第十五章 地层倾角测井
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地层倾角测井
' '
nD cos ' sin ' sin 1 sin 1 cos ' cos ' sin 1 cos 1 sin ' cos 1 nA sin ' sin ' sin 1 sin 1 sin ' cos ' sin 1 cos 1 cos ' cos 1
井径C2－4大于
钻头直径；而C1
－3接近于钻头
直径。说明井
眼沿2、4极板
方位崩落。最 大地应力方向
和裂缝方向与
其垂直。
5、地应力方向分析
ห้องสมุดไป่ตู้
由于地应力存在，
井眼常出现椭圆状。
其长轴方向为最小地
应力方向。其短轴方
向为最大地应力方向。
某油田一口探井的地应力方向图。 椭圆井眼长轴方向340°－160°， 地应力方向70°－250°
3）、冲溶型椭圆井眼 常见于泥岩、盐岩井段。泥岩受到钻井液浸泡
冲刷，体积膨胀而垮塌，形成椭圆井眼。同样，钻
井液溶蚀井壁周围的盐岩，也会造成椭圆井眼。 特点：两条井径曲线都扩径，且具有很好的相 似性，井径差值也较大。 小结：应力型和断裂型椭圆井眼的成因都与地下应 力场有关，产生的椭圆井眼的长轴与最小地应力方 向一致。而冲溶型椭圆井眼成因与地下应力场无关。
2. 斜井计算方法
1). 1 arctg (
Z 4 Z1 2 Z3 Z1 2 ) ( ) C14 C13
1 arctg
( Z 4 Z 2 )C13 ( Z3 Z1 )C24
2).
2 1
2 1
1 3 arctg tg 2 cos 2
nD cos ' sin ' sin 1 sin 1 cos ' cos ' sin 1 cos 1 sin ' cos 1 nA sin ' sin ' sin 1 sin 1 sin ' cos ' sin 1 cos 1 cos ' cos 1
井径C2－4大于
钻头直径；而C1
－3接近于钻头
直径。说明井
眼沿2、4极板
方位崩落。最 大地应力方向
和裂缝方向与
其垂直。
5、地应力方向分析
ห้องสมุดไป่ตู้
由于地应力存在，
井眼常出现椭圆状。
其长轴方向为最小地
应力方向。其短轴方
向为最大地应力方向。
某油田一口探井的地应力方向图。 椭圆井眼长轴方向340°－160°， 地应力方向70°－250°
3）、冲溶型椭圆井眼 常见于泥岩、盐岩井段。泥岩受到钻井液浸泡
冲刷，体积膨胀而垮塌，形成椭圆井眼。同样，钻
井液溶蚀井壁周围的盐岩，也会造成椭圆井眼。 特点：两条井径曲线都扩径，且具有很好的相 似性，井径差值也较大。 小结：应力型和断裂型椭圆井眼的成因都与地下应 力场有关，产生的椭圆井眼的长轴与最小地应力方 向一致。而冲溶型椭圆井眼成因与地下应力场无关。
2. 斜井计算方法
1). 1 arctg (
Z 4 Z1 2 Z3 Z1 2 ) ( ) C14 C13
1 arctg
( Z 4 Z 2 )C13 ( Z3 Z1 )C24
2).
2 1
2 1
1 3 arctg tg 2 cos 2
地层倾角测井原理及应用-成果显示与应用
RB （º） 341.35 337.37 331.64 331.03 329.66 326.45 328.48 335.58 339.52 340.58 340.85 340.21 339.28 338.32 336.36
DIP （º） 14.39 13.84 11.28 3.78 1.63 3.35 5.45 2.82 3.65 5.71 5.56 5.92 6.58 6.05 6.51
第二节 地层倾角资料在构造地质方面的应用
绪言
构造地质的基本任务：从各种地质现象入手，研 究地壳的地质构造，查明其形态，追究其原因，以 及各局部构造之间的相互关系。从而进一步认识其 共同特点和分布规律，以便指导勘探工作的进行。
大量的生产实践已经充分证明，油气藏的形成 与分布主要是受地质构造控制的。地质构造条件的 好坏，是能否形成油气藏的重要因素。研究地质构 造的根本目的，就是要把地质构造与油气藏的关系 搞清楚，以便多快好省的寻找油气藏。
方位频率图
将全部测得的地层倾角和倾斜方位角点在图上， 统计圆周方向每10º间隔的弧形面积内点子的数 目，用径向线段的长短来代表点子的数目，圈闭 弧形面积，并将它涂黑。
点子出现最多即圈闭的 弧形面积径向线最长， 它的方位角就是要求的 构造倾角（或沉积倾角） 的倾斜方位。
图中倾斜方位角为320º。
方位频率图
因此，改进的施密特图可 以把构造倾角与沉积倾角 区分开来。
改进的施密特图
3、方位频率图
方位频率图是在研究层段中用统计方法确定构 造倾角或沉积倾角的倾斜方位角的一种方法。
方位频率图径向以倾角
为坐标，它的最外圆的倾角 为 0º度 ， 每 隔 10º画 一 个 同 心 圆 ， 圆 心 通 常 为 60º。 圆 周方向为方位角，规定上北 下南、左西右东，一周360º， 一 般 每 隔 10º画 一 条 径 向 线 。
地层倾角测井..
6、地应力方向分析 1）椭圆井眼分类 （1）、应力型椭圆井眼
由于应力场两个水平主应力存在差异，钻井时
在井壁形成应力集中。对于张性应力场，在最小主 应力方向产生最大周向张性法应力时, 形成椭圆井 眼。 应力型椭圆井眼的特点：井眼单方向拉长，椭圆 井眼出现的井段较短，并且断续出现；有固定的 椭圆井眼长轴方位。
n n
2 E
2 N
nV),（16-1）nE arctg nN
注：地层层面单位法向矢量的确定方法
地层层面上不在一条直线上的四点(相邻两点的 方位差90度)在大地坐标系下的坐标：
1: (0, r1 , Z1 ), 2 : (r2 ,0, Z 2 ), 3: (0, r3 , Z3 ), 4 : (r4 ,0, Z 4 ),
方位角.从1号极板开始逆时针方向计量.
图16-2
倾角测井地层曲线实例
图16-3
六臂地层倾角测井曲线
第二节
一.
地层倾角及倾斜方位的计算
直井内地层倾角及倾斜方位的计算
1.
建立坐标系
1). 仪器坐标系与大地坐标系的原点重
合(位于井轴); 2). 1号极板在D轴上,D轴指向正北方向. 2. 地层面上四个极板的坐标
R31 (r1 r3 ) j ( z1 z3 )k R42 (r2 r4 )i ( z2 z4 )k
(r1 r3 )( z4 z2 )i (r2 r4 )( z3 z1 ) j (r2 r4 )(r1 r3 )k
2.
斜井计算方法
Z 4 Z1 2 Z3 Z1 2 ) ( ) C14 C13
1). 1 arctg (
1 arctg
地层倾角测井原理及应用3-测量原理2
2、六臂地层倾角仪每一个臂可各自独立地伸缩 极板能与井壁良好接触，曲线相关对比的质量提高。 （即使井眼严重不规则、仪器不居中的情况下，六臂 倾角测井仪各极板仍能保持与井壁良好接触）
不规则井眼地层倾角测井仪极板分布
六臂地层倾角测井仪的特点
3、为了在垂直方向上获得最佳的极板 （与井壁）接触状态，六臂倾角仪的极 板设计的很短（大约4英寸左右），这 就大大改善了仪器在及不规则的井眼条 件下的接触特性。
第一节 地层倾角仪测量原理
地层产状－ 5个基本名词 地层倾角测井的基本原理 地层倾角测井的测量信息
•地层面走向 •地层面倾向 •地层面倾角 •视倾向 •视倾角
第一节 地层倾角仪测量原理
•地层产状 •地层倾角测井的基本原理 •斯仑贝谢公司地层倾角测井仪的改进 •哈里伯顿公司六臂地层倾角测井仪的改进
三、斯仑贝谢公司地层倾角测井仪的改进
为了有效解决井斜对 地层倾角测井的影响， HDT设计了两种类型的测 斜系统：
低角度测斜系统：井 斜 角 测 量 范 围 － 4° ～ 35.5°。
高角度测斜系统：井 斜 角 测 量 范 围 － 4° ～ 72°。
（低角度）地层倾角测井仪测量原理图
改进二：测斜部分改进
高角度倾角仪
把仪器方位角系统置于 定位摆系统中，环形电 位器的起点与井斜方向 一致，
4、自动调节电流
SHDT可以随地层电阻率变化自动调节 测量电流。这样就可以保证地层倾角曲 线在高、低电阻率地层中都有最佳的活 度（电流值），不需人工监视和调节电 流强度。
5、简化了井下仪器臂的结构
SHDT的臂张开和合拢时，电极沿圆弧 运动。这种结构避免了连接问题和由于 井径缩小而遇卡的问题。
双井径 井斜
六臂地层倾角测井仪的特点
不规则井眼地层倾角测井仪极板分布
六臂地层倾角测井仪的特点
3、为了在垂直方向上获得最佳的极板 （与井壁）接触状态，六臂倾角仪的极 板设计的很短（大约4英寸左右），这 就大大改善了仪器在及不规则的井眼条 件下的接触特性。
第一节 地层倾角仪测量原理
地层产状－ 5个基本名词 地层倾角测井的基本原理 地层倾角测井的测量信息
•地层面走向 •地层面倾向 •地层面倾角 •视倾向 •视倾角
第一节 地层倾角仪测量原理
•地层产状 •地层倾角测井的基本原理 •斯仑贝谢公司地层倾角测井仪的改进 •哈里伯顿公司六臂地层倾角测井仪的改进
三、斯仑贝谢公司地层倾角测井仪的改进
为了有效解决井斜对 地层倾角测井的影响， HDT设计了两种类型的测 斜系统：
低角度测斜系统：井 斜 角 测 量 范 围 － 4° ～ 35.5°。
高角度测斜系统：井 斜 角 测 量 范 围 － 4° ～ 72°。
（低角度）地层倾角测井仪测量原理图
改进二：测斜部分改进
高角度倾角仪
把仪器方位角系统置于 定位摆系统中，环形电 位器的起点与井斜方向 一致，
4、自动调节电流
SHDT可以随地层电阻率变化自动调节 测量电流。这样就可以保证地层倾角曲 线在高、低电阻率地层中都有最佳的活 度（电流值），不需人工监视和调节电 流强度。
5、简化了井下仪器臂的结构
SHDT的臂张开和合拢时，电极沿圆弧 运动。这种结构避免了连接问题和由于 井径缩小而遇卡的问题。
双井径 井斜
六臂地层倾角测井仪的特点
倾角测井仪器原理课件
• (1)真倾角．是地层层面的最大倾斜线与水平面间的夹角。
• (z)倾向方位角，最大倾斜线的水平投影与磁北方向的夹角
• 图l—2为真倾角和倾向方位角。
•倾角测井仪器原理
•5
• (3)井斜角。井轴方向与垂直方向之间的夹角(见图1—3)。 • (4)仪器相对方位角。是I号极板(参考方位)与仪器外壳的最高母
•27
习题：
• 1、简述地层的产状三要素极其定义。 • 2、简述什么是地层倾角测井？
•倾角测井仪器原理
•28
1—12)．
•倾角测井仪器原理
•21
•倾角测井仪器原理
•22
•倾角测井仪器原理
•23
三、Ⅰ号极板方位角 （Azimuth of Pad 1） 使用符号Azi、μ Ⅰ： μ Ⅱ： μ+90 Ⅲ： μ+180 Ⅳ： μ+270
•倾角测井仪器原理
•24
四、井斜角
（Deviation angle） 使用符号Dev、δ 定义:井轴与铅垂线 间的夹角。
•14
•倾角测井仪器原理
•15
•倾角测井仪器原理
•16
在高井斜角测量系统中(图l—8)，罗盘总成安装在 相对方位部分上，电位器上的缺口与井眼的最高 母线对齐。当仪器围绕其纵铂转动时，相对方位 系统停留在同一空间位置，罗盘总成将保持不动。 所以，测量的角度是仪器最高母线和磁北方向的 夹角。它既是仪器方位角，又是井的方位角。
•倾角测井仪器原理
•25
五、Ⅰ号极板相对方位角
（Relative Bearing）
使用符号RB、β
定义：井的倾斜方位角从 Ⅰ号极板方向处开始按逆 时针方向计量。
六、井斜方位角 （Borehole Drift Azimuth） 使用符号Daz、Ψ
• (z)倾向方位角，最大倾斜线的水平投影与磁北方向的夹角
• 图l—2为真倾角和倾向方位角。
•倾角测井仪器原理
•5
• (3)井斜角。井轴方向与垂直方向之间的夹角(见图1—3)。 • (4)仪器相对方位角。是I号极板(参考方位)与仪器外壳的最高母
•27
习题：
• 1、简述地层的产状三要素极其定义。 • 2、简述什么是地层倾角测井？
•倾角测井仪器原理
•28
1—12)．
•倾角测井仪器原理
•21
•倾角测井仪器原理
•22
•倾角测井仪器原理
•23
三、Ⅰ号极板方位角 （Azimuth of Pad 1） 使用符号Azi、μ Ⅰ： μ Ⅱ： μ+90 Ⅲ： μ+180 Ⅳ： μ+270
•倾角测井仪器原理
•24
四、井斜角
（Deviation angle） 使用符号Dev、δ 定义:井轴与铅垂线 间的夹角。
•14
•倾角测井仪器原理
•15
•倾角测井仪器原理
•16
在高井斜角测量系统中(图l—8)，罗盘总成安装在 相对方位部分上，电位器上的缺口与井眼的最高 母线对齐。当仪器围绕其纵铂转动时，相对方位 系统停留在同一空间位置，罗盘总成将保持不动。 所以，测量的角度是仪器最高母线和磁北方向的 夹角。它既是仪器方位角，又是井的方位角。
•倾角测井仪器原理
•25
五、Ⅰ号极板相对方位角
（Relative Bearing）
使用符号RB、β
定义：井的倾斜方位角从 Ⅰ号极板方向处开始按逆 时针方向计量。
六、井斜方位角 （Borehole Drift Azimuth） 使用符号Daz、Ψ
《测井储层评价》地层倾角测井方法
测井储层评价方法
Formation Evaluation by Well Logs
§2 测井解释岩石物理基础
§2.1 岩石物理性质及测井方法
一、基本岩石物理性质 二、九种常规测井方法 三、地层倾角测井方法 四、现代成像测井方法
三、地层倾角测井(Dipmeter/Dip Log)
Dip log/Dipmeter： 通过相关测量，计算出井眼钻遇地层各种界面 倾角、倾斜方位角的测井方法。
A
X
A
Y
1
A
Z
x' x cos y sin y' x sin y cos
三、地层倾角测井(Dipmeter/Dip Log)
(二) 倾角测井数字处理方法 2、斜井校正方法 (1)、原理 (2)、坐标系旋转
nE cos( ' ) sin( ' ) 01 0
nF
i
nD
j
N
nA
S k
A
M4 M3
M1 M2
D
4
1
O 3
2
F
三、地层倾角测井(Dipmeter/Dip Log)
(3)、法线矢量及单位法线矢量
n nF i nD j nA k
(4)、产状计算公式
arctg
nF2 nA
nD2
M1 (0,
D13 2
,
Z1 )
M
2
(
D24 2
,0, Z2 )
M 3 (0,
D13 2
,Z3)
Formation Evaluation by Well Logs
§2 测井解释岩石物理基础
§2.1 岩石物理性质及测井方法
一、基本岩石物理性质 二、九种常规测井方法 三、地层倾角测井方法 四、现代成像测井方法
三、地层倾角测井(Dipmeter/Dip Log)
Dip log/Dipmeter： 通过相关测量，计算出井眼钻遇地层各种界面 倾角、倾斜方位角的测井方法。
A
X
A
Y
1
A
Z
x' x cos y sin y' x sin y cos
三、地层倾角测井(Dipmeter/Dip Log)
(二) 倾角测井数字处理方法 2、斜井校正方法 (1)、原理 (2)、坐标系旋转
nE cos( ' ) sin( ' ) 01 0
nF
i
nD
j
N
nA
S k
A
M4 M3
M1 M2
D
4
1
O 3
2
F
三、地层倾角测井(Dipmeter/Dip Log)
(3)、法线矢量及单位法线矢量
n nF i nD j nA k
(4)、产状计算公式
arctg
nF2 nA
nD2
M1 (0,
D13 2
,
Z1 )
M
2
(
D24 2
,0, Z2 )
M 3 (0,
D13 2
,Z3)
1电法测井-1.5地层倾角测井修改2
主讲教师： 主讲教师： 夏宏泉 单 位 ：石工院钻井所
1.10 DIP--SHDT 地层倾角测井
（Page 31-35，111-113，175-181) ， ， 是一类以电阻率测量为基础的测井方法， 是一类以电阻率测量为基础的测井方法，测 变化主要用于研究地层产状， 量R变化主要用于研究地层产状，进而研究各种 变化主要用于研究地层产状 地质现象(地质构造 岩层真厚度,沉积环境 地质构造,岩层真厚度 沉积环境)和井 地质现象 地质构造 岩层真厚度 沉积环境 和井 壁地应力等。 壁地应力等。 一、DIP测量原理 DIP测量原理 二、DIP输出曲线信息(重点内容） DIP输出曲线信息 重点内容） 三、DIP计算机处理成果图表 DIP计算机处理成果图表 四、DIP具体应用(重点内容） DIP具体应用 重点内容）
一、感应测井
Induction logging
二、电成像测井
Array induction imager Fullbore micro-resistivity imager Azimuthal resistivity ຫໍສະໝຸດ mager三、套管井电阻率测井
Cased hole formation resistivity
1、电阻率成像测井FMI与ARI有什么区别？ 、电阻率成像测井FMI与ARI有什么区别？ 2、由电阻率成像测井响应特征图可以识别 井壁崩落和诱导缝等现象，井壁崩落(垮塌） 井壁崩落和诱导缝等现象，井壁崩落(垮塌） 和诱导缝的方位能反映Sh,SH方向吗？ 和诱导缝的方位能反映Sh,SH方向吗？ Sh,SH方向吗
石 油 工 程 测 井 至少要有三个以上空间点的坐标 采用柱状坐标系r ）。通过 （采用柱状坐标系r、Φ、Z）。通过计
算就可以求得地层倾角和倾斜方位角。 就可以求得地层倾角和倾斜方位角。
地层倾角测井原理及应用-测量原理
六臂倾角：哈里伯顿—SED 阿特拉斯—HEXDIP
地层倾角测井仪（实物）
2、仪器结构（四臂倾角）
相对方位 角测量
地层倾角测井仪测什么？
地层的倾角和倾斜方 位角，即地层面在空间
井斜角测 量系统
的位置。 如何定地层面在空间的
方位角测 量系统
位置? 至少要有三个以上空间
井径、微电阻 率测量
点的座标（采用柱状坐
得到井斜角。
井斜角测量原理
（5）井斜方位角与相对方位角
什么是井斜方位角 ？ 井眼倾斜的方向。
地层倾角仪能直接测量井斜 方位角吗？ 不能！测量的是相对方位角。
RB（）
什么是相对方位角？
从Ⅰ号极板开始逆时针 方 向 到 井 斜 方 向 的 角 度 RB （），简称相对方位角。
四臂倾角测井仪测量原理图
相对方位角RB（）测量原理
当 井 斜 角 δ≤20º时 ， 这种测量方法能满足需 要；
当井斜角δ较大时， 必须进行适当的校正。
Ⅰ号极板方位测量原理
方位角是从正北方向开始顺时 针计量的，四个极板顺时针方向 排列，间隔90º。
在柱状坐标系中，根据地层层 面在仪器平面上的四个点：
M1（ d13 /2，，Z1） M2（ d24 /2, ＋/2,Z2） M3（ d13 /2, ＋ ,Z3） M4（ d24 /2, ＋3/2,Z4） 就可以确定层面方程Z=AX+BY+C， 并进一步计算出地层面在仪器平 面上的倾角和倾斜方位角。
（二）
1、如何描述地层产状？
2、四臂地层倾角仪能测量那些信息？测量原 理如何？
3、已知Ⅰ号极板方位角＝80º，相对方位角 ＝170º，求井斜方位角 ，并用图表示。
第一节 地层倾角仪测量原理
地层倾角测井仪（实物）
2、仪器结构（四臂倾角）
相对方位 角测量
地层倾角测井仪测什么？
地层的倾角和倾斜方 位角，即地层面在空间
井斜角测 量系统
的位置。 如何定地层面在空间的
方位角测 量系统
位置? 至少要有三个以上空间
井径、微电阻 率测量
点的座标（采用柱状坐
得到井斜角。
井斜角测量原理
（5）井斜方位角与相对方位角
什么是井斜方位角 ？ 井眼倾斜的方向。
地层倾角仪能直接测量井斜 方位角吗？ 不能！测量的是相对方位角。
RB（）
什么是相对方位角？
从Ⅰ号极板开始逆时针 方 向 到 井 斜 方 向 的 角 度 RB （），简称相对方位角。
四臂倾角测井仪测量原理图
相对方位角RB（）测量原理
当 井 斜 角 δ≤20º时 ， 这种测量方法能满足需 要；
当井斜角δ较大时， 必须进行适当的校正。
Ⅰ号极板方位测量原理
方位角是从正北方向开始顺时 针计量的，四个极板顺时针方向 排列，间隔90º。
在柱状坐标系中，根据地层层 面在仪器平面上的四个点：
M1（ d13 /2，，Z1） M2（ d24 /2, ＋/2,Z2） M3（ d13 /2, ＋ ,Z3） M4（ d24 /2, ＋3/2,Z4） 就可以确定层面方程Z=AX+BY+C， 并进一步计算出地层面在仪器平 面上的倾角和倾斜方位角。
（二）
1、如何描述地层产状？
2、四臂地层倾角仪能测量那些信息？测量原 理如何？
3、已知Ⅰ号极板方位角＝80º，相对方位角 ＝170º，求井斜方位角 ，并用图表示。
第一节 地层倾角仪测量原理
第十五章 地层倾角测井
不！地层的倾角不
是直接测出来的，而是 间接测量、再进行处理 计算出来的。
在实际中，地层倾角测 井仪至少需测量9条曲 线。右图是阿特拉斯公 司四臂倾角测井仪 （1009）测量原理图。
四臂倾角测井仪测量原理图
仪器组成
无论那种地层倾角 测井仪，总是由两个 主要部分组成：
一是极板系统 二是测斜系统
测斜系统
1956年斯仑贝谢公司有使用CDM-P连续地层倾角测 井仪，在CDM-T的基础上增加了连续井斜测量；
1961年开始使用磁带记录，并用计算机处理资料； 1963年发展了四臂地层倾角测井仪，提高了记录质 量；
第十五章 地层倾角测井
80年代开始使用高分辨率地层倾角测井仪(4极板8电 极与6臂6电极）；
90年代推出成像测井仪(FMS、FMI、EMI、STAR-Ⅱ )。
打印数据表 矢量图 方位频率图 杆状图 线性极坐标图 施密特图 圆柱面展开图 三维空间立体图
第二节 地层倾角成果显示
一、数据表 地层倾角测井数字处理成果可用列表形式
打印出来。
表中一般显示地层倾角（DIP）、地层倾 斜 方 位 角 （ DIPAZ ） 、 1 号 极 板 方 位 角 （ AZI1 ） 、 井 斜 角 （ DEVI ） 、 相 对 方 位 角 （RB）等主要信息。
1、施密特图
施密特图：径向方向为地层倾角，这里最外圆 的倾角为0º度，每隔10º画一个同心圆。圆周方 向为方位角，规定上北下南、左西右东，一周 360º，一般每隔10º画一条径向线。
在施密特图上，用点子 最多的倾角和倾斜方位 角表示该段地层的构造 倾角和倾斜方位角。
如图所示，构造倾角 为6º，倾斜方位角24º。
第一节 地层倾角仪测量原理
地层倾角测井
FC1 FC2 FC3
FC4
窗长：每次对比时基准曲线段的长度，窗长中点的 深度为深度记录点
探索长度：两条曲线进行相关对比时，需要固定基本
0
F
H0
曲线，移动对比曲线，以便找出最好的相似位置，相 h4 对移动的最大距离
Hr
h3
h2
E
0 G0
0
步长：相邻两个窗长中点地距离
Gr
四、倾角测井数字处理方法
1、相关对比法： 2）确定地层面在仪器坐标中的单位法向量
的高侧边）的夹角，变化范围为0-360度
相对方位角
井眼
井斜角 1号极板方位角
N
仪器面 地层层面
1
4
2
3
d
c
a
b
井径仪
1）三条角度曲线 2）四条电阻率曲线 3）两条井径曲线
对比曲线
c
d b a
倾角测井仪器原理图
三、倾角测井原理（4臂测井仪）
3、倾角测井仪测量的曲线
2）井径曲线：
四个极板在同一水平面上，四个极板互成90度，当井径变化时，四个极 板产生横向位移
四、倾角测井数字处理方法
1、相关对比法： 2）确定地层面在仪器坐标中的单位法向量
0点为一个计算深度点，在FC1上固定
FC1 FC2 FC3
FC4 一段曲线S（E、F之间）数值为x1,x2,
…….xN，算术平均值 x
PA
M4
M3
n
III IV
II
OI
F
M1
M2
E
0 H0
Hr
h3
h2 0 G0
S的长度称为窗长。
s
d
2 13
地层倾角测井
2.
设地层倾角测量值为θ1 , φ1 , 背景值为θ , φ ,
' '
则可以根据以下步骤计算地层真倾角和真倾斜 方位. 方位
1). 2).
θ1
φ1
θ 2 = θ1
φ2 = φ1 − φ '
1 1 φ3 = arctg 3). θ 3 = arctg tgφ2 cos φ3 tgθ 2 cos φ2
其中: 其中 nF = C13 ( Z 4 − Z 2 )
S C nD = 24 ( Z 3 − Z1 ) S C13C24 nA = S
2 2 2 2 S = C13 ( Z 4 − Z 2 ) 2 + C24 ( Z 3 − Z1 ) 2 + C13C24
如果1号极板不在正北方向 号极板不在正北方向,则地层倾斜方位 注: 如果 号极板不在正北方向 则地层倾斜方位 角为: 角为
M 对比,确定地层面上不在同一直线上的四个点 对比 确定地层面上不在同一直线上的四个点 1 , M 2 , M 3 , M 4 沿井轴方向的高度 Z1 , Z 2 , Z 3 , Z 4 .） ）
b.两条井径曲线 两条井径曲线
C13 ,
d.井斜角及 号极板相对方位角 δ , β 井斜角及1号极板相对方位角 井斜角及
5识别裂缝性地层相对极板电阻率值外两方位电阻率曲根据电导率异常及双井径确定裂缝发育层段3123处出现泥浆漏失现象5地应力方向分析1椭圆井眼分类1应力型椭圆井眼由于应力场两个水平主应力存在差异钻井时在井壁形成应力集中
第十六章
地层倾角测井
地层倾角测井主要测量地层的倾角及倾向. 地层倾角测井主要测量地层的倾角及倾向 第一节 地层倾角测井的基本原理
一.基本概念 基本概念 1地层走向 地层走向-----地层面与水平面的交线的方位角 地层面与水平面的交线的方位角. 地层走向 地层面与水平面的交线的方位角 2.地层倾向 地层面倾斜的方向 地层倾向线与正北 地层倾向----地层面倾斜的方向 地层倾向 地层面倾斜的方向.地层倾向线与正北 的夹角.倾斜线在水平面上的投影为倾向线 的夹角 倾斜线在水平面上的投影为倾向线. 倾斜线在水平面上的投影为倾向线 3.地层倾角 地层倾斜线与倾向线的夹角 地层倾角----地层倾斜线与倾向线的夹角 地层倾角 地层倾斜线与倾向线的夹角.
设地层倾角测量值为θ1 , φ1 , 背景值为θ , φ ,
' '
则可以根据以下步骤计算地层真倾角和真倾斜 方位. 方位
1). 2).
θ1
φ1
θ 2 = θ1
φ2 = φ1 − φ '
1 1 φ3 = arctg 3). θ 3 = arctg tgφ2 cos φ3 tgθ 2 cos φ2
其中: 其中 nF = C13 ( Z 4 − Z 2 )
S C nD = 24 ( Z 3 − Z1 ) S C13C24 nA = S
2 2 2 2 S = C13 ( Z 4 − Z 2 ) 2 + C24 ( Z 3 − Z1 ) 2 + C13C24
如果1号极板不在正北方向 号极板不在正北方向,则地层倾斜方位 注: 如果 号极板不在正北方向 则地层倾斜方位 角为: 角为
M 对比,确定地层面上不在同一直线上的四个点 对比 确定地层面上不在同一直线上的四个点 1 , M 2 , M 3 , M 4 沿井轴方向的高度 Z1 , Z 2 , Z 3 , Z 4 .） ）
b.两条井径曲线 两条井径曲线
C13 ,
d.井斜角及 号极板相对方位角 δ , β 井斜角及1号极板相对方位角 井斜角及
5识别裂缝性地层相对极板电阻率值外两方位电阻率曲根据电导率异常及双井径确定裂缝发育层段3123处出现泥浆漏失现象5地应力方向分析1椭圆井眼分类1应力型椭圆井眼由于应力场两个水平主应力存在差异钻井时在井壁形成应力集中
第十六章
地层倾角测井
地层倾角测井主要测量地层的倾角及倾向. 地层倾角测井主要测量地层的倾角及倾向 第一节 地层倾角测井的基本原理
一.基本概念 基本概念 1地层走向 地层走向-----地层面与水平面的交线的方位角 地层面与水平面的交线的方位角. 地层走向 地层面与水平面的交线的方位角 2.地层倾向 地层面倾斜的方向 地层倾向线与正北 地层倾向----地层面倾斜的方向 地层倾向 地层面倾斜的方向.地层倾向线与正北 的夹角.倾斜线在水平面上的投影为倾向线 的夹角 倾斜线在水平面上的投影为倾向线. 倾斜线在水平面上的投影为倾向线 3.地层倾角 地层倾斜线与倾向线的夹角 地层倾角----地层倾斜线与倾向线的夹角 地层倾角 地层倾斜线与倾向线的夹角.
地层倾角测井资料解释基础资料
细色模式和粗色模式
由于构造地质和沉积地质的差别，在勾画颜色模 式时，还分细色模式与粗色模式
细色模式： 按深度将倾向基本一致的矢量
连成颜色模式（细线条），中间不 允许跳过相反的矢量，称为细色模 式。
粗色模式
用粗线条来反映倾角变 化的趋势，这种连接 模式称为粗色模式
细色模 式
粗 色 模 式
相关对比的窗长有长短之分，长窗长对比计算的地层倾角 主要与岩层界面的倾角有关；短窗长对比计算的地层倾角 主要与岩层层理的倾角有关
图1-7 对称背斜翼部的绿模式
图1-8 对称背斜顶部的乱模式
（1）在缓翼地层中，构造倾角与倾斜方位角基本一致，矢量图呈绿模式。 （2）由缓翼地层逐渐接近构造脊面，倾角随深度增加而
减小，矢量图呈蓝模式。在背斜脊面处倾角接近零度。
（3）有背斜脊面向陡翼地层过渡时，倾角随深度增加而增 大，倾 向与上翼地层相反，矢量图呈红模式。
大值随深度增加而减小，倾向与上翼地层相同。
（5）在下翼地层中，矢量图呈绿模式，倾角比上翼地层大， 倾斜方位与上翼地层基本一致。
此种倒转背斜的颜色模式为绿—蓝—红(反)—蓝—绿(大)或 绿—蓝—乱—蓝—绿(大)。对于其它类型的褶皱构造，可以采用 同样方式确定其倾角矢量模式组合。
2）断裂构造解释
断层要素包括：1)断层面 断层面是一个将岩块或岩层断开成 两部分，被断开的岩块或岩层顺着它滑动的破裂面。断层面的 空间位置由其走向、倾向和倾角确定。2）断层线 断层线是断 层面与地层的交线。3）断盘 断盘是断层面两侧沿断层面发生 位移的岩块。如果断层面是倾斜的，位于断层面上侧的一盘为
地层倾角测井资料解释基础（颜色模 式）
物探10902杨雅慧学号：200904171
地层倾角测井
地层倾角测井10.1 井斜角 hole deviation井眼轴线与铅直之间的夹角。
10.2 井斜方位角 azimuth of deviation井眼横截面的倾向线(井眼横截面上最高点与最低点之间的连线在水平面上的投影)与地理正北之间的夹角，由正北方向顺时针计量。
10.3 仪器坐标系的基准平面 plane of electrodes极板系统各微聚焦电极系的中心所在的平面。
10.4 定向曲线 orientation curves用测斜仪测量井眼倾斜状态的三条或四条曲线，包括相对方位角、I号极板方位角、井斜方位角和井斜角。
10.5 1号极板方位角 azimuth of pad No.Ⅰ在水平面上I号极板与正北方向的夹角(顺时针)。
10.6 1号极板相对方拉角 relative bearing仪器坐标系的基准面上I号极板与仪器高边在基准面上的投影之问的夹角(顺时针)。
10.7 高程差 curve displacement两条对比曲线在同一层面成层理面上的高程差。
10.8 视倾角 apparent dip地层面与仪器坐标系的基准面的夹角。
10.9 视倾向 apparent dip azimuth在仪器坐标系的基准面上，地层倾斜方向与I号极板方向的夹角10.10 相关对比 cross correlation以某一条对比曲线为基本曲线，在该曲线上选一段固定长度的曲线段为对比依据，通过计算相关函数在另—对比曲线上找出与它最相象的曲线段，并确定两者深度差的方法。
10.11 对比长度 correlation interval在相关对比中作为对比依据的基本曲线上的曲线段长度。
10.12 探索长度 search length相关对比中在对比曲线上探索相关性的最大长度。
10.13 探索角 search angle探索长度的另一种表示。
10.14 步长 step length相关对比中相邻两个对比长度的中点之间的间隔。
10.15 对比轮回 round of correlation各条对比曲线相互对比的组合方式和先后顺序。
地层倾角测井识别裂缝原理与方法37页PPT
裂缝 发育 机理
与褶皱 a.
有关的
2
裂缝
1 3
c.
1
三轴应力
2
3
2
b.
1
3
1
d.
3
2
a. 当铅直方向应力为最大主应力，水平方 向应力为中间和最小主应力时，产生一组高角 度张性裂缝和一组共轭的与铅直方向呈锐夹角 的剪切缝，裂缝的延伸方向平行于中间主应力 方向。
裂缝 发育 机理
与褶皱 a.
有关的
2
地层倾角测井识别裂缝原理与方法
6
、
露
凝
无
游
氛
，
天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
裂缝
1 3
c.
1
三轴应力
2
3
2
b.Βιβλιοθήκη 131d.
3
2
b.当铅直方向应力为中间主应力，水平方向 应力为最大和最小主应力，且最大主应力垂直 构造轴的走向时，产生三组高角度裂缝。一组 与最大主应力方向一致，另两组为共轭的与最 大主应力方向呈锐夹角的剪切缝 。
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1942年在美国海湾油田砂泥岩剖面中首次使用
自然电位式地层倾角仪（点测）； 1945年在自然电位不明显的地区开始使用电阻
率式地层倾角仪，测量的是3条梯度视电阻率曲线，
连续测量井段不超过50英尺（连续测量）；
第十五章 地层倾角测井
1952 年斯仑贝谢公司开始使用 CDM-T 连续地层倾角测 井仪，记录3条微聚焦电阻率（或电导率）曲线； 1956年斯仑贝谢公司有使用CDM-P连续地层倾角测井仪， 在CDM-T的基础上增加了连续井斜测量； 1961年开始使用磁带记录，并用计算机处理资料； 1963年发展了四臂地层倾角测井仪，提高了记录质量；
DEPT （m） 1100 1100.5 1101 1101.5 1102 1102.5 1103 1103.5 1104 1104.5 1105 1105.5 1106 1106.5 1107 AZI1 （º） 357.73 354.2 349.05 349.52 348.69 346.51 348.57 355.85 359.93 1.2 1.49 0.72 359.78 358.21 356.47 DEVI （º） 1.78 1.79 1.79 1.77 1.77 1.8 1.8 1.77 1.78 1.77 1.79 1.79 1.79 1.8 1.8 RB （º） 341.35 337.37 331.64 331.03 329.66 326.45 328.48 335.58 339.52 340.58 340.85 340.21 339.28 338.32 336.36 DIP （º） 14.39 13.84 11.28 3.78 1.63 3.35 5.45 2.82 3.65 5.71 5.56 5.92 6.58 6.05 6.51 DIPAZ （º） 235.54 232.39 229.47 248.3 351.11 35.31 39.81 82.32 158.94 169.98 171.26 168 167.34 172.74 166.02 GRADE 1 1 2 1 1 1 2 1 1 1 1 2 1 1 1
极板系统
四臂倾角测井仪测量原理图
测斜系统
第一节 地层倾角仪测量原理
四臂倾角仪能测量那些信息？ 4条微电导率曲线
2条井径曲线
3条角度（方位）曲线
第一节 地层倾角仪测量原理
四臂倾角仪能测量那些信息？ 4条微电导率曲线
2条井径曲线
3条角度（方位）曲线
第一节 地层倾角仪测量原理
四条微电阻率曲线
DIP1 、 DIP2 、 DIP3 和DIP4 通过四条微电阻率 曲线对比，就可以确定 地层层面上四个点 M1 、 M2 、 M3 、 M4 沿井轴方向 的高度Z1、Z2、Z3、Z4。
方位频率图
四、圆柱面展开图
圆柱面展开图相当于岩 性柱面素描展开图，便于 对层面倾角和各种层理的 观察。
小窗长对比得到的圆柱 面展开图对分析沉积现象 很有用；
长窗长对比得到的圆柱 面展开图对分析断层、不 整合等地质现象很有用。
圆柱面展开图图
坡2井地层倾角测井资料处理成果图
GR
矢量图
C1 C2
DEVI
第一节 地层倾角仪测量原理
倾角
倾角：在倾斜方向上的地层面与水平面的夹角，或倾 斜线与倾向线的夹角；亦称真倾角，是倾斜地层的最 大倾角。如图所示，∠BEA为真倾角，用θ表示。
第一节 地层倾角仪测量原理
视倾向
视倾向：任意方向的铅直面与地层面相交，其交线在 水平面的投影与正北方的夹角称为视倾向。该交线称 为视倾斜线（图中AD、AC）。它的水平投影称为视 倾向线（图中BD、BC）。
第二节 地层倾角成果显示
2、倾角矢量图的颜色模式
矢量图的地质解释是通过图上标出的许多箭 头进行的，为了便于解释，对矢量图用颜色模 式进行分类。常用的颜色模式有： （1）绿色模式
（2）红色模式
（3）蓝色模式
（4）杂乱模式
第二节 地层倾角成果显示 绿色模式 将随深度增加、地层倾角和 倾斜方位角相对稳定的一组 矢量用绿色笔勾画出来，称 为绿色模式。 由于沉积岩沉积时，各沉 积单元之间的界面基本上是 水平的，受构造运动后产生 的倾角和倾斜方位角也基本 一致。所以，绿色模式反映 了构造倾角。
许跳过相反的矢量，此
为细色模式。
细色模式
细色模式
粗色模式： 用粗线条来反映倾 角变化的趋势，这 种连接模式称为粗 色模式。
粗色模式
粗色模式
相关对比的窗长有长、短之分，长窗长对比计 算的地层倾角主要是与岩层界面的倾角有关；短 窗长对比计算的地层倾角主要是与岩层内层理的 倾角有关。 粗色模式主要 研究构造地质 问题，
第二节 地层倾角成果显示 一、数据表 地层倾角测井数字处理成果可用列表形式 打印出来。 表中一般显示地层倾角（DIP）、地层倾 斜 方 位 角 （ DIPAZ ） 、 1 号 极 板 方 位 角
（ AZI1 ） 、 井 斜 角 （ DEVI ） 、 相 对 方 位 角
（RB）等主要信息。
地层倾角测井处理成果数据显示表
第一节 地层倾角仪测量原理
视倾角
视倾角：视倾斜线与 视倾向线之间的夹角。 图中θa1、θa2。视倾 角总是小于真倾角。
真倾角为θ与真倾角θa之间的关系：
tg a tg cos
ω——真倾向与视倾向之间的夹角。
第一节 地层倾角仪测量原理 1、地层倾角仪的类型 四臂倾角：斯仑贝谢—HDT、SHDT 阿特拉斯—HDIP 六臂倾角：哈里伯顿—SED
在施密特图上，用点子 最多的倾角和倾斜方位 角表示该段地层的构造 倾角和倾斜方位角。
如图所示，构造倾角 为6 º ，倾斜方位角24º 。
施密特图
构造倾角：点子集中在极坐标的外圆一带，构出 的等值线是狭长形的，倾角变化较小。 沉积倾角：等值线通常呈 三角形。三角形的底边接 近极坐标的外圆，顶点指 向中心。沉积倾角的特征 是倾角数值变化较大。 因此，改进的施密特图可 以把构造倾角与沉积倾角 区分开来。
第十五章 地层倾角测井
地层倾角测井：是一种用来测量地层的倾角和倾 斜方位角的测井方法。 作用：地层倾角测井信息可以用来研究构造、沉 积、储层裂缝及地应力等方面地问题。它对指导油气 田勘探、开发具有重要作用。 特点：原理比较复杂，技术发展跨度大，与其它 测井方法相比自成体系。
第十五章 地层倾角测井
1930 年第一次成功的进行了地层倾角测量，其 资料只能给出地层的倾斜方位（点测）；
第十五章 地层倾角测井
80年代开始使用高分辨率地层倾角测井仪(4极板8电 极与6臂6电极）；
90年代推出成像测井仪 (FMS、FMI、EMI、STAR-Ⅱ )。
地层倾角测井技术发展过程：点测仪 —连 续模拟记录—（数字记录）四臂倾角—六臂倾 角—电阻率成像。
第一节 地层倾角仪测量原理 地层产状三要素：倾角、倾向、走向 描述地层产状的5个基本名词： •地层面走向 •地层面倾向 •地层面倾角 •视倾向 •视倾角
向的水平投影与正
北方向的夹角（从
正北开始、顺时
针）。
四臂倾角测井仪测量原理图
第一节 地层倾角仪测量原理
（4）井斜角
DEV （）
什么是井斜角？ 即井轴与铅垂线之间 的夹角DEV（）
四臂倾角测井仪测量原理图
RB（）
（5）相对方位角
什么是相对方位角？
从Ⅰ号极板开始逆时针
方 向 到 井 斜 方 向 的 角 度 RB
（），简称相对方位角。
四臂倾角测井仪测量原理图
Ⅰ号极板方位角 微电阻率曲线 相对方位角
井斜角
双井径曲线
四臂地层倾角（阿特拉斯）测井曲线图
第二节 地层倾角成果显示 倾角测井数据程序处理后，得到的成果是 地层倾角和倾向。显示方式有： 打印数据表 矢量图 方位频率图 杆状图 线性极坐标图 施密特图 圆柱面展开图 三维空间立体图
细色模式主要 研究沉积地质 问题。
三、施密特图和方位频率图
施密特图和方位频率图是在研 究井段中用统计的方法确定地层倾 角和倾斜方位角。
1、施密特图
施密特图：径向方向为地层倾角，这里最外圆 的倾角为 0º 度，每隔10º 画一个同心圆。圆周方 向为方位角，规定上北下南、左西右东，一周 360º ，一般每隔10º 画一条径向线。
方位频率图
AZI
颜色模式
第三节 地层倾角资料的应用
构造
构造地质的基本任务：从各种地质现象入手，研 究地壳的地质构造，查明其形态，追究其原因，以 及各局部构造之间的相互关系。从而进一步认识其 共同特点和分布规律，以便指导勘探工作的进行。 大量的生产实践已经充分证明，油气藏的形成 与分布主要是受地质构造控制的。地质构造条件的 好坏，是能否形成油气藏的重要因素。研究地质构 造的根本目的，就是要把地质构造与油气藏的关系 搞清楚，以便多快好省的寻找油气藏。
改进的施密特图
3、方位频率图
方位频率图是在研究层段中用统计方法确定构 造倾角或沉积倾角的倾斜方位角的一种方法。 方位频率图 径向以倾角
为坐标，它的最外圆的倾角 为 0º 度，每隔10º 画一个同心 圆， 圆 心通 常 为 60º 。 圆周 方向为方位角，规定上北下 南、左西右东，一周 360º ， 一般每隔 10º 画一条径向线 。
方位频率图
将全部测得的地层倾角和倾斜方位角点在图上， 统计圆周方向每 10º 间隔的弧形面积内点子的数 目，用径向线段的长短来代表点子的数目，圈闭 弧形面积，并将它涂黑。 点子出现最多即圈闭的 弧形面积径向线最长， 它的方位角就是要求的 构造倾角（或沉积倾角） 的倾斜方位。 图中倾斜方位角为 320º 。
矢量图颜色模式
第二节 地层倾角成果显示 红色模式 将方位角大体一致、倾角 随深度增加而增加的一组 矢量用红色笔勾画出来， 称红色模式。
红色模式矢量图配合 其它测井曲线可以指示断 层、褶皱、砂坝、河床沉 积、岩礁等。