成像测井系统简介
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。
EILog快速与成像测井系统简介
泥浆温度 ➢ 测量范围 －40～155°C ➢ 测量误差 ±3°C ➢ 分辨率 0.1°C
泥浆电阻率 ➢ 测量范围 0.01.m～10 .m ➢ 测量误差 ±10％ ➢ 分辨率 0.01.m
二、构成及主要技术指标
➢ 温度漂移 ±10%
➢推靠力 ≥25Kg
二、构成及主要技术指标
成像仪器
微电扫描成像测井仪 阵列感应成像测井仪 超声成像测井仪
二、构成及主要技术指标
微电扫描成像测井仪
微电阻率成像测井仪能够提供 高质量的井壁地层高分辨率二维图 像。通过测量和刻度六个极板，共 144 个电极电扣的地层微电导率， 获得地层图像。
测量范围： ➢井径：153-533mm 误差：±6.35mm ➢井斜: 0-90° 误差：±0.2° ➢方位：0-360° 误差：±2° ➢垂直分辨率：10 mm
二、构成及主要技术指标
岩性密度测井仪
岩性密度测井是利用γ射线 与地层介质原子发生康普顿效应 和光电效应，测量地层返回γ射 线在不同能量上的分布来求取地 层密度b和反映地层岩性的光电 吸收指数Pe。
主要用于定量描述层理和侵入特 性、测量地层电导率，以及求取地层 含油饱和度。
二、构成及主要技术指标
外 径： φ90mm
阵列感应成像测井仪
温 度： 155C
压 力： 100MPa
仪器总长： 10.7m
重 量： 252Kg
测量范围： 0.1-2000 M
测量精度： ±0.75mS/m 或 ≤2%
温度： 155℃
外径：93mm
压力： 100MPa
长度：2.7m
成像测井简介
成像测井简介第一节、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。
成像测井系统的研究与实现的开题报告
成像测井系统的研究与实现的开题报告一、选题的背景意义成像测井系统是一种用于野外勘探石油、天然气等矿产资源的现代测量技术，它能够对井眼周围自然地层进行高分辨率成像，从而提供该地层的细节信息，为油气勘探提供有力的支持和帮助。
随着石油、天然气等能源消费量的增加，对勘探技术的需求也日益增加，成像测井系统在油气勘探中的应用越来越广泛。
二、选题的研究内容本文研究的是成像测井系统的设计和实现，并结合实际案例进行分析和探讨。
主要包括以下研究内容：1、成像测井系统的原理及分类成像测井系统的原理是利用同轴电缆或光纤将多个传感器附加到测井工具上，通过对接受信号的处理，把信号信息转化为图像或高分辨率数据，用于分析井眼周围地层的特性。
本文将对成像测井系统的原理及分类进行详细介绍。
2、成像测井系统的设计成像测井系统的设计涵盖了硬件和软件，硬件部分包括传感器的选型、接收机的设计和制作等，软件部分包括数据处理和图像生成等。
本文将结合实际案例，对成像测井系统的设计进行详细阐述。
3、成像测井系统的应用案例分析本文将结合实际应用案例，对成像测井系统的应用进行详细分析。
主要包括分析成像测井系统在勘探中的实际应用效果、分析系统所获得的数据质量等。
三、研究的意义本文研究的成像测井系统的设计和实现，旨在提高油气勘探的效率和精度。
通过对成像测井系统的原理、设计和应用进行研究，既能够充分发挥成像测井系统的优势，也能够指出其局限性和不足，为成像测井系统的进一步研究提供有力的参考和借鉴。
四、预期的研究成果本文预期的研究成果包括：对成像测井系统的原理及分类进行深入了解，对成像测井系统的设计进行详细阐述，对成像测井系统的应用进行实际案例分析。
这些成果将有助于完善成像测井系统的设计和应用，提高勘探效率和精度，为矿产资源勘探提供有力的支持和帮助。
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
成像测井方法简介
二、阵列感应测井测量原理
斯仑贝谢公司的AIT阵列感府洲井仪器线圈系采用二线 圈系结构(一个发射，两个接收基本单元)。它运用了两个双 线圈系电磁场叠加原理，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组成，共用一个发射线圈，使 用三种频率 同时工作， 井下仪器测量多达28个原始实分量和虚分量信号，传输到 地面经计算机处理，实现数字聚焦，得到三种纵向分辩率、 五种探测深度的测井曲线(图1—4)。为了消除井眼环境影响， 也开发出了相应软件，在数字聚焦处理前进行井眼环境校 正。阿特拉斯公司的多道全数字频谱感应测井仪器由七个 接收降列组成，同样使用二线圈系为基本测量单元，采用 八种频率工作，共测量l12个原始实分量和虚分量信号。类 似地，采用软件进行数字聚焦和环境校正，可获得三种纵 向分辨率、六种探测深度的测井曲线。
第二节 微电阻率扫描成象测井
一、井壁微电阻率扫描成象测井的 测量原理和测量响应定性
1、电扣几何形状、分辨率、采样率之间关系
分辨率：基于阵列电扣电极的井壁微电阻率
扫描成象测井仪器的分辨率是指将仪器测 量的微电导率映射地层特征的能力。比仪 器分辨率大的地层特征可用几个分辨率单 位像素来表示，而比仪器分辨率小的地层 特征只能表示成一个分辨率单位。
第四节 方位侧向成象测井
一、高分辨率方位侧向测井电极系HALS
2．高分辨率测量 利用软件聚焦法的灵活性，通过改变监督 条件，可以计算深、浅探测深度的高分辨 率电阻率
3．方位电阻率 4．辅助测量
二、方位侧向测井的应用
方位侧向测井可用于裂缝评价、薄层分 析、地层非均质性评价价等。
第五节 声波成象测井技术
(1)工作频率。 换能器的形状、频率以及与目的层的距离决定 声束的光斑大小。尺寸越小，频率越高，则光 斑越小。但是，尺小越小，功率就越小；频率越 高，声衰减就越大c泥浆引起的声衰减会降低信 号分辨率，要求工作频率尽啪B低；然而降低频 率会对测量结果的空间分辨率产生不利影响。
成像测井技术介绍
测量原理
图35
它使用三线圈系（一
个发射、两个接收）
为基本测量单元，仪 器有7个接收子阵列， 它们的间距分别为： 6、10、20、30、60、 80、94英寸；每个接 收器可接收到8个频 率的信号，可获得1、 2或4英尺三种纵向分 辨率、六种探测深度
的曲线。六种探测深 度分别为：10、20、 30、60、90、120英
成像显示侵入类型和侵 入深度。 如G37-10井延9 油层
过渡带 原状地层
冲洗带 高阻油层低侵
水层高侵
侵入深度:21英寸
侵入深度:38英寸
对比分析认为，在砂岩油层段， 高分辨率感应HDIL在真电阻率提 取和侵入剖面类型描述方面具有 好的应用前景，可为综合解释的 饱和度计算、径向侵入动态分析、 油层污染提供丰富的资料。
图12-G37-10延9T2分布
（4）、有效划分油、水层界面
核磁共振测井可以清晰地反映流体的存在，因此划 分油、水层界面非常有效（见图15）。
（5）、利用差谱法识别流体性质
由于水与烃（油、气）的纵向驰豫时 间T1相差很大，水的纵向恢复远比烃快。 测井利用特定的回波间隔和长、短两个不 同的等待时间TWL和TWS。使两个回波串对 应的T2分布存在差异，由此来识别和定量 解释油、气、水层。其TWL回波串得到的 T2分布中，包含油、气、水各项，而且完 全恢复；TWS回波串得到的T2分布中，水 的信号完全恢复，油气信号只有很少一部 分；两者相减，水的信号被消除，剩下由 与气的信号。
（三）正交偶极声波测井
正交偶极阵列声波测井原理简述
正交偶极阵列声波成像仪是是声波测井技术的重 大突破，它是把单极和偶极声波技术结合起来， 能精确地进行各种地层（包括慢速地层）的声波 测量，它解决了慢速地层的横波测量问题，。
电成像测井
电成像测井一、概述（历程）随着世界油气资源勘探程度提高，新发现的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。
应用传统常规的勘探技术和装备发现油井评价这类油气藏，勘探成本增加，效益下降。
地质学家和测井分析家早就梦想带着照相机到井筒中去漫游，仔细审视地下地层结构，流体分布。
为此，测井人员奋斗了70年，测井技术也历经了模拟测井、数字测井、数控测井到现在的成像测井四个阶段。
早在20世纪60年代就开始发展井下声波电视和井下照相技术，直到80年代中期，斯仑贝谢公司研制的地层微电阻率扫描仪（FMI），揭开了成像测井的新篇章。
90年代中期，斯仑贝谢、阿特拉斯、哈里伯顿各自都开发了成像测井系统。
为了满足日益增长的测井市场对成像测井的需要，胜利测井公司于1994年开始先后从阿特拉斯公司引进了3支微电阻率成像测井仪（简称STAR II，其中1998年12月引进的系列号为172527；2004年7月引进的系列号是10098230；2006年3月引进的系列号为188852），这些电成像测井仪是和ECLIPS-5700地面测井系统相配套的，并和声成像（CBIL）一起进行组合测井。
四分公司陆地一队和陆七队在孤古8井进行了验收，并投产，成为胜利测井公司新技术增效的亮点。
随着成像测井工作量的进一步增加，上述成像仪器已经不能满足生产需要，为此胜利测井公司又跟哈里伯顿公司商谈购买一支微电阻率成像仪器（简称EMI）。
1999年12月，测井公司副经理杨庆祥带队赴美国进行验收和培训，2000年3月运回国内（仪器系列号为B021）。
该电成像测井仪挂接EXCELL-2000测井系统，可以单独测量，也可以与其他仪器相组合。
2000年4月由陆地六队在孤古8井进行验收，投产后一直成为公司新技术推广的增长点，2003年－2006年远赴伊朗进行了国际测井服务，连续进行了Fkh-1井、Arn-2井和Arn-3井等三口井测井。
成像测井的突出优势：1.可以提供完整的地层岩性剖面，而且测量结果具有方向性，在一定程度上可以代替钻井取心；2.使裂缝研究工作变得更加直观和深化。
井下光电成像测井技术
适应井径范围：38mm～215mm
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井下仪器技术指标
仪器1：外径： Φ42m
长度：3800mm； 重量：60Kg； 工作温度：150℃； 工作压力：60MPa
适应井径范围：38mm～215mm
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光纤传输系统技术指标
光传输速率：模拟信号：10Mbit/s
数字信号：2Mbit/s 系统损耗：＜10dB
占井时间
测井费用
连接工艺
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水平井套损及射孔质量检查
• 某水平井测井视频资料
• 该井水平井段射孔后，不出油。对此井采用自行式水平井测试技术+井见可见光成像测试仪器，检查射 孔情况。 省时、高效、节约成本。
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水平井套损检测
测试结果：套管破裂变形出水。
水平井射孔段-1 水平井射孔段-2 水平井射孔段-3
井下部分
光纤电缆、光纤电缆连接头、电光转换、CCD 成像、光源灯。
4
井下仪器技术指标
仪器 1 ： 外径：
Φ42mm ；长度： 3800mm ；重量： 60Kg ； 工作温度：150℃；工作压力：60MPa
仪器2：外径：
Φ26mm；长度：2100 mm；重量：12 Kg；
工作温度：150℃；工作压力：40MPa
有效像素：
510（H）×492（V）
图像分辩率：420TV线
深度比例：1∶1
施工要求：井内为清水或空气。
7
光电成像图示
8
主要功能
油、水井套管损坏检测。 50％以上含水油气井找出油、出砂、出气、出水位置。 射孔质量检查，可清楚观测到射孔孔眼的分布。 可指导井下作业和检测井下作业效果（质量）。
油水生产井落物的探测。
成像测井系统简介
斯仑贝谢 MAXIS-500 全井眼微电阻扫描成 像仪 (FMI) 阵列感应成像仪 (AIT) 方位电阻率成像仪 (ARI) 超声成像仪 (USI) 偶极子横波成像仪 (DSI) 阵列地震成像仪 (ASI) 组合地震成像仪 (CSI)
阿特拉斯 ECLIPS-5700 声电组合成像测井 (START IMAGER) 多 极 阵 列 声 波 (MAC) 数 字 井 周 成 像 (CBIL) 核 磁 共 振 成 像 (MRFL.C)
连接长度 重量 采集系统 覆盖面积 最大 泥 浆 电阻率 最大耐压 /温
微电阻率扫描测井(STARⅡ)
测量方式
成像原理示意图
硬石膏(高电阻) 泥岩(低电阻) 砂岩(中等电阻) 石灰岩(高电阻) 溶洞(低电阻)
测井系列：
目前，微电阻率成像共有三种测 井系列，它们分别是斯仑贝谢的FMI、
哈里伯顿的EMI、阿特拉斯的STAR-Ⅱ。
其测量原理相同，只是电极个数有差
异，对井眼的覆盖率有所不同。
FMI仪器外形
4臂、8极板
地层微电阻率扫描成像测井技术基本原理：
地层微电阻率扫描成像测井仪,是在多个极板上分别 安装若干个间距很小的钮扣状的小电极,当电极扣向井壁 地层发射电流的时候,电极接触的岩石成分、结构及所含 的流体的电阻率差异会引起电流的变化,据此生成电阻率 的井壁成像。
成像原理：
地层中不同的岩石（泥岩、砂岩、 石灰岩）、流体，其电阻率是不一样 的，通过测量井壁各点的电阻率值， 然后把电阻率值的相对高低用灰度（ 黑白图）或色度（彩色图）来表示， 那么，井壁就可表示成一张黑白图象 或彩色图象。 高 阻 低 阻
哈里伯顿 EXCELL-2000 微 电 阻 成 像 (EMI) 声波扫描成像 (CACI)
成像测井方法简介
二、应用
1、探测深度和纵向分层能力 方位侧向LLHR的横向探测深度与深双侧向 接近；方位侧向LLHR的纵向分层能力与微球聚 焦测井接近。如图所示。
2、划分薄互层 如图所示
获取有关横波数据。
3、斯通利波方式 用低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形数据，从而获
取斯通利波的有关数据。 4、纵波和横波方式 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形数据，从而得出
纵波和横波时差。
5、首波检测方式
用高频脉冲激励单极发射器发射时，采集和处
分辨率地层倾角仪同样的结果，但提高了测井速
度。 3、测量环境 水基泥浆：泥浆电阻率小于50欧姆米，地层电 阻率与泥浆电阻率比值小于20000。 油基泥浆：当油基泥浆含水量大于30％－40％时， 也可以测井，但测井质量难于保证。
4、资料应用 （1）裂缝识别
电导率裂缝 的特点 电阻率低， 表现为暗色 可确定电 导率裂缝 的倾角及倾 向
偶极子声源 振动示意图
软地层 中的单 极子波 形
软地层中的偶 极子波形
偶极声源除产生纵波、横波外，还可以在井眼激
发挠曲波。此波具有频散性。高频传播速度低于低
频传播速度。低频时其传播速度与横波速度相同。
3、偶极声波测井仪的仪器结构
如图所示。
DSI井下仪结 构简图
1）、发射器的组成 由三个发射单元组成。单极子全方位陶瓷发射
2、划分裂缝带
1）、有效裂缝分析
当斯通利波遇到张开的裂缝时，由于裂缝
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。
成像测井系统简介
2台19in监视器、图 形协处理器 一台彩色绘图仪 一台热敏黑白绘图仪 760MB硬盘 两个磁带机
绘图仪 存储 介质
MAXIS-500
采集 子系统
遥测系统 速率 多个DSP DTS：500kbps
ECLIPS （5700）
68020、VME总 线 WTS:230kbps
EXCELL2000
68040+68020+680 10、VME总线 DITS2:217.6kbps
定量计算 裂缝开度:
w aARm Rxo (1 b) a 0.004801, b 0.863
裂缝孔隙度: P Wi Li / LD
罗家2-1井在成像图上的低角度裂缝
裂缝与层理 的区别
切割层面的 高角度裂缝
砂砾岩剖面中的裂缝
裂缝
补偿中子 岩性密度 声波时差 有效光电吸收截面
可靠性
基于岩石电性的测井新方法
六臂地层倾角测井 HexDIP 全井眼地层微电阻率成像测井 FMI 微电阻率扫描成像测井 START-Ⅱ 六臂微电阻率井眼成像测井 EMI 双向量感应测井 DPIL 薄层电阻率测井 TBRT 阵列感应测井 AIT、HDIL 方位电阻率成像测井 ARI
§1.1 电阻率成像测井原理
仪器基本结构 仪器工作原理 测量方式 技术指标
电阻率成像测井的发展
80年代初－地层倾角测井
80年代中－地层微电阻率扫描测井FMS 90年代初－FMI
- Star II - EMI
Shlumberger
West Atlas 哈里伯顿
地层倾角测井测量原理示意图
PAD1
§1.2 图象处理
深度校正
图象生成
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。
超声成像测井
应用挑战与解决方案
挑战
实际应用中的准确性和可靠性问题。
解决方案
加强实际应用中的数据采集和处理，采用多频段、多角度、多模式的 成像方式，以提高准确性和可靠性。
挑战
井下设备的可靠性和寿命问题。
解决方案
采用高可靠性材料和设计，加强设备的维护和保养，以提高设备的寿 命和可靠性。
未来发展趋势与展望
发展趋势
02
超声成像测井技术
超声波发射技术
超声波发射器
用于产生高能超声波，通 常采用压电陶瓷材料。
波形调制
根据不同的测井需求，对 超声波的波形进行调制， 如脉冲、连续波等。
功率控制
为了保护仪器和避免对井 壁造成损伤，需要控制超 声波发射的功率。
超声波接收技术
超声波传感器
滤波与降噪
用于接收反射回来的超声波信号，通 常采用压电陶瓷材料。
超声成像测井
• 超声成像测井概述 • 超声成像测井技术 • 超声成像测井设备 • 超声成像测井操作流程 • 超声成像测井的挑战与未来发展 • 案例分析
01
超声成像测井概述
定义与原理
定义
超声成像测井是一种利用超声波进行 地下岩石和流体性质探测的测井技术 。
原理
通过向地下目标发射超声波，并接收 反射回来的回波信号，经过处理后形 成地下目标的超声波图像，从而实现 对地下岩石和流体性质的探测。
成像显示系统通常采用计算机和显示器等设备， 能够将数字信号转换为图像或曲线等形式。
成像显示系统具有高分辨率和高清晰度等特点， 能够提供直观的井壁和地层结构图像，方便对 地层进行评估和分析。
04
超声成像测井操作流程
测井前准备
收集资料
收集井场地质、工程和钻井等资料，了解井场环境和井身结构。
井壁电成像测井
FMI仪器
FMI测井方式
井眼覆盖率与井径有关
FMI指标
微电阻率扫描测井(STARⅡ)
测量方式
Pad Geometry Parameters
PAD 1
PADFLIP = 0 PADZ = 0
1
24
2
PADZ for PAD 2 (negative)
Coordinate axes for BUTX (horizontal) BUTZ (vertical)
• 由此看出，钮扣电极的K值随距离回路电极的距离增大而增大，且中间小，两边大。
三、分辩能力（1）
• 单一水平裂缝的仿真结果。 左边是极板附近沿周向展开 的二维电阻率模型，裂缝张 开度1mm，电阻率10•m，径 向延伸到无穷远。背景电阻 率100•m。右边的是仿真测 井图。
四、分辩能力（2）
• 三条水平裂缝的仿真结果。 三条裂缝的张开度分别为1、2、 4mm，电阻率均为10•m， 径向延伸到无穷远。背景电 阻率100•m。
UNIX
UNIX
X-
X-windows+Motif
windows+Moti
f
2台19in监视器、图 2台19in监视器、 2台19in监视器、图
形协处理器
图形协处理器
形协处理器
一台彩色绘图仪 一台彩色绘图仪 一台黑白绘图仪或
一台热敏黑白绘图仪 一台热敏黑白绘 一台热敏灰度绘图仪 图仪
760MB硬盘 两个磁带机
BUTDIA (button diameter)
2
1
PAD 2
PADFLIP = 1 PADZ < 0
24
Reference level for PADZ
ECLIPS5700成像测井系统
ECLIPS5700成像测井系统系统概述ECLIPS—5700（E nhanced C omputerised L ogging and I nterpretative P rocessing S ystem）测井系统由ATLAS 公司于上世纪90年代初推出的新一代成像测井系统，ECLIPS—5700成像测井系统是一种增强型计算机化的测井评价处理系统。
该系统满足了现代测井仪器阵列化、谱分析化、成像化的大规模数据处理的要求。
系统主机为2台HP C3600工作站，软件建立于分布式处理及多任务的UNIX 系统平台上，提供真正的多用户/多任务系统，允许下井仪器处理、记录、储存、显示、传送等同时进行。
具有现场快速直观处理解释功能。
经过十年的应用和发展，ECLIPS—5700成像测井系统日趋成熟，配备了较为完善的下井仪器系列，其资料采集和处理水平很高，是目前最先进的测井系统之一。
ECLIPS—5700成像测井系统，该系统是胜利测井公司于1997年由美国Wester Atlas公司引进的。
ECLIPS—5700成像测井系统又称增强型计算机测井与解释处理系统，3700系统下井仪通过改进扩展可与其兼容。
它采用菜单驱动，具备“help”功能，便于操作，ECLIPS可提供广泛的诊断，如为用户提供的可选择的电源和遥传系统诊断程序。
通过图形显示和数据处理的实时显示可不断地监视测井质量。
ECLIPS—5700成像测井系统，它代表着目前世界的最新测井技术，具有广阔的应用前景，但是由于其昂贵的售价及收费标准，在胜利油田只使用于重点探井和重点开发井。
ECLIPS—5700成像地面测井系统照片系统构成ECLIPS—5700成像测井系统主要可分为六部分一、 5753 HP3600 工作站：基于HP—UNIX操作系统的计算机，根据用户指令对输入数据完成各种处理并将其输出到各种外围设备。
二、人机交互设备（HIL）：包括键盘、鼠标和双显示器等完成用户和计算机之间的联系。
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
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连接长度 重量 采集系统 覆盖面积 最大泥浆电阻率 最大耐压/温
STAR-Ⅱ技术指标：
直径 长度： 重量： 最高温度: 最大压力： 采样间距： 额定速度： 5.5英寸(139mm) 12.5ft(3.81m) 300b(136.4Kg) 350 °F(176 °C) 20000psi(137.9MPa) 120p/ft(成像模式)、 60p/ft(倾角模式) 20ft/min(高分辨率）、10ft/min(超高分辨率） 50 ft/min(倾角模式） 覆盖面积： 60%（7.85英寸井眼中） 适用范围: 钻头直径 6.5─16英寸(165--406mm) 井径 5.5--21英寸(139--533mm) 井斜角 0°-90 °
重泥浆压裂缝
地应力释放产 生的诱导缝
诱导缝 Q2-3井4692-4698m应力释放产生的诱导缝，呈雁行状排列
地应力方向分析
最大水平主应力方位为42°,Q2-3井钻遇地层受到NE-SW向的挤压应力作用
井壁崩落 处
扩径方位132°
开2井地应力分析
约 65°
2、溶洞的识别
白云岩地层 中的溶洞
罗家2-1井在成像图上的溶洞
本井段地层在34003500m左右裂缝发育，电 阻率数值较低，在2040Ω · m之间，而致密层具 有高电阻率特征，一般从 一百个欧姆米至几百个欧 姆米，明显高于裂缝储层。
油南1井
双侧向 双向量感应
裂 缝 段 168
上干柴沟组(N1)(2686-3576m)
2826 – 3528 m 地层 电性较高：10-500Ω · m 孔隙度：2%-8%， 渗透率：0.1-1×10-3μ m2
系统级冗余 CPU级冗余 系统级冗余 AIT、DSI、FMI、 STAR-II、CBIL、 EMI、阵列声波、 CSI、ECS、USI、 DPIL、HDIL、 六臂倾角、高分 辨率感应、声波 井下仪器 NPLT、MDT、ARI、 MAC、TBRT、 CMR、etc MRIL、HexDip、 扫描、自然伽马、 DSL-II 选择式地层测试 器 解释 CHARISMA eXpress DPP 工作站
ห้องสมุดไป่ตู้
双相量感应-球型聚焦技术指标
直径 长度： 重量： 最高温度: 最大压力： 最大测速：
3.63英寸(92.2mm) 32.7ft(9.97m) 570b(258.8Kg) 350 °F(176 °C) 20000psi(137.9MPa) 6000ft/h(1830m/h)
双相量感应-球型聚焦技术指标
2台19in监视器、图 形协处理器 一台彩色绘图仪 一台热敏黑白绘图仪 760MB硬盘 两个磁带机
绘图仪 存储 介质
MAXIS-500
采集 子系统
遥测系统 速率 多个DSP DTS：500kbps
ECLIPS （5700）
68020、VME总 线 WTS:230kbps
EXCELL2000
68040+68020+680 10、VME总线 DITS2:217.6kbps
§1.1 电阻率成像测井原理
仪器基本结构 仪器工作原理 测量方式 技术指标
电阻率成像测井的发展
80年代初－地层倾角测井
80年代中－地层微电阻率扫描测井FMS 90年代初－FMI
- Star II - EMI
Shlumberger
West Atlas 哈里伯顿
地层倾角测井测量原理示意图
PAD1
测量精度 0.1＜Rt＜100欧姆•米 10KHZ:±2毫姆欧 感应 0.5＜Rt＜500欧姆•米 20KHZ:±1毫姆欧 2＜Rt＜1000欧姆•米 40KHZ:±0.5毫姆欧 球型聚焦 0.2＜Rt＜2000欧姆•米 2% 垂直分辨率(常规的) 深感应 8英尺(2.44米) 中感应 6英尺(1.83米) 球型聚焦 3英尺(0.92米) 垂直分辨率 (反褶积后的) 深感应 2英尺(0.61米) 中感应 2英尺(0.61米) 探测深度 深感应 62英寸(1.58米) 中感应 31英寸(0.79米) 球型聚焦 16英寸(0.41米)
自然伽马 自然电位 井 径
深侧向 浅侧向 薄层电阻率 深感应 中感应 球型聚焦 单极波列 偶极波列
109号层（4243-4257m） 曲线图
波形衰减
107
类 储 108 层
Ⅱ 类 储 层 Ⅰ
109
电性中低值30-70Ω·m，正差异，薄层刺刀尖锋状低值变化。三孔隙度值增大。高角度缝十分发育，多为半充填，裂缝 宽度大，裂缝密度2-3条/米，裂缝面多不平整，部分裂缝相交，斯通利波能量衰减大，纵波、横波幅度均有不同程度 的衰减，反映裂缝有效性好，气测录井有油气显示。
定量计算 裂缝开度:
w aARm Rxo (1 b) a 0.004801, b 0.863
裂缝孔隙度: P Wi Li / LD
罗家2-1井在成像图上的低角度裂缝
裂缝与层理 的区别
切割层面的 高角度裂缝
砂砾岩剖面中的裂缝
裂缝
补偿中子 岩性密度 声波时差 有效光电吸收截面
Q2-3#4134-4137m层间缝发育，黄铁矿呈斑点壮分布——19号层
不规则缝
黄铁矿斑块
下沟组中段 下沟组 K1g2
自然伽马 自然电位 井 径 1 井 径 2 钻头直径
岩性密度
补偿中子 声波时差 有效光电吸收截面
深侧向 浅侧向
单极波形
偶极波形
波形幅度衰减
差
26 油
层
27 油
层
差
26号层(4211.4-4221m) 层间缝与斜交缝发育 27号层(4226.6-4234m)层间缝与微细裂缝发育
可靠性
基于岩石电性的测井新方法
六臂地层倾角测井 HexDIP 全井眼地层微电阻率成像测井 FMI 微电阻率扫描成像测井 START-Ⅱ 六臂微电阻率井眼成像测井 EMI 双向量感应测井 DPIL 薄层电阻率测井 TBRT 阵列感应测井 AIT、HDIL 方位电阻率成像测井 ARI
测量方式
共144个钮扣电极 测量地层电阻率微细变化
六臂 150个电极
井眼覆盖率与井径有关
测量原理
测井方式
测井方式 探头数 8.5in 井眼中 覆盖率 最大测井速 度(ft/h) 全井眼 四极板 倾角 192 80% 1800 96 40% 3600 8 / 5400
FMI
主要技术指标
PAD2
PAD4
PAD2
PAD1
PAD3
高程差34 PAD3 测量：4条电阻率曲线、双井径、1号 极板方位、井斜角、井斜方位 获得：地层倾角和方位
PAD4
倾角测井微电阻率曲线
高程差
地层倾角处理成果图
井径1
井径2 井径3 自然伽马 1号极板方位 相对方位 电导率曲线
倾角与倾向
井斜角
开2井地层倾角成果特征图
裂缝与溶洞
3、构造研究
断层
（有层位移动）
可能断点
油南1井
泥质条带
4、储层分析
砂砾岩
不 等 砾 小 砾 岩
巨 砾 岩
中 砾 岩
5、地层沉积特征分析
静态图像 增强图像
层理
裂缝性地层中FMIARI-UBI图象的比较
END
§1.4 双相量感应测井(DPIL)
泥浆滤液侵入地层示意图
泥饼 测量信息包 括同步和异 步信号。 提供深、中 感应及球型 聚焦三条不 同径向探测 深度的电阻 率曲线
高 阻 低 阻
成象原理示意图
硬石膏(高电阻)
泥岩(低电阻) 砂岩(中等电阻)
石灰岩(高电阻)
溶洞(低电阻)
标准化
静态标准化（静态图） – 在全井段内对电阻率分等级
动态标准化（动态图）
– 用户指定的窗口内对电阻率分等级
静态标准化（静态图）
动态标准化（动态图）
图象显示
§1.3电阻率井壁成像的应用
3700双感应理论动态范围在0.1-100Ωm， 实际应用仅为0.1-40Ωm 。 双相量感应采用三种工作频率（涵盖了双 感应的工作频率），动态范围扩展到 0.1─2000Ωm。 扩大了应用范围，适合于低电阻率、高电 阻率及薄层等不同电阻率地层的测量。尤 其在高阻地层，有利于地层含油性判断。
过 井 冲 渡 筒 洗 带 带
侵入带
原状地层
双向量感应DPIL
具有三种不同探测深度的电导率测量 深感应探测深度62in(1.57m) 中感应探测深度31in(0.79m) 球形聚焦探测深度16in(0.41m) 具有三种不同工作频率，可用于不同的电阻率测量： 10kHz用于电阻率为0.1~100欧姆米的地层 20kHz用于电阻率为0.5~500欧姆米的地层 40kHz用于电阻率为2.~2000欧姆米的地层
1、裂缝识别与评价 2、溶洞识别与评价 3、构造研究 4、储层分析
5、沉积研究
1、裂缝识别与评价
分辩真假裂缝 把真裂缝分为天然裂缝和诱导缝 评价裂缝有效性，即什么样的裂缝对储 层的储量和产量贡献大 裂缝参数的定量计算
裂缝分析
真、假裂缝的鉴别：层界面和裂缝、断层条 带与裂缝、泥质条带与裂缝、天然裂缝与人工诱 导裂缝 天然裂缝与人工诱导裂缝在形态上的主要区别有： ①诱导缝是地应力作用下及时产生的裂缝， 因此只与地应力有密切的关系，故排列整齐、规 律性强；而天然裂缝常为多期构造运动形成，因 而分布极不规则。 ②天然裂缝因常遭受溶蚀和褶皱的作用， 裂缝面总不太规则，且缝宽有较大的变化，而诱 导裂缝的缝面形状较规则且缝宽变化很小。 ③诱导缝的径向延伸都不大，故深侧向测 井电阻率下降不很明显。