常规测井培训2-泥岩指示曲线

Eda=Kda×lg(Rmf/Rw)
导线
Kd-扩散吸附电动势系数
Cw
-
+ + + + + + + Cm +
电极
在相当厚的砂岩和泥岩接触面处的自然电位
幅度基本上是产生自然电场的总电动势SSP。
CW>Cm
扩散吸附电动势示意图
SSP=Ed-Eda SSP =(Kd-Kda)lg(Rmf/Rw)=-Klg(Rmf/Rw)

（3） 测井速度和积分电路造成的深度偏移


所谓深度偏移，是指根据实测 GR曲线的分层原则（如用半 幅点）定出的岩层界面深度与 实际深度之间有一偏差，而且 前者比后者偏浅。这是由于测 速V、地面仪器积分电路有一 定的时间常数τ这两种因素决 定的，因此也常称这种影响为 Vτ影响。 为了尽可能减小这种影响，在 实际测井工作中应通过试验选 择合适的提升速度和时间常数。 同时，在整理资料时，需通过 同其它曲线的对比，将整个曲 线下移一定深度。
(2) 岩石的自然伽马放射性与岩石性质的关系


岩石大类：一般沉积岩放射性低于岩浆岩和变质岩。因为 沉积岩一般不含放射性矿物，其放射性主要是岩石吸附放 射性物质引起的。岩浆岩及变质岩则含有较多放射性矿物 。 沉积岩石的放射性：
沉积岩中，放射性矿物的含量一般都不高，并且是分散分布
在岩石中的 ； 除钾盐层以外，沉积岩自然放射性的强弱与岩石中含泥质的 多少有密切的关系。岩石泥质含量越大，自然放射性就越强。 沉积岩的自然放射性，可分为高、中、低三种类型。
2.6 GR测井质量控制
（1）刻度要求： 按刻度规程进行刻度与校验。测井前、后
用检定器对仪器进行刻度，刻度值相对误差应在5％以内。
（2）测速： 降低测速可提高测井数据的精度，尤其是在
目的层。例如裸眼井测井中，国产仪器最大测速一般在10 m/min，CLS3700最大测速为18m/min，CSU最大测速为 9m/min。而套管井中CLS3700最大测速为12m/min。
2.3 GR影响因素
（1）地层厚度对 曲线幅度的影响
由于受围岩影响， 层厚变小（h<3d0） 时，要考虑层厚对 GR读值的影响。
（2）放射性涨落的影响

在放射性源强度和测量条件不变的条件下，在相等的时间间 隔内，对放射性射线的强度进行重复多次测量，每次记录的 数值是不相同的，但总是在某一数值附近上下变化，这种现 象叫放射性涨落。这是由于放射性元素的各个原子核的衰变 彼此是独立的、衰变的次序是偶然的等原因造成的。 这种涨落误差包括两部分： 某地层测量的平均计数率的涨落误差； 某地层测量一次，测井曲线每一点计数率的涨落误差。
磨损或腐蚀。
泥岩指示曲线 ---SP、GR、CAL
用途： （1）划分储集层 （2）计算泥质含量
知识点
（一）泥岩指示曲线
1.自然电位测井
自然电位： 供电电极不供电，井 内自然存在的电位
自然电位测井： 根据自然电位曲线研 究井内地质剖面的测井 方法
测井方法简单，实用价值高，是 划分岩性和研究储集层的基本方 法之一。
1.1 自然电位基本原理
1.1.1自然电场产生的原因 （1）扩散电动势
两种不同浓度的NaCl溶液接触时，存在一种使浓度平衡的自然趋势， 即高浓度溶液中的离子受渗透压的作用要穿过渗透性隔膜迁移到低浓度溶 液中去，这种现象叫扩散现象。在扩散过程中，各种离子的迁移率不同， Cl->Na+,扩散结果使低浓度溶液中Cl-相对增多，形成负电荷富集，而高浓度 溶液中Na+相对增多，形成正电荷富集，两种溶液间产生了电动势。当达 到动平衡时（正、负离子迁移速度相同），电动势保持一定值—
+| +| +| + +|_ _ _ _ +_ _ _ _ ++++ | + | + + | + _ +_ +_ +_ + +| +| + +| +| +
（2）扩散吸附电动势（薄膜电势）
泥质颗粒基本上是由含有硅或铝的晶体组成。由于晶格中的硅 或铝离子被低价的离子取代，泥质表面带负电。为了达到电平衡， 必须吸附正离子。这部分被吸附的正离子被称为平衡离子。有水 时，在外电场作用下平衡离子也会移动。 将两种不同浓度（Cw>Cm)的NaCl溶液用泥岩隔膜分开，由于泥 岩选择性地（半透膜）让正离子通过，使浓度大的一方富集了负 电荷，浓度小的一方富集了正电荷。



高放岩石：泥质砂岩、砂质泥岩、泥岩、深海泥岩，以及钾盐 层等，其自然伽马测井读数约100API以上。特别是深海泥岩 和钾盐层，自然伽马测井读数在所有沉积岩中是最高。 中放岩石：砂岩、石灰岩和白云岩。自然伽马测井读数介于 50～100API之间。 低放岩石：岩盐、煤层和硬石膏。自然伽马读数约为 50API以 下。其中硬石膏最低，10API以下。

计算粒度中值
研究表明，GR测井曲线的变化与粒度中值Md曲线的变化有较 好的对应性，有些油田统计两者的相关系数很高。 用经验关 系式计算Md。
2.5 GR刻度方法



自然伽马测井仪给出的测量结果是计数率。一般地说，计 数率高说明地层的自然放射性强。但是，如果自然伽马测 井仪未进行刻度，则对于同一客观环境，不同的测井仪器 所测得的计数率就会差别很大。刻度的目的就是使仪器的 读数与地层的参数建立起响应关系，也就是对自然伽马仪 器标准化。 刻度的最基本方法是建立一个人工的标准刻度井，在刻度 井中对每支仪器进行标定。 美国石油学会规定的放射性计数率单位为API，它是将刻 度井中高放与低放地层读数之差定为200API。对于每支仪 器，一个API单位对应的计数率是不同的，从而可使不同 仪器对同一测量对象测得相同API值。 在全国统一的标准刻度井中进行刻度，称一级刻度；各大 油田建立的刻度井，称二级刻度；还有井场的三级刻度等。
Vsh=(2Gcur×ΔGR-1)/(2Gcur-1)
确定地层水电阻率Rw
2、自然伽马测井

自然伽马测井是最早使用的放射性测井 方法，测量简单、安全，成本低，应用 价值高。主要用于划分岩性和储集层， 计算地层泥质含量等。
2.1 岩石的自然放射性
(1) 地层的主要放射性核素


岩石的自然伽马放射性是由岩石中放射性核素的种类及其含 量决定的。对岩石自然伽马放射性起决定作用的是铀系、钍 系和放射性核素K40。习惯称U238、Th232、K40 。 铀、钍、钾含量：
扩散电动势（Ed)
导线
Ed=Kd×lg(Rmf/Rw)
电极
Cw
++++++++CW>Cm
Kd-扩散电动势系数
Cm
扩散电动势产生示意图
在井中纯砂岩井段所测量的自然电位 即是扩散电动势造成的。这是由于浓 度为Cw的地层水和浓度为Cmf的泥浆滤 井内自然电位分布图 液在井壁附近造成的。
|+ |+ + |+ _ _| + + + ++| + +| + +| _ +_ + |+ |+ + |+ + |+
粘土岩中钾含量最高，约2%；钍次之，约12ppm；铀含量一
般最低，约6ppm，但在还原环境形成的生油粘土岩，粘土颗 粒对铀粒子的吸附能力增强，铀含量明显升高； 砂岩和碳酸盐岩的铀、钍、钾含量一般随其泥质含量增加而增 加，但水流作用也可造成铀含量很高。 钾、铀、钍含量 范围：砂岩分别是0.7~3.8%，0.2~0.6ppm， 0.7~2.0ppm；碳酸盐岩分别是0~2.0%，0.1~9.0ppm， 0.1~7ppm。
ΔUSP随厚度的减薄而减小，且平缓
1.3 自然电位曲线的应用

判断渗透性岩层
砂泥岩剖面中，当Rw<Rmf时，砂岩负异常， 异常幅度随含泥量的增高而减小。含水砂岩的
自然电位幅度比含油砂岩高。
自然电位理论曲线
估计渗透性岩层厚度
渗透性地层自然电位具明显的异常，较厚砂岩用半幅点划分砂岩厚度
估计泥质含量

主要应用

辅助判断岩性
– 井孔直径的变化，也是岩石性质的一种间接反映，
主要根据扩径、缩径等现象判断。

井眼校正
– 多数测井资料的井眼校正需要井径值；
估算固井水泥量
– 井径曲线可以为计算固井水泥用量提供平均井径，
用来计算固定到一定深度所需要的水泥体积。

套管检查
– 通过测量套管的内径，可以帮助判断套管的变形、
1.2 自然电位影响因素 一、地层水电阻率与泥浆滤液电阻率
淡水泥浆（Cw>Cmf 即Rw<Rmf),自然电位负异常； 盐水泥浆（Cw<Cmf 即Rw>Rmf),自然电位正异常； Cw=Cmf，自然电位无异常。
二、泥质影响
自然电位幅度随泥质的增加而降低；
三、 油气影响
含油、含气引起自然电位幅度降低
四、地层厚度
2.2 GR测井原理
（1）测量原理：
自然伽马测井仪是通过伽马探测器把地层中放射的 伽马射线转变为电脉冲，经过放大输送到地面仪器记录 下来。记录曲线包括原始计数率曲线CGR和自然伽马 API工程值GR。
（2）曲线特征：
上下围岩相同时，曲线对称，中部极值代表地层读数；
高放射性地层（如泥岩）对应极大值； 当地层厚度小于3倍的钻头直径（h<3d0）时，极大 值随地层厚度增大而增大（极小值随地层厚度增大而 减小）。当h≥3d0时，极值为一常数，与层厚无关； 当h≥3d0时，可用“半幅点”确定地层界面。