测井总结

一、自然电位测井（SP）

1、概念

1）自然电位测井：在钻井的过程中，钻井液（泥浆）（有不同类型：淡水泥浆和盐水泥浆、水基泥浆和油基泥浆）与钻穿的地层孔隙流体（地层水、石油、天然气）之间通过扩散－吸附作用（电化学作用）自然会产生一种电动势，测量这种电位差的测井方法就是SP测井。

2）自然电位曲线：将测量电极N放在地面，M电极用电缆送至井下，提升M电极沿井轴测量自然电位随井深的变化曲线成为自然电位曲线（即为SP曲线）

2、

1）自然电位场的产生：由于钻井液（泥浆）和孔隙流体（地层水、油、气）具有不同的矿化度，即含有的离子的浓度不同，井壁附近两种不同矿化度的溶液接触产生电化学作（扩散——扩散吸附作用），产生电动势造成自然电场。

2）机理：扩散－扩散吸附作用（扩散电动势：渗透性隔膜——砂岩；扩散吸附电动势：泥岩隔膜）

3）井内自然电位产生的原因：①不同浓度的盐溶液相接触时的扩散和吸附作用；②盐溶液在岩石孔隙中的渗滤作用；③金属矿物的氧化还原作用等。

3、SP测井

1）SP曲线的泥岩基线：实测SP曲线没有绝对的零点，而是以井段中较厚的泥岩层的SP幅度为基线，称泥岩基线

2）静自然电位：自然电位的总电动势，即自然电流回路断路时的电压SSP。

3）自然电位的幅度：自然电流在井中泥浆柱上产生的电压降。（大小取决于地层与泥浆的离子交换量，所以水层的幅度大于油层）。测井上定义自然电位SSP：

4）自然电位的幅度异常△Vsp ：自然电流在井中泥浆柱上产生的电压降。以泥岩为基线，渗透层偏移基线的幅度值。

5）渗透层：

相对于泥页岩基线，当Cw>Cmf，基线处于正电位，渗透性砂岩呈负异常。相反异常幅度与粘土含量成反比，Rmf/Rw成正比。（Cw

6）半幅点：幅度变化的中点，a,b，对应厚地层一般对应于地层的界面。

4、影响因素：

1）地层水和泥浆中含盐浓度比值；

2）岩性：自然电位幅度随泥质的增加而降低；

3）温度：T增加，K增加，Es增加，△Vsp增加

4）泥浆和地层水的化学成分：当ri、rt增大，则I降低、△Vsp降低。所以在相同条件下，油层的△Vsp<水层的△Vsp；

5）地层电阻率的影响；

6）地层厚度h的影响：h增大,则△Vsp增大并趋近于SSP；ΔVSP随厚度的减薄而减小，（薄层的△Vsp?SSP）；

7）井径和侵入带直径的影响：井径扩大使井的截面加大，自然电流在井内的电位降变小，ΔVSP降低；泥浆侵入相当于扩径影响。

5、应用

1）砂泥岩剖面判断岩性：淡水泥浆（Cw>Cmf 即RwRmf）；砂岩SP正异常；泥岩段SP曲线基线（负电位）

2）划分渗透层及层界面：SP曲线上一切偏离泥岩基线的明显异常是孔隙性和渗透性较好的储集层的标志。

3）估算泥质含量：碎屑岩泥质含量增加，将使其自然电动势减小，从而使SP幅度减小

4）计算地层水的电阻率Rw：在评价储油层时，常要计算岩层孔隙度、含油饱和度等重要参数，在确定这些参数时都需要Rw，用SP曲线幅度值求Rw是最常用的方法之一。

5）判断油气水层和水淹层；

6）与其他资料结合进行地层对比；

7）研究沉积相；

二、普通电阻率测井

1、阿尔奇第一公式——岩石电阻率与孔隙度的关系：将各地层因素与孔隙度数据标在双对

数坐标系下，发现二者成线性关系，因此可拟合出关系式：

m

w

R

a

F

R

φ

==

（a是与岩性

有关的系数，变化范围为0.6-1.5；m为胶结指数，与岩石的胶结情况有关）

2、阿尔奇第二公式——岩石电阻率与含油饱和度的关系：电阻率增大系数与含水饱和度之

间存在下列关系，即著名的阿尔奇第二公式：

n

o

n

W

t

S

b

S

b

R

R

I

)

1(

0-

=

=

=

（其中b是

岩性系数，n为饱和度指数，SW为含水饱和度，SO为含油饱和度。）3、概念：

1）电阻率测井：一类通过测量地层电阻率来研究井剖面地层性质的测井方法。

2）地层电阻率：表示地层导电能力的物理量，相当于截面积为1m 2，长度为1m 的单位体积岩石的电阻值，单位为（Ω·m)。

3）电阻率测井类型：①梯度电极系测井；②电位电极系测井；③微电极系测井；④侧向测井；⑤感应测井（①②③为非聚焦测井即普通电阻率测井，④⑤为聚焦测井）

4）岩石电阻率的决定因素：①岩石电阻率与岩性的关系；②岩石电阻率和地层水性质的关系；③岩石电阻率与孔隙度的关系——阿尔奇第一公式；④岩石电阻率与含油饱和度的关系——阿尔奇第二公式

4、实验室“四极法”

1）“四级法”测量岩石电阻率的原理： MN U S R L I ?=?

MN

U k I ?=?

2）电极系：由供电电极A 、B 和测量电极M 、N 按一定位置和间距固定在一个绝缘体上构成普通电阻率测量系统。通常电极系下井仪：三个井下电极，另一个地面电极。

①成对电极：供电电极A 、B ，或者是测量电极M 、N 。

②单电极：三个井下电极中，另外一个与地面电极接在同一电路的电极称为单电极。

m

L N

M A B E K 1R 2R G

③梯度电机系：单电极A到相邻的成对电极M的距离远大于成对电极MN之间的距离的电极系称为梯度电极系（底部梯度：成对电极在下方；顶部梯度：成对电极在上方）

（记录点：成对电极M、N（A、B）的中点O，是测井的深度参考点；电极距L：单电极到记录点之间的距离（AO ）；探测深度（指探测器的横向探测深度）：对普通电阻率测井来说，以供电电极为中心，以某一深度为半径的球面内包含的介质对测量结果贡献为50%时，此半径为探测深度。）

④电位电极系：单电极A到相邻的成对电极M的距离远小于成对电极MN之间的距离的电极系称为电位电极系。

（记录点：单电极到相邻成对电极中点(AM的中点O) ；电极距L：单电极到相邻成对电极的距离（AM）；探测深度：电位电极系探测半径为2L）

3）电极系命名：

梯度电极系（顶部，底部）：X米底部（顶部）梯度电极系【例：M 2.25 A 0.5 B（2.5米底部梯度电极系）】

电位电极系：X米电位电极系【例：A 0.5 M 2.25 N（0.5米电位电极系）】

4）梯度电极系理论曲线曲线特点：

①顶部梯度：高阻层顶界面出现极大值，底界面出现极小值。

②底部梯度：高阻层底界面出现极大值，顶界面出现极小值。

③地层中部：由于地层较厚，视电阻率的测量不受上下围岩的影响，出现一个直线段，等于地层的真实电阻率。

5）电位电极系理论曲线曲线特点：

①曲线对称于地层中点，在中点有Ramax；

②地层界面在曲线上没有明显特征，一般不用它定界面；

③ Ramax在侵入不深时，代表地层真实电阻率，侵入深时，代表侵入带电阻率；

④当h

厚度为标准，我国L=0.5m。

5、视电阻率测井影响因素

1）电极系的影响；

2）井的影响：井径和井内泥浆电阻率

3）围岩和层厚的影响

4）侵入影响：（①增阻泥浆侵入（泥浆高侵：Rxo>Rt），一般发生在水层；②减阻泥浆侵入（泥浆低侵:Rxo

5）高阻邻层的屏蔽影响：相邻高阻薄层之间发生减阻屏蔽和增阻屏蔽影响，产生曲线畸变

6）地层倾角的影响（引起地层偏大的误差）

6、视电阻率曲线的地质应用

1）划分岩性剖面（①在砂泥岩剖面上，采用顶部和底部梯度电极系测的极大值确定高阻层的顶、底界面；②视电阻率曲线和SP曲线相结合就可以粗略确定储集层——高阻油气层（油气层，视电阻率表现为高值；泥岩层的视电阻率值一般较低））

2）求岩层的真电阻率

3）求岩层的孔隙度（利用阿尔奇公式）

4）确定油层的含油饱和度（利用阿尔奇公式）

7、普通电阻率测井存在的问题：

1）受井眼（泥浆分流严重）、围岩、侵入等多种因素的影响，曲线变化平缓，无法分辨岩层；

2）纵向分辨率低

3）视电阻率值与地层真实电阻率值差别较大

三、侧向测井

1、概念

1）侧向测井（LL），根据同性电相斥的原理，在主电极的两端供以相同极性的屏蔽电流，使主电流垂直井轴而流入地层来测量地层电阻率的方法。（特点：主电流被聚焦，侧向流入地层，使井眼围岩等的影响较小）

2）侧向测井分为：三侧向，七侧向，双侧向，双电极，微侧向，邻近侧向，微球形聚焦

3）

2、三侧向测井：

1）原理：在测井过程中，主电极电流I0保持恒定，通过调制放大器等电路装置，调节屏蔽电流Is 保持三个电极的电位相等210A A A U U U ==，测量主电极A0与对比电极

N 的电位差，最终通过下式得到视电阻率。0I U

K R a ?=

2）曲线特征：①视电阻率曲线对地层中心对称。②读数：读取地层中点的视电阻率值或取地层中部的几何平均值。

3）应用：

①判断油水层：

油层，出现“正幅度差”或称“正差异”，R d LL3>R s LL3；水层，一般出现负幅度差， R d LL3

A 井眼校正；

B 围岩-层厚校正；

C 侵入校正 ：第一种方法：利用选择侵入校正图版和侵入校正图版；第二种方法：利用深、浅三侧向组合图版

4）优点：

三侧向测井由于屏蔽电流使主电流径向流入地层，所测视电阻率曲线受井眼影响小，且主电极很短，围岩影响减弱，纵向分辨能力加强，有利于划分薄层

5）缺点：

6）深、浅三侧向测井电极系：

①结构差异：屏蔽电极的长度以及回路电极的位置；

②电流分布差异：深三侧向测井电极系发出的主电流分布为径向圆盘状，深入到较远处才开始发散；浅三侧向测井电极系发出的主电流径向流入地层不远处即开始发散；

③视电阻率反映：深部原状地层和井壁附近岩层

3、七侧向测井：

1）恒流测量原理：通过调整屏蔽电流的大小，在测量过程中维持两对监督电极之间的电位相等，迫使主电流径向流入地层。

2）原理：在测井的过程中，记录任一监督电极M 与对比电极N 之间的电位差（由于对

比电极N 离电极系的位置较远，实际测量的只是监督电极M1的电位）

01I U K R M a =

3）缺点：

①七侧向在纵向分辨率、原状地层电阻率、冲洗带电阻率测量等方面有所改善；

②但是由于深浅七侧向的电极距不同，因此它们的纵向分辨率不同，受到的围岩的影响不同，这给解释造成了一定的困难（重叠法确定地层的含油性）。

4、双侧向测井：

1）原理：测量过程中主电流Io 保持不变，自动调整屏蔽电极A1、A1‘、A2、A2’电流使得不变（a 给定），且满足两对监督电极电位差为零。根据视电阻率表达式：01

I U K R M a =深浅侧向记录的电阻率通常用 LLD R 和LLS R 表示。

2）曲线特征及影响因素：-

①特点：曲线关于地层中心对称，在地层中部出现极值，一般读取视电阻率时取地层中部的极值。

②影响因素及校正：井眼及井眼校正图版；围岩-层厚及围岩校正图版；侵入及侵入校正图版

3）应用

①快速、直观判断油、水层

②将深浅双侧向曲线重叠绘制，以出现“幅度差”划分渗透层

四、微电阻率测井

1、 1）目的：测量Rxo ，提高测井分辨率

2）特点：极板贴井壁测量

2、微电极性测井

1）原理：

微电极系测井是贴井壁同时测量的，因此它主要受到泥饼、侵入带和原状地层的影响以

2）曲线特点

采用重叠法把微电位和微梯度两条测井曲线一同绘制，有的井段重合，有的井段是分离的，把曲线分离叫有幅度差。

正幅度差：微电位曲线幅度大于微梯度曲线，称“正幅度差”；

负幅度差：微电位曲线幅度小于微梯度曲线，称“负幅度差”

渗透层井段在微电极曲线上最明显的特征就是有幅度差

3）应用：

①划分岩性剖面：

a.含油砂岩和含水砂岩：有明显的幅度差

b.泥岩：泥岩的电阻率较低，微电极曲线幅度低，没有幅度差或有正负不定的幅度差

c.致密灰岩：微电极曲线幅度特高，常呈锯齿状，没有幅度差

②确定岩层界面

③确定含油砂岩的有效厚度：具有划分薄层和区分渗透和非渗透性岩层两大特点 ④确定井径扩大井段

3、微侧向测井

1）测量原理：

2）应用：

①划分薄层

②确定冲洗带电阻率 当泥饼厚度mm h mc 6<时，泥饼对测量结果的影响可以忽略，微侧向的视电阻率XO MLL R R = ； 当泥饼厚度mm h mc 6>时，需要将MLL R 经过图版校正得到XO R 。

4、邻近侧向测井

1）原理：见课本

5、微球形聚焦测井

1）见课本

2）应用：

①划分薄层；②确定R xo；③参加组合提供R xo（有可动油气，R MSFL

五、感应测井

1、原理：研究交变电磁场特征，反映介质电导率线圈系：深浅六线圈双感应

2、感应测井曲线具有以下特点：

1）低电导率地层对应低的视电导率，高电导率地层对应高的视电导率；

2）当目的层上下围岩相同时，测得的电阻率曲线于目的地层中部对称；

3）地层厚度大于2m时，曲线半幅点对应地层界面；地层厚层小于2m时，界面位置向曲线峰值方向移动。

3、曲线应用：（感应测井尤其适合低电阻层的测量，因为其测量的是电导率，低电阻对应高电导，反应敏感）

1）划分渗透层：H>2m“半幅点”法划分层界

2）测井曲线的读取（Rt=1/电导率，单位：mS/吗，1000/电导率）

3）确定Rt（均质、围岩层厚、侵入校正）

4、电磁波传播测井

1）区分油水层（尤其适用于低阻油层）

2）介电常数：介质在外加电场时会产生感应电荷而削弱电场，介质中电场与原外加电场（真空中）的比值

六、声波测井

1、概念：

1）V纵>V横

2）声波阻抗：介质密度和传播速度的乘积，Z=ρv

3）声波时差：声波通过单位距离所需的时间

4）影响声波时差曲线的主要因素：

①测量方式；②井径变化的影响（砂泥岩分界面处：砂岩缩径而泥岩扩径；产生假异常）；

③地层厚度的影响（薄层：目的层时差受相邻地层时差影响较大）；④“周波跳跃”现象的影响

5）周波跳跃：声波时差曲线上出现“忽大忽小”的幅度急剧变化的现象

2、声波速度测井

1）仪器结构：单发双收

2）原理：测量的是滑行波首播到底两接收器的时间差

3）影响因素：

①井径：砂泥岩分界面处：砂岩缩径而泥岩扩径；产生假异常

②厚度（I>0.5米）：薄层目的层时差受相邻地层时差影响较大

③气层（周波跳跃）：常利用“周波跳跃”现象，判断裂缝发育地层和寻找气层

4）井眼补偿声速测井：双发双收声系

5）应用：

①确定岩性和孔隙度：适用于泥质含量较少的单矿物岩石

②识别气层和裂缝：气层和裂缝在声波时差曲线上的特征:时差增加或出现“周波跳跃”

③划分地层

④检测压力异常和断层：a正常地层压力：声波时差与深度的关系在半对数坐标图上为一直线，称为正常趋势线；b超压地层特点：孔隙度相对较大，声波时差相对增大，明显偏离正常趋势线

3、声波幅度测井

1）水泥胶结测井（CBL）：检查固井质量

相对幅度：<20%良好；>40%胶结不好

胶结指数BI：越小越差，1最好

2）裸眼井声幅测井：碳酸盐岩或坚硬砂岩中找裂缝带

3）声波变密度测井（VDL）：反映水泥胶结情况（第一、二界面）

①自由套管：套管波强，地层波弱

②一界面交接好，二界面差：套管波弱，地层波弱

③一界面交接好，二界面好：套管波弱，地层波强

七、GR、放射性同位素测井

1、概念

1）伽马测井：以研究伽马辐射为基础，包括GR、NGS、地层密度、岩性密度、放射性同位素示踪测井等。

2）中子测井：以研究中子与岩石及孔隙流体相互作用为基础，包括热中子、超热中子、中子伽马、脉冲中子非弹性散射伽马能谱、中子寿命及活化测井等。

3）核素：指原子核具有一定数目质子和中子,并处在同一能态上的同类原子，用

X

A

Z表

示。

4）同位素：指核中质子数相同而中子数不同的核素,它们在元素周期表中占有同一位置5）稳定核素:不会自发衰变为另一种核

6）半衰期: 放射性核素因衰变而减少到原来一半所需的时间

7）光电效应：在高于某特定频率的电磁波照射下，某些物质内部的电子会被光子激发出来而形成电流，即光生电。

8）康普顿效应：即散射光中除了有原波长λ0的x光外，还产生了波长λ>λ0 的x光，其波长的增量随散射角的不同而变化

9）电子对效应：当辐射光子能量足够高时，在它从原子核旁边经过时，在核库仑场作用下，辐射光子可能转化成一个正电子和一个负电子

10）三种效应的总结：①对于低能伽马射线（Er<0.1Mev ），光电效应占优势；②对于中能伽马射线（0.1Mev2Mev），电子对效应占优势。

2、GR测井

1）测量井内地层岩石的总自然放射性

2）影响因素：①υτ的影响；②放射性涨落误差（统计误差）；③厚度的影响；④井的影响

3）应用：①划分岩性和地层对比：泥岩层GR幅度最高，纯砂岩地层，GR最低；②计算泥质含量；③估算Vsh

3、自然伽马能谱测井（NGS，主要测量铀，钍，钾）

1）测得五条曲线：U、TH、K、SGR、CGR（开不同能谱窗）

2）曲线特点：①上下围岩相同时，曲线对称于地层中点，并在地层中点取得极值；②地层厚度小于纵向探测范围时，地层厚度减小，曲线幅度降低；③地层厚度大于探测范围时，半幅点对应地层界面。

3）应用：①研究生油层；②寻找页岩储集层（可能成为产油层：钾、钍含量低，而铀含量高）；③寻找高放射性碎屑岩和碳酸盐岩储集层；④用Th/U研究沉积环境（a陆相沉积、

氧化环境、风化层，Th/U>7；b 海相沉积、灰色或灰绿色页岩， Th/U<7；c 海相黑色页岩、磷酸盐岩，Th/U<2。）；⑤求泥质含量

4、放射性同位素测井

1）先测伽马基线，再测注入示踪剂后的伽马值，进行对比分析应用

2）应用：

①找串槽；②检查封堵效果；③检查压裂效果；④测量吸水剖面；⑤计算相对吸水量

八、密度测井和岩性测井

1、密度测井原理：

1）原理：由源发射0.661Mev 的射线（排除电子对形成的可能性）—照射地层发生康普顿效应（采用能量窗口，避免光电效应的影响）—散射射线到达探测器—计数率N

2）地层密度

0(ln )

b LnN N k L ρ-=? 3）地层密度ρb = ρb ˊ + Δρ

4）应用：①计算孔隙度f ma b

ma D ρρρρφ--=；②密度测井和中子测井曲线重叠可以识别气层，

判断岩性；③密度—中子测井交会图，可以确定岩性，求得孔隙度

2、岩性密度测井原理：

1）光电吸收截面指数Pe ：描述发生光电效应时物质对伽马光子吸收能力的一个参数，即伽马光子与岩石中一个电子发生光电效应的平均光电吸收截面。Pe=S A /Z=aZ 3.6

2）体积光电吸收截面：∑==n i i i

V U U 1

3）应用：①识别岩性：体积光电吸收截面U 和光电吸收截面指数Pe ，都可以用来识别

性；②计算储集层的泥质含量Vsh ：Uma Ush Uma U Vsh ---=

)1(?；③识别地层中的重矿物：地层中含有重矿物时，Pe 显著增大，据此可以识别重矿物

九、中子测井

1、中子和地层的相互作用：

1）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。它包括超热中子、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。

2）快中子的非弹性散射：高能快中子与地层发生作用时，快中子被靶核吸收形成复核，

然后放出能量较低的中子，靶核仍处于激发态，而激发态的核放出特定能量的伽马射线后回到基态

3）热中子俘获：原子核俘获一个热中子而变为激发态的复核，然后，复核放出伽马射线回到基态。

4）快中子-减速H-热中子-Cl-被俘获

2、超热中子测井（SNP）（确定中子孔隙度）、补偿中子测井（CNL）和中子伽马测井（识别七层：中子伽马增大）

特征：致密岩石的中子伽马很高，气层的中子伽马很高，高矿化度的水层中子伽马很高

3、应用：

①划分岩性：和GR结合，孔隙性、渗透性地层中子伽马较低；

②识别气层：裸眼井：中子伽马高于相邻的储集层，但受侵入影响，某些侵入深时，显示不明显

③划分油水界面：水层Jnr相对高，油层Jnr相对低，与电测资料结合，可划分油水过渡带

十、成像测井

1、阵列感应测井（AIT）：

1）原理：阵列感应测井采用一系列不同线圈距的线圈系测量同一地层，从而得到不同探测深度的地层信息，进而评价原状地层及侵入带电阻率等参数

2）应用：①有较高的纵向分辨率，有助于薄油气层的识别；②有较深的径向探测深度，可提供原状地层电阻率；③有良好的钻井液侵入剖面特征展示；④清晰的流体识别能力

2、全井眼地层为电阻率扫描成像测井（FMI）

1）原理：见ppt

2）应用：①裂缝识别与评价；②沉积构造研究；③储层分析

3、偶极横波成像测井（DSI）：

应用：①探测气层；②识别裂缝；③估算地层渗透率；④判断地层各项异性；⑤分析岩石机械特征

4、组合式核磁共振测井（CMR）：

应用：①确定储层有效孔隙度；②确定储层绳头率；③确定残余油饱和度；④评价低电阻油层

十一、测井资料综合解释

1、测井资料综合解释基础：

1）评价储集层的基本参数：孔隙度、渗透率、饱和度、储集层的厚度

2）油气层必须具有的重要特性：孔隙性、渗透性

2、用测井资料评价储集层岩性和孔隙度的基本方法

1）定性解释：测井曲线综合分析、孔隙度曲线重叠法

2）定量解释：岩石体积模型

3）快速直观解释：交汇图法、双孔隙度交汇法

3、用测井资料评价储集层含油性的基本方法

1）定性解释：油层最小电阻率法、标准水层对比法、径向电阻率法、邻井曲线对比法

2）定量解释：阿尔奇公式

3）快速直观解释：曲线重叠法、交汇图法

十二、综合划分渗透层，识别油、气、水的方法总结

1、划分渗透层：

1）自然电位（SP）：相对泥岩基线出现负异常（淡水泥浆）

2）自然伽马（GR）：渗透层（砂岩）数值低于围岩（泥岩）

3）微电机（ML）：微电位与微梯度出现正幅度差，划分层界面

4）井径曲线：渗透层出现缩径（由于泥饼）

2、识别油（气）、水层：

1）电阻率曲线：油（气）层的电阻率幅度大于水层

2）自然电位：油（气）层的幅度小于水层

3）深、浅侧向（感应）：泥浆低侵（RllsRlld）为水层

3、划分油、气层

1）声波测井（△t）：气层声波时差出现明显增大（周波跳跃）

2）密度测井：气层密度明显低于油层，但密度孔隙度上升

3）中子测井：气层使中子测井读书降低（挖掘效应）

4）中子伽马：气层使中子伽马读书明显增高

5）深、中、浅电阻率：气层的正幅度差比油层明显