礦場地球物理西安石油大學石油工程學院高輝.9礦場地球物理(GeophysicsWellLogging)154第1頁第1頁緒論1講課安排2礦場地球物理測井及其概況2.1礦場地球物理測井概念2.2礦場地球物理測井辦法分類2.3礦場地球物理測井發(fā)展史2.4礦場地球物理測井能處理問題2.5礦場地球物理測井面臨問題3礦場地球物理測井在油氣田勘探開發(fā)中應用3.1礦場地球物理測井過程3.2礦場地球物理測井用途3.3儲層基本參數(shù)概念3.4應用舉例緒論254第2頁第2頁1講課安排課程設計學時：36

課程總安排：兩大部分第一部分：測井原理及其簡樸應用目的是為了讓學生從理論出發(fā)，掌握測井原理、辦法、儀器設置及其基本應用，為測井資料綜合解釋及應用打下牢固基礎(chǔ)。第二部分：測井資料綜合解釋基本參數(shù)及辦法主要講授測井資料綜合解釋，數(shù)字處理過程及其綜合應用，掌握測井資料處理過程及綜合應用辦法，并通過實習鞏固所學測井原理資料解釋及應用辦法。緒論1講課安排354第3頁第3頁緒論1講課安排2礦場地球物理測井及其概況2.1礦場地球物理測井概念2.2礦場地球物理測井辦法分類2.3礦場地球物理測井發(fā)展史2.4礦場地球物理測井能處理問題2.5礦場地球物理測井面臨問題3礦場地球物理測井在油氣田勘探開發(fā)中應用3.1礦場地球物理測井過程3.2礦場地球物理測井用途3.3儲層基本參數(shù)概念3.4應用舉例緒論454第4頁第4頁2.1礦場地球物理測井概念鉆井中進行各種地球物理勘探辦法統(tǒng)稱，由于測井工作環(huán)境、觀測方式和需要處理問題與地面物探辦法存在較大差別，因而其成為地球物理學一個主要分支，是十大石油科學技術(shù)之一。緒論2礦場地球物理測井及其概況

是以物理學、數(shù)學、地質(zhì)學為理論基礎(chǔ)，采用先進電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、計算機技術(shù)和數(shù)據(jù)處理技術(shù)，借助專門設計探測設備，沿鉆井剖面觀測巖層物理性質(zhì)，理解井下地質(zhì)情況，從而發(fā)覺油氣煤、金屬與非金屬、放射性、地熱、地下水等資源一類辦法技術(shù)。554第5頁第5頁緒論2礦場地球物理測井及其概況654第6頁第6頁測井礦場地球物理地球物理測井勘查/勘探鉆井地球物理勘探應用地球物理測井……礦場地球物理測井名稱英文名稱WellLoggingBoreholeGeophysicsPetrophysics緒論2礦場地球物理測井及其概況754第7頁第7頁2.2礦場地球物理測井辦法分類1、按研究物理性質(zhì)分類①電法測井：自然電位測井、電阻率測井、側(cè)向測井、感應測井等；②聲波測井：聲速測井、聲幅測井、橫波測井、聲波全波列測井等；③放射性測井：自然伽馬測井、自然伽馬能譜測井、補償密度測井、巖性密度測井、補償中子測井、中子壽命測井等；④其它測井：井溫測井、地層測試、地層傾角測井、氣測井等。2、按技術(shù)服務項目分類①裸眼井地層評價測井系列②套管井地層評價測井系列③生產(chǎn)動態(tài)測井系列④工程測井系列緒論2礦場地球物理測井及其概況854第8頁第8頁2.3礦場地球物剪發(fā)展史1、點測階段：20世紀代，第一條曲線:SP2、模擬階段：20世紀40-50年代，采集測井數(shù)據(jù)用模擬統(tǒng)計方式，測井系列以電法測井為主。3、數(shù)字階段：20世紀60-70年代，測井數(shù)據(jù)采用數(shù)字統(tǒng)計方式，相應出現(xiàn)測井數(shù)據(jù)計算機處理技術(shù)。4、數(shù)控階段：20世紀70-80年代，計算機技術(shù)全面融入測井數(shù)據(jù)采集和處理技術(shù)。5、成象階段：20世紀90年代，這階段測井技術(shù)發(fā)展表現(xiàn)為四個特性，即井下傳感器陣列化、數(shù)據(jù)電纜傳播高速遙測化、地面采集和處理工作站化、統(tǒng)計和顯示成像化。緒論2礦場地球物理測井及其概況我國JD581（西安石油儀器廠

）阿特拉斯3600系統(tǒng)，西安石油儀器廠83系列等測井系統(tǒng)斯倫貝謝CSU測井系統(tǒng)、阿特拉斯CLS3700測井系統(tǒng)。西安石油儀器廠SKC3700和勝利測井公司SL3000型數(shù)控測井系統(tǒng)。阿特拉斯ECLIPS5700、哈里伯頓EXCELL、斯倫貝謝MAXIS500。勝利測井公司SL6000型測井系統(tǒng)和西安石油儀器廠ERA成像測井系統(tǒng)標志著我國測井行業(yè)已進入了成像測井階段。954第9頁第9頁1、測井起源于法國.1927年法國人斯倫貝謝兩弟兄創(chuàng)造了電測井、用于勘探石油、天然氣、地下水、金屬等資源，我國于1939年，翁文波專家等把電測井引入到中國，使用電測井勘探石油與天然氣，開始了我國測井歷程。（一）歷史回顧緒論2礦場地球物理測井及其概況中國測井奠基人：翁文波、趙仁壽、王曰才、劉永年1054第10頁第10頁緒論2礦場地球物理測井及其概況1154第11頁第11頁Thefirstelectriclog（1927.9.27）緒論2礦場地球物理測井及其概況1254第12頁第12頁2、1941年，美國人阿爾奇通過大量試驗，建立了巖石電阻率比值與含水飽和度經(jīng)驗關(guān)系式，依據(jù)飽和度高下來發(fā)覺油氣層，奠定了測井找油、氣理論基礎(chǔ)，為測井史上一大奔騰。緒論2礦場地球物理測井及其概況1354第13頁第13頁3、測井儀器更新?lián)Q代最能反應測井找油氣藏技術(shù)進步，以斯侖貝謝公司為例，經(jīng)歷了5次革新：NO1.半自動測井儀；NO2.全自動測井儀；NO3.數(shù)字測井儀；NO4.數(shù)控測井儀；NO5.成像測井儀-跨世紀產(chǎn)物

我國測井儀更新?lián)Q代基本上與國際上同時。

緒論2礦場地球物理測井及其概況八十年代后，世界上形成了三大測井公司（斯倫貝謝公司、阿特拉斯、哈里伯頓），測井公司都有自己測井儀器和解釋系統(tǒng)，保持自己專利。1454第14頁第14頁4、近年來，測井技術(shù)發(fā)展快速。主要表現(xiàn)為:地面統(tǒng)計系統(tǒng)向高性能大型復合型方向發(fā)展;聲、電、核、磁等各系列井下儀器全面向成像化方向發(fā)展,尤其是核磁成像測井技術(shù),發(fā)展尤其快速;測井資料處理解釋技術(shù)向處理實際問題個性化方向發(fā)展;測井軟件技術(shù)則向大型綜合性方向發(fā)展。

斯倫貝謝、阿特拉斯及哈里伯頓三大測井公司代表著當今世界測井技術(shù)前沿。他們工作緊扣電纜測井和隨鉆測井兩大系列展開,并且以井下儀器研究、推廣及應用來推動新技術(shù)快速發(fā)展。緒論2礦場地球物理測井及其概況1554第15頁第15頁(二)我國測井學發(fā)呈現(xiàn)實狀況1、通過八十年代，我國測井技術(shù)已走出低谷，90年代大幅度發(fā)展了技術(shù)、知識、人才。2、通過技術(shù)引進，進一步技術(shù)考察，我們已對國外公司技術(shù)系統(tǒng)、水平、特點與不足有了全面系統(tǒng)理解，從而能揚長避短，為建立較高起點發(fā)展模式與規(guī)劃方案打下基礎(chǔ)。3、由兩代測井專業(yè)人員構(gòu)成智力群體形成，90年代是發(fā)展測井學科、高科技“合力”主峰期。4、生產(chǎn)亟需和疑難課題提出使測井學科面臨嚴峻挑戰(zhàn)。緒論2礦場地球物理測井及其概況1654第16頁第16頁(三)最新測井技術(shù)簡介

核磁共振測井直接測量巖石孔隙中流體,對巖石骨架沒有響應。它能夠提供下列地層信息和地層參數(shù):地層總孔隙度、T2分布,反應地層孔隙結(jié)構(gòu)和流體流動特性、地層有效孔隙度、自由流體體積、毛細管束縛流體體積、粘土束縛流體體積、地層滲入率。1、核磁共振測井緒論2礦場地球物理測井及其概況1754第17頁第17頁核磁共振測井技術(shù)優(yōu)勢是:

①通過測量地層中氫核(質(zhì)子)弛豫性質(zhì)來直接探測地層孔隙特性和流體流動特性;②在井眼較規(guī)則時,不受井眼泥漿影響,適合用于各種巖性和儲層條件下測井需要;③測量精度高,對地層分層能力強;④提供地層有效孔隙度,是唯始終接測量地層自由流體(可產(chǎn)流體)和束縛流體體積測井辦法;⑤實時提供連續(xù)地層滲入率剖面;⑥測井解釋清楚、直觀以便,有助于綜合分析判斷油水層。緒論2礦場地球物理測井及其概況1854第18頁第18頁2、多極子陣列聲波測井技術(shù)

DSI、XMAC儀器是當前國際上較先進聲波測井儀，由于聲波換能器響應頻帶較寬，低頻響應更加好，在井下實現(xiàn)數(shù)字化，信號動態(tài)范圍更大，因此統(tǒng)計波形更完整，更有助于取得準確縱波、橫波、斯通利波時差、幅度等參數(shù)，尤其是在分析地層速度各向異性方面含有獨特優(yōu)勢?！鶐r性特性分析；※氣層劃分；※地層各向異性分析；※巖石力學、應力參數(shù)計算；※測井資料在儲層壓裂改造中應用；※井眼穩(wěn)定性分析。緒論2礦場地球物理測井及其概況1954第19頁第19頁第一道：BREAKOUT—井眼擴徑GR—自然伽馬曲線BIT—鉆頭尺寸CAL—井徑曲線第二道：深度道第三道：聲波變密度圖第四道：DTC—縱波時差曲線DTS—橫波時差曲線DTST—斯通利波時差曲線第五道：Vp/Vs—縱橫波速度比緒論2礦場地球物理測井及其概況2054第20頁第20頁3、成像測井技術(shù)伴隨油氣勘探、開發(fā)對象日益復雜，測井技術(shù)正在實現(xiàn)由數(shù)控測井向成像測井跨越。成像測井技術(shù)是當今測井技術(shù)前沿，各種成像測井儀器設計均在不同程度上考慮了地層非均質(zhì)性，對非均質(zhì)油氣藏含有較強適應能力，尤其適合于提供裂縫、孔洞、薄互層等非均質(zhì)信息，并在研究地質(zhì)結(jié)構(gòu)、沉積環(huán)境等方面含有常規(guī)測井不可比擬優(yōu)越性。

成像測井技術(shù)，就是在井下采用傳感器陣列掃描或旋轉(zhuǎn)掃描測量，沿井縱向、徑向大量采集地層信息，傳播到井上以后通過圖象處理技術(shù)得到井壁二維圖象或井眼周圍某一探測深度以內(nèi)三維圖象。比以往曲線方式更準確，更直觀，更以便。緒論2礦場地球物理測井及其概況2154第21頁第21頁斯倫貝謝公司FMI成像測井儀緒論2礦場地球物理測井及其概況2254第22頁第22頁阿特拉斯公司STAR成像測井儀緒論2礦場地球物理測井及其概況2354第23頁第23頁

我國成像測井技術(shù)研究起步較晚，與國外差距較大，但一些單項成像測井已有相稱基礎(chǔ)和進展。如聲成像測井技術(shù)當前國內(nèi)已經(jīng)研制出井下聲波掃描成像儀和數(shù)據(jù)處理解釋辦法。緒論2礦場地球物理測井及其概況2454第24頁第24頁地質(zhì)結(jié)構(gòu)解釋：擬定地層產(chǎn)狀、辨認斷層、不整合、褶皺沉積學解釋：辨認層理類型、礫石顆粒大小、結(jié)構(gòu)、古水流方向、滑塌變形、沉積單元劃分、砂體加厚方向等裂縫評價：辨認高角度裂縫、低角度裂縫、鉆井誘導縫、節(jié)理縫合線、溶蝕縫、溶蝕孔洞、氣孔等，擬定裂縫產(chǎn)狀及發(fā)育方向，劃分裂縫段，進行裂縫性儲層評價地應力方向擬定：依據(jù)井眼崩落、誘導縫方向擬定主應力方向套管井質(zhì)量檢查：擬定套管變形位置、射孔孔眼位置；檢查對管爆炸整形后套管形狀；擬定套管斷裂位置薄層解釋：準確劃分砂泥巖薄互層及有效厚度緒論2礦場地球物理測井及其概況成像測井資料應用2554第25頁第25頁緒論2礦場地球物理測井及其概況2654第26頁第26頁(四)本學科發(fā)展方向1、非線性理論和非均質(zhì)理論將作為測井前沿課題為新一代測井技術(shù)發(fā)展提供理論基礎(chǔ)，從而克服以往線性、均質(zhì)理論帶來多解性。2、新測井辦法出現(xiàn)：以當代物理“三譜”為基礎(chǔ)，測井新辦法(光、頻、能)將出現(xiàn)，推動測井技術(shù)發(fā)展。3、多學科理論基礎(chǔ)：地球物理測井學(聲、電、磁、核、熱測井學)，測井解釋學，測井地質(zhì)學將作為測井學科基礎(chǔ)理論相繼建立并完善。4、新儀器出現(xiàn)：陳列、成像(聲波、感應)測井儀，水平井隨鉆測井，核磁測井儀等，作為更新?lián)Q代產(chǎn)品出現(xiàn)。緒論2礦場地球物理測井及其概況——辦法和技術(shù)方面2754第27頁第27頁——測井資料處理、解釋方面將以橫向預測、油藏描述、油藏數(shù)值模擬為關(guān)鍵，突出發(fā)展測井評價：巖性特性、結(jié)構(gòu)形態(tài)、斷層位置、沉積環(huán)境、裂縫方向及發(fā)育狀態(tài)、油氣儲層、產(chǎn)能動態(tài)參數(shù)及其量值直觀性和準確性。以測井資料為主，優(yōu)化處理解釋技術(shù)，人工智能專家系統(tǒng)，神經(jīng)網(wǎng)絡技術(shù)應用，使軟件系統(tǒng)愈加綜合化、圖形化、集成化和智能化。進而使資料處理和解釋系統(tǒng)-工作站化。多學科、多媒體綜合技術(shù)將在單井解釋，多井評價、油藏評價及油藏描述等方面得到廣泛應用。緒論2礦場地球物理測井及其概況2854第28頁第28頁緒論2礦場地球物理測井及其概況測井技術(shù)通過80多年發(fā)展，其應用領(lǐng)域不斷擴大，所能處理問題范圍也在不斷增大。概括起來有下列幾點：哪些地方產(chǎn)東西—滲入層、裂縫發(fā)育帶劃分，儲層有效性評價產(chǎn)啥東西—流體性質(zhì)判別能產(chǎn)多少—儲層評價、油氣藏描述布井—儲層、裂縫發(fā)育帶橫向預測與評價怎么提升產(chǎn)量—儲層改造性評價、射孔優(yōu)化設計與評價、生產(chǎn)動態(tài)評價如何節(jié)約成本—巖石力學、地應力研究、井壁穩(wěn)定性研究。2.4測井技術(shù)能處理問題2954第29頁第29頁緒論2礦場地球物理測井及其概況1、地責問題①建立鉆井地質(zhì)巖性剖面，劃分油、氣儲集層；②評價油、氣儲集層生產(chǎn)能力，定量預計油、氣儲集層儲集性能-孔隙度、滲入率以及油、氣儲集層深度和厚度；③進行地質(zhì)剖面對比，研究巖層巖性、儲集性、含油性等在縱、橫向上改變規(guī)律，擬定巖層產(chǎn)狀和繪制地下結(jié)構(gòu)輪廓。3054第30頁第30頁緒論2礦場地球物理測井及其概況2、生產(chǎn)問題

①在油田開發(fā)過程中，提供油層動態(tài)資料，比如生產(chǎn)井各層產(chǎn)液和注水井各層吸水情況；②研究油、氣井技術(shù)情況，如井徑、井斜、固井質(zhì)量以及檢查水泥封堵效果和檢查壓裂效果等；③研究地層壓力，巖石強度和其它一些問題。3154第31頁第31頁緒論2礦場地球物理測井及其概況3、其它問題

①在煤田地質(zhì)勘探中：地層對比，沉積環(huán)境分析，煤層辨認，煤質(zhì)分析，煤層頂板力學分析等；

②在水文測井中：含水層辨認劃分，涌水量預測等；③在金屬礦產(chǎn)勘探中：地層對比，含礦層辨認與劃分，沉積環(huán)境分析等；

④在工程勘察中：地層力學分析、為其它工程勘察手段提供力學等參數(shù)。3254第32頁第32頁2.5礦場地球物理測井面臨問題1、開發(fā)階段裸眼井測井

a.低（特低、超低）滲入油藏解釋與評價；b.高含水期剩余油飽和度及其分布；c.薄層測井時油氣水及有效厚度劃分；d.巖石物性及動態(tài)參數(shù)關(guān)系研究，水淹機理研究。2、生產(chǎn)(套管)測井

a.產(chǎn)液剖面高含水、低流量、多相滲流條件下參數(shù)綜合測試、高精度、高分辨率條件下測量與解釋；b.注水剖面厚層準確劃分；c.適應稠油氣藏汽吞吐和汽驅(qū)階段高溫條件下生產(chǎn)測井儀研制。3、工程測井

固井第二界面水泥膠結(jié)質(zhì)量評價，射孔射開程度及套管質(zhì)量檢測等。緒論2礦場地球物理測井及其概況3354第33頁第33頁緒論1講課安排2礦場地球物理測井及其概況2.1礦場地球物理測井概念2.2礦場地球物理測井辦法分類2.3礦場地球物理測井發(fā)展史2.4礦場地球物理測井能處理問題2.5礦場地球物理測井面臨問題3礦場地球物理測井在油氣田勘探開發(fā)中應用3.1礦場地球物理測井過程3.2礦場地球物理測井用途3.3儲層基本參數(shù)概念3.4應用舉例緒論3454第34頁第34頁測井手段提出：反應地下地質(zhì)各種特性手段有各種。井壁取心、巖屑錄井、野外露頭觀測等。3.1礦場地球物理測井過程緒論3石油測井在油氣田勘探開發(fā)中應用井壁取心：樣品體積太小，不宜做全面分析。巖屑錄井：巖樣量大，各層巖樣易混淆，并且?guī)r屑易造成延時，層位、厚度卡不準。鉆井取心：樣品全，全井取心造價高，影響鉆井速度，不太也許（個別主要參數(shù)井除外)。野外觀測：結(jié)果只能對地下特性加以推測。

測井含有速度快、反應直接、經(jīng)濟實惠、剖面連續(xù)等特點，這也就是測井技術(shù)被引出而又快速發(fā)展起來原因。3554第35頁第35頁測井現(xiàn)場電纜：提升或下放儀器；通過纜心向井下供電、發(fā)送控制信號、把統(tǒng)計信號送到地面統(tǒng)計儀。絞車：提升或下放電纜。深度傳感器：把測井數(shù)據(jù)相應深度信息送到統(tǒng)計儀。張力傳感器：統(tǒng)計電纜張力信息。緒論3石油測井在油氣田勘探開發(fā)中應用3654第36頁第36頁緒論3石油測井在油氣田勘探開發(fā)中應用3754第37頁第37頁緒論3石油測井在油氣田勘探開發(fā)中應用3854第38頁第38頁緒論3石油測井在油氣田勘探開發(fā)中應用3954第39頁第39頁測井井下環(huán)境裸眼井：充斥泥漿井眼、泥餅、沖洗帶、過渡帶、原狀地層套管井：套管、水泥環(huán)、地層鉆井時鉆井泥漿作用：潤滑、鉆頭降溫、攜帶巖屑、預防井噴；侵入帶形成：泥漿濾液、泥餅（2-3cm）、沖洗帶、過渡帶；泥漿和泥餅對測井影響：鉆孔直徑和截面形狀、侵入帶大?。ú煌瑴y井方法影響不同）、井下溫度與壓力。緒論3石油測井在油氣田勘探開發(fā)中應用4054第40頁第40頁3.2礦場地球物理測井用途基礎(chǔ)地質(zhì)研究石油勘探開發(fā)煤田、金屬礦產(chǎn)水文、工程、環(huán)境、考古在石油工業(yè)中：測井包括了勘探、開發(fā)、射孔、井壁取心等幾種方面；當代測井是石油工業(yè)中高技術(shù)含量最多產(chǎn)業(yè)部門之一；它在石油工業(yè)中占有主要地位，是石油學科中十大學科之一。緒論3石油測井在油氣田勘探開發(fā)中應用4154第41頁第41頁測井在油氣勘探和開發(fā)中作用與地位1.劃分巖性剖面、區(qū)別滲入層，并定出其厚度、深度2.定量、半定量求解儲層參數(shù)(Φ、K、So、h、Vsh等)3.進行地層對比、擬定地層產(chǎn)狀、分析沉積環(huán)境4.研究地層壓力、巖石強度

5.準確尋找放射性礦層

6.為油藏描述、地震分析、盆地模擬提供有利參數(shù)和證據(jù)7.為油田開發(fā)提供動態(tài)參數(shù)8.研究新鉆井工藝、新測井辦法、處理生產(chǎn)、科研中出現(xiàn)問題緒論3石油測井在油氣田勘探開發(fā)中應用4254第42頁第42頁3.3儲層基礎(chǔ)參數(shù)概念儲集層概念、分類儲集層基本參數(shù)孔隙度：概念、分類、碎屑巖和碳酸鹽巖孔隙類型不同。滲透率：概念、單位含油氣飽和度：概念有效厚度：概念，算法緒論3石油測井在油氣田勘探開發(fā)中應用4354第43頁第43頁儲集層

含有儲存石油及天然氣空間（包括巖石粒間孔隙、裂縫、溶洞等），同時孔隙或裂縫之間連通巖層才也許儲存石油及天然氣，稱之為儲集層或滲入層。緒論3石油測井在油氣田勘探開發(fā)中應用4454第44頁第44頁儲集層分類碎屑巖儲集層包括礫巖、砂巖、細砂巖、粉砂巖等，儲集空間主要為原生粒間孔和次生孔隙。緒論3石油測井在油氣田勘探開發(fā)中應用4554第45