地层密度测井-DEN-PE-Xiahq

ρ b − ρ ma φ = ρ −ρ ma f
孔隙度Φd=(2.403-2.65)/(1-2.65)=15% 孔隙度
含泥质岩层
ρb = ρma •(1−φ −Vsh) + ρ f •φ +Vsh • ρsh
n 1
岩石由多种矿物构成： 岩石由多种矿物构成：
ρ ma =
∑
ρ mai • V mai
4)与其它测井资料组合确定粘土矿物的成分 与其它测井资料组合确定粘土矿物的成分 及其含量，用以下交会图确定: 及其含量，用以下交会图确定: 交会图; ①Pe--GR交会图 ; ②Pe--Th交会图 交会图 交会图 交会图; 交会图; ③Pe—K 交会图 ④Uma-ρma交会图 交会图 交会图; ⑥CEC-HI交会图 ⑤TH-K交会图 交会图 交会图 P202 Table 7-1, P203第2段 第 段 随钻密度测井ρLWD： **** 随钻密度测井ρLWD：目前比较常用的 P73是随钻方位密度测井(A (ADN), 是随钻方位密度测井(A N), CDN, P73例如图3 11,图 VISION 475/675/825 例如图3-11,图3-12
云岩
石膏
灰岩
乌 1 井 软 石 膏 测 井 特 征 图
井 眼 影 响
磨溪气田 针孔鲕粒灰岩、泥质云岩和泥粉晶云岩的识别
针孔鲕粒灰岩－ 针孔鲕粒灰岩－储层
泥质云岩－ 泥质云岩－非储层
磨153井 153井
泥粉晶云岩－ 泥粉晶云岩－储层
小 结： 1)掌握相关的术语和概念 LDL, U,PE),以及γ射 掌握相关的术语和概念( 以及γ 以及
ρ φ = ρ
ma
ma
− ρ − ρ
b
f

适用条件： 适用条件： 纯地层
例题 淡水泥浆井中，一纯砂岩层的 淡水泥浆井中，一纯砂岩层的DEN =2.403g/cm3，求该岩层孔隙度Фd 求该岩层孔隙度Ф 解：淡水泥浆的密度=1.0g/cm3 淡水泥浆的密度 代入公式, 代入公式
线与物质作用的三种形式及其DEN,PE测井依据 测井依据; 线与物质作用的三种形式及其 测井依据
2)掌握 掌握LDL的原理和用途 的原理和用途; 掌握 的原理和用途 3)如何利用 如何利用DEN 曲线计算地层孔隙度Фd 曲线计算地层孔隙度Ф 如何利用 曲线和Pe曲线识别地层岩 ？如何利用DEN曲线和 曲线识别地层岩 如何利用 曲线和 性？(重点掌握表6-1和表7-1) 重点掌握表6 和表7
岩性系数( 电子 电子) 岩性系数 巴/电子
3)岩石体积光电吸收截面 岩石体积光电吸收截面(U) 指数 (b/cm3) 岩石体积光电吸收截面
电子密度指数) 沉积岩中 A/Z=2 , ρb=2 ρe /N0=Ie(电子密度指数
人为规定： 人为规定：U= Ie Pe= Pe *ρb ρ 对岩性成分复杂的地层： 对岩性成分复杂的地层： U =
3、密度与中子曲线反向刻度 进行重叠可判 、 密度与中子曲线反向刻度,进行重叠可判 别气层(形成镜像响应特征 形成镜像响应特征) 别气层 形成镜像响应特征 4、密度DEN--中子 、密度 中子CNL交会图法 中子 交会图法 确定岩性(岩石骨架成分 和孔隙度 确定岩性 岩石骨架成分)和孔隙度 岩石骨架成分
ρe =
ρb
A
N 0Z
Z:原子序数 原子序数 A:质量数 质量数 N0:阿伏加德罗常数 阿伏加德罗常数
2、FDL测井的原理 FDL测井的原理 每个电子的康普顿吸收系数为σ ， 每个电子的康普顿吸收系数为σe，则 物质的康普顿吸收系数： σ ρ 物质的康普顿吸收系数：σ=σe*ρe (0.2Mev<Eγ<1.022Mev)：η ≌ σ γ ：
电子对效应t
康普顿效应σ
光电效应τ
研究表明， 研究表明，γ射线强度的衰减遵循指数衰减规律
I = I 0e
−η L
其中 η =t+σ+τ σ τ
三、地层密度测井的原理(FDL) 地层密度测井的原理(FDL)
1、岩石体积密度ρb和电子密度ρe的定义 岩石体积密度ρ 和电子密度ρ
单位体积中岩石的质量 和电子数ρ 单位体积中岩石的质量ρb和电子数ρe 质量
>60
-3 >60 52 37 44 30 -2 -3 100 100
3.99
4.65 0.17 0.20 1.83 2.04 3.45 266.8 16.9 0.35
226 129 620 608
68.8 39.2 189 185
4.09 4.99 1.0 1.10
白 马 8 井 煤 、 砂 岩 、 泥 岩 测 井 特 征 图
γ射线
散射γ光子的射线E 散射γ光子的射线 1 的射线
3)光电效应(Eγ<0.2Mev) 3)光电效应(Eγ<0.2Mev) 光电效应(E
γ射线
光电子
二、物质对γ射线的吸收 物质对γ
吸收：射线粒子的消失(公式F3-1,3-2,3吸收：射线粒子的消失(公式F3-1,3-2,3-3) F3 吸收系数:单位长度的物质对γ射线的吸收概率. 吸收系数:单位长度的物质对γ射线的吸收概率.可表示为 减弱吸收系数表示符号
ρ
e
=
ρ
A
b
N
0
Z
由此可求出地层密度值RHOB 由此可求出地层密度值 3、FDL的下井仪 FDL的下井仪 1个放射性γ源+1个探测 个放射性γ +1个 器 贴井壁测量
4、FDL存在的问题 FDL存在的问题 1)泥饼的影响 2)不规则井眼 3)贴井壁不好 泥饼的影响; 不规则井眼 贴井壁不好 泥饼的影响 不规则井眼; 这些因素对地层密度值有较大的影响 为此，提出了： 为此，提出了：
不同岩性地层,其测井响应值(幅度) 不同岩性地层,其测井响应值(幅度)不同
岩性
砂岩 石灰岩 白云岩 硬石膏
声波时差 微秒/米 微秒 米 164~184 156 143 164 微秒/英尺 微秒 英尺 50~56 47.5 43.5 50 密 度
（克/立方厘米） 立方厘米
补偿中子 （PU) 2~4 0 1~3 -2
′ ρ L = ρ mc • x L + ρ b • (1 − x L ) 计算公式： 计算公式： ρ = ρ ′ • x + ρ • (1 − x ) S mc S b S
ρ b = ρ L + ∆ρ ∆ρ = ( ρ L − ρ S )
ρ′mc与hmc、ρ mc有关 ′ 与
1 (
XS XL
−1)
的差别最大， ②U的差别最大，U = Pe *ρb ； 的差别最大 ρ ③流体的Pe 流体的 相对骨架来讲是很小的 、U相对骨架来讲是很小的
降低， Ф增大，ρb降低 ， U降低，而对 e的影 增大， 降低 而对P 响很小，由此称Pe为岩性系数 为岩性系数。 响很小，由此称 为岩性系数。
2)计算泥质含量 计算泥质含量Vsh 计算泥质含量 根据岩石体积物理模型可写出U方程 根据岩石体积物理模型可写出 方程 3)计算由三矿物构成的复杂岩石中各矿物的 计算由三矿物构成的复杂岩石中各矿物的 相对含量 ρb= ρmaa(1- φ)+ ρf φ U=Umaa(1- φ)+Uf φ ρmaa= ρAVA+ ρBVB+ ρCVC Umaa= UAVA+ UBVB+ UCVC VA+VB+ VC=1
光电效应的概率。 光电效应的概率。
τA=k z4.6 =(z/10)3.6 z
；
k(仪器常数 仪器常数)=10-3.6 仪器常数
τ=τA*N0*ρb/A= ρe *(z/10)3.6 τ ρ
2)岩石质量光电吸收截面指数Pe(Photoelectrsic Factor) 岩石质量光电吸收截面指数 Pe:一个电子对一个伽马光子的光电吸收概率 Pe= τA/Z= （z/10）3.6 ）
∑
n
i=1
U iV
i
2、岩性密度测井原理 、 1)下井仪：一个γ源 + 2个探测器 下井仪： 下井仪 一个γ 个探测器 2)测量原理 分别记录高能区和低能区的计 测量原理:分别记录高能区和低能区的计 测量原理 数率，对计数率进行处理。 数率，对计数率进行处理。
高能区计数率H=f 高能区计数率H=f1(re )-rb, 低能区计数率S=f 低能区计数率S=f2(re,U) 计数率 S/H比值输出Pe 比值输出Pe、 由S/H比值输出Pe、U曲线 输出测井曲线有： 输出测井曲线有： Pe+U+ρb
FDC(CDL)--Compensate Formaion Density Log
四、补偿密度测井的原理(FDC、CDL) 补偿密度测井的原理(FDC、 (FDC
个探测器( P71,fig31个放射性γ源+2个探测器(贴井壁测量)-P71,fig3-8 个放射性γ
利用长、短源距的测量结果 计数率)来 利用长、短源距的测量结果( 计数率 来 计算有泥饼影响下被测岩石的真实密度值。 计算有泥饼影响下被测岩石的真实密度值。
地层密度测井 Formation Density Log
P70-73
FDL,FDC(DEN,ρb, RHOB) 是通过测量γ 是通过测量γ 射线与地层相互作用后诱发产生的次生γ 射线与地层相互作用后诱发产生的次生γ射 的强度来研究地层岩性、 线的强度来研究地层岩性、物性的一类测井 方法,包括地层密度测井和岩性密度测井。 方法,包括地层密度测井和岩性密度测井。 前者利用的是γ 前者利用的是γ射线与地层间的康普顿效 利用的是 应来测定地层密度的ρb，后者利用康普顿效 应来测定地层密度的 ，后者利用康普顿效 光电效应来测定ρb,U,Pe,ρ 应 & 光电效应来测定ρb,U,Pe,ρe
岩性密度测井探测器窗口及伽马射线的测定
3、LDL资料的解释及应用 、 资料的解释及应用 1)常见岩石的 e 常见岩石的P 常见岩石的 、 、U、 ρb值 ，由此识别岩性 P130:表6-1; P202 :表7-1得出以下结论： 表 得出以下结论： 表 得出以下结论 ①不同岩性，Pe 不同岩性， 、 不同； 、U、ρb不同；
一、伽马射线(γ光子)与物质的相互作用 伽马射线( 光子)
γ射线能量<30Mev, 与物质相互作用有三种形式： 射线能量<30Mev, 与物质相互作用有三种形式： 1)电子对效应(Eγ 1)电子对效应(Eγ>1.022Mev) 电子对效应(E
原子核 γ +e -e 核外电子 e(Kpton)
2)康普顿效应(0.2<Eγ 2)康普顿效应(0.2<Fra Baidu bibliotekγ<1.022Mev) 康普顿效应(0.2<E
XL、XS权系数与装 、 源距、 置、源距、泥饼参 岩石有关. 数、岩石有关
输出的测井曲线DEN+∆DEN ∆ 输出的测井曲线
g/cm3 下 井 仪 井 井 >10
井
曲
五、DEN密度测井曲线的应用 DEN密度测井曲线的应用 识别岩性(P130:Table6 (P130:Table61、识别岩性(P130:Table6-1) 砂岩=2.65, 灰岩 =2.71, 白云岩 白云岩=2.87 砂岩 盐岩=2.17, 硬石膏 硬石膏=2.97, 淡水泥浆=1.0 盐岩 盐水泥浆=1.1 g/ cm3 盐水泥浆 孔隙度增加-----密度下降 孔隙度增加---密度下降 密度值不能准确反映岩性 2、计算地层孔隙度Фd 计算地层孔隙度Ф
光电吸收截面指 数(b/e） ） 1.806 5.084 3.142 5.055
2.65 2.71 2.87 2.98
石膏
盐岩 烟煤 褐煤 高岭石 蒙脱石 伊利石 重晶石 黄铁矿 淡 水 饱和盐水
174
220 394 525
53
67 120 160
2.35
2.03 1.23 1.19 2.41 2.02 2.63
交 会 图 应 用
P142-146
六、岩性密度测井(LDL) 岩性密度测井 1、LDL测井的物理基础 、 测井的物理基础 1)宏观光电吸收截面 τ 宏观光电吸收截面
DEN+PEF曲线 DEN+PEF曲线
单位体积的岩石对一个伽马光子的吸收概率。 τ：单位体积的岩石对一个伽马光子的吸收概率。
τA：一个伽马光子与一个原子核的核外电子发生