第1页:课程说明
- 适用专业
- 地球物理学
- 计划学时
- 64
- 教材
- 丁次乾主编《矿场地球物理》,石油大学出版社
- 课程基本任务
- 掌握各种测井方法的基本原理及应用;掌握利用测井曲线进行综合解释的基本方法;了解基本的开发测井、工程测井方法及其解释技术;了解其它测井方法。
第2页:课程特点及说明
- 测井方法多、概念多、符号多
- 注意符号应用、书写的规范性
- 以讲课内容为主、课本做为主要参考
- 适当的思考练习题
- 考核成绩计算:平时作业(20%)+期末考试(80%)
第3页:主要参考书目
- 教材,主要参考
- 丁次乾主编,《矿场地球物理》,石油大学出版社
- 参考书
- 洪有密《测井原理与综合解释》;雍世和、洪有密《测井资料综合解释与数字处理》;雍世和、张超谟《测井数据处理与综合解释》
- 专项参考书
- 张庚骥《电法测井》;楚泽涵《声波测井原理》;黄隆基《放射性测井原理》(《核测井原理》)
第4页:课程内容
- 第一章 绪论
- 第二章 电阻率测井
- 第三章 自然电位测井
- 第四章 声波测井
- 第五章 伽马测井
- 第六章 中子测井
- 第七章 测井资料综合解释方法
- 第八章 油田开发测井
- 第九章 其它测井
第5页:第一章 绪论
- 一.矿场地球物理(测井)简介
- 二.测井研究对象——储集层
- 三.测井分类
- 四.测井在油田勘探开发中的作用
第6页:矿场地球物理简介
测井概念:用各种专门仪器放入井中,沿井身测量钻井地质剖面上地层的各种物理参数(如密度、电阻率等)和井眼技术状况,并根据测量结果进行综合解释,以解决油田勘探、开发中的各类地质和工程技术问题的一门应用技术。
- 1927 年 9 月,斯仑贝谢兄弟在法国完成世界上第一次测井
- 1939 年 12 月,翁文波(院士)在四川巴县石油沟完成我国第一次测井
- 经过几十年发展,测井已成为资金、人才、技术高度密集的现代化高技术服务产业
第7页:测井仪器与探测特性
- 井下仪器
- 几十种,主体为探测器,多为圆柱状,在井下贴井壁或居中测量
- 记录点
- 也称测量点,是所测物理参数记录的深度参考点
- 横向探测深度
- 测量结果在横向上主要受多大范围内介质影响(贡献 50~90%),简称探测深度或探测范围
- 纵向分辨率
- 探测器纵向上能分辨不同岩层的最小厚度
- 地面仪器
- 井下供电、控制测量过程、将井下测量信号转换为测井物理参数
- 发展阶段
- 模拟 → 数字 → 数控 → 成像
- 辅助设备
- 测井专用电缆、仪器车等
第8页:井场测井示意图
本页为井场测井示意图,分别给出陆上(onshore)与海上(offshore)两种作业环境下的井场布置,显示测井车、井架与井下仪器之间的相对关系,用于建立测井施工现场的直观认识。
第9页:测井技术发展过程
测井技术发展经历了第一代模拟—半自动测井、第二代全自动测井、第三代数字测井、第四代数控测井、第五代成像测井五个阶段。纵观发展过程,实质就是一个在更高层次上完善精细分析与描述地层地质特性能力的过程。
第10页:四个发展阶段的资料特点
- 模拟测井
- 现场采集的测井数据用模拟记录方式,测井系列不完善,资料解释以人工定性为主,主要用于储集层的含油气评价和地层对比
- 数字测井
- 测井数据已采用数字记录方式,出现测井数据的计算机处理,形成裸眼井和套管井测井系列,测井学进入成熟阶段
- 数控测井
- 计算机技术全面融入测井数据采集和处理中,质量控制、组合测井和综合评价技术日趋成熟,油气评价精度大幅度提高
- 成像测井
- 实现井下传感器阵列化、数据电缆传输高速遥测化、数据采集和处理工作站化、记录和显示成像化,可更有效研究储集层的非均质性并回答产能大小
第11页:综合解释及测井资料获取
综合解释:测井具有间接性、多解性、模糊性,需要综合多种资料进行解释。
- 勘探测井:寻找油气藏或其它矿床
- 开发测井:油井技术状况评价、储层动态监测、套管井地层评价
测井资料获取:测井车现场安装 → 仪器下井测量 → 验收(野外、室内)→ 得到合格资料(模拟曲线、数字磁带、图像等)。
第12页:测井技术的全过程服务
本页图示测井技术贯穿服务于油气田整个勘探开发的全过程,从区域勘探、圈闭预探、油气藏评价,到油田开发、生产监测与油藏管理,各阶段均有相应的测井技术支撑。
第13页:储集层概念与碎屑岩储集层
储集层(储层、渗透层):具有储存油气水的空间,同时这些空间又互相连通(流体可在其中运移)的岩层,两大特点为孔隙性、渗透性。
- 碎屑岩储集层
- 约占 40% 储量,也称孔隙性储集层
- 岩石类型
- 砂岩为主,砾岩、粉砂岩、泥质砂岩等
- 围岩
- 一般为泥岩,性质稳定,常做为参考值
- 特点
- 粒间孔隙为主,孔隙度较大(10~30%),分布均匀,各种物性和泥浆侵入等基本为各向同性,测井评价效果较好、技术较成熟
第14页:碳酸盐岩与其它储集层
- 碳酸盐岩储集层
- 约占 50% 储量、60% 产量,为裂缝性储集层
- 岩石类型
- 渗透性石灰岩、白云岩及其过渡岩性
- 围岩
- 致密的碳酸盐岩
- 特点
- 储层空间包括孔隙、裂缝、溶洞等,原生孔隙一般较小且分布均匀、渗透率低;次生孔隙相对较大、形状不规则、分布不均匀、渗透性较高;测井评价难度大、效果较差
- 其它类型储集层
- 火山岩储层、泥岩储层、砾岩储层等
本课程主要以碎屑岩储层为主介绍,砂泥交互形成的剖面常习惯称砂泥岩剖面。
第15页:孔隙度
孔隙度 φ:岩石内孔隙体积占岩石总体积的百分比(%),反映储存能力(Porosity)。
- 总孔隙度:总孔隙体积/岩石总体积(φt)
- 有效孔隙度:有效孔隙体积/岩石总体积(φe)
- 次生孔隙度:次生孔隙体积/岩石总体积(φ2)
测井获取方法:三孔隙度测井(声波、密度、中子),一般为 φt,需泥质校正后得到 φe(纯岩石时 φe≈φt)。
第16页:渗透率
渗透率 k:描述岩石允许流体通过能力的参数,单位 μm²(或达西 D),常用 10⁻³μm²(毫达西 mD),反映渗透能力(Permeability)。
- 绝对渗透率:只有一种流体时测得,测井上一般指绝对渗透率
- 有效渗透率(相渗透率):存在多种流体时对其中一种所测,一般用 ko、kg、kw 表示
- 相对渗透率:有效/绝对,用 kro、krg、krw 表示
常规测井无法直接测得渗透率,常用统计方法或经验公式计算。
第17页:饱和度
饱和度 S:储层中某相流体体积占孔隙体积的百分比(%),反映储层的含油性(Saturation)。含水饱和度 Sw,含油气饱和度 Sh(So、Sg)。
- 原状地层:Sh=1-Sw(Sh=So+Sg)
- 冲洗带:Shr=1-Sxo(残余油气 Shr、含水 Sxo)
- 可动油气:Shm=Sxo-Sw,Shm=Sh-Shr
- 束缚水 Swirr:Sw=Swm+Swirr
常规测井主要通过电阻率测井或中子寿命等放射性资料计算得到。
第18页:有效厚度
- 岩层厚度
- 岩层上、下界面间的距离,界面常以岩性、孔隙度、渗透率等参数的变化为显示特征
- 有效厚度 he
- 目前经济技术条件下能产出工业价值油气的储层实际厚度,常由确认的油气层总厚度扣除无生产价值的夹层厚度后得到
- 孔隙度、饱和度和有效厚度等还可用来计算地质储量
- 孔隙度、渗透率合称储层物性
- 孔隙度与饱和度的乘积表示某相流体占岩石体积的百分比,如 φSw 表示岩石中水的相对体积
第19页:测井分类
- 按技术服务分类
- 裸眼测井、套管井测井、工程测井、生产动态测井等
- 按所测物理参数分类
- 电法测井、声波测井、放射性测井等
- 按资源评价分类
- 石油测井、煤田测井、金属矿测井、水文工程测井等
第20页:泥浆侵入作用预备知识
钻井泥浆压力一般均略大于地层压力,造成泥浆对渗透层的侵入作用,称泥浆侵入作用。对井眼周围储集层的影响自井壁向外依次为:泥饼、冲洗带、过渡带、原状地层。许多测井仪器的探测范围在侵入带,需要校正。
第21页:课程提示
本页为课程提示,提示初学时不必强求理解,待课程结束时再回看图中砂岩、泥岩、油、水的分布关系。
第22页:讲课主要思路
- 各种测井方法的基本原理
- 测井影响因素说明
- 资料应用介绍
主要介绍常规测井方法的基本原理及应用。