成像测井的解释与应用共41页

成像测井简介

成像测井简介第一节、地层微电阻率扫描成像测井地层微电阻率扫描成像测井是一种重要的井壁成像方法，它利用多极板上的多排钮扣状的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，电流的变化反映井壁各处的岩石电阻率的变化，据此可显示电阻率的井壁成像。

自80年代斯伦贝谢公司的地层微电阻率扫描测井(FMS)投入工业应用以来，得到了迅速的发展，如今已是井壁成像的重要测井方法。

我们知道，微电阻率测井贴井壁测量，探测深度浅而垂向分辨率高，因而对井壁附近地层的电性不均匀极为敏感。

因此，人们利用微侧向测井研究冲洗带和裂缝，利用四条微电导率测井曲线确定地层倾角，识别裂缝，研究沉积相等。

但是，这些微电阻率测井无法确定裂缝的产状，无法区分裂缝、小溶洞和溶孔，这些问题都可由微电阻率扫描测井解决。

１、电极排列及测量原理地层微电阻率扫描成像测井采用了侧向测井的屏蔽原理，在原地层倾角测井仪的极板上装有钮扣状的小电极，测量每个钮扣电极发射的电流强度，从而反映井壁地层电阻率的变化。

通常把电流电平转换成灰度显示，不同级别的灰度表示不同的电流电平，这样就可用灰度图来显示井壁底电阻率的变化。

第一代FMS是在地层倾角测井仪两个相邻极板上装上钮扣状电极，每个极板上装有4排27各电极，共有54个电极，每排电极相互错开，以提高井壁覆盖率。

对8.5in的井眼，井壁覆盖率为20%。

为提高井壁覆盖率，第二代仪器在4个极板上都装有两排钮扣电极，每排8个共16个电极，4个极板共64电极，对8.5in井眼，井壁覆盖率达40%，这种仪器在电极上作了很大的改进，把原来的4排电极改为2排电极，能更准确地作深度偏移。

２、全井眼地层微电阻率扫描成像测井(FMI)斯伦贝谢公司在前述仪器基础上，又研制了FMI。

该仪器除４个极板外，在每个极板的左下侧又装有翼板，翼板可围绕极板轴转动，以便更好地与井壁接触。

每个极板和翼板上装有两排电极，每排１２个电极，８个极板上共有１９２个电极，对8.5in井眼，井壁覆盖率可达80%，能更全面精确地显示井壁地层的变化。

成像测井技术

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
裂缝识别─网状缝
火成岩溶蚀孔洞
声电成像识别孔洞
砾岩裂缝
火成岩溶蚀孔洞
声电成像识别孔洞
评价薄层
注1:现今地应力分析:由于钻孔打开岩层，构造应力释放，造成井眼定向崩落。利用地层倾角双井径曲线或STAR的井径曲线，计算井眼崩落扩径方向。椭圆形井眼长轴方向与现今地层中的最大水平主应力方向垂直，与最小水平主应力方向平行。图中双井径差异大，沿140－320度方向井壁出现大段垮塌，最大水平主应力方向为50－230度。
成像测井技术
所谓成像测井技术，就是在井下采用传感器阵列扫描测量或旋转扫描测量，沿井纵向、周向或径向大量采集地层信息．传输到井上以后通过图像处理技术得到井壁的二维图像或井眼周围某一探测深度以内的三维图像。这比以往的曲线表示方式更精确、更直观、更方便。
成像测井仪器有别于数控测井仪器的特点，就在于成像测井仪器的设计都在某种程度上考虑了地层的复杂性和非均质性，尽管有些成像测井(如偶极横波成像测井)仍然是以曲线方式而不是以成像方式作为测井成果输出。
FMI测井仪的井下仪由推靠器、上
电极（包括电子线路）、下电极（极板阵列电扣)组成(下图)。极板阵列电扣是两排纽扣电极，相距0.2英寸，纽扣电极间的横向相距0.1英寸。推靠器与极板间用金属导线连结起来,即两者是等位体,使处于极板中部的极板阵列电扣的电流极性相同，电流垂直极板流入地层，起到聚焦的作用。

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

核磁共振测井技术及应用

核磁共振测井影响因素及适用性
核磁共振测井对井眼和泥浆有较高的要求，因为高矿化度泥浆和大井眼都会造成信噪比降低，同时由于核磁探测深度较浅（20cm），泥浆侵入较深会对核磁共振判别流体性质造成影响。
目录
1. 核磁共振测井基本原理 2. 核磁共振测井仪器介绍 3. 核磁共振测井资料处理 4. 核磁共振测井资料应用
核磁共振测井技术及应用
胜利测井公司资料解释研究中心 2011.05
目录
1. 核磁共振测井基本原理 2. 核磁共振测井仪器介绍 3. 核磁共振测井资料处理 4. 核磁共振测井资料应用
核磁共振测井基本原理
1、核磁共振测量的物理基础
核磁共振（NMR）指的是原子核对磁场的响应。即若在与稳定磁场垂直方向上加一射频磁场，当交变磁场的频率与氢核的核磁共振频率相同时，处于低能位的氢核将吸收能量，转变为高能态的核，这一现象即称之为核磁共振。
当射频脉冲作用停止后，磁化矢量通过自由进动向B0方向恢复，使原子核从高能态的非平衡状态，向低能态的平衡状态恢复。这种高能态的核不经过辐射而转变为低能态的过程叫弛豫。
核磁共振测井基本原理
2、核磁弛豫
纵向弛豫（T1）：磁化矢量在Z方向的纵向分量往初始宏观磁化强度M0的数值恢复过程。它与孔隙度的大小、孔隙直径的大小、孔隙中流体的性质、以及地层的岩性等因素有关。横向弛豫（T2）：磁化矢量在X-Y平面的横向分量往数值为零的初始状态恢复的过程。它与地层孔隙度的大小、孔隙直径的大小、孔隙中流体的性质、岩性、以及采集参数（如TE和磁场的梯度）等因素有关。
核磁共振测井解释成果图
流体分析（MRIAN）成果图第一道：自然电位SP，单位mV；
自然伽马GR，单位API；核磁区间孔隙度T2-Porosity；井径CAL，单位in。第二道：核磁渗透率MPERM，单位mD；。第三道：标准T2分布；第四道：流体分析道，包括：烃体积，自由水体积，毛管束缚水体积，有效含水饱和度，束缚流体体积，有效含水孔隙度，核磁共振有效孔隙度，总孔隙度。

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]

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

成像测井的解释与应用

白云岩

白云岩易受溶蚀等作用影响，裂缝及溶洞发育，多以高角度缝和斜交缝为主。白云岩比灰岩脆硬，由于灰岩白云化后，体积收缩，晶形变得规则，从而形成大量晶间缝，再由于地下水的溶解作用使晶间缝扩大形成晶间孔，进一步可形成溶孔、裂缝，因而白云岩比灰岩更能形成良好的储层。
混合花岗岩
有效缝与充填缝区别
充填缝为无效缝，要与天然裂缝识别开。
裂缝可以是方解石充填，也可以是泥质充填，当存在方解石充填时，STAR图像显示为亮色；当存在泥质充填时，STAR 显示为暗色，易与有效缝相混淆。如有全波列图可对源自，斯通利波没有衰减，说明为无效缝。
图像的增强处理
为了突出成像图上地质特征的效果，可
成像测井的解释与应用
汇报人：王拓夫
立项目的及意义

井壁成像测井，它以其直观性、可视性，能直接地反应井周地层的分布情况和地质特征，但是目前的处理软件在裂缝密度、裂缝张开度、裂缝条数、裂缝孔隙度及孔洞的面比率等参数评价上仍达不到定量水平；不同地质特征在成像图上的区别，有效裂缝和无效裂缝的识别等还不能解释的非常清楚。
裂缝分类：低角度缝

低角度裂缝在成像图上表现为低电阻的暗色条弦，形成一个低幅度的正弦或余弦波形，切割层理或井眼；
裂缝分类：高角度缝
高角度缝在图像表现为低电阻的暗色条纹，形成高幅度的正弦或余弦波形，切割整个井眼。
裂缝分类：网状裂缝

网状缝由于裂缝相互交织在一起，相互切割，在成像图上表现为暗色网状形态。
（1）、与常规深、浅侧向对比判别裂缝的径向延伸程度
由于浅侧向测井的径向探测深度浅，而深侧向的径向探测深度深，当裂缝径向延伸大时，深、浅侧向电阻率均降低；当裂缝径向延伸较小时，只有浅侧向电阻率降低，而深侧向基本不变化。

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。

成像测井方法简介

三、偶极横波成像测井的应用
1、识别岩性和划分气层
地层纵横波速度比与地层岩性有关。白云岩
石灰岩纯砂岩或含气砂岩
vp vs 1.8
v p vs 1.86 v p vs 1.58
地层纵波速度随地层含气饱和度的增加而降
低，但横波速度变化较小，因此随含气饱和度的
增加，纵横波速度比减小。如图所示。
2）、裂缝区域有效性分析
因地应力释放引起的椭圆井眼的长轴方向, 为
地层最小主应力方向。而诱导缝的走向平行于最
大水平主应力的方向。根据偶极子资料计算的快横波方位为地层现
今最大水平主应力的方向。
椭圆井眼法、诱导缝法及WSTT快慢横波法计算
但是从WSTT 上看, 在Ⅰ段, 斯通利波能量并没有
明显衰减, 上行和下行反射系数都没有显著增大,
且变密度图像上没有变化, 因此判定此段不发育有
效裂缝, 成像上的暗色曲线为无效裂缝。
而在2334.5m 以下的Ⅱ段, 斯通利波能量衰减强烈, 且理论斯通利波时差曲线和实测斯通利波时差曲线出现了差异, 反射系数变大, 变密度图像上出现模糊的V 字型条纹, 因此判定此段为渗透性较强的地层, 为有效张开缝, 且渗透性极好, 对储层有较大贡献。
软地层：地层横波速度小于井内泥浆声波速。
在软地层内，无法由单极子声源获取地层横波信息。
2、偶极声波源
偶极声波源可以使井壁一侧压力增加，另一侧
压力减小，使井壁产生扰动，形成轻微的挠曲，在地层中直接激发横波。产生的挠曲波的振动方向与井轴垂直，传播方向与井轴平行。
其工作频率一般低于4KHZ。
单极子声源振动示意图
尽管RSFL大于RERD ，但M2RX大于M2R1、RERD 大于RERM。所以储层为油层。

成像测井技术精品讲义

成像测井技术
所谓成像测井技术，就是在井下采用传感器阵列扫描测量或旋转扫描测量，沿井纵向、周向或径向大量采集地层信息．传输到井上以后通过图像处理技术得到井壁的二维图像或井眼周围某一探测深度以内的三维图像。这比以往的曲线表示方式更精确、更直观、更方便。
成像测井仪器有别于数控测井仪器的特点，就在于成像测井仪器的设计都在某种程度上考虑了地层的复杂性和非均质性，尽管有些成像测井( 如偶极横波成像测井)仍然是以曲线方式而不是以成像方式作为测井成果输出。
裂缝识别─网状缝
火成岩溶蚀孔洞
声电成像识别孔洞
砾岩裂缝
火成岩溶蚀孔洞
声电成像识别孔洞
评价薄层
注1:现今地应力分析:由于钻孔打开岩层，构造应力释放，造成井眼定向崩落。利用地层倾角双井径曲线或STAR的井径曲线，计算井眼崩落扩径方向。椭圆形井眼长轴方向与现今地层中的最大水平主应力方向垂直，与最小水平主应力方向平行。图中双井径差异大，沿140－320度方向井壁出现大段垮塌，最大水平主应力方向为50－230度。
成像测井技术发展背景
随着世界油气资源勘探程度提高，新发现油气藏在规模上趋于小型化。在储层物性及构造形态上趋于复杂化，应用目前的勘探技术和装备发现并评价这类油气藏，勘探成本增加，效益下降。
测井信息的主要应用是解释油气层。但是，在我国陆相和海相沉积地层中，油气勘探的难度越来越大，测井解释油气层正面临着以下技术难题。
(见后页图)
0
自然伽玛
150
api
-40 Ⅰ号极板方位角 360 10 度
10
10
CAL13<CAL24
CAL13>CAL24
钻头直径
20
in
1-3 井径

超声成像测井PPT课件

(
a 2 Dn2 Dn2 ) 1
a2
Dn2
Dn2
(2n 1)
2
边缘声线与轴向声线的路程差为半波长的奇数倍，则在Z=Dn上的声压为最大。
最远处声压为零相当于n=0，
D0
a2
4
第7页/共20页
D0称为近场长度
发射器
发射逻辑
接收器
焦距控制器
陶瓷环阵列
聚焦逻辑
聚焦接收信号
换能器-3dB束宽度理论值（in）
第1页/共20页
一、井下超声电视测井BHTV
超声换能器每秒发射1500~3000 次、频率为1~2MHz的超声脉冲。测井时它由一个马达驱动，以固定速率（每秒3~6周左右）带动换能器和磁力仪绕仪器轴旋转，对井眼的整个井壁的扫描测量，每转到磁北方向产生一个磁北信号，就以电脉冲形式将换能器方位信息发送到地面。仪器旋转时探头发射的超声波脉冲，经泥浆传传播到达井壁，有一部分能量被反射回换能器并接收，经信号处理后，得到井壁回波的幅度图像和旅行时图像。
第9页/共20页
第三节超声成像测井的应用
1．判断地层的岩性、确定层面产状
超声成像测井主要是根据岩层的声阻抗差异（反射波的幅度）得到不同明暗程度（不同灰度）的声学图像。泥岩和煤层声阻抗比其它岩层小得多，发射系数小，测量的反射波（回波）幅度也小，声学图像上为“暗”显示。而声阻抗较大的石灰岩、致密砂岩、反射系数大，声学图像为“亮”显示。因此根据暗亮图像可区分岩性。
（2）在中心轴线上，Z>0，存在一系列位置，z=dn声压幅值为零
sin
(
a2
d
2 n
d
2 n
)
0
a2

核磁共振成像测井ppt课件

幅度孔吼分布频率
孔吼半径(um)
1
1.6
2.5
4
6.3
10
16
25
40
10
50
岩样号：NP1-X
8
孔径分布
可动流体体积
40
T2谱分布
6
30
毛管束缚水体积
4
20
粘土束缚水体积
2
10
0
0
0.5
1
2
4
8
16
32
64
128 256 512 1024 2048
T2(ms)
11
11
2.4 识别地层孔隙中的流体类型
汇报内容
1.核磁共振测井原理 2.核磁共振测井应用 3.参考文献
1
1
核磁共振测井原理
原子核在外加静磁场B0的作用下磁化沿外加磁场B0方向产生宏观磁化矢量M0。在垂直于B0方向加一交变磁场B1且交变磁场的频率w1与原子核进动频率w0相同时，原子核会吸收交变磁场的能量，宏观磁化矢量M0偏转一定角度【1】。如图1所示。
13
13
5
核磁共振测井应用
图三[5] 为单井柱状图：
6
6
2.1 直接探测储层孔隙
不同的原子核有不同的共振频率，所以可通过选择共振频率确定观测对象，核磁共振测井研究对象为氢核。氢核在地层中有两种存在环境，即固体骨架和孔隙流体，在这两种环境中氢核的核磁共振特性有很大差别，可以通过选择适当的测量参数，来观测只来自孔隙流体而与岩石骨架无关的信号。宏观磁化矢量在观测对象确定之后，在给定强度的静磁场和恒温下，磁化矢量的大小与单位体积内的核自旋数成正比，即与地层孔隙流体中的含氢量成正比，可直接标定为地层孔隙度。因此，核磁共振可直接探测地层孔隙度而不受岩石骨架的影响。[1]

成像测井

成像测井解释模式
成像测井的图形仍然是一种物理属性，它只是地下地质特征的间接反映，只有充分利用岩芯资料对各种成像测井特征进行刻度，建立起电图像特征与各种地质属性之间的关系，才能对复杂的地质现象进行正确的评价。标准图象模式是成像测井资料地质解释的基础，按成像图的颜色、形态，综合动静态图象基本特征，结合录井岩心资料，以及所包含的地质意义，可以将图象分为两大类，十小类标准图象模式。
6、对称沟槽模式
特指由于地应力不平衡造成的椭圆形井眼崩落，在成像图上，一般表现为沿井壁分布的两条互呈度对称的垂直暗色沟槽。
7、斜纹模式
这种模式不是斜交井轴的平面在成像图上的反映特征，因为一般斜交井轴的平面在成像图上呈正弦曲线形态，而该模式在成像图上表现为不对称的倾斜纹理，因而它不是地层本身的特征，而是由于钻井过程中，使用特殊工具螺扶或特殊钻头对井壁造成的螺旋形划痕。这种模式在声波成像图上有时会见到，一般出现在岩性较致密的层段，因为它近似一种组合线状模式，往往被误解为层理的显示特征。
井周声波成像测井是使用一个以脉冲回波方式工作的旋转换能器来实现对整个井壁的扫描。岩性及岩石物理特征的变化以及井壁介质几何界面的变化将导致被测量的回波幅度及传播时间的变化。将其汇总即可得到井壁的图像。回波幅度强弱主要取决于井壁地层与井中流体的声阻抗差异和井壁规则程度，声阻抗大，则回波幅度图像亮反之则图像暗。传播时间图像主要反映井眼几何形态，作为回波幅度图像解释的辅助工具。
断层成像图上表现为正弦暗线条，与层面斜交，倾角较大，当胶结作用强烈时，也可表现为亮线。断层两侧的地层有明显的错动。
5、杂乱模式
动静态图象上反映颜色混杂无序，但这种模式仍有一定的地质意义。如沉积过程中的扰动构造、重力滑塌和某种快速堆积的沉积环境。此外，当成像图上碳酸盐岩或火成岩中溶蚀孔洞裂缝及孔洞十分发育或不均匀分布着泥质时，当井眼存在不规则状滑塌时，当测井资料较差时，均有可能导致杂乱模式的出现。

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。

井壁电成像测井

FMI仪器
FMI测井方式
井眼覆盖率与井径有关
FMI指标
微电阻率扫描测井(STARⅡ)
测量方式
Pad Geometry Parameters
PAD 1
PADFLIP = 0 PADZ = 0
1
24
2
PADZ for PAD 2 (negative)
Coordinate axes for BUTX (horizontal) BUTZ (vertical)
• 由此看出，钮扣电极的K值随距离回路电极的距离增大而增大，且中间小，两边大。
三、分辩能力（1）
• 单一水平裂缝的仿真结果。左边是极板附近沿周向展开的二维电阻率模型，裂缝张开度1mm，电阻率10•m，径向延伸到无穷远。背景电阻率100•m。右边的是仿真测井图。
四、分辩能力（2）
• 三条水平裂缝的仿真结果。三条裂缝的张开度分别为1、2、 4mm，电阻率均为10•m，径向延伸到无穷远。背景电阻率100•m。
UNIX
UNIX
X-
X-windows+Motif
windows+Moti
f
2台19in监视器、图 2台19in监视器、 2台19in监视器、图
形协处理器
图形协处理器
形协处理器
一台彩色绘图仪一台彩色绘图仪一台黑白绘图仪或
一台热敏黑白绘图仪一台热敏黑白绘一台热敏灰度绘图仪图仪
760MB硬盘两个磁带机
BUTDIA (button diameter)
2
1
PAD 2
PADFLIP = 1 PADZ < 0
24
Reference level for PADZ

123成像测井技术及应用

0
-5V
C19
PWR DIST
22UF RTN
LOWER HEAD
3 U2
2
C30 C31
4 20 9 4 -0 22 . 5 1
0 .1 UF 0 .1 UF
0
C20 2 2UF
C32 C33
U3
1
0 .1 UF 0 .1 UF
4 20 9 5 -0 22 . 5
2
0
C21 2 2UF
HV HVR
2 阵列侧向测井仪（1240） 3 高分辨率阵列感应测井仪（HDIL
1515） 4 微电阻率扫描成像测井仪（STAR-II
1025） 5 微侧向测井仪（MLL 1233）
6 数字声波测井仪（DAC 1680）
7 数字井周成像测井仪（CBIL1671）
8 交叉式多极子阵列声波测井仪XMACII 1678）
序号
仪器名称（英文缩写）
9 补偿中子测井仪（DSNT-A）
10 谱密度测井仪（SDLT-D）
11 核磁共振测井仪（MRIL-A） 12 储层参数测井仪(RMT)
选择式地层测试器（SFT-IV） 13 模块式地层测试器（RDT） 14 持水率/持气率测量仪 15 随钻测井（INTEQ） 16 旋转式井壁取芯仪（RSCT-A）
测井技术的发展趋势
四、认识和建议
4 油藏动态监测技术发展迅速
。油藏监测包括两方面内容，一方面是油藏生产动态监测，另一方面是油藏工程动态监测。
油藏工程动态监测主要是解决套管损坏监测问题。套管损坏监测的各种方法比较成熟，但配套的综合解释分析预测技术及其相应软件需要研究或完善。
用于油藏生产动态监测的仪器有两类，都处于快速发展之中。一类是电缆测井仪，包括过套管电阻率测井仪、C/O和脉冲中子类测井仪等，另一类是井下永久传感器，可以提供实时井眼参数测量，包括流量、温度和压力。

FMI成像测井解释方法及应用

FMI成像测井解释方法及应用李全厚;裴警博【摘要】Fullbore Formation Micro-resistivity Scanning Imaging Logging is called FMI for short.In order to better apply FMI data, make it play a greater role in petroleum exploration and development, the standard FMI image model was established, and the geological phe-nomenon was explained with these image model by observing FMI image, analyzing and sum-marizing the display characteristics of different lithology, structure and construction on FMI images.In practical application, it solved many problems which could not be solved by con-ventional logging.It had unique advantages especially in the detection of complex inhomoge-neous reservoirs and fractured reservoirs, and has been widely used in the world, and a-chieved very good effect.It showed that this interpretation method had high accuracy and strong application value.%全井眼地层微电阻率扫描成像测井，简称FMI．为了更好地应用FMI资料，使其在石油勘探开发中发挥更大的作用，通过观察FMI图像，分析总结出不同的岩性、结构和构造在FMI图像上的显示特征，建立起标准的FMI图像模式，再应用这些图像模式解释地质现象．在实际应用中，解决了很多常规测井无法解决的问题，尤其在探测复杂的非均质油气藏和裂缝性油气藏等领域具有独特的优势，在国际上得到了广泛的应用，取得了很好的效果．表明了该解释方法准确性高，应用价值强．【期刊名称】《哈尔滨商业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(000)006【总页数】6页(P715-719,735)【关键词】FMI;图像模式;构造;沉积相【作者】李全厚;裴警博【作者单位】东北石油大学地球科学学院，黑龙江大庆163318;东北石油大学地球科学学院，黑龙江大庆163318【正文语种】中文【中图分类】P631FMI是最先进成像测井技术之一，是由斯伦贝谢公司研制的微电阻率扫描成像测井仪，仪器工作时记录了很多条微电阻率曲线，这些曲线反映了极板所扫过的地层的电阻率的变化特征，具有非常高的采样率和分辨率，可覆盖80%的井壁.经过数据处理和图像处理，将这些微电阻率曲线转换成图像，即FMI图像，其外观类似于岩心剖面，颜色的深浅表示电阻率的大小，电阻率越低，颜色越深.很适合用于识别裂缝、分析薄层、储层评价和沉积学研究[1]，具有常规测井无法比拟的优势，在复杂油气储层的解释评价中发挥着越来越重要的作用.1 FMI基本原理1.1 仪器结构FMI仪器有四个臂，每个臂上有一个主极板和一个折页极板(仪器外形结构如图1，极板结构如图2)，每个极板上有两排电极，每排有12个电极(上下电极互相错开)，上下两排电极之间距离0.3英寸，电极之间的横向间隔0.1英寸，主极板和副极板之间的垂向距离为5.7英寸.共计有4×2×2×12=192个测量钮扣电极，直接记录每个电极的电流强度及所施加的电压，再由仪器系数换算出反映井壁四周的地层微电阻率.深度采样间隔为0.1英寸，探测深度为 2英寸，仪器在测量深度方向和径向的分辨力均为0.2英寸，测井数据只是部分覆盖井壁，对于8英寸井眼的覆盖率为80%.图1 仪器外形结构图2 极板结构1.2 测量原理FMI仪器的测量原理如图3所示，下部电极(包含极板和测量电极)和上部返回电极(金属外壳)之间保持一个已知电位差，它们之间用绝缘体隔开，这样保证电流从下部电极经过地层返回上部电极，在测井过程中，借助液压系统，各个测量极板紧贴井壁，外加电压驱使低频交流电从极板上的小电极通过导电泥浆流向地层，经过地层到达仪器上部的金属外壳形成回路，由于极板周围电位基本相同，沿着井壁方向产生了等电位面，同时对极板和测量电扣施加同极性的电流，同性相斥的原理使得极板电流对测量电流起到了聚焦的作用，确保测量电流以最佳角度流入地层，由于测量电扣接触的岩石成分、结构及所含流体的不同而引起电流的变化，记录下变化的电流即反映出井壁附近地层的电阻率的变化.图3 测量原理2 FMI图像分析2.1 图像的生成测得的192条微电阻率曲线经过主副极板上四排电极的深度对齐、平衡处理、加速度校正、标准化、坏电极处理、图像生成等一系列步骤得到FMI图像.通常首先计算出微电阻率资料的频率直方图，然后把它们分成42个等级，每个等级具有相同的数据点(这使得每种颜色在最终图像上具有相同的面积)，42个等级对应着42种颜色等级，从白色(高电阻)到黄色，一直到黑色(低电阻).或者由灰色变化到褐色，直观地反映地层电阻率的变化，从这些测量信息中，可提取井壁周围地层的信息2.2 图像的类型FMI可提供三种图像：1)静态平衡图像，该类图像全井段统一配色，每种颜色代表着固定的电阻率范围，因此反映了整个测量井段的相对电阻率变化.2)标定到浅侧向的静态图像，它是专门为了计算裂缝宽度等参数设计的，标定后的静态图像不仅反映井段微电阻率变化(不是相对变化)，而且与浅侧向测井值对应，可用于岩相分析和地层划分.3)动态加强图像，它是一种在用户选定的滑动深度窗口内(通常不超过3英尺)，重新进行颜色刻度，突出局部井段电阻率变化，使得图像显示更详细的局部静态(全井段内动态)的图像显示方法.此时颜色更能揭示各种地质事件，如结构、构造、裂缝、结核、粒序变化、层理等，但此时颜色不再与电阻率具有一一对应关系，解释时需特别注意.2.3 图像的模式FMI图像的颜色、形态能充分反映地质、地球物理信息，可以结合区域地质资料刻度FMI资料，建立起标准图像模式，分类如下：1)按照颜色不同，可分为：亮色、浅色、暗色和杂色.2)按照形态不同，可分为：段状模式、条带状模式、线状模式、斑状模式、杂乱模式、递变模式、对称沟槽模式、空白模式、规则条纹模式和不规则条纹模式.3)按照有无地质意义的形态模式[2]可分为两种：a)有地质意义的模式，包括段状模式、条带状模式、线状模式、斑状模式、杂乱模式、递变模式、对称沟槽模式；b)无地质意义的模式，包括空白模式、规则条纹模式和不规则条纹模式.3 FMI图像的应用FMI图像比常规测井曲线直观得多，在岩性识别、裂缝评价、薄层划分、复杂储层评价、地应力分析等有明显的优势，对油气勘探开发意义重大[3].3.1 判断岩性及划分砂泥岩薄互层不同岩性的电阻率不同，因此在FMI图像能判断泥岩、砂岩和砾岩等岩性.通过实践发现，FMI图像识别颗粒较粗的岩性效果很好，但识别较细的岩性效果不明显，这就需要结合常规测井资料，以得到更准确的结论.1)泥岩泥岩在图像上为黑色，因为泥岩的电阻率很低，如图4；但泥岩颗粒很细，需要结合常规测井曲线，才能识别更准确，比如：自然电位与基线基本重合，自然伽马值高.2)砂岩砂岩由碎屑岩、基质和胶结物组成，因此图像中显示为浅色或白色的点状，如图4；常规测井曲线上，自然伽马、电阻率、密度值较高，自然电位的异常幅度较大，声波时差值较低.3)砾岩砾石电阻率高，但充填物和胶结物电阻率低，因此图像中显示为亮色斑点，斑点有大有小，反映砾石大小不等，如图5.常规曲线上，自然电位幅度较低，电阻率和密度值较高，声波时差值较小.在岩性划分的基础上，FMI纵向分辨率非常高，能识别出5 mm的薄层，不同颜色和特征的界面就是地层界面，很容易识别，所以能有效地划分薄互层.图4 砂岩、泥岩图5 砾岩3.2 裂缝识别FMI图像类似于岩心照片，使裂缝识别变得更加直观和深化.通过图像可以对裂缝的产状、类别、有效性、裂缝参数及分布格局进行深入细致的研究.井壁上的裂缝[4]分为天然裂缝和诱导裂缝.3.2.1 天然裂缝1)按照产状，可分为水平裂缝、垂直裂缝和斜交裂缝.a)水平裂缝呈水平电导率异常；b)垂直裂缝呈两条垂直的电导率异常；c)斜交裂缝的电导率异常为正弦波形，依据正弦波的高点和低点的深度和在展开图上的方位可确定裂缝的倾角和方位.2)按照成因可分为:由构造作用形成的开启裂缝、闭合裂缝；成岩作用和压溶作用形成的收缩裂缝、缝合线.a)开启裂缝常充填泥浆，电阻率较低，在FMI图像上显示为深色线条，见图6；b)闭合裂缝常充填其他矿物，电阻率较高，在FMI图像上显示为浅色线条，见图7；c)收缩裂缝无固定充填物质，在FMI图像上颜色不固定，如图6；d)缝合线在FMI图像上显示为深色线条，近似正弦曲线，缝合面呈锯齿状，见图8.3.2.2 诱导裂缝诱导裂缝有三种，即钻井过程中重钻井液与地应力不平衡造成的压裂缝和应力释放缝、由于钻具震动形成的震动裂缝.1)压裂缝在FMI图像上显示为暗色线条，以180°或近于180°之差对称地出现，以一条高角度张性缝为主，在两侧有羽毛状的较细的剪切缝，如图9.2)应力释放缝在FMI图像上呈高角度羽毛状，缝面规则.3)震动裂缝在FMI图像上很细小，成组出现，形态相似，犹如羽毛状.4 构造特征分析地下的构造中，褶皱、断层、层理、层面构造和同生变形构造是最常见的，它们使地层发生错动或变形，这些特征在FMI图像上都有直观、清晰的显示.褶皱的特征是地层产状连续、有规律地变化，小规模的褶皱在FMI图像上显示为穹隆状、箱形或扇形，可以直接识别出来.较大规模的褶皱在图像上不能直接识别，需要结合裂缝和地层的产状关系才能识别出来.图6 开启裂缝、收缩裂缝图7 闭合裂缝图8 缝合线图9 压裂缝断层在图像上的特征是断层面处，地层发生错动，断层两盘有明显的位移，相同厚度的地层不连续，或两盘岩性突变，见图10.层理在图像上通常是一组互相平行(或接近平行)的电导率异常，而且异常的宽度窄而均匀，很有规律，通常低角度或水平，它能直接反映沉积时的水动力条件，是沉积环境的标志之一.常见的有水平层理、交错层理、波状层理和透镜状层理等，见图10～12.层面构造，最常见的是冲刷面，在图像上通常上覆地层为浅色，下伏地层为深色，接触面凹凸不平，而且在井径曲线冲刷面处变大或变小.同生变形构造，最常见的是包卷层理、负载构造和滑塌构造.在图像上，包卷层理特征最明显，纹层成圆形、半圆形、椭圆形，甚至近圆形等不规则形状，见图13.4.1 沉积学研究图10 断层、水平层理图11 交错层理图12 波状层理图13 包卷层理FMI图像可直观识别出岩石颗粒大小、结构、粒序特征和层理类型，根据这些沉积特征，可以划分沉积相[5]，分析沉积环境[6].再根据解释出沉积特征(层理、冲刷面等)，可以计算地层的方位，经过构造和倾角校正，可以推测出沉积相的展布和几何形态，很利于进行连井相对比和平面相展布分析，预测有利相带的分布. 4.2 地应力分析在钻井过程中，造成地应力和岩石应力的不平衡，会出现井眼崩落和产生诱导裂缝.在FMI图像中，可以根据它们类型和发育方位来分析地应力方向[7].一般井眼崩落的方位是最小主应力方位，发育诱导裂缝的方位是最大主应力方位.5 结语FMI作为新一代的成像测井技术，解决了很多常规测井无法解决的问题，可以直观地识别各种岩性、构造特征，在研究裂缝性油气藏和非均质性油气藏更有独特的优势，广泛应用于油气勘探开发，取得了非常好的效果.与此同时，FMI也存在一些问题，如费用太高，测速慢，在不导电地层会漏测，井眼不规则时测量效果不太好，有时识别地质特征存在多解性等.相信通过技术水平的提高[8-9]，FMI会取得更好的效果，在油气勘探开发中发挥更大的作用.参考文献：[1] 吴文圣. 地层微电阻率成像测井的地质应用[J].中国海上油气, 2000, 14(6) : 438-441.[2] 徐晓伟. 能够解决地质问题的成像测井新技术[J]. 国外测井技术，2005，20(3): 10-12.[3] 熊伟, 运华云, 赵铭海, 等. 成像测井在砂砾岩体勘探中的应用[J]. 石油钻采工艺, 2009, 31(增刊1): 48-52.[4] 贺洪举. 利用FMI成像测井分析井旁构造形态[J].天然气工业, 1999, 19(3) : 94-95.[5] 孙鲁平, 首皓, 赵晓龙, 等. 基于微电阻率扫描成像测井的沉积微相识别[J].测井技术, 2009, 33(4) : 379-383.[6] 闫建平, 蔡进功，赵铭海, 等. 电成像测井在砂砾岩体沉积特征研究中的应用[J] .石油勘探与开发, 2011, 38(4) : 444-451.[7] 周伦先．成像测井技术在车镇凹陷地应力研究中的应用[J]．新疆石油地质，2009，30(3)：369-372．[8] 李清松, 潘和平, 张荣. 电阻率成像测井进展[J].工程地球物理学报, 2005, 2(4): 304-310.[9] 张斌弛，马世忠，刘鈺.P油田H油组参数解释研究[J].哈尔滨商业大学学报：自然科学版，2014，30(2)：211-214，228.。