石油基本知识

地球物理测井的基本概念定义简称测井，是在钻孔中使用测量电、声、热、放射性等物理性质的仪器，以辨别地下岩石和流体性质的方法，是勘探和开发油气田的重要手段。

任务在石油的勘探和开发阶段，需要对所钻井眼的垂直剖面进行地球物理测井：划分井剖面的岩性、准确地确定各种不同地质年代的泥岩、砂岩、石灰岩、白云岩的埋藏深度，进而判断有渗透性的含油、气、水的储集层的位置，然后估算储集层的孔隙度、渗透率、含油气饱和度等参数，为探明含油、气层的井下形态，计算储量及制定油气层开采技术措施，提供资料和数据。

测井能够测量的一些性质1）岩石的电子密度（岩石重量的函数）；2）岩石的声波传播时间（岩石的压缩技术的函数）；3）井眼不同距离处岩石的电阻率（岩石含水量的函数）；4）中子吸收率（岩石含氢量的函数）；5）岩石或井液界面的自然电位（在岩石或井眼中水的函数）；6）在岩石中钻的井眼大小；7）井眼中流体流量与密度；8）与岩石或井眼环境有关的其它性质。

测井方法按研究的物理性质分类电法测井(electrical logging)：也称电阻率测井，是在钻孔中采用布置在不同部位的供电电极和测量电极来测定岩石(包括其中的流体)电阻率的方法。

通常所用的三电阻率测井系列是：深侧向、浅侧向和微侧向电阻率测井。

声波测井(acoustic logging)：包括声速测井和声幅测井两种方法。

声速测井是利用不同的岩石和流体对声波传播速度不同的特性进行的一种测井方法。

通过在井中放置发射探头和接收探头，记录声波从发射探头经地层传播到接收探头的时间差值，所以声速测井也叫时差测井。

用时差测井曲线可以求出储集层的孔隙度，相应地辨别岩性，特别是易于识别含气的储集层。

声幅测井放射性测井(radioactivel logging)：放射性测井即是在钻孔中测量放射性的方法，一般有两大类：中子测井与自然伽马测井。

中子测井是用中子源向地层中发射连续的快中子流，这些中子与地层中的原子核碰撞而损失一部分能量，用深测器(计数器)测定这些能量用以计算地层的孔隙度并辨别其中流体性质。

自然伽马测井是测量地层和流体中不稳定元素的自然放射性发出的伽马射线，用以判断岩石性质，特别是泥质和粘土岩。

其它测井(井温测井、井径测井）：井温测井又称热测井，它可以进行地温梯度的测量；可以在产液井中寻找产液的井段，在注入井中寻找注入的井段；对热力采油井，可以通过邻井的井温测量检查注蒸汽的效果；可以评价压裂酸化施工的效果等。

井径测井仪是用来测量钻孔直径的。

在未下套管的井中可以测量井径不规则程度，提供下套管固井施工所需要的水泥用量参数；还可根据钻孔的不规则形态，分析判断地下岩层裂缝的发育程度和裂缝的方向。

在套管受损坏的井中，可以测量套管损坏的位置和变形情况。

另外按技术服务项目分类，可以分为裸眼井地层评价测井系列、套管井地层评价测井系列、生产动态测井系列、工程测井系列等。

三孔隙度测井一般指指补偿中子、补偿密度及补偿声波测井。

测井解释的具体内容测井解释的“四性”是指地层的岩性、储集性(孔隙度、渗透率)、含油性和物理性。

测井仪器的测量原理是在声学、电学、核物理等学科的基础上建立的，而测井解释是一门独立的学科领域，它把仪器的响应同地质学结合起来，确定地层的岩石物理参数及流体性质。

测井解释可为用户提供以下服务：一．裸眼井测井评价1．进行探井和生产井的完井解释，计算孔隙度、渗透率、含油饱和度和泥质含量等参数，划分油气水层。

2．对于复杂岩性地层，如火成岩、元古界和太古界潜山地层，测井解释可以识别岩性和裂缝，尤其是应用声电成像资料可以对裂缝性储层进行准确评价。

3．应用组分分析解释软件能够定量计算地层的矿物组份，如石英、长石、方解石、白云石等矿物的百分含量，该方法对复杂岩性的评价意义重大。

4．注水开发区块的水淹层解释，划分水淹级别，通过对区块的整体评价，能够指示剩余油的分布情况。

5．应用地层倾角测井资料进行地质构造和沉积相的研究。

6．通过多井解释，可对油藏类型、油水关系、产能和储量等进行综合研究。

二．套管井测井评价1．应用声幅或声波变密度测井评价水泥胶结质量。

2．通过多次测量碳氧比、中子寿命等项目，能动态监测油层含油饱和度的变化规律。

3．应用注采剖面资料，确定单层的注入量或采出量，识别串槽位置，合理调整注采层位。

4．在工程方面，应用井下电视测井确定套管破损程度及位置。

三．专项研究1．深层气的识别方法。

2．低阻油层及低孔低渗储层的解释方法研究。

3．岩石破裂梯度及相关的岩石力学参数研究。

4．其它测井解释相关方面的研究。

常用的测井解释软件俗话说："人巧不如家私妙"，测井解释软件是测井解释的必备工具，有了好的软件会使解释人员如虎添翼，也是提高工作质量和解释精度的必要保障。

1．常规解释软件除了传统的POR、CLASS、CRA等解释分析软件外，测井工作室拥有APPLE系列测井解释软件，它是在多年的实践的基础上开发的，针对砂泥岩、火成岩、碳酸盐岩、元古界和太古界潜山等不同的地层，应用具体的模块进行资料处理，在实际的资料处理中取得了良好的效果。

下图为太古界某井的解释成果图,其岩石矿物成分为黑云母、角闪石、石英和长石。

2．电阻率反演软件20世纪80年代以前的老井资料，曲线的分辨率低，受井眼和围岩影响严重，影响了测井解释的质量，通过电阻率反演软件，提高了资料的纵向分辨率。

该软件特别适用于老井挖潜和老资料的二次解释。

3．地层倾角解释软件地层倾角软件能够研究构造和沉积两方面的内容，解决地层的倾向、倾角、走向等构造问题和沉积层理、韵律、水动力环境等沉积问题，同时还可以用于地应力分析、裂缝识别与追踪。

4．Forward测井解释软件该软件是国产测井软件中最好的软件系统之一，它具有强大的绘图模块和方便灵活的解释平台，在应用中深受解释人员的亲睐，并在该平台下开发了许多富有特色的应用程序。

5．核磁共振测井核磁共振测井是一种新型的测井技术，它可以直接提供地层的有效孔隙度、渗透率、束缚水饱和度、孔径分布等参数。

其最大特点是不受岩石骨架成分影响，无多解性，是目前唯一一种能探测自由流体的测井方法。

6．声电成像测井成像测井解释，在国内是一种刚刚起步的新技术，但是它在复杂岩性的测井评价、单井构造、沉积相等方面的解释发挥了重大的作用。

到目前为止，成像测井是反映地下岩石和裂缝构造最直观的测井方法。

声电成像测井与裂缝识别技术5700系列STAR-II成象测井的核心是井周声波成象和微电阻率扫描成象。

井周声波成象测井采用声波脉冲回波方式测量，通过旋转式超声换能器发射的250 - 400kHz 超声波束（直径约0.2英寸），被聚焦后对井壁进行扫描，并记录回波波形。

岩石声阻抗的变化会引起回波幅度的变化，得到声波回波幅度成象（CBIL-AMP），井壁几何形状的变化则引起回波传播时间的变化，得到声波回波时间成象（CBIL-TT）。

将测量的反射波幅度和传播时间的数组资料按井眼内360°方位显示成图像，就可获得整个井壁的高分辨率图像，由此可以观察井下岩性及井壁几何形状的变化（如裂缝、孔洞等）。

井壁微电阻率扫描成象测井仪的6个极板上共装有144个电扣（微电极），每个电扣的直径为0.2英寸，电扣间距0.1英寸。

测井时极板被推靠在井壁上，由地面仪器控制向地层中发射电流，每个极板所发射的电流强度随其贴靠的井壁岩石及井壁条件的不同而变化。

因此记录到的每个电极的电流强度及其所施加的电压便反映了井壁四周的微电阻率变化。

在裂缝性储层中，裂缝的识别和评价对油田开发致关重要。

在识别裂缝方面，传统的方法有以下几种：用孔隙度曲线分别计算储层的原生孔隙和次生孔隙，通过次生孔隙的大小判别裂缝；利用地层倾角的微电阻率曲线进行电导率异常检测，从而指示裂缝；通过对深浅双侧向在裂缝性介质中的响应模拟，直接计算裂缝的倾角及裂缝的孔隙度。

总的来说，这些方法在定性识别的准确性和定量计算的精度方面并非十分理想。

自从成像测井投入使用以来，人们对裂缝的识别和评价有了一种全新的感觉，它将井壁的视觉效果展现在人们的面前，犹如身临其境，它是目前最有效的识别和评价裂缝的方法。

成像测井的解释方法还在完善和探索之中。

在定性判别方面，首先应剔除因钻井而产生的钻具振动缝、压裂缝、应力释放缝，排除这些假"缝"的干扰。

通过裂缝的形态和特征，可以确定裂缝类型--张开缝、闭合缝、压熔缝、层理缝和充填缝等等，当然也能识别溶孔、溶洞及层理结构等信息。

通过交互解释可以确定裂缝的开度、倾角、倾向、裂缝密度、延伸长度及裂缝孔隙度等参数。

最大地应力对储层的发育程度有着较大的影响，STAR-II成象测井的六个极板是贴井壁测量的，同时纪录的井径曲线反映了井壁岩石的崩落情况，能够对当今最大地应力方向进行准确的分析，从而能够指示裂缝发育的方位。

下图为某井的电成像资料交互解释成果图的一部分。

组分分析与复杂岩性地层的测井解释地层中的岩石是各种矿物的集合体。

砂泥岩地层主要有石英和长石两种矿物，而复杂岩性地层则由多种矿物组成，例如：方解石、白云石、黑云母、辉石、角闪石等等，因此，确定复杂岩性地层的岩石物理参数难度相对较大。

组分分析就是利用测井资料分析地层的矿物成分，计算其百分含量，从而获得测井解释参数的方法，GeoFrame(斯伦贝谢)软件中的Elan程序和Forward软件中的多矿物组分分析模块都是应用类似的原理设计的。

组分分析是以测井数据、地层组分、和响应方程三者之间的关系为基础进行设计的。

T是测井数据，V是地层组分的体积，R是响应方程，在三者中任意已知两个，则可通过优化的方法求出另一个。

根据钻井取信、地质录井和交绘图技术可以确定解释井段的矿物类型，选择对不同矿物在响应特征上有差异的曲线参加组分计算。

大多数矿物的响应关系既测井曲线的骨架值是已知的，用响应关系和测井数通过反演的过程计算矿物含量，同时，再通过正演的方法用计算的矿物组分构造"响应曲线"，对处理的结果进行质量控制。

一些特殊的矿物没有固定的响应关系，或者，曲线的骨架值在一定的范围内变化，在这种情况下，可用物性分析和薄片鉴定等资料，通过正演过程刻度响应关系。

应用传统的软件处理复杂岩性的测井资料时，由于无法准确取得地层岩石的平均骨架值，所以不能准确计算孔隙度等参数的数值，从而降低测井解释的质量。

应用组分分析的方法确定地层中矿物成分的百分含量后，就可以用线性或非线性关系计算地层的平均测井响应值，确保渗透率、饱和度等参数的精度。

常用测井曲线名称测井符号英文名称中文名称Rt true formation resistivity. 地层真电阻率Rxo flushed zone formation resistivity 冲洗带地层电阻率Ild deep investigate induction log 深探测感应测井Ilm medium investigate induction log 中探测感应测井Ils shallow investigate induction log 浅探测感应测井Rd deep investigate double lateral resistivity log 深双侧向电阻率测井Rs shallow investigate double lateral resistivity log 浅双侧向电阻率测井RMLL micro lateral resistivity log 微侧向电阻率测井CON induction log 感应测井AC acoustic 声波时差DEN density 密度CN neutron 中子GR natural gamma ray 自然伽马SP spontaneous potential 自然电位CAL borehole diameter caliber井径K potassium 钾TH thorium 钍U uranium 铀KTH gamma ray without uranium 无铀伽马NGR neutron gamma ray 中子伽马5700系列的测井项目及曲线名称Star Imager 微电阻率扫描成像CBIL 井周声波成像MAC 多极阵列声波成像MRIL 核磁共振成像TBRT 薄层电阻率DAC 阵列声波DVRT 数字垂直测井HDIP 六臂倾角MPHI 核磁共振有效孔隙度MBVM 可动流体体积MBVI 束缚流体体积MPERM 核磁共振渗透率Echoes 标准回波数据T2 Dist T2分布数据TPOR 总孔隙度BHTA 声波幅度BHTT 声波返回时间Image DIP 图像的倾角COMP AMP 纵波幅度Shear AMP 横波幅度COMP ATTN 纵波衰减Shear ATTN 横波衰减RADOUTR 井眼的椭圆度Dev 井斜测井解释常用参数的中英文名称石油地质名词解释油田------由单一构造控制下的同一面积范围内的一组油藏的组合。