1、地球物理測井數(shù)字處理與綜合解釋實驗指導書編 寫 人：潘保芝 范曉敏編寫單位：吉林大學地球探測科技學院吉林大學二00五年十二月目 錄實驗一 定性劃分儲集層并定量解釋.1實驗二 利用綜合方法估計地層泥質(zhì)含量.6實驗三 含泥質(zhì)復雜巖性地層綜合測井處理.10實驗一 定性劃分儲集層并定量解釋一、 實驗?zāi)康模和ㄟ^對測井曲線特征的分析和認識，掌握定性劃分砂泥巖剖面儲集層的基本方法，并應(yīng)用阿爾奇公式，進行儲層參數(shù)的計算，鞏固已經(jīng)學過的鉆井地球物理課程的主要內(nèi)容與應(yīng)用。二、 實驗要求正確劃分出儲集層和非儲集層，對砂泥巖剖面能區(qū)分開較明顯的油水層。進行測井曲線讀數(shù)，簡單地計算出孔隙度、飽和度等參數(shù)。三、 實驗場地

2、、用具與設(shè)備測井實驗室或一般的教室，長直尺、鉛筆、像皮和計算器四、 實驗內(nèi)容：1 測井曲線圖的認識；圖1是某井的綜合測井曲線圖。圖中共有5道，第一道主要為反映巖性的測井曲線道，包括：自然電位測井曲線曲線符號為SP、記錄單位mv；自然伽馬測井曲線曲線符號為GR、記錄單位API；井徑測井曲線曲線符號為CAL，記錄單位in或cm；巖性密度測井曲線（光電吸收界面指數(shù)）曲線符號為PE；第二道是深度道；通常的深度比例尺為1：200 或1：500第三道是反映含油性的測井曲線道，包括深中淺三條電阻率測井曲線，分別是：深側(cè)向測井曲線曲線符號為LLD、記錄單位m；淺側(cè)向測井曲線曲線符號為LLS、記錄單位m；微球形

3、聚焦測井曲線曲線符號為MSFL、記錄單位m；電阻率測井曲線通常為對數(shù)刻度。第四道為反映孔隙度的測井曲線道，包括：密度測井曲線曲線符號為DEN或RHOB，記錄單位g/cm3；中子測井曲線曲線符號為CNL或PHIN，記錄單位%，有時為v/v。聲波測井曲線曲線符號為AC或DT，記錄單位us/ft，有時為us/m。中子和密度測井曲線的刻度的特點是保證在含水砂巖層上兩條曲線重迭，在含氣層上，密度孔隙度大于中子孔隙度，在泥巖層上，中子孔隙度大于密度孔隙度；第五道是反映粘土礦物類型的測井曲線道，包括自然伽馬能譜測井中的三條曲線：放射性釷測井曲線曲線符號為Th或THOR，記錄單位是ppm；放射性鈾測井曲線曲線

4、符號為U或URAN，記錄單位ppm；放射性鉀測井曲線曲線符號為K或POTA，記錄單位%，有時為v/v。2 測井曲線特征（1）砂泥巖剖面的測井曲線特征砂泥巖剖面儲集層（砂巖）的典型特征是，一般自然電位有明顯的異常，異常的方向和幅度取決于泥漿濾液電阻率（Rmf）和地層水的電阻率（Rw），或者說與Rmf與Rw的比值有關(guān),如果Rmf Rw，則為負異常，否則為正異常。如果砂層中不含放射性礦物，自然伽瑪曲線亦顯示低值。微電極曲線一般在砂巖層幅值高，并出現(xiàn)正幅差。而泥巖的幅度和幅差均較低，當井眼條件不好時，可能會出現(xiàn)曲線跳動現(xiàn)象。砂巖中含灰質(zhì)較多的夾層，因為致密電阻率異常高，幅度差很小或沒有。一般幅度差的大

5、小標明了儲集層滲透性的好壞。普通電阻率測井曲線在泥巖處顯示為低值。砂巖處顯示為高值，含油砂巖幅值就更高，如有兩條探測深度不同的Ra 曲線，幅值的差別顯示著低侵、高侵。通常在油層上為低侵，水層上為高侵。井徑在泥巖層擴大，砂巖層縮小（略小于鉆頭直徑）。具體特征總結(jié)見表1表1 砂泥巖剖面測井曲線特征 地層測井曲線儲集層砂巖非儲集層泥巖自然電位負異常（RwRmf）泥巖基線自然伽馬低高井徑縮徑擴徑深中淺電阻率高阻低阻聲波300us/m釷低高鈾低高鉀低高（2）碳酸鹽巖剖面的測井曲線特征碳酸鹽巖剖面的測井解釋任務(wù)，就是從致密的圍巖中找出孔隙性、裂縫性的儲集層，并判斷其含油性。碳酸鹽巖剖面電阻率一般較高，自然

6、電位效果不好。為了區(qū)分巖性和劃分儲層，一般使用自然伽馬測井曲線。 儲集層相對于致密的圍巖具有低阻、低自然伽馬以及孔隙度測井反映孔隙度較大的特點。3 劃分儲集層的基本方法與原則基本要求：凡一切可能含油氣的地層都要劃出來，要適當?shù)貏澐置黠@的水層。具體要求為：（1） 估計為油層、氣層、油水同層和含油水層的儲集層都必須分層解釋。（2） 厚度半米以上的電性（測井曲線）可疑層（即指從測井曲線上看有油氣的地層）或錄井顯示為微含油級別以上的儲集層必須分出。（3） 選擇出作為確定地層水電阻率Rw 的標準水層（厚度大、巖性純、不含油）要劃分出來。（4） 錄井、氣測有大段油氣顯示而測井曲線顯示不好的儲集層，應(yīng)選取一

7、定層位，尤其是該組儲層的頂部層位，進行分層。（5） 當有多套油水系統(tǒng)，油層組包括若干水層時，只解釋最靠近油層的水層。（6） 對于新區(qū)探井，應(yīng)做細致工作，對各個儲層均應(yīng)酌情選層解釋，以使不漏掉可能有油氣的地層。4 正確劃分出儲集層的方法（1）砂泥巖剖面通常是自然電位（SP）曲線的異常確定滲透層的位置，用微電極曲線確定分層界面，分層前，應(yīng)將井場收集的井壁取芯、氣測顯示等有關(guān)油氣顯示的資料標注在綜合測井曲線圖上，并根據(jù)鄰井的測井和試油等資料對本井的油水關(guān)系作出初步估計。分層時應(yīng)注意：l 確定分層的界面深度時，應(yīng)左右環(huán)顧，照顧到分層線對每條測井曲線的合理性。l 分層的深度誤差不應(yīng)大于0.1m。l 滲透

8、層中，凡是0.5m以上的非滲透性夾層（泥巖或致密層），應(yīng)將夾層上下的滲透層分兩層解釋。l 巖性漸變層頂界（頂部漸變層）或底界（底部漸變層）分層深度應(yīng)在巖性漸變結(jié)束處。l 一個厚度較大的滲透層，如有兩個以上解釋結(jié)論，應(yīng)按解釋結(jié)論分層。l 在同一解釋井段，如果油氣層與水層巖性、地層結(jié)構(gòu)和孔隙度基本相同，則油氣層是純水層的電阻率的3-5倍。純水層的自然電位異常最大，油氣層異常明顯偏小，油水同層介于油、水層之間。并且厚度較大的油水同層，自上而下電阻率有明顯減小的趨勢。（2）碳酸鹽巖剖面碳酸巖鹽剖面劃分滲透性地層的5 測井曲線讀數(shù)分層以后，要從有關(guān)的主要測井曲線將代表該儲層的測井曲線讀數(shù)，以便計算孔隙度

9、、飽和度等地質(zhì)參數(shù)，在厚度較大的儲集層中按測井曲線變化確定幾個取值區(qū)，對每個取值區(qū)對應(yīng)讀數(shù)計算，幾種主要測井曲線取值區(qū)的最小厚度如下：各種孔隙度測井0.6m。側(cè)向測井0.6m感應(yīng)測井，低阻0.6m，高阻層1.5m。每種測井曲線分層和取值要符合其方法特點，例如聲波測井扣除致密夾層，選用與滲透層相對應(yīng)部分的平均值。電阻率測井曲線則扣除致密夾層，選用與滲透層相對應(yīng)部分的極大值的平均值。另外注意孔隙度與電阻率測井曲線對應(yīng)取值的原則。因為要用兩者結(jié)合計算地層的含水飽和度，兩者當然應(yīng)該是對應(yīng)深度上同一地層或同一取值區(qū)的讀數(shù)。巖層含油性的定性判斷，主要依據(jù)井曲線的測井曲線特征，而電性特征是巖石物性、巖性和含

10、油性的綜合反映。因此在判斷地層的含油性時，一般應(yīng)將測量井段首先按照地層水礦化度的不同分為不同的解釋井段，然后才有可能對每一個解釋井段在充分考慮其巖性特點的前提下進行含油性解釋。由于地下地層復雜性，儀器的局限性，上述原則是一般性的。要做到正確地解釋，一方面應(yīng)多收集資料，認真分析曲線，另一方面還要了解區(qū)域性特點和規(guī)律，要積累經(jīng)驗。6 計算出孔隙度、飽和度等參數(shù)。讀數(shù)以后，還要做一些定量計算，常用的公式：孔隙度：含水飽和度：上式中為當前層的聲波時差，為地層水的聲波時差,189us/ft(623us/m)，為固體骨架的聲波時差，對于砂巖骨架，主要礦物為石英，其聲波時差為55.5us/ft。a是常數(shù)，對

11、于砂巖地層通常取1.0，為當前層的電阻率，m為膠結(jié)指數(shù)。五、 實驗報告1 對所給砂泥巖刻面的綜合測井圖獨立分層，對儲集層從上到下進行編號，對油氣水層進行識別。2 在報告中說明分層及解釋的依據(jù)。3 分別對儲集層進行讀數(shù)，并求出孔隙度和含水飽和度Sw （已知Rw =0. 5）。儲層序號頂部深度（m）底部深度（m）厚度（m）測井曲線讀數(shù)孔隙度含油飽和度SPGRDTRtRxo 圖1 某井的綜合測井曲線圖實驗二利用綜合方法估計地層泥質(zhì)含量一、 實驗?zāi)康模和ㄟ^實際計算，鞏固掌握利用多種測井資料確定泥質(zhì)含量的方法。二、 實驗要求自編程序，在計算機上運算出地層泥質(zhì)含量。三、 實驗場地、用具與設(shè)備計算中心，尺子

12、、像皮和計算機；四、 實驗內(nèi)容： 什么是泥質(zhì)含量：泥質(zhì)是指顆粒直徑小于0.01mm的碎屑物質(zhì)，泥質(zhì)含量，也叫做泥質(zhì)體積，是指泥質(zhì)的體積占巖石總體積的比：確定Vsh的重要性泥質(zhì)含量的確定，在泥質(zhì)砂巖儲集層的定量解釋中具有重要意義。多年來人們提出許多計算泥質(zhì)含量的理論和方法。目前求取泥質(zhì)含量的方法大致可分為兩類，一類是用每種測點各求出一個泥質(zhì)含量，然后求出最佳值。當巖石含有泥質(zhì)時，各種測井曲線均或多或少地受到泥質(zhì)的影響，其影響的程度受Vsh的決定，評價巖石的特性時，只有已知Vsh，才知道由于泥質(zhì)帶來的影響，從而將泥質(zhì)的影響校正掉。一般而言，用自然伽馬或自然伽馬能譜或自然電位來求取泥質(zhì)含量效果最好，

13、但自然伽馬要求儲層中除了泥質(zhì)外，其他物質(zhì)不含放射性礦物。自然電位要求地層水電阻率保持不變，且儲層中的泥質(zhì)與相鄰泥巖的的成分相同。用其他方法計算泥質(zhì)含量則要求更為苛刻的條件：如電阻率方法要求儲層的孔隙度和含水飽和度均要很小。中子和聲波方法則要求孔隙度很小。3. 確定Vsh的方法：（） 自然伽瑪法式中，分別是砂巖和泥巖層的自然伽馬值，GCUR是與地層有關(guān)的經(jīng)驗系數(shù)，新地層（第三系地層）GCUR=3.7，老地層GCUR=2.0.（） 自然電位法式中，是當前層的自然電位讀數(shù)，和分別是純地層和泥質(zhì)地層的自然電位讀數(shù)（）電阻率（b=1.5）（）中子法式中，是當前層的視中子孔隙度讀數(shù)，是泥巖層的視中子孔隙度

14、讀數(shù)。（） 交會圖法以中子密度測井交會圖為例，通過對圖2所示的石英點（Q）、水點（W）和泥巖點（SH）構(gòu)成的三角形進行分解，依據(jù)資料點所落入三角形中的位置，可以推測出來泥質(zhì)含量。或者利用下式進行計算（依據(jù)點到直線的距離計算方法）：式中，SHWQ0是石英點（Q）和水點（W）連線的直線方程。依據(jù)任意兩點的直線，用石英點()和水點()兩個點的參數(shù)可以推出： A=(ma f) B=(f ma ) C=Nmaf -Nfma 當然，也可以用中子聲波、聲波密度交會圖的類似方法求Vsh 。如果解釋層段上沒有純泥巖層時，上述交會圖法所定出的泥巖點位置并不代表實際的泥巖參數(shù)，導致用交會圖方法估計的泥質(zhì)含量比實際值

15、偏大。上述幾種方法計算的泥質(zhì)含量往往都有一定的條件，當條件滿足時， 泥質(zhì)含量的近似結(jié)果，當條件不滿足時，計算的泥質(zhì)含量均可能偏高，所以在實際處理時，最后選取其中的最小值作為接近實際的泥質(zhì)含量。五、 實驗報告1說明用測井曲線計算地層泥質(zhì)含量的方法與主要步驟2編程并處理。分別按5種方法求泥質(zhì)含量，并取極小值作為該層的泥質(zhì)含量。附所編寫的程序和計算結(jié)果3已知條件：GRmin=50; GRmax=110 SPmin=0 SPmax=100 b=1.5, Rsh=5 =30pu; =2.54 =2.65 =1.0 =100 =-4DEPTHSPMSFLLLSLLDRHOBNPHIGRDTCAL2680.

16、9888.54.89.0910.842.5517103.1773.1311.992682.0983.42.026.588.212.0720108.2577.7514.192683.01701.585.717.171.5924107.8181.8115.592684.02801.925.967.481.9623108.7581.2114.792685.0484.32.986.818.282.320105.0878.3812.032686.0578.59.67.158.222.5919112.1977.1310.592687.073614.1810.9311.732.641798.4472.49.

17、822688.0926.519.3818.1319.142.581785.5470.739.49268925.268.9450.0651.542.51153.4865.949.262690.022755.8145.6645.832.521064.0665.319.16實驗三 含泥質(zhì)復雜巖性地層綜合測井處理一、實驗?zāi)康模壕C合所學習的測井解釋與數(shù)據(jù)處理知識，掌握一般含泥質(zhì)復雜巖性地層測井數(shù)據(jù)處理的步驟和方法。二、實驗要求用C語言編程，調(diào)試通過，并能計算出正確的結(jié)果。三、實驗場地、用具與設(shè)備計算中心，計算機；四、實驗內(nèi)容：（一） 原理：測井數(shù)據(jù)處理與解釋的主要任務(wù)就是依據(jù)“四性”關(guān)系，用測井所獲得的

18、地層的各種“物理參數(shù)”，定量地計算出地下地層的巖性（）、儲集性(孔隙度和滲透率)以及含油性（飽和度Sw）。當儲層含有泥質(zhì)時，還要求取泥質(zhì)含量，對測井數(shù)據(jù)進行泥質(zhì)校正。對于含有泥質(zhì)骨架由兩種礦物構(gòu)成,且礦物含量隨深度變化的復雜巖性地層，其體積模型如圖3所示。這種泥質(zhì)儲層測井處理的過程見圖4所示。其基本思路就是用幾種方法分別計算出獨立的泥質(zhì)含量Vsh ，然后取最極小值作為該深度的泥質(zhì)含量。對測井數(shù)據(jù)進行泥質(zhì)含量校正，兩種孔隙度組合求出孔隙度和兩種礦物的含量，在恢復為含泥質(zhì)地層，計算出實際地層的孔隙度和礦物含量。在計算過程中所設(shè)計的參量和模型的變化見圖3所示。VshV1V2恢復為泥質(zhì)巖石求Sw K，

19、VshNwWV1V2 VshV1V2Vma1Vma2純巖 石 圖3 體積模型與計算過程中的變化 實際上求上述四種體積含量的方法有兩種：（） 三種孔隙度測井聯(lián)立解方程（矩陣方法，計算的核心是求逆陣）接出，Vsh , V1 , V2 (2) 獨立方法計算泥質(zhì)含量，二種孔隙度測井組合，解出純巖石模型的各個部分的體積。讀入一個深度的測井數(shù)據(jù)孔隙度，礦物1和礦物2構(gòu)成的體積模型泥質(zhì)含量Vsh GR 取最小值作為泥質(zhì)含量Vsh SPRtTHCNL-DEN泥質(zhì)含量Vsh泥質(zhì)含量Vsh泥質(zhì)含量Vsh泥質(zhì)含量Vsh 中子、密度測井曲線泥質(zhì)校正Vsh計算含水飽和度Sw矩陣方法計算純地層孔隙度，礦物1和礦物2的含量計算滲透率K讀入測井解釋參數(shù)最后一個深度點結(jié)束是否圖3 計算步驟圖先求出泥質(zhì)含量，再校正泥質(zhì)的影響后的測井數(shù)據(jù)聯(lián)立求解, Vma1 , Vma2 ，相當按純巖石計算，然后再根據(jù)泥質(zhì)的多少換算出實際巖石的孔隙度和礦物含量。， （二）計算過程。（） 根據(jù)GR，SP求Vsh 當Vsh 50%時，按泥巖處理 =0，Sw =1.0, Vsh =100, V1 =0, V2 =0.K=0當Vsh 50%時，按下述方法