第十五章地層傾角測井

地層傾角測井：是一種用來測量地層的傾角和傾斜方位角的測井方法。

作用：地層傾角測井信息可以用來研究構造、沉積、儲層裂縫及地應力等方面地問題。它對指導油氣田勘探、開發(fā)具有重要作用。特點：原理比較復雜，技術發(fā)展跨度大，與其它測井方法相比自成體系。1930年第一次成功的進行了地層傾角測量，其資料只能給出地層的傾斜方位（點測）；

1942年在美國海灣油田砂泥巖剖面中首次使用自然電位式地層傾角儀（點測）；

1945年在自然電位不明顯的地區(qū)開始使用電阻率式地層傾角儀，測量的是3條梯度視電阻率曲線，連續(xù)測量井段不超過50英尺（連續(xù)測量）；第十五章地層傾角測井1952年斯侖貝謝公司開始使用CDM-T連續(xù)地層傾角測井儀，記錄3條微聚焦電阻率（或電導率）曲線；1956年斯侖貝謝公司有使用CDM-P連續(xù)地層傾角測井儀，在CDM-T的基礎上增加了連續(xù)井斜測量；1961年開始使用磁帶記錄，并用計算機處理資料；1963年發(fā)展了四臂地層傾角測井儀，提高了記錄質量；第十五章地層傾角測井80年代開始使用高分辨率地層傾角測井儀(4極板8電極與6臂6電極）；90年代推出成像測井儀(FMS、FMI、EMI、STAR-Ⅱ)。

地層傾角測井技術發(fā)展過程：點測儀—連續(xù)模擬記錄—（數字記錄）四臂傾角—六臂傾角—電阻率成像。第十五章地層傾角測井

第一節(jié)地層傾角儀測量原理地層產狀三要素：傾角、傾向、走向描述地層產狀的5個基本名詞：?地層面走向?地層面傾向?地層面傾角?視傾向?視傾角

第一節(jié)地層傾角儀測量原理地層面走向：地層面與水平面的交線的方向。用它與正北方向（按順時針）的夾角表示。如圖所示，CD的方向。走向

第一節(jié)地層傾角儀測量原理地層面傾向：地層面傾斜的方向。即地層面由高到低變化最大的方向在水平面上的投影與正北方向的夾角的方向——亦稱傾斜方位。如圖所示，BE的方向。傾向

第一節(jié)地層傾角儀測量原理傾角：在傾斜方向上的地層面與水平面的夾角，或傾斜線與傾向線的夾角；亦稱真傾角，是傾斜地層的最大傾角。如圖所示，∠BEA為真傾角，用θ表示。傾角

第一節(jié)地層傾角儀測量原理視傾向：任意方向的鉛直面與地層面相交，其交線在水平面的投影與正北方的夾角稱為視傾向。該交線稱為視傾斜線（圖中AD、AC）。它的水平投影稱為視傾向線（圖中BD、BC）。視傾向

第一節(jié)地層傾角儀測量原理視傾角：視傾斜線與視傾向線之間的夾角。圖中θa1、θa2。視傾角總是小于真傾角。視傾角真傾角為θ與真傾角θa之間的關系：ω——真傾向與視傾向之間的夾角。第一節(jié)地層傾角儀測量原理1、地層傾角儀的類型

四臂傾角：斯侖貝謝—HDT、SHDT阿特拉斯—HDIP六臂傾角：哈里伯頓—SED阿特拉斯—HEXDIP第一節(jié)地層傾角儀測量原理2、儀器結構（四臂傾角）地層傾角測井儀測什么？

四臂傾角測井儀測量原理圖地層的傾角和傾斜方位角，即地層面在空間的位置。如何定地層面在空間的位置?至少要有三個以上空間點的座標（采用柱狀坐標系r、

、Z）。通過計算就可以求得地層傾角和傾斜方位角。相對方位角測量井斜角測量系統方位角測量系統井徑、微電阻率測量地層傾角是直接測量出來的嗎？

不！地層的傾角不是直接測出來的，而是間接測量、再進行處理計算出來的。四臂傾角測井儀測量原理圖在實際中，地層傾角測井儀至少需測量9條曲線。右圖是阿特拉斯公司四臂傾角測井儀（1009）測量原理圖。無論那種地層傾角測井儀，總是由兩個主要部分組成：一是極板系統二是測斜系統儀器組成四臂傾角測井儀測量原理圖測斜系統極板系統四臂傾角儀能測量那些信息？4條微電導率曲線2條井徑曲線3條角度（方位）曲線第一節(jié)地層傾角儀測量原理四臂傾角儀能測量那些信息？4條微電導率曲線2條井徑曲線3條角度（方位）曲線第一節(jié)地層傾角儀測量原理四臂傾角測井儀測量原理圖DIP1、DIP2、DIP3和DIP4

通過四條微電阻率曲線對比，就可以確定地層層面上四個點M1、M2、M3、M4沿井軸方向的高度Z1、Z2、Z3、Z4。

四條微電阻率曲線第一節(jié)地層傾角儀測量原理四臂傾角測井儀測量原理圖即分別由1、3號極板和2、4號極板組成兩套井徑測量裝置，測得井徑曲線CAL1（d13）和CAL2（d24）。（2）兩條井徑曲線第一節(jié)地層傾角儀測量原理第一節(jié)地層傾角儀測量原理

定義：Ⅰ號極板方向的水平投影與正北方向的夾角（從正北開始、順時針）。四臂傾角測井儀測量原理圖AZ（

）（3）Ⅰ號極板方位角曲線AZ（

）什么是井斜角？四臂傾角測井儀測量原理圖DEV（

）即井軸與鉛垂線之間的夾角DEV（

）（4）井斜角第一節(jié)地層傾角儀測量原理什么是相對方位角？四臂傾角測井儀測量原理圖從Ⅰ號極板開始逆時針方向到井斜方向的角度RB（

），簡稱相對方位角。RB（

）（5）相對方位角四臂地層傾角（阿特拉斯）測井曲線圖

相對方位角

井斜角

Ⅰ號極板方位角

雙井徑曲線微電阻率曲線9條曲線傾角測井數據程序處理后，得到的成果是地層傾角和傾向。顯示方式有：打印數據表矢量圖方位頻率圖桿狀圖線性極坐標圖施密特圖圓柱面展開圖三維空間立體圖第二節(jié)地層傾角成果顯示

地層傾角測井數字處理成果可用列表形式打印出來。表中一般顯示地層傾角（DIP）、地層傾斜方位角（DIPAZ）、1號極板方位角（AZI1）、井斜角（DEVI）、相對方位角（RB）等主要信息。第二節(jié)地層傾角成果顯示一、數據表地層傾角測井處理成果數據顯示表

矢量圖：又叫蝌蚪圖或箭頭圖。它是用一系列隨深度變化的矢量來表示各個計算點地層傾角和方位的圖形。它是地層傾角最基本和最常用的圖件。二、矢量圖（蝌蚪圖、箭頭圖）矢量圖：

橫坐標為地層傾角（0～90o），縱坐標為深度；?每個傾角矢量的起點用小圓（或小三角形、小正方形）的中心表示，該中心點的位置表示計算點的深度和傾角；1、矢量圖及矢量圖的表示法第二節(jié)地層傾角成果顯示?與小圓相連的箭頭（或線段）所指方向為該點地層的傾斜方向（規(guī)定上北下南、左西右東，傾向變化范圍0o～360o）；?小圓等圖形有實心與空心之分，實心表示計算結果的置信度高，空心表示計算結果的置信度低。第二節(jié)地層傾角成果顯示

矢量圖的地質解釋是通過圖上標出的許多箭頭進行的，為了便于解釋，對矢量圖用顏色模式進行分類。常用的顏色模式有：（1）綠色模式（2）紅色模式（3）藍色模式（4）雜亂模式2、傾角矢量圖的顏色模式第二節(jié)地層傾角成果顯示矢量圖顏色模式

將隨深度增加、地層傾角和傾斜方位角相對穩(wěn)定的一組矢量用綠色筆勾畫出來，稱為綠色模式。由于沉積巖沉積時，各沉積單元之間的界面基本上是水平的，受構造運動后產生的傾角和傾斜方位角也基本一致。所以，綠色模式反映了構造傾角。綠色模式第二節(jié)地層傾角成果顯示紅色模式第二節(jié)地層傾角成果顯示矢量圖顏色模式

將方位角大體一致、傾角隨深度增加而增加的一組矢量用紅色筆勾畫出來，稱紅色模式。紅色模式矢量圖配合其它測井曲線可以指示斷層、褶皺、砂壩、河床沉積、巖礁等。

第二節(jié)地層傾角成果顯示矢量圖顏色模式

將方位角大體一致、傾角隨深度增加而減小的一組矢量用藍色筆勾畫出來，稱藍色模式。藍色模式與沉積構造有關，可以指示古水流方向。藍色模式矢量圖顏色模式

難以用上述顏色模式勾畫出來。斷層破碎帶、地層倒轉點附近通常為雜亂模式。

雜亂模式第二節(jié)地層傾角成果顯示

由于構造地質和沉積地質的差別，在勾畫顏色模式時，還分細色模式與粗色模式。

按深度將傾向基本一致的矢量連成顏色模式(細線條），中間不允許跳過相反的矢量，此為細色模式。細色模式：細色模式

3、細色模式和粗色模式

用粗線條來反映傾角變化的趨勢，這種連接模式稱為粗色模式。粗色模式：粗色模式

細色模式粗色模式

相關對比的窗長有長、短之分，長窗長對比計算的地層傾角主要是與巖層界面的傾角有關；短窗長對比計算的地層傾角主要是與巖層內層理的傾角有關。粗色模式主要研究構造地質問題，細色模式主要研究沉積地質問題。

施密特圖和方位頻率圖是在研究井段中用統計的方法確定地層傾角和傾斜方位角。三、施密特圖和方位頻率圖施密特圖：徑向方向為地層傾角，這里最外圓的傾角為0o度，每隔10o畫一個同心圓。圓周方向為方位角，規(guī)定上北下南、左西右東，一周360o，一般每隔10o畫一條徑向線。1、施密特圖在施密特圖上，用點子最多的傾角和傾斜方位角表示該段地層的構造傾角和傾斜方位角。如圖所示，構造傾角為6o，傾斜方位角24o。施密特圖改進的施密特圖

構造傾角：點子集中在極坐標的外圓一帶，構出的等值線是狹長形的，傾角變化較小。沉積傾角：等值線通常呈三角形。三角形的底邊接近極坐標的外圓，頂點指向中心。沉積傾角的特征是傾角數值變化較大。因此，改進的施密特圖可以把構造傾角與沉積傾角區(qū)分開來。

方位頻率圖是在研究層段中用統計方法確定構造傾角或沉積傾角的傾斜方位角的一種方法。

3、方位頻率圖方位頻率圖

方位頻率圖徑向以傾角為坐標，它的最外圓的傾角為0o度，每隔10o畫一個同心圓，圓心通常為60o。圓周方向為方位角，規(guī)定上北下南、左西右東，一周360o，一般每隔10o畫一條徑向線。將全部測得的地層傾角和傾斜方位角點在圖上，統計圓周方向每10o間隔的弧形面積內點子的數目，用徑向線段的長短來代表點子的數目，圈閉弧形面積，并將它涂黑。方位頻率圖

點子出現最多即圈閉的弧形面積徑向線最長，它的方位角就是要求的構造傾角（或沉積傾角）的傾斜方位。圖中傾斜方位角為320o。四、圓柱面展開圖

圓柱面展開圖相當于巖性柱面素描展開圖，便于對層面傾角和各種層理的觀察。小窗長對比得到的圓柱面展開圖對分析沉積現象很有用；長窗長對比得到的圓柱面展開圖對分析斷層、不整合等地質現象很有用。圓柱面展開圖圖坡2井地層傾角測井資料處理成果圖GRC1C2DEVIAZI方位頻率圖矢量圖顏色模式

構造地質的基本任務：從各種地質現象入手，研究地殼的地質構造，查明其形態(tài)，追究其原因，以及各局部構造之間的相互關系。從而進一步認識其共同特點和分布規(guī)律，以便指導勘探工作的進行。大量的生產實踐已經充分證明，油氣藏的形成與分布主要是受地質構造控制的。地質構造條件的好壞，是能否形成油氣藏的重要因素。研究地質構造的根本目的，就是要把地質構造與油氣藏的關系搞清楚，以便多快好省的尋找油氣藏。構造第三節(jié)地層傾角資料的應用地層層面傾斜，且層面的傾角和方位在一定區(qū)域范圍內基本上是一致。單斜構造往往是其它地質構造的一部分，如褶皺構造的一翼。

單斜構造第三節(jié)地層傾角資料的應用

如果井眼沒穿過軸面，矢量圖為綠色模式與單斜構造顯示相同。（1）對稱背斜（向斜）

如果井鉆在背斜的頂部，測到的地層傾角很小，傾斜方位顯示雜亂。不對稱向斜與不對稱背斜的傾角矢量圖模式基本一致。斷層構造在地質傾角圖上的顯示

正斷層：斷層上盤相對下降，下盤相對上升。井下標志：地層缺失。

逆斷層：斷層上盤相對上升，下盤相對下降。井下標志：地層重復。當斷層面傾角小于45°時，又稱逆掩斷層；大于45°時，又稱沖斷層。

平移斷層：斷層兩盤沿斷層面的走向相對移動。

平移正斷層：上盤沿斷層面斜向下滑。它既有平移斷層的特點、由于正斷層的特點。

只要斷層面沒有變形，則不管斷層是正斷層還是逆斷層，在矢量圖上的顯示均為綠模式（與褶皺構造中的單斜構造的顯示完全相同），此時地層傾角測井無法顯示斷層。（1）斷層面沒有變形的斷層

斷層面通常不是一個面，而是一個破碎帶，該破碎帶寬度從幾厘米到數十米不等。在寬度較大的情況下，由于破碎帶的地層傾角沒有固定的方向，故而形成的傾角矢量圖模式通常為綠---亂---綠模式。有斷裂破碎帶的斷層通常發(fā)育在碎性地層中。有時為“白模式”（2）有斷裂破碎帶的斷層

在構造力的作用下，地層產生了旋轉，上下盤的傾角和傾向不再相同，矢量圖的顯示為綠—綠模式。（3）旋轉斷層有柔性的塑性地層上、下盤沿斷層面作相對運動時，由于摩擦作用，在斷面附近產生變形，通常產生所謂的有拖曳（或牽引）現象的斷層。最常見的有以下三種種情況：正斷層逆斷層逆掩斷層（4）有拖曳（牽引）現象的斷層斷層面與地層面傾向相反：傾角模式通常為綠-蘭-紅-綠。正斷層：（4）有拖曳（牽引）現象的斷層斷層面與地層面傾向相同：傾角模式通常為綠-紅-蘭-綠。逆斷層：（4）有拖曳（牽引）現象的斷層斷層面傾角小于45

的逆斷層叫逆掩斷層：傾角模式通常為綠-紅-蘭-綠。逆掩斷層：（4）有拖