6章-密度及岩性密度测井

Pe
1.81 5.08 3.14 5.05 3.42 4.65 266.80 0.358 0.119 1.745 3.42
ρb
2.64 2.71 2.88 2.98 2.35 2.04 4.12 1.00 0.85 2.31 2.65
U
4.78 13.8 9.0 14.9 8.11 9.68 1070.00 0.398 0.11 4.07 9.05
密度测井曲线的应用
判别岩性 求孔隙度
判
别
岩
性
可利用单一的密度曲线，由不同的密 度值去识别岩性，也可以与声波、中 子测井结合判断岩性。 除判别岩性和求孔隙度外，密度测 井在煤田勘探中有广泛应用，煤层的 密度低于其围岩的密度，在密度曲线 上显示为明显的低读数。
求 孔 隙 度
若已知岩石骨架密度为ρma ，孔隙度为 φ ，孔隙中流体平均密度为ρf ，那么地 层的体积密度将为 ρb=φ ρf+(1-φ ) ρma φ =（ρma-ρb）/（ρma-ρf） 对于砂岩、石灰岩、白云岩、硬石膏， ρma分别是2.65、2.71、2.87、2.98 。
地层孔隙流体的影响
在仪器探测范围内（约 15 厘米深） 的渗透性地层中所含的流体主要为泥 浆滤液，其密度在 1 克 / 立方厘米左右。 如果是用低压天然气或空气钻井时， 因其密度要比泥浆滤液密度低很多， 必须用天然气的密度代替孔隙度公式 中的ρf ，否则将会有很大误差。
泥
质
影
响
通常泥岩和储集层中泥质密度小于岩 石骨架密度，若不考虑其影响求出的孔 隙度就偏大。
ρb
N
密度测井仪示意图
密度测井曲线
测井曲线包括：
体积密度 校正值 井径 自然伽马
有时还包括：
由由密度测井求出的 孔隙度和张力曲线。
密度测 井 的 影 响 因 素
井的影响
岩性影响 地层孔隙流体的影响 泥质影响
井 的 影 响
贴井壁双源距密度测井仪器的读数受井眼影响 较小，若 d<10in, 井的影响可以不计。但随着井 径加大，井的影响也增大。必要时可进行井眼校 正，否则测得的密度偏低，而求出的孔隙度偏大， 对储集层会得出过分乐观的结论。
岩性密度测井曲线
测井曲线包括：
岩性密度测井曲线Pe 体积密度测井曲线ρ 密度校正值Δ ρ
b
长源距计数率NLS
短源距计数率NSS 长短源距计数率比值NLS / NSS
岩性密度测井曲线的应用
划分岩性 识别裂缝
求泥质含量
一、划分岩性
Pe = U
ρb
U = ΦUf +(1- Φ)Uma
ρb = Φρf +(1- Φ) ρma
Vsh
或
≤
Vsh
≤
) Uma Ush - Uma Pe – Pe纯 Pesh – Pe纯
A段：Pe值近似为 5，应为石灰岩；
用 Pe 值 划 分 岩 性
C段： Pe值近似 为2，应为砂岩；
B段：可能为两种 矿物的混合岩性， 难于用Pe判断。
二、识别裂缝 岩性密度PE在重晶石泥浆井中指示裂缝
（ 苏4井 奥陶系 ）
岩性密度
体积密度
补偿中子
裂缝识别（DCA）
裂缝
裂缝
重晶石的 Pe 值是石灰岩、白云岩的40倍左右，达266 b / e
三、求泥质含量
若已知岩石骨架、泥质和孔隙流体的U参数分别为Uma ， Ush和Uf ，那么地层的体积密度将为
U=φ Uf+(1-φ -Vsh) Uma + UshVsh Vsh
U - (1-φ
=
) Uma - φቤተ መጻሕፍቲ ባይዱUf
Ush - Uma
U - (1-φ
Uf远小于Uma， φ 也不很大，所以φ Uf可以略去。则
岩 性 影 响
密度测井若采用石灰岩孔隙度单位进行刻度， 岩性不同时其骨架会造成附加孔隙度。
例如：
砂岩：孔隙度为零的砂岩，视石灰岩孔隙 度是3.5%； 白云岩：孔隙度为零的白云岩，视石灰岩 孔隙度是-9.4%；。 以石灰岩为标准刻度的仪器，如果忽略了岩 性的影响，对砂岩地层求出的孔隙度比实际 孔隙度大；而对白云岩地层求出的孔隙度比 实际孔隙度小。
第六章 密度及岩性密度测井
第一节 密度测井
本节内容
密度测井原理 密度测井影响因素 密度测井曲线的应用
密 度 测 井 原 理
仪器上的放射源向地层发射伽 马射线，经地层散射吸收后， 有部分经过散射的光子由两个 伽马射线探测器所接收。源和 探测器之间由屏蔽隔开，使源 发射的伽马光子不能直接射到 探测器。仪器背向地层的一方 也屏蔽起来，以减小井的影响。 地层的密度不同，对伽马光子 的散射和吸收能力不同，探测 器记录到的读数也不同。
根据密度测井的ρb值求孔隙度图版
第二节 岩性密度测井
本节内容
岩性密度测井原理
岩性密度测井曲线的应用
岩性密度测井原理
岩性密度测井是在密度测井的基础上发展起来的。除利 用康普顿效应求地层密度外，还利用光电效应来划分岩性。 由伽马源射出的伽马射线穿入地层时，经多次碰撞，能 量降低，低能量伽马射线与地层中的元素发生光电效应，伽 马射线被原子吸收，并放出光电子，此时原子对伽马射线的 吸收截面称为光电吸收截面（τ ）。它也就是一个光子与 一个原子发生光电效应的概率。
τ =
Z ---- 原子序数；
K Z
4.6
K ---- 与入射伽马射线能量有关的系数。
质量光电吸收截面Pe：一个光子与一个电子发生光电 效应的概率。
Pe = (Z /10)3.6 Pe 也叫岩性系数。单位为：巴/电子（b/e)
体积光电吸收截面U：每立方厘米物质的光电吸收截面。
U = Pe . ρρb U = ΦUf +(1- Φ)Uma Uf ---- 孔隙流体的体积光电吸收截面。 Uma ---- 岩石骨架的体积光电吸收截面。
Uf 和ρf 总是小于Uma和ρma，所以当孔隙度上升时， 地层的U和ρb 都下降。而Pe是两者的比值，它几乎 不受孔隙度和孔隙流体成分变化的影响。 Pe区分岩 性的能力强，所以也叫岩性系数。
常用矿物的Pe、 ρb和U值
矿物 石英 方解石 白云石 硬石膏 石膏 岩盐 重晶石 淡水 原油 纯砂岩 一般泥岩