地层倾角测井原理及应用5-测数据处理原理2
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地层倾角测井..
6、地应力方向分析 1）椭圆井眼分类 （1）、应力型椭圆井眼
由于应力场两个水平主应力存在差异，钻井时
在井壁形成应力集中。对于张性应力场，在最小主 应力方向产生最大周向张性法应力时, 形成椭圆井 眼。 应力型椭圆井眼的特点：井眼单方向拉长，椭圆 井眼出现的井段较短，并且断续出现；有固定的 椭圆井眼长轴方位。
n n
2 E
2 N
nV),（16-1）nE arctg nN
注：地层层面单位法向矢量的确定方法
地层层面上不在一条直线上的四点(相邻两点的 方位差90度)在大地坐标系下的坐标：
1: (0, r1 , Z1 ), 2 : (r2 ,0, Z 2 ), 3: (0, r3 , Z3 ), 4 : (r4 ,0, Z 4 ),
方位角.从1号极板开始逆时针方向计量.
图16-2
倾角测井地层曲线实例
图16-3
六臂地层倾角测井曲线
第二节
一.
地层倾角及倾斜方位的计算
直井内地层倾角及倾斜方位的计算
1.
建立坐标系
1). 仪器坐标系与大地坐标系的原点重
合(位于井轴); 2). 1号极板在D轴上,D轴指向正北方向. 2. 地层面上四个极板的坐标
R31 (r1 r3 ) j ( z1 z3 )k R42 (r2 r4 )i ( z2 z4 )k
(r1 r3 )( z4 z2 )i (r2 r4 )( z3 z1 ) j (r2 r4 )(r1 r3 )k
2.
斜井计算方法
Z 4 Z1 2 Z3 Z1 2 ) ( ) C14 C13
1). 1 arctg (
1 arctg
倾角测井仪器原理
• 图1—9为高井斜角系统测量结果．
• 在垂直
井眼中， 高井斜角 系统的井 斜方位角 部分和相 对方位部 分将向相 反方向转 动（见图 1—10)。
• 2．5 井斜角
• 在各种HDM仪器中，测量井斜的部分是相同的。
都是用安装在相对方位系统总成上一个重摆进行测量 的。重摆带动环形电位器上的电刷，其方式和仪器方 位部分及相对方位部分的方式相同。可是，为避免电 刷进入死点，电位器偏冒一小的数值，使得重摆的运 动，在低井斜角系统(图1—11＞和高井斜角系统中， 分别被限制在-4°-35. 5°和-8°-72°范围之内。
斜角系统(HDM—H)都更换为高井斜角系统HDK— JB。这个高并斜角系统在井斜角低时也比老的 HDM系统更为精确。
• 在低井斜角系统中环形电位器上的电刷，电位器两终端的 间隙与基准线对齐(基准线即一号极板所在的母线)。因此 ，当仪器绕仪器轴转动时，罗盘支架转动，随之，电位器 上的读数改变。测量的是基准线(电位器上的开口)和磁北( 指南针)之间的夹角(即仪器方位角)。
器方位的那一部分仪器。根据它的测量结果可以得 出井眼方向和1号极板相对于磁北的位置。
• HDM有两种类型，一种叫低井斜角系统，适用
于井斜36°以内的井，另一种是高井斜角系统井 斜角可达72°。三个探测器(井斜，相对方位和方 位角)的机械安装互不相间。
• 在HDT—E中，低井斜角系统(HDM—G)和高并
• 需要的三类信息:
1、不在同一直线上至少三点的深度与径向 位置；
2、测量仪器某点的方位； 3、仪器的倾向与倾角、
地层倾角测井仪获取井壁四个点上的微电阻率测量值，两个相 邻测点之间相距90°。在这些曲线上，同—异常间的垂直距离 用来定义这个平面。必须定义下面这些角：
• 在垂直
井眼中， 高井斜角 系统的井 斜方位角 部分和相 对方位部 分将向相 反方向转 动（见图 1—10)。
• 2．5 井斜角
• 在各种HDM仪器中，测量井斜的部分是相同的。
都是用安装在相对方位系统总成上一个重摆进行测量 的。重摆带动环形电位器上的电刷，其方式和仪器方 位部分及相对方位部分的方式相同。可是，为避免电 刷进入死点，电位器偏冒一小的数值，使得重摆的运 动，在低井斜角系统(图1—11＞和高井斜角系统中， 分别被限制在-4°-35. 5°和-8°-72°范围之内。
斜角系统(HDM—H)都更换为高井斜角系统HDK— JB。这个高并斜角系统在井斜角低时也比老的 HDM系统更为精确。
• 在低井斜角系统中环形电位器上的电刷，电位器两终端的 间隙与基准线对齐(基准线即一号极板所在的母线)。因此 ，当仪器绕仪器轴转动时，罗盘支架转动，随之，电位器 上的读数改变。测量的是基准线(电位器上的开口)和磁北( 指南针)之间的夹角(即仪器方位角)。
器方位的那一部分仪器。根据它的测量结果可以得 出井眼方向和1号极板相对于磁北的位置。
• HDM有两种类型，一种叫低井斜角系统，适用
于井斜36°以内的井，另一种是高井斜角系统井 斜角可达72°。三个探测器(井斜，相对方位和方 位角)的机械安装互不相间。
• 在HDT—E中，低井斜角系统(HDM—G)和高并
• 需要的三类信息:
1、不在同一直线上至少三点的深度与径向 位置；
2、测量仪器某点的方位； 3、仪器的倾向与倾角、
地层倾角测井仪获取井壁四个点上的微电阻率测量值，两个相 邻测点之间相距90°。在这些曲线上，同—异常间的垂直距离 用来定义这个平面。必须定义下面这些角：
第六章 地层倾角
二、地层倾角仪 仪器能测出层面上三个点叫三臂式地层倾角仪；能同时测出层面上四个点， 叫四臂式地层倾角仪。四臂式有四个互成90°的推靠臂，每个臂上都安装同样的 一组电极系。当仪器在井中移动时，每个推靠臂都使电极系紧贴井壁，并连续测 量出一条反映井壁地层电阻率变化的曲线。
倾角测井微电阻率曲线
高程差
利用仪器所测的4条或8条微电导率曲线，采用相关对比的 数学计算方法。在每对曲线之间采用合适的对比长度和探索长 度进行相关对比，计算出所有相关系数，从中找出最大相关系 数，得到最佳曲线匹配位置，从而计算出两条微电导率之间的 高程差。把每条微电导率曲线都与其它各曲线对比，总共得到 6组或28组高程差。每三个高程差可以确定一个地层面，计算 出其法向量，在所有按以上方法确定的地层面中，用最小二乘 法找出一个最佳的地层面（和方差最小者），认为该平面就是 这一位置的地层层面。最后按其法向量得到该位置地层的倾角 和倾斜方位。
为中等沉积环境，在10°下的沉积环境划分为
低能沉积环境。
裂 缝 类 型
垂 直 裂 缝
网 状 裂 缝
高 角 度 裂 缝
低 角 度 裂 缝
（二）研究褶皱构造
1.不对称背斜（有斜轴面的背斜） 在地层倾角测井图上可分成四段来研究； A为上部倾向段，这一段的地层倾角与倾向大致相同； B为井孔逐渐接近背斜顶部的情况，倾角随深度的增加而减小，倾向和A段相同； C为井孔穿过轴面进入另一翼的情况，这时，倾角随深度的增加而增加，倾向与A 段相反； D为下部倾向段，井孔离开轴面较远，进入背斜的另一翼倾角比较稳定的部分， 其倾向与上部倾向段A的倾向相反，倾角也较陡。
第二节
地层倾角测井资料的地质应用
研究地质构造、沉积环境以及判断裂缝带等。为了获得正确的地质结论，地 层倾角测井资料配合地质、地面地球物理和其他测井资料进行综合分析。 一、利用地层倾角测井资料确定岩层真厚度 当井倾斜，地层也是倾斜的情况下，可用如下公式来计算地层真厚度。
地层倾角测井识别裂缝原理和方法37页PPT
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
地层倾角测井识别裂缝原理和方法
11、用道德的示范来造就一个人，显然比用法律来约束他更有价值。—— 希腊
12、法律是无私的，对谁都一视同仁。在每件事上，她都不徇私情。—— 托马斯
13、公正的法律限制不了好的自由，因为好人不会去做法律不允许的事 情。——弗劳德
14、法律是为了保护无辜而制定的。——爱略特 15、像房子一样，法律和法律都是相互依存的。——伯克
END
测井地质学-第二章(地层倾角测井)
测
原始数据表
井 ①打印成数据表
地
解释成果表
质
矢量图
学
杆状图
②进行图形显示
施密特图
明德笃志、博学创新
方位频率图
①数据表
原原始始测测井井图图
包括的信息？
深度 1号极板的方位角(μ) 1号极板的相对方位角(β) 井斜角(δ) 井径d13、井径d24 4个高程Z1、Z2、Z3、Z4
①数据表
包 括 的 信 息 ？
矢量图颜色模式
蓝蓝色色模模式式
将方位角大体一致、倾 角随深度增加而减小的一组 矢量用蓝色笔勾画出来，称 蓝色模式。
蓝色模式与沉积构造有 关，可以指示古水流方向。
矢量图颜色模式
杂杂乱乱模模式式
难以用上述颜色 模式勾画出来。断层 破碎带、地层倒转点 附近通常为杂乱模式。
矢量图颜色模式
例
CAL
红色模式
由于沉积岩沉积时，各沉 积单元之间的界面基本上是 水平的，受构造运动后产生 的倾角和倾斜方位角也基本 一致。所以，绿色模式反映
了构造倾角。
矢量图颜色模式
红红色色模模式式
将方位角大体一致、倾 角随深度增加而增加的一组 矢量用红色笔勾画出来，称 红色模式。
红色模式矢量图配合其 它测井曲线可以指示断层、 褶皱、砂坝、河床沉积、岩 礁等。
四臂倾角测井仪测量原理图
③Ⅰ号极板方位角曲线AZ（μ）
在柱状坐标系中，根据地层层 面在仪器平面上的四个点：
测 M1（ d13 /2，μ，Z1）
井 地
M2（
d24
/2,
μ＋π/2,Z2）
质 M3（ d13 /2, μ＋π ,Z3） 学 M4（ d24 /2, μ＋3π/2,Z4）
地层倾角测井原理及应用-成果显示与应用
▶与小圆相连的箭头（或 线段）所指方向为该点地 层的倾斜方向（规定上北 下南、左西右东，倾向变 化范围0º～360º）；
▶小圆等图形有实心与空 心之分，实心表示计算结 果的置信度高，空心表示 计算结果的置信度低。
2、倾角矢量图的颜色模式
矢量图的地质解释是通过图上标出的许多箭 头进行的，为了便于解释，对矢量图用颜色模 式进行分类。常用的颜色模式有：
DIPAZ （º） 235.54 232.39 229.47 248.3 351.11 35.31 39.81 82.32 158.94 169.98 171.26 168 167.34 172.74 166.02
GRADE
1 1 2 1 1 1 2 1 1 1 1 2 1 1 1
二、矢量图（蝌蚪图、箭头图）
（六）
1、倾角矢量图常用的颜色模式模式有那些？含义 与作用？ 2、什么是矢量图、施密特图、方位频率图、杆状 图？
原始曲线
多条电阻率曲线 Ⅰ号极板的方位角AZ() 井斜曲线DEV() 相对方位RB（）
数据处理方法
相关对比分析法 图形识别法 频率分析处理法
第三章 成果显示及应用
第一节 成果显示
第二节 地层倾角测井资料在研究地质结构 方面的应用
（1）绿色模式 （2）红色模式 （3）兰色模式 （4）杂乱模式
绿色模式
将随深度增加、地层倾角和 倾斜方位角相对稳定的一组 矢量用绿色笔勾画出来，称 为绿色模式。
由于沉积岩沉积时，各沉 积单元之间的界面基本上是 水平的，受构造运动后产生 的倾角和倾斜方位角也基本 一致。所以，绿色模式反映 了构造倾角。
施密特图
2、改进的施密特图
在施密特图基础上，增加如下功能： 将全部测得的地层
地层倾角测井汇总
M 1 (0,
C13 2
,
Z1 ),
M
2
(
C24 2
, 0,
Z2
),
M
3
(0,
C13 2
,
Z3
),
M
4
(
C24 2
,
0,
Z4
)
3. 地层倾角及倾斜方位
arctg ( nF2 nD2 )
nA
arctg nF
nD
其中:
nF
C13 S
(Z2
Z4)
nD
C24 S
(Z3
Z1)
nA
C13C24 S
则消除构造倾角影响后的层理倾角和方位角.
arctg ( nF2 nD2 )
nA
' arctg nF
nD
其中:
nF cos' sin1 sin1 sin' sin1 cos1 nD cos ' sin' sin1 sin1 cos ' cos' sin1 cos1 sin ' cos1 nA sin ' sin' sin1 sin1 sin ' cos' sin1 cos1 cos ' cos1
二.地层倾角测井原理 1.空间任意平面位置的确定方法
建立如图16-1的坐标系.任意平面的单位法向矢 量n在大地坐标系(V,N,E)中的三分量分别为 nV , nN , nE
由图可知,任意平面的倾角和倾斜方位角分别为
arctg( nE2 nN2 ),
nV
arctg nE
nN
2.地层倾角测井仪的测量原理 1).地层倾角测井的输出
《测井储层评价》地层倾角测井方法
测井储层评价方法
Formation Evaluation by Well Logs
§2 测井解释岩石物理基础
§2.1 岩石物理性质及测井方法
一、基本岩石物理性质 二、九种常规测井方法 三、地层倾角测井方法 四、现代成像测井方法
三、地层倾角测井(Dipmeter/Dip Log)
Dip log/Dipmeter： 通过相关测量，计算出井眼钻遇地层各种界面 倾角、倾斜方位角的测井方法。
A
X
A
Y
1
A
Z
x' x cos y sin y' x sin y cos
三、地层倾角测井(Dipmeter/Dip Log)
(二) 倾角测井数字处理方法 2、斜井校正方法 (1)、原理 (2)、坐标系旋转
nE cos( ' ) sin( ' ) 01 0
nF
i
nD
j
N
nA
S k
A
M4 M3
M1 M2
D
4
1
O 3
2
F
三、地层倾角测井(Dipmeter/Dip Log)
(3)、法线矢量及单位法线矢量
n nF i nD j nA k
(4)、产状计算公式
arctg
nF2 nA
nD2
M1 (0,
D13 2
,
Z1 )
M
2
(
D24 2
,0, Z2 )
M 3 (0,
D13 2
,Z3)
Formation Evaluation by Well Logs
§2 测井解释岩石物理基础
§2.1 岩石物理性质及测井方法
一、基本岩石物理性质 二、九种常规测井方法 三、地层倾角测井方法 四、现代成像测井方法
三、地层倾角测井(Dipmeter/Dip Log)
Dip log/Dipmeter： 通过相关测量，计算出井眼钻遇地层各种界面 倾角、倾斜方位角的测井方法。
A
X
A
Y
1
A
Z
x' x cos y sin y' x sin y cos
三、地层倾角测井(Dipmeter/Dip Log)
(二) 倾角测井数字处理方法 2、斜井校正方法 (1)、原理 (2)、坐标系旋转
nE cos( ' ) sin( ' ) 01 0
nF
i
nD
j
N
nA
S k
A
M4 M3
M1 M2
D
4
1
O 3
2
F
三、地层倾角测井(Dipmeter/Dip Log)
(3)、法线矢量及单位法线矢量
n nF i nD j nA k
(4)、产状计算公式
arctg
nF2 nA
nD2
M1 (0,
D13 2
,
Z1 )
M
2
(
D24 2
,0, Z2 )
M 3 (0,
D13 2
,Z3)
第十五章 地层倾角测井
1942年在美国海湾油田砂泥岩剖面中首次使用
自然电位式地层倾角仪（点测）； 1945年在自然电位不明显的地区开始使用电阻
率式地层倾角仪，测量的是3条梯度视电阻率曲线，
连续测量井段不超过50英尺（连续测量）；
第十五章 地层倾角测井
1952 年斯仑贝谢公司开始使用 CDM-T 连续地层倾角测 井仪，记录3条微聚焦电阻率（或电导率）曲线； 1956年斯仑贝谢公司有使用CDM-P连续地层倾角测井仪， 在CDM-T的基础上增加了连续井斜测量； 1961年开始使用磁带记录，并用计算机处理资料； 1963年发展了四臂地层倾角测井仪，提高了记录质量；
DEPT （m） 1100 1100.5 1101 1101.5 1102 1102.5 1103 1103.5 1104 1104.5 1105 1105.5 1106 1106.5 1107 AZI1 （º） 357.73 354.2 349.05 349.52 348.69 346.51 348.57 355.85 359.93 1.2 1.49 0.72 359.78 358.21 356.47 DEVI （º） 1.78 1.79 1.79 1.77 1.77 1.8 1.8 1.77 1.78 1.77 1.79 1.79 1.79 1.8 1.8 RB （º） 341.35 337.37 331.64 331.03 329.66 326.45 328.48 335.58 339.52 340.58 340.85 340.21 339.28 338.32 336.36 DIP （º） 14.39 13.84 11.28 3.78 1.63 3.35 5.45 2.82 3.65 5.71 5.56 5.92 6.58 6.05 6.51 DIPAZ （º） 235.54 232.39 229.47 248.3 351.11 35.31 39.81 82.32 158.94 169.98 171.26 168 167.34 172.74 166.02 GRADE 1 1 2 1 1 1 2 1 1 1 1 2 1 1 1
地层倾角测井的地质应用
质 、分布 规律 。微扫 描测 井直 接展 现 裂缝 产状 、封 闭性质 、沉 积结构 和 沉积 构造 ，展 现 出全井 段连 续 的 岩层 内部 结构剖 面 ，取代 了 昂贵 费时 的岩 心录 井 。因而 可 以说 ，地层 倾 角系 列是 实用 且具 有发 展远 景 的 地质 测井方 法Ｌ ，尤其 适用 于 复杂小 断块油 气藏 为主 的油 田。在 江苏 油 田利用 倾 角测井 资 料对 马家 嘴构 １ ］ 造 区域 进行 测井 解释后 ，得 到 了很 好 的应用 效果 。
［ 收稿 日期］２ ０ — ２ ｏ ０７ １ 一 ４ ［ 作者简介］文静 （ ９ ３ ） １ ８ 一 ，女 ， ０ ６ ２ ０ 年大学毕业 ， 硕士生 ，现主要从事沉积岩与沉积相 、测井相方面的研 究工作 。
维普资讯
石油天然气学报 （ 汉石油学院学报） 江
通 过地层 倾 角 测 井 可 以研 究 岩层 的层 理 构
造 从 而 了解 沉积 搬 运 方 向 和估 计 沉 积 环 境 ，还
可 以研 究各 沉 积 相 带 内 由于 岩 性 变 化 而 形 成 的 地层 圈 闭 ，预测 储 集 层 的延 伸 和加 厚 方 向 ，为 寻找 有 经济价 值 的 地 层 圈 闭 油 气 藏 提 供 可 靠 资
地 层 倾 角 测 井 的 地 质 应 用
文 静 ，何 幼斌 （ 长江大学地球科学学院， 湖北 荆州 ４４２） ３０３ 吴 彩 雄 （ 石油勘探局录井公司， 辽河 辽宁 盘锦１４１） ０ｏ ２
罗 威 （ 长江大学石油工程学院， 湖北 荆州 ４４２） ３０ ３
［ 要 ］ 简 要 讨 论 了地 层 倾 角 测 井 的 原 理 ，指 出 了该 方 法 在 地 质 学 中 的 应 用 ，并 利 用 地 层 倾 角 测 井 资 料 对 摘 江 苏 油 田马 家 嘴 构 造 区域 的地 应 力方 向、地 层 构造 、 古 水 流 方 向及 沉 积 相 带 分 布 等 问题 进 行 了研 究 。 结 果 表 明， 马 家 嘴构 造 区存 在 一个 逆 断 层 ，地 层 倾 斜 方 向大 致 为 南 西 方 向， 构 造 区 内 裂 缝 不 发 育 ，其 主 要 沉 积 环 境 是 三 角 洲 前 缘 和 三 角 洲水 下 河 道 砂 体 以及 分 支 河 口砂 坝 。 ［ 键 词 ］ 地 层 倾 角 测 井 ；构 造 ；地 应 力 ；裂 缝 ； 沉 积 相 关
［ 收稿 日期］２ ０ — ２ ｏ ０７ １ 一 ４ ［ 作者简介］文静 （ ９ ３ ） １ ８ 一 ，女 ， ０ ６ ２ ０ 年大学毕业 ， 硕士生 ，现主要从事沉积岩与沉积相 、测井相方面的研 究工作 。
维普资讯
石油天然气学报 （ 汉石油学院学报） 江
通 过地层 倾 角 测 井 可 以研 究 岩层 的层 理 构
造 从 而 了解 沉积 搬 运 方 向 和估 计 沉 积 环 境 ，还
可 以研 究各 沉 积 相 带 内 由于 岩 性 变 化 而 形 成 的 地层 圈 闭 ，预测 储 集 层 的延 伸 和加 厚 方 向 ，为 寻找 有 经济价 值 的 地 层 圈 闭 油 气 藏 提 供 可 靠 资
地 层 倾 角 测 井 的 地 质 应 用
文 静 ，何 幼斌 （ 长江大学地球科学学院， 湖北 荆州 ４４２） ３０３ 吴 彩 雄 （ 石油勘探局录井公司， 辽河 辽宁 盘锦１４１） ０ｏ ２
罗 威 （ 长江大学石油工程学院， 湖北 荆州 ４４２） ３０ ３
［ 要 ］ 简 要 讨 论 了地 层 倾 角 测 井 的 原 理 ，指 出 了该 方 法 在 地 质 学 中 的 应 用 ，并 利 用 地 层 倾 角 测 井 资 料 对 摘 江 苏 油 田马 家 嘴 构 造 区域 的地 应 力方 向、地 层 构造 、 古 水 流 方 向及 沉 积 相 带 分 布 等 问题 进 行 了研 究 。 结 果 表 明， 马 家 嘴构 造 区存 在 一个 逆 断 层 ，地 层 倾 斜 方 向大 致 为 南 西 方 向， 构 造 区 内 裂 缝 不 发 育 ，其 主 要 沉 积 环 境 是 三 角 洲 前 缘 和 三 角 洲水 下 河 道 砂 体 以及 分 支 河 口砂 坝 。 ［ 键 词 ］ 地 层 倾 角 测 井 ；构 造 ；地 应 力 ；裂 缝 ； 沉 积 相 关
地层倾角测井数据处理算法研究与应用
周 彦球 ，徐洁 ，王鹏 ，高会 军
（ 中国石油大 庆钻 探工程公司测井公 司，黑龙江 大庆 １ ３ １ ） ６４ ２ 摘 要 ：为 自主研发适应各种仪器来源 的地层倾 角测井数据处理软件 ， 在系统研究地层倾 角测井数据 的预处理 以及 相 关对 比、 面拟合 、 平 确定地 层 真倾 角 、 除构造 倾 角等倾 角计 算 过程 的基 础上 ， 立 了完 整 的算 法体 系 。使 用 移 建 Ｖｉ ａ Ｃ ｓ ｌ ＋＋编程 ， ｕ 解决 了诸 多技术难 点 ， 实现 了地层倾角 资料处理 的全过程 ， 并且 每一 步都进行 了严格 的质量 控 制 。经 与斯 伦贝谢公司 ＧｅＦ ａ ｏ ｒｍｅ的 Ｂ ｒ ｉ ｏＤｐ模块测试对 比 ， 算 出的倾角 矢量角度 误差 主要在 ±１ 以内， 计 。 方位误 差 为±５以内。软件功能 和效 果较 好地满足 了当前 的生产需求 。 。 关键 词 ：地层倾角测井 ； 数据处理 ；算法 ； 相关对 比 ； 质量控制
中 图 分 类 号 ：Ｐ ３ ． ４ ６ １８ 文 献 标 识 码 ：Ａ
Ｓ ｕ ｙ ｏ ｐ Ｌｏ ｔ ｏ ｅ ｓｎ ｌｏ ｉｈｍ ｎｄ Ｉｓ Ａｐ ｉａ ｉ ｎ ｔ ｄ ｎ Ｄｉ ｇ Ｄａ ａ Ｐｒ ｃ ｓ ｉ ｇ Ａ ｇ ｒ ｔ ａ ｔ ｐｌｃ ｔｏ
Ｚ Ｕ ａ ｑｕ Ｕ ｉ，Ｗ ＡＮ Ｐ ｎ ，ＧＡＯ Ｈｕ ｕ ＨＯ Ｙ ｎ ｉ，Ｘ Ｊｅ Ｇ ｅｇ ￣ｎ
ｅ ｃ ｔ ｐ ｉ ｈ ｏ ｐ ｔ ｔｏ ｓ ｐ ｒｏ ｍ ｅ ｙ ａ ｓ ｒｃ ｕ ｌ ｙ ｃ ｎ ｒ １ Ｃｏ ａ ｅ ｔ ｈ ｒ ｐ ａ ｈ ｓ ｅ ｎ ｔ ｅ ｃ ｍ ｕ ａ ｉ ｎ ｉ ｅ ｆ ｒ ｄ ｂ ｔ ｉ ｔｑ ａ ｉ ｏ ｔ ｏ ． ｔ ｍｐ ｒ ｄ ｗｉ ｔ ｅ Ｂｏ Ｄｉ ｈ
（ 中国石油大 庆钻 探工程公司测井公 司，黑龙江 大庆 １ ３ １ ） ６４ ２ 摘 要 ：为 自主研发适应各种仪器来源 的地层倾 角测井数据处理软件 ， 在系统研究地层倾 角测井数据 的预处理 以及 相 关对 比、 面拟合 、 平 确定地 层 真倾 角 、 除构造 倾 角等倾 角计 算 过程 的基 础上 ， 立 了完 整 的算 法体 系 。使 用 移 建 Ｖｉ ａ Ｃ ｓ ｌ ＋＋编程 ， ｕ 解决 了诸 多技术难 点 ， 实现 了地层倾角 资料处理 的全过程 ， 并且 每一 步都进行 了严格 的质量 控 制 。经 与斯 伦贝谢公司 ＧｅＦ ａ ｏ ｒｍｅ的 Ｂ ｒ ｉ ｏＤｐ模块测试对 比 ， 算 出的倾角 矢量角度 误差 主要在 ±１ 以内， 计 。 方位误 差 为±５以内。软件功能 和效 果较 好地满足 了当前 的生产需求 。 。 关键 词 ：地层倾角测井 ； 数据处理 ；算法 ； 相关对 比 ； 质量控制
中 图 分 类 号 ：Ｐ ３ ． ４ ６ １８ 文 献 标 识 码 ：Ａ
Ｓ ｕ ｙ ｏ ｐ Ｌｏ ｔ ｏ ｅ ｓｎ ｌｏ ｉｈｍ ｎｄ Ｉｓ Ａｐ ｉａ ｉ ｎ ｔ ｄ ｎ Ｄｉ ｇ Ｄａ ａ Ｐｒ ｃ ｓ ｉ ｇ Ａ ｇ ｒ ｔ ａ ｔ ｐｌｃ ｔｏ
Ｚ Ｕ ａ ｑｕ Ｕ ｉ，Ｗ ＡＮ Ｐ ｎ ，ＧＡＯ Ｈｕ ｕ ＨＯ Ｙ ｎ ｉ，Ｘ Ｊｅ Ｇ ｅｇ ￣ｎ
ｅ ｃ ｔ ｐ ｉ ｈ ｏ ｐ ｔ ｔｏ ｓ ｐ ｒｏ ｍ ｅ ｙ ａ ｓ ｒｃ ｕ ｌ ｙ ｃ ｎ ｒ １ Ｃｏ ａ ｅ ｔ ｈ ｒ ｐ ａ ｈ ｓ ｅ ｎ ｔ ｅ ｃ ｍ ｕ ａ ｉ ｎ ｉ ｅ ｆ ｒ ｄ ｂ ｔ ｉ ｔｑ ａ ｉ ｏ ｔ ｏ ． ｔ ｍｐ ｒ ｄ ｗｉ ｔ ｅ Ｂｏ Ｄｉ ｈ
地层倾角测井
1） 第一次旋转
图1-3中，仪器坐标系 O—FDA ， 大 地 坐 标 系 O—ENV 旳 原 点 在 井 轴 OA 与 地 层 面 旳 交 点 上 ， 两者都是右手系。仪器平 面是FOD所在旳平面，水 平面是EON所在旳平面， 两 者 交 线 为 OF '。 经 过 AOV 旳 平 面 是 一 种 铅 垂 面，它与仪器平面旳交线 是OU 。因为 OF ' 是仪器 平面与水平面旳交线，它 垂直于 OA和 OV ，即与经 过它们旳铅垂面垂直，那 它应垂直于铅垂面与仪器 平面旳交线OU 。于是仪
已知地层面旳四个点后来，可用两种措施拟定地层面旳法 向矢量。一是两个正交向量旳矢量积，要同步用这四个点；二 是两个斜交向量旳矢量积，用四个点中任意三个点即可拟定一 种法向矢量，最多有十二种组合方式。假如把这两种组合方式
结合起来，每一地层面最多可有十三种组合方式。究竟哪一种 最符合实际情况，只有用统计措施来拟定，CLUSTER程序就是 处理这一问题。
C2 2
C2
2
C1 2
C1 2
Z3 Z2 Z2 Z1
C1 2
Z 3
Z2
Z 2
Z1 i
C2 2
Z 3
Z2
Z 2
Z1 j
C1C2 2
k
若把矢量积
R23
R12
旳模记为S2，则地层面在仪器坐标系
旳单位法向矢量是：
n nF i nD j nAk
n
F
C1 2S2
Z 3
Z 2 Z 2
图上旳几何关系可得出地层倾角：
n n arctan
2 2
E
N
nv
(1-1)
地层倾斜方位角旳计算与其大小有关，即与单位法向矢量
第十五章 地层倾角测井
不！地层的倾角不
是直接测出来的，而是 间接测量、再进行处理 计算出来的。
在实际中，地层倾角测 井仪至少需测量9条曲 线。右图是阿特拉斯公 司四臂倾角测井仪 （1009）测量原理图。
四臂倾角测井仪测量原理图
仪器组成
无论那种地层倾角 测井仪，总是由两个 主要部分组成：
一是极板系统 二是测斜系统
测斜系统
1956年斯仑贝谢公司有使用CDM-P连续地层倾角测 井仪，在CDM-T的基础上增加了连续井斜测量；
1961年开始使用磁带记录，并用计算机处理资料； 1963年发展了四臂地层倾角测井仪，提高了记录质 量；
第十五章 地层倾角测井
80年代开始使用高分辨率地层倾角测井仪(4极板8电 极与6臂6电极）；
90年代推出成像测井仪(FMS、FMI、EMI、STAR-Ⅱ )。
打印数据表 矢量图 方位频率图 杆状图 线性极坐标图 施密特图 圆柱面展开图 三维空间立体图
第二节 地层倾角成果显示
一、数据表 地层倾角测井数字处理成果可用列表形式
打印出来。
表中一般显示地层倾角（DIP）、地层倾 斜 方 位 角 （ DIPAZ ） 、 1 号 极 板 方 位 角 （ AZI1 ） 、 井 斜 角 （ DEVI ） 、 相 对 方 位 角 （RB）等主要信息。
1、施密特图
施密特图：径向方向为地层倾角，这里最外圆 的倾角为0º度，每隔10º画一个同心圆。圆周方 向为方位角，规定上北下南、左西右东，一周 360º，一般每隔10º画一条径向线。
在施密特图上，用点子 最多的倾角和倾斜方位 角表示该段地层的构造 倾角和倾斜方位角。
如图所示，构造倾角 为6º，倾斜方位角24º。
第一节 地层倾角仪测量原理
地层倾角测井
FC1 FC2 FC3
FC4
窗长：每次对比时基准曲线段的长度，窗长中点的 深度为深度记录点
探索长度：两条曲线进行相关对比时，需要固定基本
0
F
H0
曲线，移动对比曲线，以便找出最好的相似位置，相 h4 对移动的最大距离
Hr
h3
h2
E
0 G0
0
步长：相邻两个窗长中点地距离
Gr
四、倾角测井数字处理方法
1、相关对比法： 2）确定地层面在仪器坐标中的单位法向量
的高侧边）的夹角，变化范围为0-360度
相对方位角
井眼
井斜角 1号极板方位角
N
仪器面 地层层面
1
4
2
3
d
c
a
b
井径仪
1）三条角度曲线 2）四条电阻率曲线 3）两条井径曲线
对比曲线
c
d b a
倾角测井仪器原理图
三、倾角测井原理（4臂测井仪）
3、倾角测井仪测量的曲线
2）井径曲线：
四个极板在同一水平面上，四个极板互成90度，当井径变化时，四个极 板产生横向位移
四、倾角测井数字处理方法
1、相关对比法： 2）确定地层面在仪器坐标中的单位法向量
0点为一个计算深度点，在FC1上固定
FC1 FC2 FC3
FC4 一段曲线S（E、F之间）数值为x1,x2,
…….xN，算术平均值 x
PA
M4
M3
n
III IV
II
OI
F
M1
M2
E
0 H0
Hr
h3
h2 0 G0
S的长度称为窗长。
s
d
2 13
地层倾角测井
2.
设地层倾角测量值为θ1 , φ1 , 背景值为θ , φ ,
' '
则可以根据以下步骤计算地层真倾角和真倾斜 方位. 方位.
1). 2).
θ1
φ1
θ 2 = θ1
φ2 = φ1 − φ '
1 1 φ3 = arctg 3). θ 3 = arctg tgφ2 cos φ3 tgθ 2 cos φ2
２、确定断层 ）、有拖曳现象的正断层 自上而下， 有拖曳现象的正断层－ １）、有拖曳现象的正断层－自上而下，越接近断 层面倾角越大，过断层后，倾角减小； 层面倾角越大，过断层后，倾角减小；上下断层面 的地层倾向相同． 的地层倾向相同．
16图16-12 有拖曳现象的正断层的矢量图
）、逆断层 ２）、逆断层 随深度增加，倾角增大， 随深度增加，倾角增大，在断层面附近达最 而后减小．地层倾向基本不变． 大，而后减小．地层倾向基本不变．
2 2 nF + nD θ = arctg ( ) nA
nF φ = φ + arctg nD
'
（16-9）
其中: 其中
nF = cosφ' sinθ1 sinφ1 −sinφ' sinθ1 cosφ1 nD = cosθ' sinφ' sinθ1 sinφ1 + cosθ' cosφ' sinθ1 cosφ1 −sinθ' cosθ1 nA = sinθ' sinφ' sinθ1 sinφ1 +sinθ' cosφ' sinθ1 cosφ1 + cosθ' cosθ1
1 3). θ 3 = arctg tgφ2 cos φ3
设地层倾角测量值为θ1 , φ1 , 背景值为θ , φ ,
' '
则可以根据以下步骤计算地层真倾角和真倾斜 方位. 方位.
1). 2).
θ1
φ1
θ 2 = θ1
φ2 = φ1 − φ '
1 1 φ3 = arctg 3). θ 3 = arctg tgφ2 cos φ3 tgθ 2 cos φ2
２、确定断层 ）、有拖曳现象的正断层 自上而下， 有拖曳现象的正断层－ １）、有拖曳现象的正断层－自上而下，越接近断 层面倾角越大，过断层后，倾角减小； 层面倾角越大，过断层后，倾角减小；上下断层面 的地层倾向相同． 的地层倾向相同．
16图16-12 有拖曳现象的正断层的矢量图
）、逆断层 ２）、逆断层 随深度增加，倾角增大， 随深度增加，倾角增大，在断层面附近达最 而后减小．地层倾向基本不变． 大，而后减小．地层倾向基本不变．
2 2 nF + nD θ = arctg ( ) nA
nF φ = φ + arctg nD
'
（16-9）
其中: 其中
nF = cosφ' sinθ1 sinφ1 −sinφ' sinθ1 cosφ1 nD = cosθ' sinφ' sinθ1 sinφ1 + cosθ' cosφ' sinθ1 cosφ1 −sinθ' cosθ1 nA = sinθ' sinφ' sinθ1 sinφ1 +sinθ' cosφ' sinθ1 cosφ1 + cosθ' cosθ1
1 3). θ 3 = arctg tgφ2 cos φ3
第一章地层倾角测井与成像测井
地层倾角测井是根据三点可以成一平面的道理， 用井下仪器在井中测出同一层面的三个或三个以 上的点，根据这些点就可绘出地层的层面。图1 －1是地层倾角测井原理图。从图上可以看出， 如果有一地层面，当带有四组电极系的仪器通过 该层面时，则四组电权系将测出四条带拐点的电 阻率曲线。这四个拐点的深度分别为Z1、Z2、 Z3、Z4，它们代表地层面上四个点的深度。如果 地层是水平的，则Z1、Z2、Z3、Z4相等；如果 地层是倾斜的，则Z1、Z2、Z3、Z4不相等，即 Z1、Z2、Z3、Z4之间有高度差，也叫高程差， 根据这些高程差就可绘出一个倾斜的平面来。
对称背斜
地层倾角测井图
当井没有穿过轴面，矢量图为绿色 模式显示，与单斜构造显示相同。但是 在轴面两侧钻井，两口井的矢量图在同 一岩层出现倾向相反的倾角。如果井钻 在背斜的顶部，这时测得的地层倾角就 很小，倾斜方位角也就很乱，只有钻在 两翼上，才会显示出倾角较大，方位角 一致的绿色模式。
地层倾角测井
第一章地层倾角测井与成像测井
第一章地层倾角测井与成像测井
本章的主要内容和要点
1．主要内容
地层倾角测井、成象测井方法原理及地质应用
2．本章要点
掌握地层倾角测井及成象测井方法原理
地层倾角测井
一、地层倾角测井基本原理
地层倾角测井是在井中测量地层层面的倾角和方位角的一种测井方法。根据地层倾角测井数 据可确定有无构造变化；对计算的数据进行综合分析研究，可提供鉴别断层、不整合、交错层、 砂坝、岩礁、河床沉积、盐丘周围的构造变形、地层的裂缝和破碎带方面的资料；还可利用地 层倾角测井资料研究沉积环境、岩相古地理。
同沉积断层可形成逆牵引构造------同沉积褶皱
• 地貌标志
断层的识别
• 构造标志
对称背斜
地层倾角测井图
当井没有穿过轴面，矢量图为绿色 模式显示，与单斜构造显示相同。但是 在轴面两侧钻井，两口井的矢量图在同 一岩层出现倾向相反的倾角。如果井钻 在背斜的顶部，这时测得的地层倾角就 很小，倾斜方位角也就很乱，只有钻在 两翼上，才会显示出倾角较大，方位角 一致的绿色模式。
地层倾角测井
第一章地层倾角测井与成像测井
第一章地层倾角测井与成像测井
本章的主要内容和要点
1．主要内容
地层倾角测井、成象测井方法原理及地质应用
2．本章要点
掌握地层倾角测井及成象测井方法原理
地层倾角测井
一、地层倾角测井基本原理
地层倾角测井是在井中测量地层层面的倾角和方位角的一种测井方法。根据地层倾角测井数 据可确定有无构造变化；对计算的数据进行综合分析研究，可提供鉴别断层、不整合、交错层、 砂坝、岩礁、河床沉积、盐丘周围的构造变形、地层的裂缝和破碎带方面的资料；还可利用地 层倾角测井资料研究沉积环境、岩相古地理。
同沉积断层可形成逆牵引构造------同沉积褶皱
• 地貌标志
断层的识别
• 构造标志