第一章地層傾角測井與成像測井第一章地層傾角測井與成像測井

本章的主要內容和要點1．主要內容地層傾角測井、成象測井方法原理及地質應用2．本章要點掌握地層傾角測井及成象測井方法原理地層傾角測井一、地層傾角測井基本原理

地層傾角測井是在井中測量地層層面的傾角和方位角的一種測井方法。根據地層傾角測井數據可確定有無構造變化；對計算的數據進行綜合分析研究，可提供鑒別斷層、不整合、交錯層、砂壩、巖礁、河床沉積、鹽丘周圍的構造變形、地層的裂縫和破碎帶方面的資料；還可利用地層傾角測井資料研究沉積環境、巖相古地理。

地層傾角測井是根據三點可以成一平面的道理，用井下儀器在井中測出同一層面的三個或三個以上的點，根據這些點就可繪出地層的層面。圖1－1是地層傾角測井原理圖。從圖上可以看出，如果有一地層面，當帶有四組電極系的儀器通過該層面時，則四組電權系將測出四條帶拐點的電阻率曲線。這四個拐點的深度分別為Z1、Z2、Z3、Z4，它們代表地層面上四個點的深度。如果地層是水平的，則Z1、Z2、Z3、Z4相等；如果地層是傾斜的，則Z1、Z2、Z3、Z4不相等，即Z1、Z2、Z3、Z4之間有高度差，也叫高程差，根據這些高程差就可繪出一個傾斜的平面來。

地層傾角測井一、地層傾角測井基本原理如果井孔是垂直的，高程差確定出的層面的傾角就是地層的真傾角。但是，實際上井孔常常并不垂直，因而必須配合井孔傾斜的資料，才能算出地層的真傾角來。再配合井下儀器的方位，或四組電極系中的一組的方位，就可確定地層的方位。因此，要確定地層傾角和方位角，必須具有三條或四條地層電阻率曲線、井孔的傾角和方位角資料、一組電極系的方位角資料。地層傾角測井儀就是為取得上述資料而設計的。三臂式地層傾角儀四臂式地層傾角儀地層傾角測井二、地層傾角測井儀

能測出層面上三個點，叫三臂式地層傾角儀；能同時測出層面上四個點，叫四臂式地層傾角儀。三臂式地層傾角儀有三個互成120o的推靠臂，每個臂上都安裝同樣的一組電極系。當儀器在井中移動時，每個推靠臂都使電極系緊貼井壁，并連續測量出一條反映井壁地層電阻率變化的曲線。測量電流束四臂式地層傾角儀

減壓部分極板部分電子線路外殼極板相對方位角井斜角方位角井徑地層面電極系I號臂基準線地層傾角測井

特點：1、分辨能力高，能詳細的劃分地層剖面2、同時連續測量多種參數3、快速處理大量的資料4、對井的條件適應性強5、測速不能太慢地層傾角測井四臂式地層傾角儀包括以下幾個部分：（1）在同一水平面上互成90°的四個臂，每個臂上裝有一個可塑性橡膠板，板上裝幾個小電極用來測量電阻率曲線。四個臂采用油壓裝置系統，根據不同情況的需要，可隨意改變壓力的大小。同時利用四個臂的橫向位移來改變電位計的電阻，指示井徑的變化，起到井徑儀的作用，可以測得兩條井徑曲線。（2）儀器上部是方位裝置，用磁羅盤連續測量I號極板的方位角和I號極板與井斜方向的相對方位角。（3）利用井斜重錘測量井斜角。（4）頂部為電子儀器部分，裝有一個旋轉頭和彈簧扶正器，旋轉頭使儀器在測井時的自轉減到最小，以保證能獲得精確的結果。彈簧扶正器能使儀器軸線與井眼軸線一致，確保測得準確的井眼偏離的位移。這種儀器正常的測井速度大約每分鐘7～9m，測得的各種數據同時記錄。一次下井同時記錄9～10條曲線，它們分別是：（1）四條淺聚焦電導率曲線。（2）二條微井徑曲線。（3）一條I號極板的方位角曲線。（4）一條I號極板與井斜方向的相對方位角曲線。（5）一條井斜曲線。（6）一條電纜張力曲線，顯示測井過程中對四個臂的加壓情況。利用上述曲線就可計算出地層層面的傾角和傾斜方位角。四臂式地層傾角儀

減壓部分極板部分電子線路外殼極板相對方位角井斜角方位角井徑地層面電極系I號臂基準線地層傾角測井一、地層傾角測井基本原理

地層傾角和傾斜方位角是根據測出電阻率的曲線計算的。對于傾斜地層來說，可用單位矢量n來反映地層的傾角和方位角，把n放在由垂線、磁北、正東方向組成的大地坐標中。V：是垂直平面的坐標軸；N：是水平面上指向磁北方向的坐標軸；E：是水平面上正東方向軸；n與V的夾角就是地層傾角θ；n在水平面上的投影n′

與N軸的夾角就是方位角φ

地層傾角測井一、地層傾角測井基本原理nv=cosθ;nN=sinθ×

cos

φ;nE=sinθ×sinφ;nE2+nN2=sin2θnv2=cos2θθ=tg-1

nE2+nN2/

nvφ=tg-1

nE/

nN地層傾角測井地層傾角測井三、地層傾角測井資料數字處理

地層傾角測井資料數字處理是用計算機對四條地層傾角測井電阻率曲線，進行相關對比，然后把曲線I的異常值的深度取為零，求出曲線Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ相對曲線I沿井軸方向的位移（即高程差），利用高程差可計算出這段地層的法向矢量在儀器坐標系中的坐標，再利用δ

（井斜角）、β（儀器平面上I號極板與井斜方位的夾角）、μ（I號極板相對于磁北方向的方位角），把儀器坐標系換算成大地坐標系，從而計算出地層的傾向φ和傾角θ以及井眼方位角γ。最后，計算機打印出數據表和顯示出矢量圖、方位頻率圖、并根據用戶的需要，還可繪出桿狀圖、圓柱面極坐標圖和線性極坐標圖。

不需要人工計算。地層傾角測井四、成果顯示

四臂式地層傾角測井資料計算機處理結果的顯示辦法有兩種：一是數據表，二是成果圖。

1．數據表數據表分原始數據表和最終成果表，其中第一種表是必列的，第二種表是可選擇的。（1）原始數據表。包括深度、井斜角δ、井斜相對方位角β、I號極板的方位角μ、I一皿臂井徑D13、Ⅱ一IV臂井徑D24、四個高程Zl、Z2、Z3、Z4。（2）解釋成果表。包括深度、窗長、地層傾角、地層傾斜方位、地層傾斜相限方位、置信度、井斜角、井斜方位、井斜相限方位。地層傾角測井四、成果顯示1.矢量圖蝌蚪圖

縱坐標：深度橫坐標：傾角黑點上的短線：方位角，極坐標表示黑點含義地層傾角測井四、成果顯示2.桿狀圖棒狀圖是一個可在任意所需剖面上做出的傾角顯示圖。它能反映地層傾角（視傾角或真傾角）隨深度的變化情況。

縱坐標：深度短線：所選剖面的視傾角可用于地層對比和繪制橫剖面圖地層傾角測井四、成果顯示3.方位頻率圖方位頻率圖是在一定的研究井段中，用統計法確定“優選傾斜方向”的極坐標圖。

黑色：主要傾斜方位；紅色：表示河岸方向；藍色：表示水流方向。

頂部：正北方向半徑：頻率數據（該方位在一定的范圍內出現的次數）地層傾角測井四、成果顯示4.施密特圖極坐標圖

當地層傾角矢量比較復雜，分布范圍較大，不易鑒別出構造傾角時，就可以將某一井段的傾角資料標到圖上來進行分析，從傾角的主要集中方向來判斷該井段的構造傾角值。

箭頭的方向：該井段的構造傾角方位。集中區的半徑大小：構造傾角大小。

地層傾角測井改進施密特圖：它所顯示的傾斜方位角比較細致和準確。把構造傾角和沉積傾角區分開來。

5.改進的施密特圖四、成果顯示老的施密特圖：對傾角小的井段，上的傾向往往顯示不清楚。地層傾角測井

地層傾角資料已廣泛用來研究地質構造、沉積環境和判斷斷裂縫帶等。但是為了獲得正確的地質結論，在利用地質傾角測井資料進行地質解釋時，必須結合地質、地球物理和其他測井資料進行綜合分析，才能得出合理的結論。地層傾角測井地層傾角測井資料反映了地層傾角在縱向的變化規律，在一定程度上反映了構造性質和構造特征，利用地層傾角測井提供的傾角和傾向分析地層產狀的變化規律，確定地層傾角矢量模式圖（紅模式、藍模式、綠模式等）。然后，結合地層對比結果與地層傾角分析結果進行綜合分析，結合區域地質構造特征，運用地質規律進行解釋。當然，要正確解釋地層傾角測井資料，首先必須認識測量對象的地質特征，然后才能作出正確的解釋結論。地層傾角測井五、傾角模式及其地質含義1、紅色模式：一組傾向基本相近，傾角隨深度增加而逐漸增大。2、綠色模式：一組傾向基本相近，傾角隨深度增加而不變。3、藍色模式：一組傾向基本相近，傾角隨深度增加而逐漸減小。4、雜亂傾角：傾角和傾向呈雜亂分布而無規律可循。白模式地層傾角測井五、傾角模式及其地質含義1、紅色模式：一組傾向基本相近，傾角隨深度增加而逐漸增大。

與斷層、砂壩、河道、巖礁、不整合等地質構造有關。2、綠色模式：一組傾向基本相近，傾角隨深度增加而不變。

主要反映地層傾角。地層沒有受到構造破壞發生變形。地層傾角測井五、傾角模式及其地質含義3、藍色模式：一組傾向基本相近，傾角隨深度增加而逐漸減小。與斷層、不整合等地質構造有關。4、雜亂傾角：傾角和傾向呈雜亂分布而無規律可循。白模式與巖性粗、地層成層性不好、斷點、不整合等有關。（一）、褶皺的傾角測井解釋褶皺要素褶皺基本類型背斜向斜中性褶皺地層傾角測井1.對稱背斜構造主體為背斜，背斜兩翼對稱，傾角相等，傾向相反。褶皺在地層傾角測井矢量圖上的反映地層傾角測井圖對稱背斜當井沒有穿過軸面，矢量圖為綠色模式顯示，與單斜構造顯示相同。但是在軸面兩側鉆井，兩口井的矢量圖在同一巖層出現傾向相反的傾角。如果井鉆在背斜的頂部，這時測得的地層傾角就很小，傾斜方位角也就很亂，只有鉆在兩翼上，才會顯示出傾角較大，方位角一致的綠色模式。地層傾角測井2.不對稱背斜構造主體為背斜，背斜兩翼不對稱，一翼陡、一翼緩。傾角不等，傾向相反。藍模式紅模式綠模式綠模式褶皺在地層傾角測井矢量圖上的反映地層傾角測井圖不對稱背斜地層傾角測井3.平臥背斜

軸面接近水平，上下兩翼地層層序對稱，傾向相反。兩翼對應層位鉆遇厚度及傾角值大小接近。對稱型平臥褶皺最大特點：上下兩翼地層傾角接近。地層傾角測井褶皺在地層傾角測井矢量圖上的反映3.平臥背斜綠模式紅模式藍模式綠模式地層傾角測井圖不對稱平臥背斜最大特點：上下兩翼地層傾角差異較大。地層傾角測井褶皺在地層傾角測井矢量圖上的反映4.倒轉背斜

軸面傾斜很大，兩翼向同一方向傾斜。倒轉面上翼地層傾角小，下翼地層傾角大，上下地層層序相反，有一定的對應關系。綠模式藍模式紅模式藍模式綠模式地層傾角測井圖倒轉背斜地層傾角測井褶皺在地層傾角測井矢量圖上的反映5.底辟褶皺

下圖表示一底辟褶皺，為一鹽丘構造。它具有塑性內核，由于巖鹽或石膏刺穿上覆巖層而發生褶皺，使地層的傾角發生連續變化。

傾向不變，傾角較大。

地層傾角測井圖底辟褶皺地層傾角測井

巖層因受力達到一定強度而發生破裂，并沿破裂面有明顯相對移動的構造稱斷層（二）、斷層的傾角測井解釋正斷層和逆斷層習慣上將斷層面傾角小于45o左右逆斷層稱為逆掩斷層，大于45o的逆斷層稱為沖斷層。

斷層要素地層傾角測井（1）斷層面。將巖塊或巖層斷開成兩部分，被斷開的巖塊或巖層順著滑動的破裂面稱為斷層面。斷層面的空間位置由其走向、傾向和傾角確定。（2）斷層線。斷層線是斷層面與地面的交線。（3）斷盤。斷盤是斷層面兩側沿斷層面發生位移的巖塊。如果斷層面是傾斜的，位于斷層面上側的一盤為上盤，位于斷層面下側的一盤為下盤，如果斷層面直立，則按斷盤相對于斷層的方位描述，如東盤、西盤或南盤、北盤。根據兩盤的相對滑動，相對上升的一盤叫上升盤，相對下降的一盤叫下降盤。（4）斷距。斷距是指被錯斷巖層在兩盤上的對應層之間的相對距離。在不同方位的剖面上，斷距值是不同的。斷層要素

同沉積斷層可形成逆牽引構造------同沉積褶皺斷層的識別地貌標志構造標志地層標志巖漿、礦化標志巖相和厚度標志遙感圖像特征地層傾角測井1．斷層面沒有變形的斷層

在井眼中地層缺失，由于斷層面沒有變形，矢量圖顯示與單斜構造一樣，不能用傾角測井資料來判斷、確定這類斷裂。同樣傾角測井也不能確定斷層面沒有發生變形的逆斷層。地層傾角測井2．逆斷層

傾角矢量模式圖：綠模式－紅模式－藍模式－綠模式斷點位置傾角最大，斷點上下傾向相同，上下傾角可能不一樣。地層傾角測井3．有破碎帶的斷層

當地層很堅硬時，巖層沿斷層面形成破碎帶。由于破碎帶中地層傾向沒有固定方向，故矢量圖為綠一亂一綠模式。地層傾角測井同向牽引正斷層4.有拖曳現象的斷層

塑性巖層上下盤沿斷層面作相對運動時，由于摩擦力的作用，地層層面在斷層面處發生形變，就有可能從矢量圖上辨認斷層。

斷層面與地層面向同一方向傾斜，并且斷層面的傾角大于地層的傾角。由于上盤順斷層面下滑，下盤沿斷層面上推，使上下盤在拖曳區傾角變大。

地層傾角測井反向牽引正斷層4.有拖曳現象的斷層

如圖斷面與層面傾向相反的正斷層

由于上盤下滑，在拖曳區出現小向斜；下盤上拱，在拖曳區出現小背斜。斷點深度，其矢量點傾角和方位角接近斷層面的傾角和方位角。綠一藍一紅一藍一紅一綠模式。地層傾角測井同向牽引逆斷層帶有拖曳現象的逆斷層，上盤在拖曳區出現小背斜，下盤在拖曳區出現小向斜。整個矢量模式組合為綠一紅一藍一綠模式組合。斷點處傾角矢量模式組合為紅一藍模式組合。紅模式傾角最大處對應斷點埋深。4.有拖曳現象的斷層

斷層面與地層面傾向相同地層傾角測井4.有拖曳現象的斷層

反向牽引的逆斷層斷層面與地層面傾向相反

由于上盤順斷層面上推，下盤沿斷層面下滑，使上下盤在拖曳區傾角變大。矢量圖顯示為綠一紅一藍一綠模式。地層傾角測井不整合面分類

（三）、不整合面的測井解釋

根據不整合面上、下地層產狀和所反映的構造運動特征，不整合面分為平行不整合和角度不整合兩種主要類型。平行不整合表現為上、下兩套地層的產狀彼此平行，但在兩套地層之間缺失了一些時代的地層。角度不整合主要表現為不整合面上、下兩套地層之間缺失部分地層，且產狀也不相同。

由于地殼運動，使沉積地區上升到較高的位置，沉積作用中斷一個時期。然后沉積地區再接受沉積。這樣一套地層就缺失了一套地層，時代上不連續，上下地層產狀有時會有明顯不同，這種接觸關系就叫不整合接觸。地層傾角測井角度不整合

傾角矢量圖上表現為傾角或傾向突變，地層產狀明顯變化，而且一般情況下不整合上部地層傾角較小，下部地層傾角較大。這種突變在區域上可以對比，不同于斷層，僅引起局部地層產狀突變。地層傾角測井角度不整合傾角矢量圖上表現為傾角或傾向突變，地層產狀明顯變化，而且一般情況下不整合上部地層傾角較小，下部地層傾角較大。地層傾角測井不整合面平行不整合當侵蝕面的產狀沒有變化時，假整合在傾角圖上就無顯示。當侵蝕面有風化帶時，傾角圖顯示為亂傾角，就有可能識別假整合。如果侵蝕面侵蝕后產生局部的高點和低點，再沉積時在低洼處形成充填式沉積，傾角圖為紅色模式或藍色模式顯示，假整合也有可能識別。地層傾角測井四、地層傾角測井在沉積方面的應用

地層傾角測井能夠反映沉積構造信息、準確計算層理傾向、傾角。因此，對于地下地質研究，利用傾角資料分析沉積層理、古水流等是方面的沉積特征。地層傾角測井1.板狀交錯層理測井解釋圖版。為一組模式線被彼此平行的紅、藍模式組合。2.楔狀交錯層理測井解釋圖版。為一組模式線被彼此交叉的紅、藍模式組合3.槽狀交錯層理的測井解釋圖版。表現為一組短模式線連接的小紅、藍模式組合，底部往往為模式群間斷處顯示的沖刷面。地層傾角測井各種河道砂壩，點砂壩、三角洲分流河道砂特點：下粗上細，下部交錯層理發育，上部不發育在傾角測井矢量圖上表現為：①傾角向上變小，②交錯層理的傾角及傾向較分散地層傾角測井地層傾角測井層理的角度是水動力能量強弱的反映。不同的層理反映的沉積環境是不一樣的。同一環境下水動力能量強有利于形成高角度斜層理或平行層理；動力弱時便形成低角度斜層理或水平層理不同的環境形成的層理角度總體特征也不同，如一般海相地層層理角度為5o一14o，河流成因，層理角度經常超過25o。層理地層傾角測井水平層理

為小角度綠模式或雜亂模式。在傾角對比處理中難以檢測這種小型層理。傾角為零。成像測井

河漫灘斜層理河漫灘斜層理是在沉積能量很小的情況下沉積的。層系厚度很薄，組成物質也很細，以粉砂和粘土為主。斜層的傾角很小，遠看似水平，近看呈微細波狀層理、細斜波狀層理。其矢量顯示基本上為一小角度的綠模式。地層傾角測井普通河流斜層理

普通河流斜層理是在水流較緩、沉積能量中等的情況下沉積的。其斜層的物質一般較細，以砂和細砂為主，細層呈上陡下緩的形狀，傾角較小，一般在10o一20o。其矢量呈藍模式。地層傾角測井急流斜層理急流斜層理是在水流較急、沉積能量較高的情況下沉積的。細層的物質較粗，為粗砂和砂礫，而且常常夾有泥礫，細層也較厚，細層形狀幾乎呈直線形。傾角較大，一般在20o一30o左右，傾角大者可達40o，其矢量圖呈綠模式。地層傾角測井地層傾角測井沉積體內部充填結構傾角測井解釋

傾角矢量成綠模式。砂巖層序面或者薄砂層、泥巖層相互平行。常見于席狀沉積及海相沉積之中。地層傾角測井沉積體內部充填結構傾角測井解釋前積結構：傾角矢量成藍模式。水流向前(盆地)推進過程中，由前積作用形成的結構。常見于三角洲前緣和水道中心部位。地層傾角測井沉積體內部充填結構傾角測井解釋傾角矢量呈紅模式。同一時間單元地層向上傾方向減薄，沿下傾方向加厚，反映不均勻的沉積作用。常見于差異壓實后河道邊緣。地層傾角測井砂壩砂壩是濱海區的機械沉積，具有線性分布特征，為與古海岸大致平行的一種砂礫堆積。砂壩形成之后，如發生海侵，就會在其上沉積泥質的巖層，形成砂壩的地層封閉。在泥巖蓋層中，地層傾角隨深度增加而增大。當進入砂巖體后，傾角即變小。通過砂體后，傾角趨于構造傾角。地層傾角測井河道充填沉積

隨著深度的增加，傾角也相應增大，并在河床底部出現最大的傾角。通常，河道中心的傾角要比河床邊緣的傾角小一些。地層傾角測井碳酸鹽巖礁是由淺海區生物死亡后軟體部分分解，堅硬的石灰質硬殼和貝殼遺留下來，經過造巖作用形成的。碳酸鹽巖礁

巖礁附近，傾角隨深度的增加而增大，一旦鉆穿巖礁的頂部、傾角圖的圖象無規律。地層傾角測井判別古水流方向1．全矢量方位圖法

全矢量方位頻率圖法就是將一段砂層中所有矢量進行方位統計，作成小方位頻率圖，哪一個方位點子最多，就表明主要的水流方向。圖為某井的一段河道砂的全矢量方位頻率，圖中清楚地表明水流方向為南西方向。該方法是一種效果既好又十分簡便的方法。地層傾角測井水流方向為南西方向地層傾角測井

在用地層傾角測井資料進行地質研究時，應該結合巖心、巖屑錄井資料以及構造、古地理背景資料綜合分析才能得出更可靠的的結論。西北大學地質學系成像測井成像測井

隨著勘探和開發中更復雜、更隱蔽的油氣藏發展，對測井也提出了更高的要求，諸如薄層、薄互層、裂縫性儲層，低孔隙低滲透層、復雜巖性儲層的評價；高含水油田開發中剩余油飽和度及其分布的確定；固井質量、壓裂效果、套管損壞等工程測井問題以及地層壓力、地應力等力學參數求取等都涉及地層的非均質和各向異性等問題，需要測井從方法理論到測量技術有更新的發展。成像測井系統正是在這樣的背景下發展起來的。成像測井提供大量的、豐富的各種物理信息，以此為基礎給出分辨率高、可靠的二維或三維目的層的物理參數圖像，研究各種非均質非線性問題，評價油、氣產層和其它勘探、開發問題。成像測井

測井為油氣勘探開發提供了大量的地質數據和資料，被稱為地質家的眼睛。具有分辨率最高、連續性最好特點。成像測井技術是應用最新電子技術、計算機技術實現全方位、高分辨率數據采集的先進測井技術；更是一種數學方法把許多通過聲、電等途徑得到的信息轉化重建成二維圖像的測井技術。

成像測井一、成像測井進展

成像測井在20世紀80年代才形成商業化。在80年代中期，斯倫貝謝公司推出地層微電阻率掃描測井儀（FMS），處理成果是得到與巖心照片類似的圖像，揭開了成像測井技術發展的新篇章。到了90年代中期，成像測井已在世界上幾家大的測井公司迅速發展，并在油田投入商業服務。從斯倫貝謝公司、阿特拉斯公司、哈里伯頓公司的井壁成像測井儀器特性來看，可以分成兩大類：一類是描述井壁地層電阻率特征的測井儀，如微電阻率掃描測井儀（FMI）；另一類是反映地層聲波特征的測井儀，如井下聲波電視、超聲波井眼成像儀等。成像測井隨著油氣勘探程度的提高，新發現油氣藏在規模上趨于小型化，在儲層物性及構造形態上趨于復雜化，勘探難度越來越大，常規測井在儲層描述、油氣層解釋等方面已經不能滿足要求。成像測井在復雜油氣儲層的解釋評價中發揮著越來越重要的作用。微電掃描成像測井是成像測井的一種，其精度高，能夠直觀的反映地下地層構造特征、沉積特征、地應力方向確定等多方面。而且，可以根據微電掃描成像測井數據，提取出很多有用的其他的定量信息。于此同時，微電掃描成像測井所反映的裂縫分布以及孔隙度譜分析能夠為進一步進行儲層評價提供依據。電阻率成像測井能夠獲得高清晰度的電阻率圖像，被地質家稱為“地下地層顯微鏡”。成像測井資料具有可視性和直觀性的特點，可以解決常規測井資料難以解決的測井解釋問題，尤其在裂縫性儲層評價中，它能直觀地提供裂縫的形態、裂縫發育程度等地質信息，提高了測井解釋的準確性。成像測井

目前世界上主要的成像測井儀有斯侖貝謝公司的MAXIS500、阿特拉斯公司的ECLIPS-5700、哈利伯頓公司的EXCELL-2000。儀器包括井眼微電掃描成像測井儀（FMS/FMI）、同步聲波/電阻率成像測井儀（STAR-II）、電阻率微掃描成像儀（EMI）和井壁超聲波成像儀（UBI）、井周成像測井儀（CBIL）、井周聲波掃描測井儀（CAST）。

成像測井(1）高速采集、并行處理、局域網絡的高性能計算機系統。實時采集、控制、處理、顯示、解釋大量的測井信息和成果(2)高數據傳輸率的電纜遙測系統，數據傳輸率達到500kb/S，甚至更高。實現地面和下井儀器間的數據傳輸。(3)新一代的高分辨率、多探測點的電、聲、核、核磁測井儀器。(4)一套完整的、適應各類復雜非均質儲層參數定量評價和地質應用、工程應用的軟件包。成像系統主要特點成像測井成像測井的局限性：①成像測井多在裸眼井中進行，在多數已處于開發期的油氣藏套管井眼中，無法獲取相應的成像測井資料；②處于勘探期的油氣藏，由于成像測井成本昂貴，也不可能在所有探井和評價井中進行成像測井，即使在進行了成像測井的井中，也只是對目的層段進行測量；③在進行裂縫解釋時，是在手工圖像拾取的基礎上求得裂縫密度、寬度、裂縫率等參數，對裂縫較發育的儲層，不僅工作量大，而且個體差異大、重復性差。因此，有必要研究具有普遍適用性的裂縫參數估算方法。成像測井成像測井是把地層巖性、物性的變化及裂縫、孔洞、層理等地層特征引起的電阻率、聲阻抗的變化，轉換成圖像上不同色度及形態的顯示。井壁微電阻率圖像上彩色或灰度只反映巖性、孔隙度、流體的變化，不代表地層巖石的真實顏色或灰度。微電阻率圖像明暗色調的變化反映地層電阻率高低的變化，圖像越亮，反映地層電阻率越高，圖像越暗，反映地層電阻率越低。成像測井

成像測井有聲成像、電成像、地層微電阻率掃描測井等。地層微電阻率掃描測井（FMI）能成功的識別出井眼內的裂縫系統，它能夠對裂縫性油氣藏進行精細描述及識別出裂縫的位置、形狀、產狀和密度等。

成像測井在復雜油氣儲層的解釋評價中發揮著越來越重要的作用。國內外的專家學者對成像測井的定性解釋研究比較深入，文獻較多，包括識別巖性、識別裂縫、裂縫有效性分析、構造分析、沉積相分析、地應力分析等，以及綜合解釋評價、成像測井圖像模式及典型解釋模板等定性解釋方法。

成像測井一、地層微電阻率掃描成像測井

地層微電阻率掃描成像測井是一種重要的井壁成像方法，它利用多極板上的多排鈕扣狀的小電極向井壁地層發射電流，由于電極接觸的巖石成分、結構及所含流體的不同，由此引起電流的變化，電流的變化反映了井壁各處的巖石電阻率的變化，據此可以顯示電阻率的井壁成像，自從80年代斯侖貝謝公司的地層微電阻率掃描測井（FMS）投人工業應用以來，得到了迅速的發展，如今已是井壁成像的重要測井方法。

地層微電阻率掃描成像測井采用了側向測井的屏蔽原理，在原地層傾角測井儀的極板上裝有鈕扣狀的小電極。因此測量每個鈕扣電極的電流變化，就能反映井壁上地層電阻率的變化，通常把電流轉換成灰度顯示，不同級別的灰度表示不同的電流，這樣就用灰度圖來顯示井壁地層電阻率的變化，從而可反映出井壁上地層巖石結構等變化。測量結果可以記錄出每個電極的電流強度，這種曲線能較好地檢查測井質量，也可以顯示出灰度圖，通常顏色愈黑表明電阻率低，而顏色灰白表示電阻率高。

成像測井1．電成象測井儀

（1）陣列感應成象儀AIT（斯侖貝謝）。

陣列感應成象儀AIT，由一個發射器和8個接收器以及相應的電路組成。8個不同間距的接收器各由3個線圈組成。四種頻率中可選兩種工作頻率，實部和虛部兼測，獨立采集28個信號，進行陣列感應電阻率成象處理。在薄互層剖面中，AIT可以分辨出層厚度為0．3m的薄地層。AIT具有5種探測深度：10in、20in、30in、60in、90in，提供三種縱向分辨率：lft、2ft、4fi。可用軟件聚焦的方法給出一種縱向分辨率的5條感應電阻率曲線，各自反映離井眼不同距離處電阻率剖面的變化。可應用反演算法作出地層侵人剖面及原狀地層電阻率成象圖。成像測井

由于陣列感應測井提供3種縱向分辨率具有5種探測深度的曲線，利用這些豐富的測井信息，可以劃分薄地層，求取原狀地層電阻率Rt和侵人帶電阻率Rxo。，并可研究侵人帶的變化，得出過渡帶的內外半徑。但在高礦化度泥漿中，陣列感應測井仍然受到限制，這時最好與雙側向測井同時應用．或者選用雙側向測井。陣列感應測井是一種新的測井方法，仍有不足之處，如處理方法中權函數的選擇等，但這些問題會在進一步發展中得到先解決，使其更加完善。

全井眼微電阻率成象儀FMI在8個極板上安裝有192個間距極小的鈕扣電極，可以貼向井壁。陣列鈕扣電極上電流強度的變化地層電阻率的變化，陣列鈕扣電極上電流強度徑適當處理可刻度為圖像。成象測井猶如實際巖心照片一樣清晰、直觀。該儀器的縱向分辨率大約為5mm，徑向探測深度為5cm，在直徑為20cm的裸眼井中，陣列電極對井眼周圍地層的覆蓋率為80％。

（2）全井眼微電阻率成象儀FMI（斯侖貝謝）成像測井FMI測量獲得的成象圖，具有下列用途：

①確定地層傾角和方位角；②對油氣產層的結構及其特征進行細致地描述。如指示孔洞、裂縫產狀及其方位，選擇能獲得最高油氣產量的射孔和壓裂層位，精確地確定油氣層有效厚度，特別是薄油層的有效厚度，效果最顯著；③成象圖還可以研究巖層的某些細節。如確定侵蝕面、化石層、斷層位置、沉積環境和地層精細構造等。圖是新疆地區含礫砂巖和裂縫產狀的圖象，圖中的黑色陡角度條紋為裂縫，白色斑點為礫石。圖中清楚地顯示出不同粒徑的礫石孔隙變化、裂縫以及沉積特征方面具有廣闊的應用前景，因此在一個地區一定要選幾口有代表性的參數井或關鍵井進行地層微電阻率掃描成象測井，并與巖心進行對比，找出地質特征的變化規律，這樣可以大量減小取心井數，同時又能為油田勘探與開發提供重要而豐富的地質信息。成像測井成像測井呈現明暗相間的平行條帶成像測井成像測井成像測井成像測井方位電阻率成象儀ARI是在原來雙側向的基礎上發展出來的。在原雙側向的屏蔽電極A2上安裝有12個微小方形電極，電極圓周上每一個以30o角隔開。12個微電極曲線可象FMI那樣成象。ARI的特點是既有深探測的雙側向曲線，又有淺探測的微電阻率曲線，當它與AIT或FMI聯測時，可最大限度地提供地層剖面的電阻率。（3）方位側向成象儀ARI（斯侖貝謝）方位側向成象儀ARI（斯侖貝謝）主要特點為：①具有常規電阻率測井的功能；

②同時測量同相和正交相讓信號，用于校正由于上覆高阻層產出的Groningen效應；③12個微電極曲線所成的象可給出裂縫的方位和長度，雖不如FMI那樣清晰，但可用深、淺探測的雙側向曲線可加以驗證。成像測井阿特拉斯的高分辨率感應儀器HDIL和斯侖貝謝公司的AIT的原理相仿，由一個發射器和7個接收器以及相應的電路組成。接收器間距6～94in不等。八種工作頻率可選，頻率有10～150kHz不等。HDIL具有5種探測深度：即10in、20in、30in、60in、120in，提供三種縱向分辨率：lft、2ft、4fi。主要特點有：①對厚層可直接讀得Rt；②給出分辨率匹配的曲線，準確求得薄層的電阻率Rt；③可反映傾角為20O～30O的傾斜地層；④對數據進行侵人處理，給出井眼地層電阻率剖面成象圖；

⑤可接成硬件聚焦的感應儀。

（4）高分辨率感應儀器HDIL（阿特拉斯）

2．聲成象測井儀（1）偶極子橫波成象儀DSI（斯侖貝謝）

偶極子橫波成象儀DSI采用兩個偶極聲源，兩個距離很近，強度相同、振動相位相反的點聲源組合。實際上就是通過對撓曲波的測量來獲得地層的橫波速度。由8個陣列接收器、一個單極發射器和兩個偶極發射器組成，能精確的進行地層的橫波測量。

（1）偶極子橫波成象儀DSI（斯侖貝謝）特點：

①根據聲速或聲阻抗成象；②應用斯通利波計算滲透率；③裂縫探測和評價，可預測壓裂時裂縫發展趨向；④采用地震波AVO分析技術；⑤根據DSI的橫波和縱波慢度，給出保持井眼穩定的泥漿密度極限，指導鉆井和固井。偶極橫波成象測井的應用（

實驗室和現場實際經驗表明，利用縱波速度與橫波速度比（Vp／Vs）可以鑒別巖性白云巖的Vp／Vs＝1.8，

石灰巖的Vp／Vs＝1.86

二者幾乎是一條與橫軸平行的直線，同樣對于純砂巖或含氣砂巖Vp／Vs=1.58，而且Vp／Vs與Δtc的關系也近似于一條直線。利用這些特點即可由Vp／Vs與Δtc交會圖中鑒別巖性。對于含水砂巖來說，隨著孔隙度的增大和壓實程度的降低，Vp／Vs增大，圖中的實線所示，呈一斜線狀。圖中斷點斜線是泥巖的趨勢線，這也表明，隨著沉積物壓實程度的降低，Vp／Vs比值增大。利用Vp／Vs與Δtc的交會圖能更有效地劃分氣層。在交會圖中可以看出，在巖石孔隙度一定的條件下，隨著含氣飽和度的增大，交會點向右下方移動，如圖中的箭頭所示，圖中的孔隙度線上還標出了含水飽和度。因此有了偶極橫波成象測井，取得了準確的Vp／Vs利用交會能準確地劃分出含天然氣地層。（2）劃分裂縫帶。（3）巖石機械特性分析。

根據測得的縱、橫波時差及地層密度，可以計算地層巖石的機械特性，如泊松比（σ）楊氏彈性模量（E）切變模量（μ）、體積模量（k）及拉梅常數（λ）等。利用這些巖石的機械特性，可以評價井眼穩定性，以及預測水力壓裂效果等。

環井眼數據成象儀CBIL采用一個換能器沿井軸方向旋轉，向井壁發射聲波脈沖，測量回波信號。其特點為：①360o井眼成象，分辨率為0.5in（13mm）；②由于采用半球形的傳感器，其圖象清晰，界面分明；③工作頻率較低（250kHz），對大井眼及重泥漿仍能給出精確的結果；④適用于水平井測井；⑤構造辨別，可給出裂縫、孔洞、紋理、斷層、孔隙等的圖象；③后期處理（VISION軟件包），給出傾角、方位及次生孔隙估算。（2）環井眼數據成象儀CBIL（阿特拉斯）成像測井CBIL：井周聲波成像測井

分辨率高，可以了解套管是否變形和損傷等。CircumferentialBoreholeImagingLog塊狀模式：代表顏色較單一的均質塊狀結構，沉積中不發育裂縫、孔洞等。亮色：致密地層。如：致密火成巖或塊狀砂巖。暗色代表典型泥巖或發育孔洞的碳酸鹽巖等。條帶狀模式:圖像顯示為明暗相間的條帶狀，代表砂泥巖互層沉積環境。線狀模式：代表裂縫、縫合線、不整合面、層面等。斑狀模式：圖顯示斑狀，多為溶蝕孔洞發育等。CBIL：井周聲波成像測井套管腐蝕，造成在聲波幅度圖和聲波傳播時間圖上，顯示為黑色。

可組合地震波成象儀CIS采用去耦合傳感器模塊，消除了常規井下垂直地震波剖面儀器的失真，可記錄準確的縱波P、垂直向橫波SV、水平向橫波SH。CIS儀器的檢波器模塊由推靠器推靠井壁，使它貼近井壁。每個檢波器的接觸狀況由它對模塊上的一個小振動器的聲波響應來檢驗。主要特點為：①傳感器模塊與儀器主體分隔的去耦合設計；②根據對小振動器的聲波響應來檢驗檢波器的技術；③可與其它儀器組合，測三個軸向地震波數據；④可應用于VSP、套管井和裸眼井測量。（3）可組合地震波成象儀CIS（斯侖貝謝）（4）“星”成象儀STARImager（阿特拉斯）