核磁共振达到高能级的非平衡状态,断掉交变极化磁场后,磁化矢量又将通过自由进动朝着静磁场方向恢复,使自旋系统从高能级的非平衡状态恢复到低能级的平衡状态,这个恢复过程称为弛豫时间。
实际测井时,以地磁场当成静磁场,通过下井仪首先把一个很强的极化磁场加到地层中,等氢核完全极化后,再撤去
极化场,则氢核磁化矢量便绕地磁场自由进动,在接收线圈中就可测到一个感应电动势。
由于束缚水和可动流体的弛豫时间不同,所以束缚水、可动流体在接收线圈中产生的感应电动势的强弱和持续时间也不一样。
测井前事先刻度出束缚水和可动流体的弛豫时间,这样束缚水、可动流体的信息就可直接在测井曲线上反映出来,即可直接计算出自由水、束缚水饱和度。
2、核磁共振测井的用途
(1)划分储集层
(2)确定储层的有效孔隙度
(3)确定渗透率、颗粒大小
(4)确定残余油饱和度
(5)在沥青化的储集层中划分含可动油的夹层
(6)估计含油地层的自由水含量,确定储集层的产能
(7)评价低电阻率油层。