测井原理及解释技术(以气井为例)
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（一）测井技术分类
1 按研究的物理性质分类 ① 电法测井 电阻率测井、自然电位测井等； ② 声波测井 声速测井、声幅测井、声波全波列测井等； ③ 放射性测井 自然伽马测井、自然伽马能谱测井、补偿密度测井、 岩性密度测井、补偿中子测井、中子寿命测井等； ④ 其它测井 井温测井、地层测试、井径测井、气测井等。
自然电位曲线的特点：
1 泥岩基线：均质、巨厚的泥岩地层对应的自然电位曲线。 2 最大静自然电位SSP：均质、巨厚的完全含水的纯砂岩层的自然
电位读数与泥岩基线读数的差值。 3 异常：指相对泥岩基线而言，渗透性地层的SP曲线的位置。
A、负异常：当 Rmf﹥Rw时，自然电位为负异常； B、正异常：当 Rmf﹤Rw 时，自然电位为正异常。
整个测井学科涉及知识范围广，需要用到地质学、物理学、数学、 机械设计等相关领域内的知识。
测井公司一般有三个主要业务：测井设备的制造和研发、测井数据 采集、测井资料解释分析。
测井专用车
地面系统
➢ 地面系统作为综合化测井地面系统， 能完成裸眼井、套管井、生产井的 测井作业，以及射孔、取心作业和 工程作业
2 按技术服务项目分类 ① 裸眼井地层评价测井系列 ② 套管井地层评价测井系列 ③ 生产动态测井系列 ④ 工程测井系列
测井系列选择的原则： 针对所需要解决的问题和地层、井况等各种条件，选择能最大
程度为所测物理性质提供直接应用价值的各种测井方法，使测井项 目减至最少，但又能较准确的解决问题，尽可能达到事半功倍的目 的。 基本要求：
(1) 能准确地确定地层界面深度，并能详细地划分薄地层。 (2) 能判断地层的岩性和渗透性。 (3) 能计算储集层的储集性和含油气性参数。 (4) 能划分和评价油气层和水层。
1 电阻率测井系列 提供地层真电阻率和侵入带电阻率，确定储层的含水饱和度。
2 岩性—孔隙度测井系列 用于识别岩性、计算地层孔隙度，判识油气层、水层
I EdEda rmrxort rsh
SP Im rrmE rd x oE rtd arsh•rm
S S P K d K d alg C C m w f K d K d alg R R m w f e e K lg R R m w f e e
Ed -扩散电动势，mv； Eda-纯泥岩的扩散-吸附电动势，mv；Cw-地层水浓度，g/L； Cmf-泥浆滤液浓度， g/L ；k-自然电位系数；Rwe-地层水等效电阻率； Rmfe-泥浆滤液等效电阻率；rm-泥浆柱等效电阻；rxo冲洗带等效电阻；rt-未侵入带等效电阻；rsh-泥岩等效电阻；SSP-总自然电动势或静自然电位
（二）自然伽马测井
岩石的自然伽马放射性是因岩石含有放射性核素，衰变时放射出 射线。岩石中所含的放射性种类和数量不同，放射性强度也不同，根 据自然界存在的放射性核素在岩石中的丰度可知，岩石的自然伽马放 射性强度主要决定于铀、钍、钾的含量。
自然电位测井的应用：
定性解释 1 划分储层 2 与其它曲线结合识别油气水层 定量解释 1 估算泥质含量
Vsh=(1-SP)/SSP=(SSP-SP)/SSP 2 确定地层水电阻率
SSP=-K Lg(Rmfe/Rwe)
划分储集层
划分储集层
气：15369 m3 水：15 m3
苏24C井盒8测井解释综合图
5
井径
5
6
井斜
6
7 8
气井测井系列
1：200 双侧向—微球形聚焦
自然电位 自然伽马
声波时差 井径
自然伽马能谱
岩性密度 补偿中子
选测项目 偶极声波 声电成像 核磁共振
阵列感应
三、测井原理及应用
（一）自然电位测井
人们在早期的实际测井中，在供电电极没有供电时，测量电极 在井内移动，仍能测量到与地层性质有关的电位变化。由于这个电 位是自然产生的，所以称为自然电位，用SP表示。
测井原理与解释技术
二零一七年二月十日
主要内容
一、地球物理测井概况 二、测井技术分类及测井系列 三、测井原理及应用 四、测井资料解释技术
一、地球物理测井概况
地球物理测井是应用地球物理学的一个分支。它是在勘探开发石油、 天然气、煤、金属等地下矿藏的过程中，利用各种仪器探测井下地层的 各种物理参数和井眼状况的技术，是应用物理学原理解决地质和工程问 题的一种综合性技术学科。
➢ 作业期间能进行实时测井过程、实 时测井质量、测井数据管理和系统 服务的控制，实现数据的采集、处 理、显示、绘图和记录
井径、微电极、连斜
井下仪器
马笼头 + 双侧向硬电极（接头测SP） 泥浆电阻率、张力、温度
100K遥测 补偿中子
微球形聚焦 + 补偿密度
双侧向 补偿声波
解释软件
二、测井技术分类及测井系列
（1）岩性密度测井 （2）补偿中子测井 （3）声波时差测井 （4）自然伽马、自然电位测井 3 自然伽马能谱测井系列
寻找高含铀放射性储层，计算泥质含量，确定粘土矿物类型 4 成像测井系列
核磁共振测井 、偶极阵列声波测井、声电成像测井、阵列感应测井1：Fra bibliotek001
双侧向
1
2 声波时差 2
3 自然电位 3
4 自然伽马 4
自然电位测井是在裸眼井中测量井轴自然产生的电位变化以研 究井剖面地层性质的一种测井方法。
由于泥浆和地层水矿化度不同，在钻开岩层后，井壁附近两种不 同矿化度的溶液接触产生电化学过程，结果产生电动势造成自然电场 。在井中自然电场主要是由扩散电动势和扩散-吸附电动势组成。此 外，还有过滤电动势等。
由于晶格置换作用、矿物水解作用、破键 作用等原因，岩石颗粒与水溶液接触表面常带 有固定不动的负电荷，这些带电表面吸引极性 水分子及Na+的水合离子。其中一部分阳离子紧 贴岩石颗粒表面，只做热运动，不能移动，构 成吸附层，另一部分阳离子在吸附层之外形成 扩散层，可以正常迁移，这样就构成了岩石颗 粒表面的双电层，内层是岩石颗粒表面多余的 负电荷，外层是岩石颗粒表面的吸附层和扩散 层内的阳离子，其总电荷等于内层电荷。
自然电位影响因素：
1）自然电流回路总自然电动势是SP的决定性因素。 地层水与泥浆的性质、储层与泥岩的岩性、地层温度
S S P K d K d alg C C m w f K d K d alg R R m w f e e K lg R R m w f e e
2）储集层厚度 3）储层含油性和电阻率 4）侵入带直径 5）泥浆电阻率和井径 6）泥岩性质
1 按研究的物理性质分类 ① 电法测井 电阻率测井、自然电位测井等； ② 声波测井 声速测井、声幅测井、声波全波列测井等； ③ 放射性测井 自然伽马测井、自然伽马能谱测井、补偿密度测井、 岩性密度测井、补偿中子测井、中子寿命测井等； ④ 其它测井 井温测井、地层测试、井径测井、气测井等。
自然电位曲线的特点：
1 泥岩基线：均质、巨厚的泥岩地层对应的自然电位曲线。 2 最大静自然电位SSP：均质、巨厚的完全含水的纯砂岩层的自然
电位读数与泥岩基线读数的差值。 3 异常：指相对泥岩基线而言，渗透性地层的SP曲线的位置。
A、负异常：当 Rmf﹥Rw时，自然电位为负异常； B、正异常：当 Rmf﹤Rw 时，自然电位为正异常。
整个测井学科涉及知识范围广，需要用到地质学、物理学、数学、 机械设计等相关领域内的知识。
测井公司一般有三个主要业务：测井设备的制造和研发、测井数据 采集、测井资料解释分析。
测井专用车
地面系统
➢ 地面系统作为综合化测井地面系统， 能完成裸眼井、套管井、生产井的 测井作业，以及射孔、取心作业和 工程作业
2 按技术服务项目分类 ① 裸眼井地层评价测井系列 ② 套管井地层评价测井系列 ③ 生产动态测井系列 ④ 工程测井系列
测井系列选择的原则： 针对所需要解决的问题和地层、井况等各种条件，选择能最大
程度为所测物理性质提供直接应用价值的各种测井方法，使测井项 目减至最少，但又能较准确的解决问题，尽可能达到事半功倍的目 的。 基本要求：
(1) 能准确地确定地层界面深度，并能详细地划分薄地层。 (2) 能判断地层的岩性和渗透性。 (3) 能计算储集层的储集性和含油气性参数。 (4) 能划分和评价油气层和水层。
1 电阻率测井系列 提供地层真电阻率和侵入带电阻率，确定储层的含水饱和度。
2 岩性—孔隙度测井系列 用于识别岩性、计算地层孔隙度，判识油气层、水层
I EdEda rmrxort rsh
SP Im rrmE rd x oE rtd arsh•rm
S S P K d K d alg C C m w f K d K d alg R R m w f e e K lg R R m w f e e
Ed -扩散电动势，mv； Eda-纯泥岩的扩散-吸附电动势，mv；Cw-地层水浓度，g/L； Cmf-泥浆滤液浓度， g/L ；k-自然电位系数；Rwe-地层水等效电阻率； Rmfe-泥浆滤液等效电阻率；rm-泥浆柱等效电阻；rxo冲洗带等效电阻；rt-未侵入带等效电阻；rsh-泥岩等效电阻；SSP-总自然电动势或静自然电位
（二）自然伽马测井
岩石的自然伽马放射性是因岩石含有放射性核素，衰变时放射出 射线。岩石中所含的放射性种类和数量不同，放射性强度也不同，根 据自然界存在的放射性核素在岩石中的丰度可知，岩石的自然伽马放 射性强度主要决定于铀、钍、钾的含量。
自然电位测井的应用：
定性解释 1 划分储层 2 与其它曲线结合识别油气水层 定量解释 1 估算泥质含量
Vsh=(1-SP)/SSP=(SSP-SP)/SSP 2 确定地层水电阻率
SSP=-K Lg(Rmfe/Rwe)
划分储集层
划分储集层
气：15369 m3 水：15 m3
苏24C井盒8测井解释综合图
5
井径
5
6
井斜
6
7 8
气井测井系列
1：200 双侧向—微球形聚焦
自然电位 自然伽马
声波时差 井径
自然伽马能谱
岩性密度 补偿中子
选测项目 偶极声波 声电成像 核磁共振
阵列感应
三、测井原理及应用
（一）自然电位测井
人们在早期的实际测井中，在供电电极没有供电时，测量电极 在井内移动，仍能测量到与地层性质有关的电位变化。由于这个电 位是自然产生的，所以称为自然电位，用SP表示。
测井原理与解释技术
二零一七年二月十日
主要内容
一、地球物理测井概况 二、测井技术分类及测井系列 三、测井原理及应用 四、测井资料解释技术
一、地球物理测井概况
地球物理测井是应用地球物理学的一个分支。它是在勘探开发石油、 天然气、煤、金属等地下矿藏的过程中，利用各种仪器探测井下地层的 各种物理参数和井眼状况的技术，是应用物理学原理解决地质和工程问 题的一种综合性技术学科。
➢ 作业期间能进行实时测井过程、实 时测井质量、测井数据管理和系统 服务的控制，实现数据的采集、处 理、显示、绘图和记录
井径、微电极、连斜
井下仪器
马笼头 + 双侧向硬电极（接头测SP） 泥浆电阻率、张力、温度
100K遥测 补偿中子
微球形聚焦 + 补偿密度
双侧向 补偿声波
解释软件
二、测井技术分类及测井系列
（1）岩性密度测井 （2）补偿中子测井 （3）声波时差测井 （4）自然伽马、自然电位测井 3 自然伽马能谱测井系列
寻找高含铀放射性储层，计算泥质含量，确定粘土矿物类型 4 成像测井系列
核磁共振测井 、偶极阵列声波测井、声电成像测井、阵列感应测井1：Fra bibliotek001
双侧向
1
2 声波时差 2
3 自然电位 3
4 自然伽马 4
自然电位测井是在裸眼井中测量井轴自然产生的电位变化以研 究井剖面地层性质的一种测井方法。
由于泥浆和地层水矿化度不同，在钻开岩层后，井壁附近两种不 同矿化度的溶液接触产生电化学过程，结果产生电动势造成自然电场 。在井中自然电场主要是由扩散电动势和扩散-吸附电动势组成。此 外，还有过滤电动势等。
由于晶格置换作用、矿物水解作用、破键 作用等原因，岩石颗粒与水溶液接触表面常带 有固定不动的负电荷，这些带电表面吸引极性 水分子及Na+的水合离子。其中一部分阳离子紧 贴岩石颗粒表面，只做热运动，不能移动，构 成吸附层，另一部分阳离子在吸附层之外形成 扩散层，可以正常迁移，这样就构成了岩石颗 粒表面的双电层，内层是岩石颗粒表面多余的 负电荷，外层是岩石颗粒表面的吸附层和扩散 层内的阳离子，其总电荷等于内层电荷。
自然电位影响因素：
1）自然电流回路总自然电动势是SP的决定性因素。 地层水与泥浆的性质、储层与泥岩的岩性、地层温度
S S P K d K d alg C C m w f K d K d alg R R m w f e e K lg R R m w f e e
2）储集层厚度 3）储层含油性和电阻率 4）侵入带直径 5）泥浆电阻率和井径 6）泥岩性质