成像测井解释方法
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超声成像测井解释方法及应用研究的开题报告
超声成像测井解释方法及应用研究的开题报告一、选题的背景随着石油勘探开采技术的不断发展，测井技术逐渐成为石油勘探开采中不可或缺的一个环节。
其中超声成像测井技术因其良好的图像效果和高精度的测量能力，已经被广泛应用于石油勘探和开采领域中。
随着超声成像测井技术的不断发展，如何更好地解释、利用超声成像测井数据已经成为一个热点问题。
二、选题的目的及意义本文的主要目的是研究超声成像测井技术在地层解释中的应用，并提出相应的解释方法。
随着油气资源的逐渐枯竭，地层解释的准确性和可靠性已经成为石油勘探开采中的重要课题。
如何通过超声成像测井技术来提高地层解释的准确性，是一个具有重要意义的研究课题。
三、研究内容和方法本文将主要围绕超声成像测井技术在地层解释中的应用展开研究。
具体的研究内容包括：1. 超声成像测井技术的原理及应用范围。
介绍超声成像测井技术的基本原理和适用范围，包括其与其他测井技术的比较分析。
2. 超声成像测井数据的处理和解释方法。
根据不同的地层结构和测井数据特点，提出相应的数据处理和解释方法，包括针对不同流体类型和介质状态的解释方法。
3. 超声成像测井在地层分析和预测中的应用研究。
以具体的实测数据为基础，探究超声成像测井在地层分析、预测和优化中的应用研究，包括其在油层分析、岩性分析、孔隙度分析和渗透率分析等方面的应用。
本文将通过文献综述和实测数据分析相结合的方法来完成研究任务。
具体的研究方法包括文献调研、实验分析和数据模拟等。
四、预期结果本文的预期研究结果包括：1. 超声成像测井技术的原理和应用范围；2. 超声成像测井数据的处理和解释方法；3. 超声成像测井在地层分析和预测中的应用研究；4. 提出一套完整的超声成像测井解释方法，为石油勘探和开采提供技术支持。
五、研究的意义本文的研究结果将有助于提高超声成像测井技术在地层解释中的应用价值，为石油勘探和开采提供更加准确可靠的技术支持。
同时，本研究成果也具有一定的理论和实践价值，对于推动超声成像测井技术的发展，提高石油勘探开采效率和经济效益具有重要意义。
第6章成像测井
平行于层面且较规则， 宽度变化不大
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
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
（一）微电阻率扫描成像测井
2、测量原理 采用侧向测井的屏蔽 原理。电极与极板绝缘。 由电源给极板和钮扣电极 供相同极性的电流，使极 板与钮扣电极的电位相 等，由电极流出的电流受 到极板的屏蔽作用，沿径 向流入地层。
（一）微电阻率扫描成像测井
2、测量原理 记录每一个钮口电极的电流强度和对应的测 量电位差。
8 192 0.2 0.1 0.3 80% 0.2 175 138 90° 5 6.25-21 <20000
EMI
6 150 0.2 0.1 0.3 59% 0.2 175 138 90° 5 6.7-21 <20000
STAR-Ⅱ
6 144 0.2 0.1 0.3 59% 0.2 175 138 90° 5.7 6.7-16 （5.875-16） <20000
一、成像测井概述
成像测井系统的主要特点：
车载高性能计算机系统，网络连接，人机 交互。能实时高速采集大量的测井信息， 能完成刻度、测井、数据处理、显示等多 任务并行处理。 具有高数据传输率的电缆遥测系统，数据 传输率达500kbps，实现井下仪器和地面 设备见得大数据量传输。
一、成像测井概述
成像测井系统的主要特点：
3、仪器结构
全井眼地层微电阻率扫描成像测井仪FMI
4个主极板 ， 4个辅极板 每个极板两排钮扣电极，每排 12个电极，8个极板共192个电极。 8.5 in的井眼，井壁覆盖率为 80%，6in井眼，井壁覆盖率为 100%。
3、仪器结构
全井眼地层微电阻率扫描成像测井仪FMI
0.2in 0.3in
外形尺寸 有效阵列尺寸
1、模拟记录阶段测井方法 普通电阻率（电极）测井 感应测井 声速测井 自然伽马测井 自然电位测井 井径测井 以JD581测井系列为代表
01 第4节 成像测井
三、井下声波电视
(二)井下声波电视HBTV图像的应用
接收器收到的声波幅度与钻井液和井壁的声阻抗有关：
声阻抗大，反射回的波幅度大； 声阻抗小，反射回的波幅度小。
井下声波电视可解决下述有关问题：
判断岩性； 检查压裂效果。 划分裂缝带； 检查射孔质量及套管损坏情况；
(二)井下声波电视图像的应用 ① 判断岩性
第四节 成像测井方法
一、成像测井系统简介 二、微电阻率扫描成像测井 三、井下声波电视 四、井周成像测井系列
地层微电阻率扫描成像测井： 由高分辨率地层倾角测井仪(HDT、SHDT)发展而成。
●
它利用多极板上的多排钮扣状小电极 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； 电流变化反映井壁各处的岩石电阻率的变化。
(二)全井眼地层微电阻率扫描成像 测井(FMI)的测井原理
斯伦贝谢测井公司在地层微电阻率扫 描成像测井仪(FMS)的基础上，研制了全 井眼地层微电阻率扫描成像测井仪。 该仪器除4个极板外，每个极板左下侧 装有翼板，翼板可绕极板轴转动，以便
两个 大的 圆电 极
全井眼地层微电阻率 扫描成像测井仪
更好地与井壁相接触；每个极板和翼板 上装有两排电极，每排有12个电极，
●
→据此可以显示电阻率的井壁成像。
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
(一)地层微电阻率扫描成像测井FMS 的电极排列和测量原理
对于硬地层，如白云岩、石灰岩及致密硬砂岩， →声阻抗大，反射波幅度大，图像的辉度明亮。 对于泥岩层和煤层→声阻抗小，反射波幅度低， 图像的辉度暗，
成像测井综合解释[精]
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冲刷面成像图
23
钙质团块 钙质团块在成像图像 上呈亮色斑块状，一 般只分布在某一方位 上。
钙质团块成像图
24
2
2、真假裂缝的识别 （1）钻痕、刮痕的识别 因钻头不规则运动所致，声波成像的时间图上无明显特征，主要是在 幅度线上形成明暗的条纹。其基本特征是：条痕角度偏高，且带宽很 细、很密，一般360°都可能出现。
3
2、真假裂缝的识别
（2）钻具振动形成的裂缝钻井过程 中由于钻具振动可能形成裂缝，它们 十分微小且径向延伸很浅，这种裂缝 虽然在FMI成像图上有高电导率的异常，
溶蚀孔洞
13
2、真假溶洞的识别方法
（1）黄铁矿斑块与溶蚀孔洞的鉴别 黄铁矿呈高密度，电阻率极低，其颗粒与 周围地层的电导率有很大的差异，所以， 电成像图象上黄铁矿斑块呈高电导异常， 边缘清晰，并且黄铁矿多为分散状分布， 在体积较大时呈方形。当泥岩中的黄铁矿 斑块较稀疏时，常规资料反映并不明显， 而成像测井图则有明显的显示。
井眼崩落特征
9
2、真假裂缝的识别
（8）缝合线 由于缝合线是压溶作用的结果，因 而两侧有近垂直于缝合面的细微的 高电导率异常。当压溶作用主要来 自于上覆岩层压力，缝合线基本平 行于层理面；当压溶作用主要来自 于水平构造挤压作用，缝合线基本 垂直于层理面
缝合线
10
3、裂缝形态
（1）张开缝：在电成像图上呈 黑色高电导异常，声波反射信号微 弱，甚至无反射，在幅度图上的特 征表现为暗色；在时间图上没有信 号返回，即无反射表面，表现为黑 色，
15
3、溶洞在井壁上的分布特征
（1）均匀分布的溶洞 有时溶孔在井壁呈均匀分布，在图像上 表现为均匀分布的小团状黑色高电导异 常。 （2）层状分布的溶洞 有时溶孔在井壁呈层状分布，在图像上
23
钙质团块 钙质团块在成像图像 上呈亮色斑块状，一 般只分布在某一方位 上。
钙质团块成像图
24
2
2、真假裂缝的识别 （1）钻痕、刮痕的识别 因钻头不规则运动所致，声波成像的时间图上无明显特征，主要是在 幅度线上形成明暗的条纹。其基本特征是：条痕角度偏高，且带宽很 细、很密，一般360°都可能出现。
3
2、真假裂缝的识别
（2）钻具振动形成的裂缝钻井过程 中由于钻具振动可能形成裂缝，它们 十分微小且径向延伸很浅，这种裂缝 虽然在FMI成像图上有高电导率的异常，
溶蚀孔洞
13
2、真假溶洞的识别方法
（1）黄铁矿斑块与溶蚀孔洞的鉴别 黄铁矿呈高密度，电阻率极低，其颗粒与 周围地层的电导率有很大的差异，所以， 电成像图象上黄铁矿斑块呈高电导异常， 边缘清晰，并且黄铁矿多为分散状分布， 在体积较大时呈方形。当泥岩中的黄铁矿 斑块较稀疏时，常规资料反映并不明显， 而成像测井图则有明显的显示。
井眼崩落特征
9
2、真假裂缝的识别
（8）缝合线 由于缝合线是压溶作用的结果，因 而两侧有近垂直于缝合面的细微的 高电导率异常。当压溶作用主要来 自于上覆岩层压力，缝合线基本平 行于层理面；当压溶作用主要来自 于水平构造挤压作用，缝合线基本 垂直于层理面
缝合线
10
3、裂缝形态
（1）张开缝：在电成像图上呈 黑色高电导异常，声波反射信号微 弱，甚至无反射，在幅度图上的特 征表现为暗色；在时间图上没有信 号返回，即无反射表面，表现为黑 色，
15
3、溶洞在井壁上的分布特征
（1）均匀分布的溶洞 有时溶孔在井壁呈均匀分布，在图像上 表现为均匀分布的小团状黑色高电导异 常。 （2）层状分布的溶洞 有时溶孔在井壁呈层状分布，在图像上
《测井地质学》第三章-井壁成像测井及解释
王贵文：WANGGW@
FMI测量原理
FMI仪器及 极板部分的示意 图，FMI有八个极 板，每个极板有 两排24 个电极， 八个极板共计192 个电极，测量过 程中八个极板推 靠至井壁，192个 电极同时测量， 每个电极可测得 所在处井壁视电 阻率值。随着仪 器上提可测得全 井段的数据，经 过一系列处理， 即可获得测量井 段纵向上的微电 阻率扫描图像。
王贵文：WANGGW@
* 成像测井资料--用阵列或扫描方法测量记录井壁或井周岩石物 理性质的二维或三维分布--数字图像 * 研究的方法：建立地质模型 研究成像测井对地质事件的几何分辨率和物理分辨率 研究成像测井数字图像的异常信息分析方法 探索地质事件的标识技术（模版匹配、模式识别及数字仿真）。 * 目标：对电学和声学成像测井在地质响应实验、图像分析、地 质解释应用三个层面上开展研究，建立成像测井地质解释的理论 和方法体系。发挥成像测井在评价复杂非均质油气藏的特殊作 用。
wanggwcupeducn成像测井解释评价方法成像测井解释评价方法层次1图像直接解释层次2常规测井约束解释层次3岩心约束解释层次4图像综合解释解释层次解释层次区域地质背景地质概念模式常规测井解释岩心观察描述岩屑录井资料构造研究沉积学研究储层研究取心井段图像标定岩性图像关系模式建立未取心井段图像外推解释地层精细划分岩性解释孔洞发育带假象图像剔除典型地质现象初步解释约束条件约束条件解释目标解释目标在对大量的井壁成像测井资料解释的基础上总结了一套循序渐进由浅入深由分析到综合的分层次展开的成像测井资料解释方法
王贵文：WANGGW@
广泛调研电学和声学扫描和阵列成像测井方法、仪器和成果处理技 术的信息资料，深入分析我国各油田典型成像测井数字图象资料及 定性解释成果，明确了利用成像测井资料可识别的过井筒地质事件 为： * 薄层及微细层（厚度为0 .01m—0.1m） * 断层、褶皱 * 裂缝（足够的延伸长度，开度>0.01mm） * 沉积构造（层理等） * 孔隙（直径>0.1mm）洞穴（直径>2mm） 上述在事件的识别上主要应用全井眼微电扫描测井（FMI）及超声波反射 扫描测井（CBIL），图像资料识别的精度取决于对上述两种仪器响应地质 事件的几何分辨率及物理分辨率以及图像重构和边缘信息提取方法的研 究。解释的可信性和有效性取决于用地质刻度测井方法建立解释模式和图 版。
超声波成像测井课件
» 判断窜槽的位置。 » 确定水泥返高和混浆带井段。 » 能有效地评价大直径套管井(直径406毫米)
的水泥胶结状况。 » 不受快速地层的影响。
平均衰减量4全-8d方B/ft位固井质量评价
平均幅度30、70-80mV
磁定位 6分区声幅 平均声幅 全方位声幅 变密度
衰减曲线 衰减曲线 衰减图象 曲线
泉
三、ＵＢＩ的应用
在油基泥浆中成象 探测裂缝、孔洞 井眼稳定性分析
– 键槽井眼 – 井眼垮塌 – 剪切滑动 – 泥岩蚀变
确定水平应力 井眼形状分析
裂缝性地层中FMIARI-UBI图象的比较
井眼垮塌
井眼垮塌
沿裂缝面的滑动
井眼垮塌 与滑动
井眼垮塌与剪切滑动
剪切滑动
剪切滑动
36 241 井
37
窜槽
38
试油 油水同出
39
底部为水层
分区水泥胶结测井提供全方位井眼水泥胶结评价
侯101井
胶结良好 第一界面 部分胶结
检查 取心位置
比较项目 分辨率 采样率
覆盖面积 探测深度 物理基础 地层响应 井眼描述 影响因素
限制条件
STAR 与 CBIL 比较
Star-II
CBIL
0.2in
0.2in
纵横向0.1in 70%（8in井眼）
纵向0.1-0.3in 横向200-250点/周 100%
2-5厘米
井壁
岩石电性
岩石波阻抗
超声波成象测井 井周声波成像测井
Ultra Sonic Imager、Ultra Borehole Imager
CBIL- 西方阿特拉斯 CAST-哈里伯顿
本章内容
? § 1 测井原理和仪器结构 ? § 2 应用
的水泥胶结状况。 » 不受快速地层的影响。
平均衰减量4全-8d方B/ft位固井质量评价
平均幅度30、70-80mV
磁定位 6分区声幅 平均声幅 全方位声幅 变密度
衰减曲线 衰减曲线 衰减图象 曲线
泉
三、ＵＢＩ的应用
在油基泥浆中成象 探测裂缝、孔洞 井眼稳定性分析
– 键槽井眼 – 井眼垮塌 – 剪切滑动 – 泥岩蚀变
确定水平应力 井眼形状分析
裂缝性地层中FMIARI-UBI图象的比较
井眼垮塌
井眼垮塌
沿裂缝面的滑动
井眼垮塌 与滑动
井眼垮塌与剪切滑动
剪切滑动
剪切滑动
36 241 井
37
窜槽
38
试油 油水同出
39
底部为水层
分区水泥胶结测井提供全方位井眼水泥胶结评价
侯101井
胶结良好 第一界面 部分胶结
检查 取心位置
比较项目 分辨率 采样率
覆盖面积 探测深度 物理基础 地层响应 井眼描述 影响因素
限制条件
STAR 与 CBIL 比较
Star-II
CBIL
0.2in
0.2in
纵横向0.1in 70%（8in井眼）
纵向0.1-0.3in 横向200-250点/周 100%
2-5厘米
井壁
岩石电性
岩石波阻抗
超声波成象测井 井周声波成像测井
Ultra Sonic Imager、Ultra Borehole Imager
CBIL- 西方阿特拉斯 CAST-哈里伯顿
本章内容
? § 1 测井原理和仪器结构 ? § 2 应用
微电阻率扫描成像测井解释方法及应用研究
微电阻率扫描成像测井解释方法及应用研究成像测井技术自从引进我国后在沉积构造识别、薄层识别以及裂缝检测等物理属性成像方面取得了一定的进展，但是井下地层地质特征与成像图形的对应关系还需要进一步分析和探讨。
应该在实际测井工作中根据成像仪的特征特点建立地区相应关系，进一步研究成像解释方法。
标签：微电阻率扫描成像测井解释方法裂缝检测本文以全井眼微电阻率扫描成像测井仪为代表，主要介绍了电成像测井技术的仪器指标、仪器结构、基本原理、工作原理以及物理基础。
在对成像测井资料进行预处理的基础上，进一步对成像测井在岩心刻度成像、裂缝检测识别等方面的应用展开了探讨。
1微电阻率扫描成像测井的必要性由于油气地域构造复杂，采集资料品质差，构造形态作图存在较大的误差，油气储层存在严重的非均匀性且横向预测结果多样，导致影响了我国油气的开发效益和全局勘探。
我国的测井资料就目前而言还不能对其进行客观准确的解释和评价。
主要体现在两个方面：第一，华东油气田复杂多变的地质特征使得资料解释结果存在较大的偏差，需要进一步精细解释井旁构造形态，而且油田内储层岩石构造的非均匀性、碳酸盐高阻地层与砂泥岩低阻地层的复杂地质特征使常规测井难以精细解释井旁构造形态。
第二，华东油气田砂泥岩类裂缝储层、灰岩缝洞类储层的纵、横分布复杂且不均匀，裂缝产状伴随泥浆入侵裂缝性储层以及低孔等使得判别流体性质存在较大的难度。
因此有必要对微电阻率扫描成像测井的解释方法和应用进行深入的了解和探讨，提高我国油田开发勘探效率和经济效益。
2微电阻率扫描成像测井解释方法2.1仪器结构及测量原理本文以全井眼微电阻率扫描成像测井仪（英文全称为Fullbore Formation MicroImager，简称FMI）为代表，对电成像测井资料处理进行了简单的探讨。
全井眼微电阻率扫描成像测井仪的四个手臂分别有一个折页极板和一个主极板，这种状如手掌的结构使得极板增加，可以覆盖更加广泛的井壁范围。
成像测井解释方法
切割层面的 高角度裂缝
（二）裂缝、孔洞的成像测井解释
1．真、假裂缝的鉴别 （4）断层面与裂缝的鉴别
断层面处总是有地层的错动，与裂 缝很容易鉴别。
小断层
（有层位移动）
小 型 正 断 层
2．天然裂缝与人工诱导裂缝的鉴别
1）钻井诱导裂缝的产生原因
钻井诱导裂缝产生的原因与天然裂缝产生 的原因相似，环境的应力场超过了岩石的破裂 梯度，裂缝起源是应力、孔隙压力和岩石（岩 性）作用的结果。
裂缝的图象显示
（二）裂缝、孔洞的成像测井解释
1．真、假裂缝的鉴别 （1）层界面与裂缝的鉴别
层界面常常是一组相互平行或接近平行的 高电导率异常，且异常宽度窄而均匀。但裂 缝由于总是与构造运动和溶蚀相伴生，因而 高电导异常一般既不平行，又不规则。
层 界 面 和 裂 缝 的 鉴 别
（二）裂缝、孔洞的成像测井解释
第二， 天然裂缝缝 面不太规则，缝宽变化较大；
诱导缝缝面形状较规则, 缝 宽变化小。
第三， 诱导缝径向 延伸不大，故深侧向电阻率下 降不很明显。
4）裂缝分类（按形态和导电性）
诱导缝 钻具诱导缝、压裂缝、应力释放缝
天然 裂缝
高阻（密度）缝 低阻（密度）缝
垂直缝（90） 高角度缝（>75) 斜交裂缝（30~75） 低角度缝（5~30） 水平裂缝（5） 不规则缝（支状缝） 网状裂缝
2）裂缝描述
裂缝组系的重要特征： 组数 间距或密度 纵横向分布 连通性
2）裂缝描述
描述内容： 发育井段、位置 裂缝类型、大小 裂缝形态、方向 裂缝数量、密度 分布特点、发育程度
3）孔洞描述
描述内容： 发育井段、位置 孔洞大小（直径） 孔洞数量、密度 面孔率 发育方向、连通性
成像测井数据处理(第14)..
第二节 地层微电阻率扫描测井 数据处理及测井解释
本节主要内容有：
一、测井数据预处理
二、图象处理 三、假象识别 四、FMS解释方法
一、测井资料预处理
１．曲线标准化：消除供电电流变化引起的图象失真， 主要考虑局部变化（满刻度）和信号饱和的问题 ２．规范化处理：使电极在较长的井段内具有基本相 同的平均响应 ３．速度校正：恢复采样数据对应的真深度，消除仪 器非匀速运动引起的曲线及图形畸变 ４．深度对齐：不同排的纽扣电极其垂直位置不同 ５．深度控制：采样间距太小对诸如深度单位转换等 问题引起的深度严重偏差进行处理 ６．坏电极剔除：（合理设置上下门槛来识别坏电极 数据；通过相邻电极间的插值恢复失掉的数据）
•速度校正
二、图象处理
1．图象生成：按照每个纽扣电极的方位及深度进行采 样，将采样数据组成矩阵，每个矩阵元素表示图象 上一个灰度点 2．色度标定：建立扫描曲线幅度大小与灰度或色度的 对应关系，有静态法和动态法两种 3．图象增强：增强图象的对比度，使地层的某些特征 更明显，可采用频域增强和空间增强两种方法 4．图形显示：将处理后的曲线图或灰度图在终端设备 输出 5．图象分割：从图象中分割出主要反映裂缝、孔洞的 子图象，以便进一步处理和计算，主要方法有基于 图象灰度直方图的阈值分割算法和二维变换图象增 强算法
奇异点多阈值分割算法效果
2D小波变换谱图中去掉垂直方向信息后的FMI图象
2D小波变换谱图中去掉水平方向信息后的FMI图象
三、假象识别
1．测井采集假象：由井下仪器问题引起的假象，包括 泥岩(质)段对仪器拖曳产生的“卡住”和“黏附” 问题、纽扣电极失效产生的数据损失问题及泥浆涂 抹电极使成像质量下降问题。 2．井壁假象：指由井眼物理特性所引起的那组假象， 包括井眼不规则段产生的接触问题、偏斜井眼中的 间隙问题、泥饼厚度太大引起的问题、仪器压刻痕 假象及钻杆摆动形成的假象等。 3．处理假象：指由于图象处理方法不当所引起的图象 畸变，包括动态窗长、异常高/低电导率薄层、重 新标定及深度匹配。 4．衍生假象：指由于井眼几何形态、地层微电阻率扫 描仪的测量特性和泥浆滤液的侵入使成像图与岩心 上的观察结果有区别。
本节主要内容有：
一、测井数据预处理
二、图象处理 三、假象识别 四、FMS解释方法
一、测井资料预处理
１．曲线标准化：消除供电电流变化引起的图象失真， 主要考虑局部变化（满刻度）和信号饱和的问题 ２．规范化处理：使电极在较长的井段内具有基本相 同的平均响应 ３．速度校正：恢复采样数据对应的真深度，消除仪 器非匀速运动引起的曲线及图形畸变 ４．深度对齐：不同排的纽扣电极其垂直位置不同 ５．深度控制：采样间距太小对诸如深度单位转换等 问题引起的深度严重偏差进行处理 ６．坏电极剔除：（合理设置上下门槛来识别坏电极 数据；通过相邻电极间的插值恢复失掉的数据）
•速度校正
二、图象处理
1．图象生成：按照每个纽扣电极的方位及深度进行采 样，将采样数据组成矩阵，每个矩阵元素表示图象 上一个灰度点 2．色度标定：建立扫描曲线幅度大小与灰度或色度的 对应关系，有静态法和动态法两种 3．图象增强：增强图象的对比度，使地层的某些特征 更明显，可采用频域增强和空间增强两种方法 4．图形显示：将处理后的曲线图或灰度图在终端设备 输出 5．图象分割：从图象中分割出主要反映裂缝、孔洞的 子图象，以便进一步处理和计算，主要方法有基于 图象灰度直方图的阈值分割算法和二维变换图象增 强算法
奇异点多阈值分割算法效果
2D小波变换谱图中去掉垂直方向信息后的FMI图象
2D小波变换谱图中去掉水平方向信息后的FMI图象
三、假象识别
1．测井采集假象：由井下仪器问题引起的假象，包括 泥岩(质)段对仪器拖曳产生的“卡住”和“黏附” 问题、纽扣电极失效产生的数据损失问题及泥浆涂 抹电极使成像质量下降问题。 2．井壁假象：指由井眼物理特性所引起的那组假象， 包括井眼不规则段产生的接触问题、偏斜井眼中的 间隙问题、泥饼厚度太大引起的问题、仪器压刻痕 假象及钻杆摆动形成的假象等。 3．处理假象：指由于图象处理方法不当所引起的图象 畸变，包括动态窗长、异常高/低电导率薄层、重 新标定及深度匹配。 4．衍生假象：指由于井眼几何形态、地层微电阻率扫 描仪的测量特性和泥浆滤液的侵入使成像图与岩心 上的观察结果有区别。
成像测井技术 精品讲义
FMI成像图用多级色度表示地层 电阻率的相对变化，一般图像颜色越 浅电阻率越大，反之，越暗。
FMI的纵分辨率和井眼覆盖率高， 极板结构的设计在8英寸井眼中，其 纵分辨率和井眼覆盖率分别为0.2英 寸和80%。
FMI识别碳酸盐岩上的缝洞储层等
低角度裂缝
高角度半充填缝
高角度裂缝
裂缝识别─垂直缝
为了解决这些技术难题，地质学家，测井分析家早就梦想带着照相机到并筒中去 漫游，仔细审视地下地层结构、流体分布。为实现这个目标，测并工程技术人员已 奋斗了70年。测井技术的发展也历经了四个阶段：模拟测井、数字测井和数控测井 技术阶段。现在正处在成像测井技术阶段。
早在60年代就开始发展井下声波电视和井下照相技术，然而直到80年代中期，斯 仑贝谢公司研制的地层微电阻率扫描成像测井仪才以其5M的空间分辨率获得同岩心 照片一样洁晰的并壁微电阻率图像，揭开了成像测井技术发展新的一幕。90年代中 期，斯仑贝谢公司、阿特拉斯公司、哈里伯顿公司先后将他们各自开发的成像测并 系统投入商业服务。
ECLIPS-5700 成像测井系统
成像测井技术发展趋势
处于迅速发展和不断完善阶段，发展趋势集中于四个方面： (1)不断发展复杂储层解释技术．提高定量解释精度； (2)根据油田勘探、开发需要．不断改进完善现存成像测井技术，研制新
仪器； (3)利用成像测井信息对油藏构造、储层结构和流体分布进行三维描述： (4)适应大斜度井、水平井测井需求，继续研究、开发随钻测井成像技术。
微电阻率扫描成像
FMI—Formation Micro Image
FMI测量原理 FMI是在斯仑贝谢公司80年代中期推出FMS—A型成像仪的基础上，经过多次重大
改进，尤其在提高井眼覆盖率和分辨率方面做了重大改进，于1991年推出的一种新 成像测井仪。哈里伯顿、西方阿特等公司也先后成功地研制了微电阻率扫描成像测
成像测井综合解释[精]
2
2、真假裂缝的识别 （1）钻痕、刮痕的识别 因钻头不规则运动所致，声波成像的时间图上无明显特征，主要是在 幅度线上形成明暗的条纹。其基本特征是：条痕角度偏高，且带宽很 细、很密，一般360°都可能钻具振动形成的裂缝钻井过程 中由于钻具振动可能形成裂缝，它们 十分微小且径向延伸很浅，这种裂缝 虽然在FMI成像图上有高电导率的异常，
黄铁矿斑块的测井特征
14
2、真假溶洞的识别
（2）溶蚀孔洞与井壁崩落的区别 其区别是井壁崩落是有方向性的，且呈180度对称分布；而溶洞无方向性，可在 360度方位上随机分布，且大小不一。井壁崩落多发生在致密层段，而溶洞发生 在储层段。 （3）角砾间隙与溶孔、溶洞的区别 两者的主要区别是它们的形态、分布和电导率差异大小。角砾和角砾间隙之间的 电导率差异较大，可以根据动静图象结合来区分。角砾一般表现为高阻（亮色） ，且轮廓分明，角砾间隙为低阻；角砾间隙在成像测井图上表现为形似溶孔的特 征。
15
3、溶洞在井壁上的分布特征
（1）均匀分布的溶洞 有时溶孔在井壁呈均匀分布，在图像上 表现为均匀分布的小团状黑色高电导异 常。 （2）层状分布的溶洞 有时溶孔在井壁呈层状分布，在图像上
表现为沿层面呈团状黑色高电导异常。
通过对溶洞形态及排列方式的描述，有
可能推测岩溶的分带，如水平潜流带或
垂直渗流带。在水平潜流带的溶蚀孔洞 多平行层面分布，且呈圆形或椭圆形； 在垂直渗流带的溶蚀孔洞多垂直于层面 分布，且呈长条形。但应注意图像的纵 、横向比例。
井眼崩落特征
9
2、真假裂缝的识别
（8）缝合线 由于缝合线是压溶作用的结果，因 而两侧有近垂直于缝合面的细微的 高电导率异常。当压溶作用主要来 自于上覆岩层压力，缝合线基本平 行于层理面；当压溶作用主要来自 于水平构造挤压作用，缝合线基本 垂直于层理面
2、真假裂缝的识别 （1）钻痕、刮痕的识别 因钻头不规则运动所致，声波成像的时间图上无明显特征，主要是在 幅度线上形成明暗的条纹。其基本特征是：条痕角度偏高，且带宽很 细、很密，一般360°都可能钻具振动形成的裂缝钻井过程 中由于钻具振动可能形成裂缝，它们 十分微小且径向延伸很浅，这种裂缝 虽然在FMI成像图上有高电导率的异常，
黄铁矿斑块的测井特征
14
2、真假溶洞的识别
（2）溶蚀孔洞与井壁崩落的区别 其区别是井壁崩落是有方向性的，且呈180度对称分布；而溶洞无方向性，可在 360度方位上随机分布，且大小不一。井壁崩落多发生在致密层段，而溶洞发生 在储层段。 （3）角砾间隙与溶孔、溶洞的区别 两者的主要区别是它们的形态、分布和电导率差异大小。角砾和角砾间隙之间的 电导率差异较大，可以根据动静图象结合来区分。角砾一般表现为高阻（亮色） ，且轮廓分明，角砾间隙为低阻；角砾间隙在成像测井图上表现为形似溶孔的特 征。
15
3、溶洞在井壁上的分布特征
（1）均匀分布的溶洞 有时溶孔在井壁呈均匀分布，在图像上 表现为均匀分布的小团状黑色高电导异 常。 （2）层状分布的溶洞 有时溶孔在井壁呈层状分布，在图像上
表现为沿层面呈团状黑色高电导异常。
通过对溶洞形态及排列方式的描述，有
可能推测岩溶的分带，如水平潜流带或
垂直渗流带。在水平潜流带的溶蚀孔洞 多平行层面分布，且呈圆形或椭圆形； 在垂直渗流带的溶蚀孔洞多垂直于层面 分布，且呈长条形。但应注意图像的纵 、横向比例。
井眼崩落特征
9
2、真假裂缝的识别
（8）缝合线 由于缝合线是压溶作用的结果，因 而两侧有近垂直于缝合面的细微的 高电导率异常。当压溶作用主要来 自于上覆岩层压力，缝合线基本平 行于层理面；当压溶作用主要来自 于水平构造挤压作用，缝合线基本 垂直于层理面
成像测井方法简介
由此可以确定井周地层导电性的变化。 除输出12个方位电阻率外，还可以通过对12 个方位电极供电电流求和，提供一种高分辨率的 侧向测井（LLHR）.
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
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
成像测井图像解释模式及典型解释图版研究
>>>
文献标识码 -< ,
文章编号 -0 , 1 1 1 = 2 3 4" 4 1 1 4 #1 0 1 1 4 7 1 ;
成 像测井是 4 主要以扫描或阵列的 1世纪 : 1年代中后期到 = 1年代初期陆续走向商业化的测井技术 ! 方式 ! 测量岩石的某个物理量 " 如电阻率 / 声阻抗等 # 沿井壁或井周的二维或三维分布 ! 形成井剖面的 数字图像 ! 间接显示出裂缝 / 层理 / 孔洞等地质现象 . 我国于 4 1世纪 = 1年代初系统引进了成像测井技 0 ?; 术 !并在裂缝识别 /岩相分析 /储层划分等诸方面见到了良好的地质效果 , .然而对于图像的地质解释 一直停留在 @ 相面 A" 定性 #的水平 !很大程度上取决于解释人员的经验 .因而 !通过岩心的对比刻度和 对图像本身的理论分析 ! 将典型的图像特征与特征地质现象建立相对应的解释模式 ! 就显得尤为必要 . 成像测井地质解释的一般思路是 B 遵循岩心为第一性参照标准 ! 针对岩心和测井图像兼有良好反映 的层段 ! 详细观察和描述其地质现象 ! 采用照片或岩心扫描等方式记录岩心信息 ! 将测井图像和岩心信 息同时输入成像测井交互处理系统进行对比解释 ! 经过同种地质现象的多次成像匹配处理 ! 建立该种地 质现象的图像解释图版 ! 为后续解释提供指导性模型 .
第+ -卷第 (期
耿会聚等 1 成像测井图像解释模式及典型解释图版研究
[+ 5 [
亮斑为高阻砾石的响应 !
" 结
语
典型图像模式的提出 # 由图像特征出发 # 阐明了不同模式所代表的地质意义 # 为成像测井解释提供 了面向地质目标的图像分类 ! 特征地质现象的解释图版更是直接建立了联系成像测井图像与不同地质现 象之间的桥梁 # 将为同类地质现象的解释起到参照标准的作用 # 对于今后的成像测井解释具有重要的指 导意义和实用价值 ! 但是 # 应当强调 # 所有的成像测井解释都是在地层时代 $ 岩性序列 $ 基本储层特征 确定的前提下进行的 # 脱离了特定的地质背景 # 单纯地套用图版势必会遇到其局限的一面 ! 在本研究过程中得到了郭荣坤 $ 管守锐等教授的指导 # 塔里木油田测井站 $ 新疆油田公司研究院等 有关单位给予了大力帮助 # 在此一并致谢 % 参考文献 ’ &
文献标识码 -< ,
文章编号 -0 , 1 1 1 = 2 3 4" 4 1 1 4 #1 0 1 1 4 7 1 ;
成 像测井是 4 主要以扫描或阵列的 1世纪 : 1年代中后期到 = 1年代初期陆续走向商业化的测井技术 ! 方式 ! 测量岩石的某个物理量 " 如电阻率 / 声阻抗等 # 沿井壁或井周的二维或三维分布 ! 形成井剖面的 数字图像 ! 间接显示出裂缝 / 层理 / 孔洞等地质现象 . 我国于 4 1世纪 = 1年代初系统引进了成像测井技 0 ?; 术 !并在裂缝识别 /岩相分析 /储层划分等诸方面见到了良好的地质效果 , .然而对于图像的地质解释 一直停留在 @ 相面 A" 定性 #的水平 !很大程度上取决于解释人员的经验 .因而 !通过岩心的对比刻度和 对图像本身的理论分析 ! 将典型的图像特征与特征地质现象建立相对应的解释模式 ! 就显得尤为必要 . 成像测井地质解释的一般思路是 B 遵循岩心为第一性参照标准 ! 针对岩心和测井图像兼有良好反映 的层段 ! 详细观察和描述其地质现象 ! 采用照片或岩心扫描等方式记录岩心信息 ! 将测井图像和岩心信 息同时输入成像测井交互处理系统进行对比解释 ! 经过同种地质现象的多次成像匹配处理 ! 建立该种地 质现象的图像解释图版 ! 为后续解释提供指导性模型 .
第+ -卷第 (期
耿会聚等 1 成像测井图像解释模式及典型解释图版研究
[+ 5 [
亮斑为高阻砾石的响应 !
" 结
语
典型图像模式的提出 # 由图像特征出发 # 阐明了不同模式所代表的地质意义 # 为成像测井解释提供 了面向地质目标的图像分类 ! 特征地质现象的解释图版更是直接建立了联系成像测井图像与不同地质现 象之间的桥梁 # 将为同类地质现象的解释起到参照标准的作用 # 对于今后的成像测井解释具有重要的指 导意义和实用价值 ! 但是 # 应当强调 # 所有的成像测井解释都是在地层时代 $ 岩性序列 $ 基本储层特征 确定的前提下进行的 # 脱离了特定的地质背景 # 单纯地套用图版势必会遇到其局限的一面 ! 在本研究过程中得到了郭荣坤 $ 管守锐等教授的指导 # 塔里木油田测井站 $ 新疆油田公司研究院等 有关单位给予了大力帮助 # 在此一并致谢 % 参考文献 ’ &
P型核磁共振成像测井资料处理解释方法
在 地 层 中形成 ９个厚 度 为 ｌ ｍｍ，高 度为 ２ ｉ ４ｎ的探 测 圆环 。同 时 ，哈里伯 顿公 司提供 了基 于工 作站 及 Ｐ Ｃ
平 台下 的 资料 处理平 台 （ Ｐ、Ｐ ｔｏｉ ） ＤＰ ｅｒ ｓ ｅ ，可 以进行 孔 隙 度 、渗 透 率 计算 ， 以及 进 行基 于差 谱 和 移 谱 ｔ 的孑 隙流体 分 析等 。由于知 识 产权 ，核 心处 理方 法 和技术 是保 密 的 ， 目前 国内众 多测井 解 释处理 软件 不 Ｌ
别 技 术处 理 Ｐ型 核磁 共振 成像 测 井资 料 ，并开 发 出 了一 套 全 新 的基 于 Ｃｆ ｏ ｉ ｇ一体 化 测 井 解 释平 台 的 Ｐ Ｌ 型核 磁共 振 成像测 井 资料 解释 处 理软 件 。该 软件 油 田现 场应 用 与 Ｐ ｔｏｉ ｅｒｓ ｅ处 理结 果 完 全 一致 ，扩 展 和 ｔ 提高 了 Ｐ型 核磁 共振 成像 测 井资 料在 油 田勘探 开 发 中的使 用范 围和效果 。
号 叠 加技 术 和相位 校 正技 术来 获 得 准确 的 回波 信 号 ，采 用 基 于分 数 维 的奇 异 值 横 向弛 豫 时 间 （ ： Ｔ ）谱
分 解 方法 和 Ｔ。 拼 接技 术来 得到 精 确 的 Ｔ 谱 ，使用 基 于纵 向弛 豫 时间 （ 和 Ｔ 差 异 的流体性 质识 谱 Ｔ） 。
［ 文献标 识码］Ａ
［ 文章编号］１ ０ ９ ５ （０ １ ７ ０ ０～ ５ ０ ０— ７ ２ ２ １ ）０ —０ ８ Ｏ
哈里伯 顿 公 司的 Ｐ型 核磁共 振 成像 测井 仪 器在 中 国测 井 市场 有 着 广 泛 的应 用ｎ ，其 探头 主 要 由 １ ］
个 永久 磁铁 、 个射频 脉 冲发 射器 ห้องสมุดไป่ตู้ １ 个射 频 接收 器组 成 ，采 用 Ｃ ＭＧ脉 冲序列 ，使用 ９个 观测 频 率 ， Ｐ
平 台下 的 资料 处理平 台 （ Ｐ、Ｐ ｔｏｉ ） ＤＰ ｅｒ ｓ ｅ ，可 以进行 孔 隙 度 、渗 透 率 计算 ， 以及 进 行基 于差 谱 和 移 谱 ｔ 的孑 隙流体 分 析等 。由于知 识 产权 ，核 心处 理方 法 和技术 是保 密 的 ， 目前 国内众 多测井 解 释处理 软件 不 Ｌ
别 技 术处 理 Ｐ型 核磁 共振 成像 测 井资 料 ，并开 发 出 了一 套 全 新 的基 于 Ｃｆ ｏ ｉ ｇ一体 化 测 井 解 释平 台 的 Ｐ Ｌ 型核 磁共 振 成像测 井 资料 解释 处 理软 件 。该 软件 油 田现 场应 用 与 Ｐ ｔｏｉ ｅｒｓ ｅ处 理结 果 完 全 一致 ，扩 展 和 ｔ 提高 了 Ｐ型 核磁 共振 成像 测 井资 料在 油 田勘探 开 发 中的使 用范 围和效果 。
号 叠 加技 术 和相位 校 正技 术来 获 得 准确 的 回波 信 号 ，采 用 基 于分 数 维 的奇 异 值 横 向弛 豫 时 间 （ ： Ｔ ）谱
分 解 方法 和 Ｔ。 拼 接技 术来 得到 精 确 的 Ｔ 谱 ，使用 基 于纵 向弛 豫 时间 （ 和 Ｔ 差 异 的流体性 质识 谱 Ｔ） 。
［ 文献标 识码］Ａ
［ 文章编号］１ ０ ９ ５ （０ １ ７ ０ ０～ ５ ０ ０— ７ ２ ２ １ ）０ —０ ８ Ｏ
哈里伯 顿 公 司的 Ｐ型 核磁共 振 成像 测井 仪 器在 中 国测 井 市场 有 着 广 泛 的应 用ｎ ，其 探头 主 要 由 １ ］
个 永久 磁铁 、 个射频 脉 冲发 射器 ห้องสมุดไป่ตู้ １ 个射 频 接收 器组 成 ，采 用 Ｃ ＭＧ脉 冲序列 ，使用 ９个 观测 频 率 ， Ｐ
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。
成像测井比较
① 同时测量多个参数，得到5条径向探测深度不同的电阻率曲线（探测深 度分别为10、20、30、60和90英寸）；
② 方位电阻率成像的分辨率比声波成像和微电阻率扫描成像的要低，因为 方位电阻率成像对井壁以外的特征反应很灵敏，而对井壁附近的特征反 应不灵敏 ；
③ 方位侧向测井的探测深度处于深浅侧向之间，分层能力优于双侧向； ④ 对仪器偏心和井眼不规则反映灵敏，辅助测量解决此问题； ⑤ 费用较高。
① 8个极板，192个钮扣状小电极，电极与极板之间绝 缘。（测量原理类似于侧向测井）
② 纽扣电极与极板发射同相电流，二者电压相等； ③ 保持极板电位恒定，由于地层的非均质，引起流
向井壁地层电流的变化； ④ 通过不同颜色显示不同电阻率值，获得地层的微电
阻率成像图。
FMI的测量原理
资料应用
① 岩性识别 ② 帮助岩心定位和描述； ③ 裂缝识别和评价； ④ 高分辨率薄层评价； ⑤ 确定地层倾角及倾斜方位； ⑥ 地层层内结构分析和地质构造解释。
谢谢！
利用不同径向探测深度电阻率 曲线幅度差异识别流体性质
利用高的垂向分辨率特性进行 薄层评价
特点
① 有较高的纵向分辨率和较深的径向探测深度； ② 探测深度不同，纵向分辨率不同，受钻井液的影响不同，需要进行
环境校正； ③ 高分辨率阵列感应（HDIL）测井属交流电测井，测量时会发生趋肤
效应。阵列感应的测量值受趋肤效应影响的程度主要受地层电导率 值和测井仪器工作频率的控制。
井壁
四条竖状的白色 成像模糊，图像 侵入引起井壁周 图像分辨率高
条带
清晰度较低 围图像颜色变化
5、随钻电阻率成像测井
仪器简介
MicroScope，即高分辨率随钻侧向电阻率成像仪。
② 方位电阻率成像的分辨率比声波成像和微电阻率扫描成像的要低，因为 方位电阻率成像对井壁以外的特征反应很灵敏，而对井壁附近的特征反 应不灵敏 ；
③ 方位侧向测井的探测深度处于深浅侧向之间，分层能力优于双侧向； ④ 对仪器偏心和井眼不规则反映灵敏，辅助测量解决此问题； ⑤ 费用较高。
① 8个极板，192个钮扣状小电极，电极与极板之间绝 缘。（测量原理类似于侧向测井）
② 纽扣电极与极板发射同相电流，二者电压相等； ③ 保持极板电位恒定，由于地层的非均质，引起流
向井壁地层电流的变化； ④ 通过不同颜色显示不同电阻率值，获得地层的微电
阻率成像图。
FMI的测量原理
资料应用
① 岩性识别 ② 帮助岩心定位和描述； ③ 裂缝识别和评价； ④ 高分辨率薄层评价； ⑤ 确定地层倾角及倾斜方位； ⑥ 地层层内结构分析和地质构造解释。
谢谢！
利用不同径向探测深度电阻率 曲线幅度差异识别流体性质
利用高的垂向分辨率特性进行 薄层评价
特点
① 有较高的纵向分辨率和较深的径向探测深度； ② 探测深度不同，纵向分辨率不同，受钻井液的影响不同，需要进行
环境校正； ③ 高分辨率阵列感应（HDIL）测井属交流电测井，测量时会发生趋肤
效应。阵列感应的测量值受趋肤效应影响的程度主要受地层电导率 值和测井仪器工作频率的控制。
井壁
四条竖状的白色 成像模糊，图像 侵入引起井壁周 图像分辨率高
条带
清晰度较低 围图像颜色变化
5、随钻电阻率成像测井
仪器简介
MicroScope，即高分辨率随钻侧向电阻率成像仪。
FMI成像解释
东倾裂缝为高角度缝，属张裂缝；南东倾裂缝 为低角度缝，属剪切缝，反映古最大水平主应 力方向为北北西－南南东。
图17 高阻缝产状特征
图18 逆微型断层图像特征
图19 正微型断层图像特征
倾向: SW 倾角ห้องสมุดไป่ตู้300-650
微断层倾向为南西，反映古最大水平主 应力方向为北东－南西。
图20 微型断层产状特征
块状层理
砾状砂岩
剖面结构：冲刷面－块状层理－交错层理
交错层理
块状层理 冲刷面
交错层理 块状层理
剖面结构：冲刷面－块状层理－交错层理
图8 粉砂岩剖面结构特征
交错层理倾向：NE 交错层理倾角：180
图9 自生黄铁矿图像特征
沉积相分析
颜色：深灰色、灰色 岩性：泥岩、泥灰岩、粉砂岩 层理：水平层理为主，偶见块
FMI成像测井综合解释内容
一、概 况 二、地层划分 三、构造分析 四、沉积相分析 五、裂缝识别与计算 六、孔洞分析 七、地应力分析
图21 疑似溶蚀孔洞特征
次生孔隙度总体较小 2745m-2875m＜1％ 2875m-3170m≈1％ 3170m-3260m≈3 -4％ 3260m-3385m≈1％
FMI静态图像呈黄白色，自然伽玛90 gAPI，电阻率10 ohm.m，地层倾角
2907m 与上覆层段相同。
自然伽玛和电阻率下降一个台阶， 自然伽玛平均为80 gAPI，电阻率 平均为3 ohm.m，并向下逐渐降低 ，FMI静态图像上部为黄褐色，下 部为褐色。地层倾向与上覆层段相
反，主要倾向南西，倾角也较上覆 层段增大许多，一般为120左右。
3170m-3260m
图22 孔隙频谱分析
FMI成像测井综合解释内容
图17 高阻缝产状特征
图18 逆微型断层图像特征
图19 正微型断层图像特征
倾向: SW 倾角ห้องสมุดไป่ตู้300-650
微断层倾向为南西，反映古最大水平主 应力方向为北东－南西。
图20 微型断层产状特征
块状层理
砾状砂岩
剖面结构：冲刷面－块状层理－交错层理
交错层理
块状层理 冲刷面
交错层理 块状层理
剖面结构：冲刷面－块状层理－交错层理
图8 粉砂岩剖面结构特征
交错层理倾向：NE 交错层理倾角：180
图9 自生黄铁矿图像特征
沉积相分析
颜色：深灰色、灰色 岩性：泥岩、泥灰岩、粉砂岩 层理：水平层理为主，偶见块
FMI成像测井综合解释内容
一、概 况 二、地层划分 三、构造分析 四、沉积相分析 五、裂缝识别与计算 六、孔洞分析 七、地应力分析
图21 疑似溶蚀孔洞特征
次生孔隙度总体较小 2745m-2875m＜1％ 2875m-3170m≈1％ 3170m-3260m≈3 -4％ 3260m-3385m≈1％
FMI静态图像呈黄白色，自然伽玛90 gAPI，电阻率10 ohm.m，地层倾角
2907m 与上覆层段相同。
自然伽玛和电阻率下降一个台阶， 自然伽玛平均为80 gAPI，电阻率 平均为3 ohm.m，并向下逐渐降低 ，FMI静态图像上部为黄褐色，下 部为褐色。地层倾向与上覆层段相
反，主要倾向南西，倾角也较上覆 层段增大许多，一般为120左右。
3170m-3260m
图22 孔隙频谱分析
FMI成像测井综合解释内容
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裂缝统计分析
某油田多井裂缝参数对比图 多井分析： 对比分析 区域上裂 缝分布规 律。
裂缝走向分布图
5、储层精细评价
划分裂缝储层
确定储集空间类型
评价储层级别
（三）构造分析
大比例尺的地层倾角解释
地层产状 断层 不整合面 小比例尺构造解释 小断层 地应力方向
主要结论
1:1824米处为一不整合界面,该界面之下为风化 溶蚀带. 2:溶蚀孔洞主要发育在不整合界面之下的20米 左右的范围内(1824—1843.8米). 3:高导裂缝主要分布再致密白云岩中(1845-1874 米) 4:高阻裂缝主要分布在纹层状泥质灰岩中(18741895米)
裂缝的图象显示
（二）裂缝、孔洞的成像测井解释
1．真、假裂缝的鉴别
（1）层界面与裂缝的鉴别
层界面常常是一组相互平行或接近平行
的高电导率异常，且异常宽度窄而均匀。但
裂缝由于总是与构造运动和溶蚀相伴生，因
而高电导异常一般既不平行，又不规则。
层 界 面 和 裂 缝 的 鉴 别
（二）裂缝、孔洞的成像测井解释
第一， 诱导缝排列
整齐，规律性强天然裂缝分布 不规则。
第二， 天然裂缝缝 面不太规则，缝宽变化较大； 诱导缝缝面形状较规则, 缝
宽变化小。
第三， 诱导缝径向 延伸不大，故深侧向电阻率下
降不很明显。
4）裂缝分类（按形态和导电性）
诱导缝 钻具诱导缝、压裂缝、应力释放缝 高阻（密度）缝 低阻（密度）缝
天然 裂缝
1、基本概念
（沉积）相：沉积环境及在该环境中形成的 沉积岩（物）特征的综合。
沉积岩特征包括岩性特征（颜色、成分、
结构、构造、岩石类型及其组合）、古生物
特征、地球化学特征。——相标志
岩相：是一定沉积环境中形成的岩石或岩石 组合，它是沉积相的主要组成部分。
溶孔参数：尺寸（m m2）、密度（个/m）、面 孔率（10m2／m2）、次生孔隙度（％）、原生孔隙 度（％）等 。
LEAD平台 裂缝孔洞参数 定量评价成果
孔隙度谱分析
频带窄，非均质性弱
频带宽，非均质性强
不同孔径的百分比
孔隙度谱分析成果图
深度 F M I图象 孔隙频率分布 不同孔径的百分率 总孔隙度 次生孔隙度
参数，
解释内容：按照地质任务要求，以岩心标定为基础，
以裂缝解释为核心，进行岩性解释，构造分析和沉积 学研究等项工作。
（一）岩性解释与精细描述
依据不同岩性在电学、声学性质
的差异，以岩心刻度为基础，分析岩
石结构特征，划分岩性及薄层，进行
岩性的定性与定量描述。
典型岩性图例
1）砂泥岩及薄层
层状泥钙质砂岩
剪切缝 支状缝
高 角 度 网 状 缝
高 角 度 直 劈 缝
垂 直 裂 缝
3、溶蚀孔洞的鉴别
（1）溶蚀孔洞与黄铁矿斑块的鉴别 （2）溶蚀孔洞与井壁剥落、崩落的鉴别 （3）溶蚀孔洞与角砾间隙的区别
（4）溶蚀孔洞与低阻物质充填孔洞的鉴别
井 壁 岩 屑 剥 落
井壁崩落
角砾岩
被 低 阻 物 质 充 填 的 溶 蚀 孔 洞
4）裂缝分类（按成因）
主要类型：
塔里木油田在轮南地区奥陶系碳酸盐岩地 层，将裂缝划分为两大类、八小类：
非构造缝：成岩收缩网状微裂缝、成岩缝 合线及风化缝
构造缝：方解石全充填与半充填张性裂缝、 泥质充填压扭裂缝、半充填微细裂缝及构造缝 合线
半充填的 水平缝
水平缝
半充填
低角度缝
斜交缝
半充填
剪切缝 斜交缝
1）钻井诱导裂缝的产生原因
（2）静水压力（重泥浆重力）过大。这些
裂缝具有与人工压裂作用相似的特征，伴
随着岩心筒上下震动也可能引起裂缝。这
些裂缝趋向于在具有不同岩石力学特性 （如杨氏模量或泊松比）在层界面处消失。
1）钻井诱导裂缝的产生原因 （3）扭应力/钻头旋度大。诱导的和天然的 裂缝可能会被增强。 （4）卸载。在地层突然被钻穿时，地层应力 将使岩石向钻开的空隙中推进或膨胀。 （5）地层当前应力。当地层水平应力具有各
小断层
（有层位移动）
小 型 正 断 层
2．天然裂缝与人工诱导裂缝的鉴别 1）钻井诱导裂缝的产生原因 钻井诱导裂缝产生的原因与天然裂缝产 生的原因相似，环境的应力场超过了岩石的 破裂梯度，裂缝起源是应力、孔隙压力和岩 石（岩性）作用的结果。
（1）钻头过荷。为了减小钻井时间，司钻常 对钻头施以过荷，由于钻柱的重力作用，在 钻头或取心钻头下可能产生裂缝。
且较规则，仅当构造运动强烈而发生柔性变 形才出现剧烈弯曲，但宽窄变化仍不会很大； 而裂缝则不然，其中总常有溶蚀孔洞串在一 起，使电导率异常宽窄变化较大。
切割层面的 高角度裂缝
（二）裂缝、孔洞的成像测井解释
1．真、假裂缝的鉴别
（4）断层面与裂缝的鉴别
断层面处总是有地层的错动，与裂 缝很容易鉴别。
1．真、假裂缝的鉴别
（2）缝合线与裂缝的鉴别 由于缝合线是压溶作用的结果，因而 一般平行于层界面，但两侧有近垂直的细 微的高电导异常，通常它们都不具渗透性； 天然裂缝则没有这些特征。
缝合线
（二）裂缝、孔洞的成像测井解释
1．真、假裂缝的鉴别
（3）泥质条带与裂缝的鉴别
泥质条带的高电导异常一般平行于层面
白云岩地层 中的溶洞
白 云 岩 溶 蚀 缝 洞
裂缝与溶洞
3、裂缝、孔洞的拾取与描述
1）裂缝拾取
拾取目的： 确定裂缝、层面、 断层产状、数量等 定量参数。 拾取原则： 根据图象分辨能 力，在小深度比例 （1：10）图象上， 控制正弦波线形态， 至少确定四个点。
2）裂缝描述
单条裂缝的重要特征： 类型（天然的或次生的，张开的或矿化的、充填的） 形态（角度、形状） 方向（倾向、延伸） 大小（宽度、长度、张开度）
多极阵列 声波资料
斯通利波 能量衰减
渗透率
裂缝统计分析
裂缝类型
后期构造裂缝， 主控裂缝
微细同生 柱状收缩缝
裂缝产状
单井分析： 统计分析 纵向上裂 缝发育段， 裂缝类型， 规模，延 伸方向。
构造缝分为 北倾和南倾， 两个子系统 交叉为裂缝 裂缝倾向 网络
裂缝走向
裂缝统计分析
单井纵 向裂缝 分布图
LEAD平台孔隙度谱分析成果图
4、裂缝分析
结合其他测井资料及钻井地质的显示，分析裂缝有 效性，划分有效的裂缝段。 统计分析裂缝分布特点，研究储集空间类型与构造、 层序、岩性之间的关系及其变化规律，为区域地质 研究寻找有利的储集相带提供帮助。
裂缝有效性的评价 判断裂缝是否为有效裂缝，主要从三方 面进行判别，即裂缝的张开程度、径向延伸 和连通情况。 (1)从裂缝的张开程度来评价裂缝的有效性
垂直缝（90） 高角度缝（>75) 斜交裂缝（30~75） 低角度缝（5~30） 水平裂缝（5） 不规则缝（支状缝） 网状裂缝
பைடு நூலகம்
4）裂缝分类（按成因） 主要成因： （1）形成褶皱和断层的构造作用 （2）通过岩层弱面形成的差应力作用
（3）页岩和泥质砂岩由于失水引起的体积收缩
（4）火成岩在温度变化时的收缩 构造缝：剪切缝、张裂缝、张剪缝 成岩作用缝（非构造作用）
4）描述方式
定性描述：岩心描述的方式
1995.0-1996.2m，油斑灰岩， 孔洞发育，其中3个较大的洞， 一个垂直直径约20cm的洞发 育在1995.2m 90°方向上， 其下方发育3个垂直直径约5 －10cm的洞，而其上方见发 育5个斑点状的中小孔洞，底 部见1条斜交缝，半充填，产 状：56°/0°。
向异性，形成水平方向最大和最小的应力矢
量场时，就会产生诱导裂缝，且这些裂缝的
走向沿着当前最大水平应力方向。
地应力与诱导缝、井壁崩落
σz
σx σy
2）四种常见的诱导缝
钻具振动形成的诱导缝
重泥浆与地应力不平衡造成的压裂缝
地应力释放诱导缝
人工压裂缝(增产改造）
钻具振 动形成的 诱导缝
碎屑岩薄互层定量描述
描述方法之一：
1、岩心刻度，建立电导率（电阻率）相与岩性的对 应关系
2、确定净砂岩（纯岩性）的电导率（电阻率）截止 值。 3、静态图象数据处理（截止），获得净砂岩厚度曲 线。 4、统计净砂岩厚度，确定储层有效厚度。
（二）裂缝、孔洞的成像测井解释
裂缝、孔洞图像识别及裂缝拾取。 裂缝描述。包括提供发育井段、裂缝产状、数量、发 育方向等参数，裂缝形态、特征、分布特点、发育程 度等方面的描述，分析裂缝充填性质等项内容。 结合其他测井资料及钻井地质的显示，分析裂缝有效 性，划分有效的裂缝段。 分析裂缝分布规律，研究储集空间类型与构造、层序、 岩性之间的关系及其变化规律，为区域地质研究寻找 有利的储集相带提供帮助。 储层精细评价。综合成像测井裂缝描述成果、常规测 井资料、核磁共振测井、多极子声波测井等资料，准 确划分储层，确定储层类型和储层级别。
1996.8-1997.6m，油迹灰质 白云岩。见4条裂缝，1条为 高角度缝，产状73°/220°， 一条斜交缝，1条水平缝和不 规则斜缝（长约0.4m），彼 此相交，呈网状。
定量描述：参数计算
斯伦贝谢公司用BORV I EW、FLIP、FRACV I EW、SPOT、POROSPECT等软件可以对FMI图像 数据定量分析计算，确定裂缝、溶孔的几何参数和地 质参数。 裂缝参数：开度（mm）、密度（个／m）、孔 隙度（％）、发育长度（m/m2）、水动力宽度等。
渗 透 性 砂 岩 中 的 钙 质 团 块
2、砾岩
砂砾岩
不 等 砾 小 砾 岩
巨 砾 岩
中 砾 岩
3）变质岩
4）煤层
地层描述(实例）