套管井地层参数测井
套管工程监测测井
出砂使水泥胶结变疏松，地层波变弱，显示为套管波和地层波 条带反差不明显。
第二节 套管变形测井方法
套管变形：由于注水泥时挤压地层而使套管变成椭圆型 或受到不均匀磨损，甚至应力集中产生破裂的情况
常用方法：井径仪
一 微井径仪测井
内径变化 井径腿张开度变化
滑键移动 电阻变化 电流变化
目的层段衰减 BI 胶结良好井段衰减
log(CBL) log(CBLP ) log(CBLmin) log(CBLP )
固井质量良好 固井质量中等 固井质量差
BI≥ 0.8 0.4≤BI<0.8 BI<0.4
式中，CBL为目的井段值；CBLP为自由套管段CBL值； CBLmin为胶结良好时的CBL值。
第七章 套管工程技术测井
工程技术测井：通过检测套管、水泥环和地层、实现固井 质量、射孔状况、井眼状况、储层作业状况、增产措施状 况等的分析与评价的一系列测井方法
评价种类
水泥胶结评价： 固井声幅、变密度测井仪、水泥胶结评价测井仪、
微固井声幅测井 套管变形：
多臂井径测井、磁测井 套管泄漏与腐蚀、射孔质量：
发射脉冲频率更高 开窗技术区分三界面 分辨能力更高 可检查窜槽、水泥胶结
声波立体扫描测量示意图
三 噪声测井
原理：根据流体经过窜槽部位时产生的“噪
声”的频率－幅度，判断流体类型和流量。
无需声波发生器，仅有一个 声波探测器；
不仅可探测发生部位，而且 可以区分不同噪声源；
一般不与涡轮流量计等带机 械元件仪器组合，但应与井 温仪或密度仪组合。
三 噪声测井
① 确定套管、油管泄漏位置； ② 确定窜槽位置及流体类型； ③ 在注水井中确定吸水层位。
套管井电阻率测井原理及应用
2017年08月套管井电阻率测井原理及应用尹菊（大港油田第五采油厂,天津300283）摘要：套管井电阻率测井仪是地质勘探中常见的测井仪，属于带点极测井仪。
套管井电阻率测井原理为捕捉外加电流在井眼附近岩石的电位差，通过多个电极系测量其变化。
套管井电阻率测井应用价值巨大，测井仪可以测算地层视电阻率，并向井孔的介质供电，把电流输送至地层中。
本文重点论述了套管井电阻率测井的原理及应用，由套管井中点源恒流电场的分布特征入手，剖析套管井地层电阻率测量原理，最终实现套管井电阻率测井的应用，计算出地层电阻率，完成套管井电阻率的勘测。
关键词：套管井；电阻率；电场分布1套管井中电场的分布特征（1）近场区的分布特征套管井中电场的近场区分布特征非常明显，其区域井内、井外电流的密度线皆呈曲线状态，位于套管内壁、外壁上附着感应电荷。
（2）中场区的分布特征为了测量参数、数据处理、设计仪器方便高效，在实际工作中我们的测量工作主要集中在中场区。
套管井中电场与井外地层的电场不同。
在套管井中电场的中场区，流体内电场强度与套管内一致，皆为沿轴线轴分布。
其中的电流密度线方向亦沿轴线轴分布，而其强度与距离成反比。
另外值得我们注意的是，即使横截面值相当，电场强度相当，电位亦相当，但电流密度仍存在不同的可能。
井外地层的电场、电流分布皆呈辐射状，方向皆为井的径向。
泄漏电流属于一种横向流动的电流，其大小取决于地层电阻率大小。
（3）远场区的分布特征在套管井中电场的远场区，不论套管还是井内流体，对电场的影响皆微乎其微。
因此,在实际工作中可以忽略井眼的影响。
这里需要强调的是，上述讨论是在假定电场分布在均匀地层。
在实际地质勘探中，地层几乎都是不均匀的，但对于不均匀层状介质，以上结论仍然成立。
2套管井地层电阻率测量原理（1）等效原理中场区电场分布规律性强、应用率高，故我们可以利用其特征，来建立套管传输线的模型。
等效原理系将套管井利用计算机计算为等效的电工学直流传输线，借此来研究套管电阻率的测量方法。
PND测井技术
7.48
4.78 12.30 19.40 1.08 1.54 762.36 214.90 22.2 760
PND-S的特点
1、两种脉冲发射方式
短脉冲发射(窄脉冲发射)以1428HZ的固定频率发 射中子，发射宽度为70微秒，发射周期为700微秒。 主要主要用于非弹性散射和井筒流体的测量。 长脉冲发射（又称宽脉冲发射或SERVO发射）主 要用于俘获截面的测量。测井时依据地层τ值的变 化，改变发射频率（200Hz—1000Hz），发射周期为 10τ，同时改变发射宽度（100us—500us）、测量 窗口（1000 us—5000 us）记录时间。以获得更多 的地层信息，提高测量精度。
CATO与C/O相比的优点
第三，适用于孔隙度大于10%的任何地层。 而C/O比测井要求地层孔隙度必须大于20%。 第四，提高了测井速度。PND-S的测速是8英尺/ 分，而C/O测速是2英尺/分。 第五，仪器直径小（42.8mm）可过油管测量。而C/O 仪器直径大（89mm），必须起出油管。 第六,对井眼条件要求不高，不用洗井，而C/O 比测井受井眼影响严重，测前 15 7t 8t
N S 16 9t S S 1 5 S S 2 5 S S 3 5 S S 4 5 10 t
N S 9 1
N S 9 2
>1.6MeV
S S 1 1 S S 2 1 S S 3 1 S S 4 1
S S 1 2 S S 2 2 S S 3 2 S S 4 2
>2.4MeV
>3.4MeV
>4.4MeV
pnd. ppt
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PND-S的特点
2、双探头接收
（1)近探头 1″×4″的长方形NaI晶体 （2 )远探头 1″×6″的长方形NaI晶体 3、双孔隙度指示 （ 1 ） RPHI— 由 俘 获 数 据 求 得 的 中 子 孔 隙 度 （近、远探头计数率比值） （ 2 ） IPHI— 非 弹 性 散 射 数 据 求 得 的 孔 隙 度 （类似于裸眼井的密度孔隙度）
PNN测井技术(原理)
新一代套管井储层评价技术脉冲中子—中子（PNN）测井PNN（Pulse Neutron Neutron）测井仪是奥地利Hotwell公司研制开发的一种用于油田生产开发的饱和度测井仪器。
目前该仪器已经在欧洲、南、北美洲、中东、北非和亚洲18个国家广泛应用，取得了较好的使用效果。
油田进入高含水的中、后开发期，一方面迫切需要了解单井、区域上的储层的剩余油分布，寻找潜力油层，调整作业方案；另一方面，许多老井，由于受当时条件的限制，缺少必要的测井资料，而无法对储层性质进行重新认识。
油井生产之前都会下套管进行固井。
因为套管的物理特性，很多裸眼井中的测井方法受到了限制，不能用于套管井的地层评价。
目前套管井中使用最多的饱和度测井方法都是基于中子寿命测井原理的，如目前油田内常见的碳氧比测井、中子寿命测井、硼中子测井、PND测井等等。
PNN测井同样基于这个原理。
与目前国内使用的其他饱和度测井方式比较，PNN测井的一个最大不同是：不同于其他方法中通过地层对中子的俘获放射出的伽马射线进行记录分析来进行饱和度的解析。
PNN是通过对地层中还没有被地层俘获的热中子来进行记录和分析，从而得到饱和度的解析。
探测热中子法，没有了探测伽马方法存在的本底值影响，同时在低矿化度与低孔隙度地层保持了相对较高的记数率，削减了统计起伏的影响。
同时，PNN 还有一套独特的数据处理方法，能够最大程度的去除井眼影响，保证了Sigma（地层俘获截面）曲线的准确性，精度可以达到±0.1俘获截面单位。
这种方式使得PNN在低孔隙度、低矿化度地层（目前大多数油田生产的难点）相对其他测井方式具有更高的分辨率。
同时，PNN还具有施工简单，不需要特殊的作业准备，可以过油管测量、仪器不需刻度，操作维修简单、记录原始数据、最大程度去除井眼影响等等多方面的优势。
1、 PNN测井原理PNN是脉冲中子—中子（Pulse Neutron Neutron）仪器的简称，使用中子发生器向地层发射14.1MeV的快中子，经过一系列的非弹性碰撞（10-8—10-7s）和弹性碰撞（10-6—10-3s），当中子的能量与组成地层的原子处于热平衡状态时，中子处于热中子能量级，此时它的能量是0.025eV左右，速度2.2×105cm/s，直到被地层俘获。
测井常识
测井测井是记录钻入地壳的一口井中岩石或流体混合物不同的物理、化学、电子或其他性质的过程。
感应测井是利用电磁感应原理来研究地层电层电阻率的一种测井方法。
电阻率测井法都需要井内有导电的液体，使供电电极电流通过它进入地层，在井内形成直流电场。
然后测量井轴上的电位分布，求出地层电阻率。
这些方法只能用于导电性能好的泥浆中。
为了获得地层的原始含油饱和度，需要在个别的井中使用油基泥浆，在这样的条件下，井内无导电性介质，就不能使用普通电阻率测井方法。
感应测井就是为了解决测量油基泥浆电阻率的需要而产生的，它也能用于淡水泥浆的井中，在一定条件下，它比普通电阻率测井法优越，受高阻临层影响小、对低电阻率地层反应灵敏。
感应测井和普通电阻率测井一样记录的是一条随深度变化的视电导率曲线，也可同时记录出视电阻率变化曲线。
侧向测井是利用聚焦电流测量地层电阻率的一种测井方法。
在地层厚度较大，地层电阻率与泥浆电阻率相差不太悬殊的情况下，可以用普通电极系的横向测井，能比较准确地求出地层电阻率。
但是在地层较薄且电阻率很高，或者在盐水泥桨的条件下由于泥浆电阻率很低，使供电电极流出的电流，大部分都由井内和围岩中流过，流入测量层内的电流很少，因此测量的视电阻率曲线变化平缓，不能用来划分地层，判断岩性。
为了解决这些问题，创造了带有聚焦电极的侧向测井。
他是在主电极两侧加有同极性的屏蔽电极，把主电极发出的电流聚焦成一定厚度的平板状电流束，沿垂直于井轴方向进入地层，使井的分流作用和围岩的影响大大减小。
实践证明，侧向测井在高电阻率薄层和高矿化度泥浆的井中，比普通电阻率测井曲线变化明显。
测井系列的选择1．三侧向、七侧向、双侧向、感应测井等电阻率测井法的特点是采用了聚焦原理来加大探测深度，减小井、围岩、侵入带的影响，以便求准地层电阻率。
根据需要选用一种或两种方法。
常用深浅组合的方法，将测量的曲线进行重叠比较，可以研究储集层径向电阻率的变化，判断油气水层。
2．孔隙度测井如中子测井、密度测井、声波测井，可以定量的确定地层岩性和孔隙度。
套管井测井解释培训教材
套管井测井解释技术编写：李敬功中国石油化工股份有限公司中原油田分公司二○○二年九月目录一、生产测井概述二、吸水剖面测井三、吸水剖面测井资料处理与解释四、产出剖面测井介绍五、井内流体的流动特性六、自喷井（气举井）产出剖面测井七、抽油井环空测井八、产出剖面测井资料的应用第一章测井概述一、测井概念地球物理测井（简称测井）是应用地球物理学的一个分支，它是应用物理学方法原理，采用电子仪器沿井身测量地层的各种物理参数，根据测量结果及有关资料进行分析解释，找出油、气等储集层的技术学科。
它所应用到知识包括：物理学、电子学、信息学、地质工程、石油工程等。
它的最大特点是知识含量高、技术运用新。
现场测井是把地层的物理参数转换为电信号，经电缆传送到地面进行记录。
测井解释的目的就是把各种测井信息转化为地质或工程信息。
如果把测井的数据采集看成是一个正演过程，测井解释就是一个反演过程。
因此，测井解释存在着多解性（允许解释出现不同的结果，允许出现解释失误！），也就存在着解释符合率的问题。
二、测井分类分类方法大致有三种：按油气勘探开发过程（测井剖面）分类、按测井方法功能分类、按测井物理方法分类。
（1）按油气勘探开发过程（测井剖面）分类按照油气勘探开发过程，测井可分为两大类：油气勘探阶段的勘探测井（又称为裸眼井测井系列）和油气开发阶段的开发测井（又称为套管井测井系列）。
裸眼测井主要是为了发现和评价油气层的储集性质及生产能力。
砂泥岩剖面测井系列又分为：淡水泥浆测井系列、盐水泥浆测井系列、油基泥浆测井系列。
套管井测井主要是为了监视和分析油气层的开发动态及生产状况。
勘探测井（裸眼井测井）测井开发测井（套管井测井）（2）按测井方法功能分类①电阻率测井系列：如双侧向、三侧向、七侧向、感应、双感应-八侧向、电极系测井等。
②微电阻率测井系列：如微电极、微侧向、邻近侧向、微球型聚焦测井等。
③孔隙度测井系列：如补偿声波、补偿密度、补偿中子、井壁中子、中子伽马测井等。
套管井地层密度测井油田实例研究
能是获 得可靠 地 层密 度 的唯一 方法 。在许 多情 况 下， 在老 井 中也需 要 进行 可靠 的地层 密度 测量 。 许 多作者 （ ｏ ｅ ｔ ｅａ ｄＳ ｏｔ，９ ２ Ｃ ｓｎ ｉ ｎ ｐ ｔ １ ９ ；Ｗｏ— ｎ ｉ ｌ
ｃ ｔ ｎ Ｖｉｔ ｅ ｉ １ ９ ｏｔ ａ ｄ ｔ ａ ｈ ， ９ ４；Ｃｉ ｎ ａ ｄ ｇ ｉ ｎ Ｍ ａ ｒ ｓ ｉ ｇ ａ ｓ，
（ ０ｌ” ｆ¨Ｊ 、 ｌ ｌｉ ＜ ＡｌＤ ＬＩ】 ｌ ｒ Ｉ
关 的革 新 （ ｙ ｔ ｌ１ ９ ） Ｅ ｌ ， ９ ４ 三探 头装 置 ， 种 三 探 ｅａ 这
经 近年 的研究 ， 已经 研 制 成 功 的 各 种密 度 仪
在 过套 管测量 时对 地层 密度 是很灵 敏 的 。然 而在
收稿 日期 ：０ ６ ７ １ ２０ —０ — ２
译者 简 介 ： 萱 ， ， ９ ５年 生 ， 理 工 程 师 ，０ ０年 毕业 于 山 东 大学 机 电一 体 化 专 业 ， 在 胜 利 测 井 三 分 公 司 从 事生 产 测 井 仪 器 维 修 工 杨 女 １７ 助 ２０ 现
中 。图 １显示 了一 个最 近试 验 的过 套 管测 量 地 层
密 度 的例 子 ， 除统 计 性 较 差 以 及 套 管 接 箍 影 响 的 地 方外 ， 管井 与 裸 眼 井 评价 结 果 有 很 好 的一 致 套
性 ， 次裸 眼井 和 套 管 井 数据 在 同 一 井 段 的 比较 多 证明， 套管 井 的地 层 密 度测 井 数 据 完 全 可 以用 来 进行 地 层分 析 。
摘
要： 裸眼井 地层 评价在岩石物 理和储层定量 评价 规范化 许多年 了。最近五 年来 ， 我们发 现 ， 一些
CAST-V测井在套管井中的应用
CAST-V测井在套管井中的应用作者：王磊来源：《管理观察》2010年第01期摘要:阐述了CAST-V测井原理及现场应用情况。
CAST-V测井适用于套管井和裸眼井测井,既能检查射孔质量,固井质量,可对套管错段、变形、找漏等套损情况进行检测,还可确定工具及异常井段,可检查地层构造及相应参数,识别地层裂缝,判断井壁坍塌。
关键词:CAST-V测井检测在油田开发过程,定期进行工程测井,监测井下技术状况及储层的变化,及时发现问题、解决问题是保持油田稳产,延长油井生产寿命的重要手段[1.2]。
CAST-V测井能立体直观地展示固井质量、套损及射孔情况,定量进行解释,对全井进行系统分析。
在套管井中,它能检查射孔质量,固井质量,可对套管错段、变形、找漏等套损情况进行检测,能确定工具及异常井段。
该仪器与电磁成像仪组合测井可较精确的进行薄层划分,能对整个测量井段进行任意方向、任意比例的三维成像,立体直观,检测精度极高,为油田监测提供可靠的依据,对油田稳产起到重要的作用。
一、CAST-V测井仪器CAST-V测井仪是从哈里伯顿引进的仪器,它是一种脉冲超声波系列的测井仪。
见图1。
它由电路、方位和探头三部分组成。
仪器底部为扫描探头,由两个既可以作为发射器也可以作为接收器的压电超声换能器组成。
第一个换能器安装在旋转的扫描头上,可根据不同的套管尺寸选择不同的扫描探头,一般5-1/2-in的套管选用3-5/8-in的探头,7in的套管选用4-3/8in的探头。
当它发射一超声脉冲后马上开关到接收方式,接收的信号经电路处理后上传到地面。
第二个换能器是泥浆壳换能器(Mud-Cell Transducer),用来测量井眼中流体的声速。
换能器正对固定靶,由于靶与换能器之间的距离已知,所以通过记录换能器传播时间,就可以确定井眼流体的传播时差(FTT-Fluild Transit Time)。
它可以被用来确定井眼或套管中的内径及椭圆度。
二、CAST-V测井资料应用(1)检查射孔质量。
生产测井技术讲座(地层参数)
2.储层划分
砂泥岩剖面：低伽马为砂岩储层，半幅点分层 碳酸盐岩剖面：低伽马表示纯岩石，需结合地层孔隙
度分层
（四）中子测井
中子测井(NUETRON LOGGING)：种用中子和地层的 相互作用的各种效应，来研究井剖面地层性质的各种测 井方法的总称。它包括中子—热中子、中子—超热中子、 中子—伽马测井、中子活化测井以及非弹性散射伽马能 谱测井和中子寿命测井。
组成伽马射线的能量一般在0.5-5.3MeV之间。 在这一能量范围内，伽马射线穿过物质时，与构成 物质的原子发生的相互作用主要有：电子对效应， 康普顿效应，光电效应。
（二）伽马测井
——伽马射线与物质的作用
①光电效应：光子能量全部转移给一个原子的核外电子并使其发射出去，而光子 本身消失；②康普顿效应：光子将部分能量转移给原子核外的一个电子，电子飞 离原子，而光子能量降低并改变射出方向；③电子对效应：光子能量转变为一对 正、负电子。这三种效应都能产生次级电子，测量这些电子就能得到射线的强度 和能谱。
的低，同时又能吸收来自地层的伽马射线，所以这些 井内介质一般来说会使自然伽马测井读数降低。
（三）自然伽马测井
——影响因素
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，对放射性的强度进行重复多次测量，每次记录的 数值是不相同的，而总是在某一数值附近上下变化，这种现 象叫放射性涨落。它和测量条件无关，是微观世界的一种客 观现象，且有一定的规律性。这种现象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。
第二章_井径_井斜和套管测井
根据电磁场理论
2
f
R 103
式中 D—— μ—— R—— f—— Δφ——相位差。 上式说明，涡流产生的二次场与发射线圈的一次场之间存 在相位差，此相位差的大小与套管壁厚成正比，与套管的性质、 交流电的频率有关。对于套管磁测井来说，μ、R和f都可认为 是常数，因此，可根据记录到的相位差大小来分析套管壁厚的 变化。由于测量的相位差曲线直接反映了套管壁厚的变化，对 同一规格套管，其壁厚的变化可认为是重量的变化，所以又称 其为重量测井。
(1)套管内外腐蚀及穿孔：磁井径曲线 只反映套管内径的变化，重量曲线反映套管 质量缺损，当内径不变而重量曲线有负异常 时，可判断为外腐蚀；若内径变大同时重量 值变小时可判断为内腐蚀。内腐蚀常常与套 管本身壁厚不均匀和套管轻微变形等因素混 淆不易分辨，需参考其他资料综合分析。 图2-11是XX井两次磁测井曲线图，从图 中看到，在41～41.5m处曲线有异常显示， 重量曲线凹凸不平，而井径曲线变化不大， 说明外壁腐蚀较内壁严重。取出套管证实， 该处套管在41m处有两个小孔，孔径约为 13mm；在41.5m处有一大孔，孔眼面积约 25×30ｍｍ２，孔眼上下1m距离内其腐蚀更 为严重，且三孔均为外腐蚀穿孔，因此该孔 在重量曲线上有明显显示。
下面就对只一块磁铁 和线圈组成的信号源进 行分析，来说明信号的 产生过程。
由图中看出，图a的正弦波信 号的后半周与图b正弦波信号的前 半周正好重迭，由于两个半周正 弦波方向相同，重迭的结果不但 不会抵销，反而加强了，最后产 生了如图c所示的幅度很大的信号。 当两块磁铁与线圈组成一个整体 时，就得到两个迭加在一起的信 号，信号中间有一个很大峰称为 主峰，两边各有一个与主峰方向 相反的峰，称为副峰。主峰位置， 正是线圈中点经过套管接箍环形
测井资料综合解释
较均匀。
（2）裂缝性储集层 因裂缝较发育而具有储集性。 裂缝发育程度有限、孔隙度很 低（5-7%），较高者10%左右, 裂缝性储集层，对测井技术的 要求较高。
4、岩性评价
（1）岩石类别 测井类别。一般为：砂岩、石灰岩、 白云岩、硬石膏、石膏、盐岩、花 岗岩、灰质砂岩、灰质白云岩等。 （2）泥质含量和矿物含量 泥质含量是岩石中颗粒很细的细粉 砂（小于0.1mm）和湿粘土的体积 占岩石体积的百分数。
10、测井系列 1、裸眼井地层评价测井系列：未下套管的 裸眼井中，一套测井方法。 2、 套管井地层评价测井系列：已下套管的 井中一套综合测井方法。 3、生产动态测井系列：地层产出或吸入流 体的情况下，一套综合测井方法， 4、工程测井系列：裸眼井或套管井中，确 定井斜状态、固井质量、酸化或压裂效果、 射孔质量等测井方法
8
9
地层倾角
双感应—八侧向（上古）
表2 油探井测井系列
1：500测井项目 （全井 ） 双感应 声波时差 自然电位 自然伽马 井径 井斜 1：200测井项目 （目的层段） 双感应—八侧向 声波时差 补偿中子 补偿密度 自然伽马 自然电位 微电极 4米 井径 选测项目 地层倾角 自然伽马能 谱
1 2 3 4 5 6
环空测井仪、生 产测井组合仪
DDL生产组合测 井仪
3
4 5 6 7
气井产气剖面测井
注水井吸水剖面测 井 注水井吸水剖面测 井 注气井吸水剖面测 井 注气井吸水剖面测 井
流体密度/持水率、流量、自然 DDL生产组合测 伽马、磁定位、井温、压力 井仪
自然伽马、磁定位 井温 流体密度/持水率、流量、自然 伽马、磁定位、井温、压力 流体密度/持水率、流量、自然 伽马、磁定位、井温、压力 125自然伽马磁定 位 井温、噪声井温 仪 DDL生产组合测 井仪 DDL生产组合测 井仪
地球物理测井、生产测井简介
密度、声波等等），然后利用这些物理参数和地质信息（泥质
含量、孔隙度、饱和度、渗透率等等）之间应有的关系，采用 特定的方法把测井信息加工转换成地质 信息，从而研究地下 岩石物理性质与渗流特性，寻找和评价油气及其它矿藏资源。
测井的起源及发展历程 测井起源于法国，1927年法国人斯仑贝谢兄弟发明了电
测井，开始在欧洲用于勘探煤和气。中国使用电测井勘探石
地球物理测井、生产测井简介
前言
地球物理测井是应用地球物理学的一个分
支，简称测井。它是在勘探和开发石油、天然 气、煤、金属矿等地下矿藏过程中，利用各种 仪器测量井下地层的各种物理参数和井眼的技 术状况，以解决地质和工程问题的一门学科。
• 测井的基本原理
测井是用多种专门仪器放入钻开的井内，沿着井身测量钻井 地质剖面上地层的各种物理参数（电阻率、自然电位、中子、
测井资料的采集－下井仪器
下井仪器主体是探测器，还有电子线路、机 械部件及钢外壳。探测器将地层的物理性质
转换成电信号。
测井资料的采集－地面记录仪
地面记录仪是在地面给井下仪器供电，对井下
仪器实行测量控制，接受和处理井下仪器传来的测 量信号，并将测量信号转换成测井物理参数加以记 录。 多线记录仪
数字磁带测井仪
油和天然气，始于1939年12月，奠基人是原中国科学院院士、
著名地球物理学家翁文波教授，测的第一口是四川巴县石油
沟油矿1号井。
60多年来，中国测井仪器经历了四次更新换代，第一 代－半自动测井仪；第二代－全自动测井仪；第三代－
数字测井仪；第四代－数控测井仪。海洋测井一直走在
中国测井的前列，已经完成了第四代测井仪器的转化工 作。目前，中国正在研制或者引进第五代测井仪器－成 像测井仪，将作为21世纪更新换代的新产品！
PNST脉冲中子全谱测井技术的应用
PNST脉冲中子全谱测井技术的应用冀東油田南堡陆地浅层油藏低阻油气层发育，经过多年滚动开发，油藏已进入中后期高含水开发阶段，油水关系复杂，剩余油分布零散，老井水淹情况认识难度逐年加大。
PNST测井碳氧比模式在中高孔隙度、中高渗透率地区能够准确区分油水层，判断油层水淹程度。
综合利用非弹、俘获伽马计数率测井信息能够准确识别气层，区分气水层，提高解释精度。
本文主要讲述PNST脉冲中子全谱测井仪可在套管井中寻找油气层、确定储层含油饱和度、监测油藏动态变化，现场应用该技术测井20余井次，具有较强的实用性，为油田制订开发措施提供有效保障。
标签：PNST ；碳氧比；南堡陆地；剩余油南堡陆地浅层油藏目前已经进入特高含水开发阶段，油气主要分布在河道、边滩或心滩微相的砂体中，岩性以细砂岩、中砂岩、含砾不等粒砂岩为主，平均孔隙度30%以上，平均渗透率1530-2330×10-3um2，属高孔高渗型储层，非均质性较强，油气藏类型以构造层状油气藏为主，边底水活跃，地层能量充足，主要依靠天然能量开采。
PNST测井碳氧比模式不受地层水矿化度的影响，在孔隙度大于15%的地层中能准确区分油水层、判断油层的水淹程度。
该技术对进入中高含水期的复杂断块油藏剩余油挖潜有一定借鉴意义。
1 PNST脉冲中子全谱测井技术简介PNST测井技术，它实现了单一元素探测到全谱全过程测量，其测量精度高，有多种测量模式，一次下井可以完成全部能谱测量。
PNST测井仪外径89mm，长4.5m，重90kg，耐温150℃/4h，耐压70MPa，适用于套管外径为140mm～244mm 的套管井。
PNST测井仪一次测井能同时实现双源距碳氧比、中子寿命、脉冲中子-中子、能谱水流4项功能；测井曲线信息丰富，主要包括剩余油评价的碳氧比、地层俘获截面、近远计数比、氧活化指数等曲线；在缺少裸眼井测井资料时也能提供评价储层岩性物性的泥质含量、孔隙度、饱和度等解释信息，独立地进行套后地层参数评价；能识别气层，指示强力出水层。
MD、TVD和TVDSS地质含义解析
MD、TVD和TVDSS地质含义解析
MD、TVD和TVDSS地质含义解析
补⼼⾼度：是指钻井平台到地⾯的距离，称为补⼼，这个⾼度即为补⼼⾼度。
从测井⾓度说，补⼼海拔意思是，钻杆从钻井平台上开始下放，⽽测井都是从地⾯为基准⾯开始测试的，这中间就会有个钻井平台本⾝⾼度的差异，是为补⼼。
补⼼海拔＝地⾯海拔＋钻机补⼼⾼度
钻机补⼼⾼是钻机基础⾯到钻机转盘⾯之间的垂直距离。
⽣产井测井有裸眼井测井和套管井测井之分，裸眼井指的是钻台还在，套管还没下或下了部分(表套技套)，测井的对象是没有下套管的井眼，⼀般测量9条常规曲线(⾃然伽马、声波、电阻率…)，此时测井的深度是从钻台⾯计算的，计算某深度的海拔就需要补⼼海拔了。
套管井测井就是全井都是下套管的，测量对象⼤都是套管内的流体性质等(七参数等)此时钻台已经移⾛，此时的基准深度是井⼝，相当于地⾯了，此时计算海拔就靠地⾯海拔了。
详细单词及其解释：
KB（kelly bushing）：补⼼海拔
MD（measured depth）：测量深度；
TVD(true vertical depth）：垂直深度；
TVDSS(true vertical depth subsea）：⽔下真实垂直深度；
TVT(true vertical thickness）：真实垂直厚度；
TST（true stratigraphic thickness）：真实地层厚度。
套管井电阻率测井方法及其影响因素分析
等 ： 一 枷 ｃ （ ［ ｚ
ｚ ］ ＇
（４ １）
３ — ａｆ （一） ４ 丌 １ ａ ＇ａ ２ ａ ｌ 一 ×
：
Ｊ ＋ 一ｘＸｏ ａｚ ７ （ Ｉ （ｏ￣ ］ ） ｏ 警 Ｋ ）（ｄ，（ １１ ｚｓ）Ｊ １ ）（ ｃ “’ ） 。
电位二阶微商的表达式【 ， 电位二阶微商与周 围
介质参 数 的关 系 ．
ｕ‘＝Ｉ ｆｍ ｃ（ ｄ ） ）
和
１ 无 套 管 时 井眼 电场 分 析
假设井 眼 电阻率为 Ｐ 且半径 为 口， 层 电阻 率 １ 地 为 Ｐ ， 电电极 Ａ位于井 轴上 （ １ ， ２供 图 ）考虑 到轴对 称
其 中 ａ＝ ｚ ａ， 是 观察点 到 电极 的距 离 ， 井眼 ／ 口是
半 径 ； ＝ Ｐ １ ２ｐ ．
基于式（３ 、 １ ） １） （４ 的计算 ， 中场 区的电场强度和电 位 的二 阶微 商 能够 通 过 下式 得 到 足够 精 确 的描 述 ，
经整理得出井眼电场强度和电位 的二阶微商分别为
分别 为
［ ｃ × ＋
Ｅ：１ ｚ（ ｎ ）］ （） Ｃ ＋ Ｂｚ （ ｄ １ ［ ｚ ３
和
Ｊ＋ 一ｘＸｏ ～。 ㈤ （ １ Ｘｎ Ｊ ｏ 警 １Ｋ ）（ ｓ １ （ｉ Ｉ） ） “ ｃ
自电法测井 出现 以来 ， 们一 直 试 图将 其 用 于 人
套 管井测 井 ， 因为 裸 眼井 地 层 评价 只说 明 地层 的静
态 情况 ． 田投 入开发后 ， 油 地层 参数 随着地 层 流体 的
产生和其他流体的注入而不断变化 ， 无论是开发方 案 的调 整 ， 二次 采油或 是三 次采油 ， 都需 要 了解 地层
套管井测井资料评价
a
4
2、磁定位测井要求
(1)磁定位曲线应连续记录，接箍信号峰显示清楚，且不应 出现畸形峰，干扰信号幅度小于接箍信号幅度的1/3。
(2)目的层段不应缺失接箍信号，非目的层段不应连续缺失 两个以上接箍信号。
(3)油管接箍、井下工具等在曲线上的测井响应特征应清晰 可辨。
a
5
自然伽马（GR）
(1) 反映地层的岩性。与裸眼井的自然伽马曲线对比，对测量 深度进行控制, (2）通过两样测得自然伽马与裸眼完井自然伽马对比确定井号， 这样避免因井号错误，导致射孔时无法判别正确井号，产生误 射孔。
a
15
（3）CBL和VDL综合解释：
①自由套管，即未胶结的套管：
这种情况出现在水泥返高以上或者由于固井水泥被替挤的井段。大部 分的声能将通过套管传到接收器，而很少透射到地层中。所以它的特点是：
a、声幅( CBL)幅度高。 b、声波变密度(VDL)测井记录上套管波很强。 c、声波变密度(VDL)测井记录的地层波很弱或根本没有。 d、在套管接箍处，在声波变密度(VDL)测井记录中套管波出现人字纹。 且套管波传播时间略增。声幅( CBL)幅度略减。套管接箍显示的两个峰间 距离，为发射器到接收器的距离。
套管井测井资料评价
a
1
(一）两样（磁定位，自然伽马)测井资料评价 （二）声波变密度（VDL)固井质量评价测井 （三）声波变密度（VDL)资料在验收中应注意 的问题
a
2
(一）两样（磁定位，自然伽马) 测井资料评价
a
3
1、磁定位工作原理
磁定位（CCL）测井以永久磁铁为静磁场源，探测穿过线 圈的磁通量。遇到套管接箍时，磁定位(CCL)低平背景上出 现尖峰突跳。这有利于准确确定套管接箍位置，从而有利于 深度控制。
套管井测井评价
从右图中可以看出CBL曲线幅值
始终控制在10%以内，从CBL评价一 界面胶结质量是优质。然后从VDL图 上我们可以看到第一界面的胶结质 量是良好的，而二界面的胶结质量 很差，属于典型的“左浅右浅”。
吐哈油田工程技术研究院
一界面未胶结、二界面胶结良好
从右图中可以看出CBL曲线幅值
始终大于70%，从CBL评价一界面胶 结质量是很差的。然后从VDL图上我 们可以看到第一界面的胶结质量是 很差的，而二界面的胶结质量良好， 属于典型的“左深右深”。
加测分区水泥胶结测井（SBT）等项目。
吐哈油田工程技术研究院
一、固井声幅测井（CBL）
通常采用与VDL合测的组合测井仪，
且采用单发双收声系，第一个声波接收 器记录 CBL 信号，源距 0.91m 。第二个声 波接收器记录VDL信号，源距1.52m。 方法：在预计的水泥面以上“自由 套管段”调节仪器，然后将仪器下至井 底，由下而上测出CBL曲线。
吐哈油田工程技术研究院
一、二界面均未胶结
从右图中可以CBL曲线幅值基本
大于80%，从CBL评价一界面胶结质 量是很差的。然后从VDL图上我们可 以看到第一、二界面的胶结质量均 是很差的，属于典型的“左深右 浅”。说明水泥在一、二界面上和 套管、地层没有胶结。
吐哈油田工程技术研究院
三、 SBT扇区水泥胶结评价测井
质量评价方法
各种胶结情况的CBL/VDL响应
吐哈油田工程技术研究院
2、检查压裂效果
压裂就是用相当大的压力向井内注入带有支撑剂的压裂液，压裂低
渗地层。在压力取消后，由于支撑剂的存在，裂缝依然保持，从而提高 裂缝的渗透率。由于裂缝的存在，传播时间增大，衰减增大，地层波幅
度减小。变密度测井图上，地层波条带颜色变浅。
声波测井课_套管井声波测井
2000
R2 = 0.9949
1500
1000
500
0
10
20
30
40
50
60
水泥环厚度,mm
完全胶结时地层波幅度与水泥环厚度关系：厚度越厚，地层波幅度越小
三、 影响地层波幅度的各种因素 (2) 地层特性
地层密度越高，地层波幅度越大
地层波相对幅度
砂岩地层地层波幅度与泥质和孔隙度关系
2
23
Z3 Z3
Z2 Z2
套管波幅度的与水泥胶结质量关系? 套管波随一界面窜槽角度变化波形图
1.00
0.80
归一化套管波幅度
0.60
0.40
0.20
0.00
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
微环隙宽度(cm) 流体环隙宽度(cm)
套管波幅度与一界面流体环隙宽度的关系
水泥密度,g/cm3
5
10
15
20
流体环隙宽度（mm）
低密度、高密度水泥固井 和自由套管时套管波比较
不同水泥密度固井的套管波幅度与一 界面流体环隙宽度的关系
二、 影响套管波幅度的各种因素
3)水泥环对套管波幅度的影响 c.水泥环的厚度的影响 水泥环的厚度增加，也将使套管波的幅度减小。实验表明水泥厚度小于3/4英 寸（1.905cm）时，随着水泥环厚度增大，套管波的衰减系数也增大。当水泥 环厚度大于3/4英寸时，衰减系数保持不变。
自由套管的厚度对衰减系数影响不明显,当套管外有水泥固结时,衰减系数与套 管厚度有关。在水泥抗压强度一定时，随着套管厚度增大，衰减系数减小，即 声幅度增加 。
1.1
地层测试2-1.
伸缩接头、安全接头
压力控制 测试系统 示意图
压力控制测试器 液压标准工具（HRT） 封隔器
教材65
2、测试过程--以MFE测试为例 四个过程
（1）下入井内
测试阀
关闭
旁通阀
打开
松开
将测试器接在钻 杆底部，下至测试 层段。 井筒内的钻井液由 筛管经旁通阀和环形 空间返至地面。
封隔器
筛管
教材64
2、测试过程--以MFE测试为例
C1-- C2曲线段形状决定于地层的渗透率、 流体的粘度、密度和测试层的厚度。
旁通阀
座封
封隔器
筛管
教材66
1、压力（特征）卡片
初关井压力
关闭
测试阀
初关井 D点--初关井压力：初关井的压力恢复 过程。(如果关井时间足够长，D点压 力将是地层静压力)。
一口井作为激动井，另一口或
数口井作为观测井。（井间压 力响应）
8-132
井间示踪剂测试
4-112
向井内注入携带有示踪剂的流体， 7-101 在邻近的生产井中检测示踪剂的开采动态。
7-08
5-102 6-82
教材98-101
第一节
地层测试简介
二、测试方式--常用钻柱测试、电缆测试 1、钻柱测试（DST）
教材66
封隔器
筛管
1、压力（特征）卡片
测试阀
旁通阀
封隔器
筛管
常用压力曲线
教材66
1、压力（特征）卡片
测试阀
关闭 打开
旁通阀
下入井内
封隔器
松开
筛管
A段--钻井液静液柱压力：随工具下井 深度增加而增加的。
教材66
1、压力（特征）卡片
地层参数测井技术
地层参数测井技术
脉冲中子测井基础
地层参数测井技术
C/O测井
下井仪器使用中子管按一定时序发射14.1MeV的中子； 的中子； 下井仪器使用中子管按一定时序发射 一定时序发射 的中子 使用闪烁晶体伽马射线探测器和多道能谱采集系统， 使用闪烁晶体伽马射线探测器和多道能谱采集系统，按 相应时序采集伽马射线能谱
0.60
So=0
0.56
0 10 20 30 40
0.56
测
30 40
0
10
20
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
器
φ (%)
0.88 0.84 0.80 0.76
φ (%)
0.88
In 8-5/8” Csg
So=1 Yo = 1 So=0
0.84 0.80 0.76
In 8-5/8” Csg
So=1 Yo = 1 So=0
FCOR
地层参数测井技术
硼(钆)-中子寿命测井 钆 中子寿命测井
方法： 方法： 用硼或钆溶液替换井筒内液体，加一定压力， 用硼或钆溶液替换井筒内液体，加一定压力， 溶液进入和渗透到地层内部， 硼 (钆)溶液进入和渗透到地层内部 ， 增大地 钆 溶液进入和渗透到地层内部 层可动水的热中子宏观俘获截面。 层可动水的热中子宏观俘获截面。测量渗硼 (钆)前后地层热中子俘获截面的变化 ， 评价 前后地层热中子俘获截面的变化， 钆 前后地层热中子俘获截面的变化 射孔层段地层的可动水，检测窜槽。 射孔层段地层的可动水，检测窜槽。 工艺关键： 工艺关键： 渗入液不扰乱地层剩余油分布状态
由地层俘获截面测井结果计算含水饱和度
Sw =
物 质 泥 岩 砂 骨 岩 架 淡 水
Σ f − Σ ma (1 − φ − Vsh ) − Σ hφ − Σ shVsh
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0.4343T
lg N1 lg N 2
（9-32）
实际测井时并不是直接测热中子的密度，而是测定 t1 、 t2与n1及n2成正比的由两道门测得（的10俘-40获）伽马射线计 数率N1及N2，由此可得：
1 lg N1 lg N 2
v v 0.4343T
（9-41）
2.固定门测量方法
固定门测量方法指：
3.快中子的弹性散射及其减速过程
所谓弹性散射，是指中子和原子核发生碰撞后， 系统的总动能不变，中子所损失的动能全转变成反 冲核的动能，而反冲核仍处于基态。
弹性散射一般发生在14Mev的中子进入地层以 后10-6～10-3秒之间。至于同位素中子性散射为主。
描述这个过程的主要参数有： ①岩石的宏观俘获截面，即1厘米3的介质中所 有原子核微观俘获截面的总和，单位为厘米-1。
②热中子扩散长度S，即热中子从产生到被吸收 为止的自由行程的平均值；
③热中子寿命，即中子在岩石中从变为热中子 的时刻起到被吸收的时刻止，所经过的平均时间。
第二节 中子寿命测井
一、基本概念
中子寿命测井（NLL）也叫热中子衰减时间测井
（TDT），是脉冲中子测井中最常用的一种，记录的
是热中子在地层中的寿命。 1、与宏观俘获截面的
关系为：
1
V
（9-13）
的计算
①若矿物骨架或孔隙流体是由一种化合物组成的，则其 热中子宏观俘获截面为
602 M
(C1 1
Cn n )
（9-20）
式中：
为物质的密度，克/厘米3；
3、中子源的主要参数：中子的能量是指它的动能 ；源 的半衰期指发射轰击粒子的放射性同位素的半衰期。
二、中子与地层的相互作用
1.快中子非弹性散射
快中子与地层中的靶核发生反应后，处于激发态的靶核 常常以发射伽马射线的方式放出激发能而回到基态，由此产 生的伽马射线称为非弹性散射伽马射线。中子的能量必须大 于靶核的最低激发能级才能发生非弹性散射。
第九章
套管井地层参数测井
中子测井 中子寿命测井 碳氧比能谱测井 过油管储层评价测井
第一节 中子测井的核物理基础
一、中子源
1、同位素中子源：利用放射性同位素核衰变放出的高 能粒子去轰击某些靶物质，实现发射中子的核反应 的中子源，分为(,n)和 (,n)两类。
2、加速器中子源：加速器是用人工方法使带电粒子获 得较高能量的装置。利用各类加速器所加速的带电 粒子去轰击靶核，可以引起发射中子的核反应。这 类中子源强度高，可以在广阔的能区中获得单色中 子，可以产生脉冲中子，加速器不运行时，没有很 强的放射性。
落误差相差很大，用这些记数进行运算
所得结果误差也较大。
图9-4 固定门时间分 布示意图
3.比例因子法
比例因子法是将仪器测量时间的分 配随被测地层的中子寿命长短而自动进 行调节，使测量结果包含的涨落误差较 小的一种测量技术。
4.中子密度的空间分布与源距的关系
图9-6给出的的测量值是在模型井中 测出的由图可知，在靠近源处， 测量 值小于真值；当源15-20英寸时， 的测 量值随源距单调增加；当源距等于30英 寸（76.2厘米）时， 的测量值大于其 真值。实验还证明，当地层含氢量增加 时，对应于测量值等于其真值的源距 较小。
M 为物质的克分子量，克/克分子；
Ci 为每个分子中第i种核的个数；
i
为第i种原子核的热中子微观俘获截面，单位为巴（即 10-24厘米2）；
n为该物质的分子是由几种原子核组成的。
的计算
②若地层孔隙流体为地层水、原油和天然气的混合物， 则按其体积比可以计算值。 对于纯地层来说，其总的宏观俘获截面为
ma (1 ) wSw h (1 Sw ) （9-21）
当地层含有泥质时（9-21）式变为
ma (1 Vsh ) wSw h (1 Sw ) V sh sh （9-22）
二、 和的测量方法
1.脉冲中子源造成的热中子密度时间分布
在离源某一位置，在确定的时刻可使由扩散引起的
热中子变化为零。此时中子密度随时间变化的分布规律
为：
t
n n0e
图9-6 的测量值与源 距的关系
三、 中子寿命测井的显示方式
现代的中子寿命测井仪安有两个探测器，叫双探测器或 双源距寿命测井仪。这种仪器测井时记录下列曲线：
（1）中子脉冲时间宽度及各测量门的时 间宽度固定；
（2）基本延时选定后固定不变不可调；
（3）中子脉冲的重复频率固定。
微分道分别在中子脉冲停止后记录 门I、门II、门III及本底计数率。各测 量门的时间宽度是。中子脉冲宽度为。
该方法的主要缺点是：测量门的时
间分配不能根据实际需要在测量过程中
进行自动调节，各道读数中所包含的涨
2.快中子对原子核的活化
快中子除与原子核发生非弹性散射外，还能 与某些元素的原子核发生(n,) 、(n, P)和 (n,) 核反 应。其中，由快中子引起的(n,)反应截面非常小， 在放射性测井中没有实际意义。而(n,) 和(n, P)的 反应截面都比较大，并且中子的能量越高反应截 面越大。
由这些核反应产生的新原子核，有些是放射 性核素，以一定的半衰期衰变，并发射或粒子。 活化核裂变时放出的伽马射线称为次生活化伽马 射线。
中子从初始能量减速为热中子（0.025Mev）所 需平均碰撞次数叫热化碰撞次数。计算公式为
热化碰撞次数= ln(E0 / 0.025)
（9-9）
4.热中子在岩石中的扩散和俘获
快中子减速为热中子后，与物质的相互作用不再 是减速,而是在地层中的扩散。热中子在介质中的扩散 与气体分子的扩散相类似，即从热中子密度（单位体 积中的热中子数）大的区域向密度小的区域扩散，直 到被介质的原子核俘获为止。
非弹性散射的阈值为一个快中子与一个靶核发生非弹性 散射的几率叫非弹性散射截面，单位是“巴”，即10-24厘米2。 非弹性散射截面随着中子能量增大及靶核质量数的增大而增 大。
同位素中子源发射的中子能量低，超过阈能的中子所占 的比例很小，引起非弹性散射核反应的几率小。但中子发生 器发射的14Mev的中子射入地层后，在最初的10-8—10-7秒的 时间间隔里，中子的非弹性散射占支配地位，发射的伽马射 线几乎全部为非弹性散射伽马射线。