测井中期复习资料 13页

矿场地球物理学测井定义：在井内下入专用仪器,测量井内不同深度的各种物理参数并根据测量结果进行综合解释（人工或数字处理），分析井下情况。测井的起源：源于法国1927年9月，法国人斯仑贝谢兄弟发明了电测井。中国使用电测井勘探石油与天然气，始于1939年12月。测井的用途:①在油气勘探方面：用于发现油气藏，评估油气储量，研究构造，研究沉积相；2在油气田开发方面----生产测井：产液剖面吸水剖面----了解分层生产资料，评价措施效果；3在钻井工程方面：了解井斜，井眼大小，不同地层对钻井的影响，评价固井质量、找窜、分析套损情况等。测井学科的发展:60年来，中国测井仪器经历了四次更新换代：第一代—半自动测井仪；第二代—全自动测井仪；第三代—数字测井仪；第四代—数控测井仪。测井主要包括：电法测井、声波测井、放射性测井、生产测井及其它测井。第一章自然电位测井在生产实践中发现，没有人工供电的情况下，测量电极M在井内移动时，仍能测量到与地层有关的电位变化。由于这个电位是自然产生的，所以称为自然电位。用SP表示。自然电位测井测量的是自然电位随井深变化第一节井内自然电位产生的原因对于油井来说，主要有以下两个原因：l地层水含盐浓度和泥浆含盐浓度不同，引起离子的扩散作用和岩石颗粒对离子的吸附作用；l地层压力与泥浆柱压力不同时，在地层孔隙中产生过滤作用。这些作用主要取决于岩石成分、组织结构以及地层水和泥浆的物理化学性质。实践证明：油井的自然电位主要由扩散作用产生的，只有在泥浆柱和地层间的压力差很大的情况下，过滤作用才成为较重要的因素。一、扩散吸附电位由离子扩散作用产生的电动势，称为扩散电动势或扩散电位。用Ed表示实验证朋，扩散电位的大小，决定于溶液的浓度差、温度、离子的种类。地层被井钻穿后，泥浆滤液和地层孔隙中的地层水直接接触，由于泥浆滤液的浓度不同于地层水溶液的浓度（通常称矿化度），它们之间就产生了离子的扩散作用。在泥浆与砂岩地层的接触面上的电荷的分布，泥浆带负电荷，而砂岩层带正电荷；泥浆带正电荷，泥岩带负电荷。泥岩井壁，不仅有扩散作用，同时也有吸附作用。粘土矿物表面有选择吸附负离子的能力。二、过滤电位定义：在压力差的作用下，当溶液通过毛细管时，管的两端产生的电位差。用Ef表示。在泥浆压力大于地层压力的条件下，渗透层处，过滤电位与扩散吸附电位方向一致。过滤电位的数值与地层和泥浆柱之间的压力差及过滤溶液的电阻率成正比，与过滤溶液的粘度成反比：过滤电位只有在地层压力与泥浆柱压力很悬殊时，而且在泥饼未形成以前，才有较大的显示。由于油井的泥浆柱压力略高于地层压力，相差不是很大，而且在测井时已形成泥饼，所以过滤电位在油井中的显示一般很小，常忽略不计。\n实测的自然电位曲线，由于泥岩（或页岩层）岩性稳定，在自然电位测井曲线上显示为一条电位不变的直线，将它做为自然电位的基线，这就是所谓的泥岩基线。自然电位曲线具有如下特点：1）当地层、泥浆是均匀的，上下围岩岩性相同，自然电位曲线对地层中心对称；2）在地层顶底界面处，自然电位变化最大，当地层较厚（大于四倍井径）时，可用曲线半幅点确定地层界面；3）测量的自然电位幅度，为自然电流在井内产生的电位降，它永远小于自然电流回路总的电动势；4）渗透性砂岩的自然电位，对泥岩基线而言，可向左或向右偏转，它主要取决于地层水和泥浆滤液的相对矿化度。第三节影响渗透层自然电位曲线的主要因素一、渗透层自然电位异常幅度的计算rm为井筒泥浆的等效电阻；rsh为泥岩的等效电阻；rt为砂岩的等效电阻；USP自然电位异常幅度值（等于自然电流流过井内泥浆电阻上的电位降）二、自然电位曲线的影响因素影响自然电位USP异常幅度的主要因素：1）地层的岩性和泥浆滤掖电阻率Rmf与地层水电阻率Rw的比值Rmf／Rw。因此岩性、地层水矿化度与泥浆滤液矿化度的比值直接影响自然电位的异常幅度。2）地层厚度、井径的影响：h--幅值¯，d--幅值¯3）地层电阻率，泥浆电阻率以及围岩电阻率的影响：随着Rt/Rm的增大，自然电位幅度值降低。围岩电阻率Rs增大，使自然电位异常幅度值减小。4）泥浆侵入带的影响：泥浆侵入带增大，自然电位异常幅度值减小。第四节自然电位曲线的应用一、判断岩性，确定渗透性地层1、在砂泥质剖面中，以泥岩的自然电位为基线，如果砂岩地层的岩性由粗变细，泥质含量增加，表现为自然电位幅度值降低。2、自然电位曲线异常幅度的大小，可以反映渗透性好坏。通常砂岩的渗透性与泥质含量有关，泥质含量越少，其渗透性越好，自然电位曲线异常幅度值越大。3、对于碳酸盐岩地层，其渗透层多为次生裂缝性孔隙，它出现在致密的碳酸盐岩地层中，上下没有泥岩隔层。因此，自然电位曲线在致密碳酸盐岩地层和裂缝性渗透层处，没有明显的差异，难以应用自然电位曲线把碳酸盐岩剖面中的渗透层划分出来。在其它条件相同时，随着泥质含量的增加，自然电位异常幅度值减小。泥质含量大的碳酸盐岩地层，自然电位可能与粘土层差不多。因此，对碳酸盐岩地层而言，自然电位的异常幅度主要反映地层中的泥质含量4、对于膏盐剖面，由于盐岩、石膏、硬石膏等非常致密，基本上不含地层水，因此不产生扩散吸附电位。这些地层的自然电位曲线与围岩相同。二、计算地层水电阻率三、估计地层的泥质含量四、判断水淹层位>8mv，为高含水层基线偏移5mv<<8mv，为中含水层<5mv，为低含水层部分水掩层（油层底部或顶部见水）在自然电位曲线上显示的基本特点，是自然电位曲线的基线在该层上下发生偏移，出现台阶，则是一种比较普遍的现象。\n第1章自然电位测井和电阻率测井§1.2岩石的电学性质一、岩石的导电性表征电学性质的参数包括：电阻率、电导率、介电常数、磁导率火成岩：——依靠造岩矿物中极少量的自由电子导电，电阻率很高，沉积岩：——主要靠离子导电，导电能力强，电阻率低。（沉积岩石电阻率的大小主要决定于组成岩石的颗粒大小、组织结构和岩石孔隙中所含流体的性质。）二、地层条件下岩石电阻率的影响因素在地层条件下，岩石电阻率受以下影响：岩性（沉积岩、火成岩）地层水性质（所含盐类化学成分、浓度和温度）孔隙度（对于饱含水的岩石，孔隙度越高，所含地层水电阻率越低，岩石的电阻率也就越低）含油饱和度（当地层水电阻率和孔隙度都一定时，岩石电阻率随Sw的增高而增高）三、井眼条件下地层电阻率的径向特性泥浆侵入特性：高侵、低侵、无侵§1.3普通电阻率测井一、岩石电阻率的测量原理二、普通电阻率测井测量原理实际电阻率测井所测的电阻率与井内泥浆、渗透层的侵入，上下围岩的电阻率都有关系。测量结果是各种影响的综合反映，这个电阻率称为视电阻率。三、电极系（即电组率测井中各电极相对位置关系）根据成对电极和不成对电极的距离不同，可把电极系分为电位电极系和梯度电极系(成对电极即是同一线路中的电极，如供电线路的两个供电电极就是成对电极)。1、电位电极系:不成对电极到靠近它的那个成对电极之间的距离<成对电极间距离的电极电极距：单电极(不成对电极)到靠近它那个成对电极间的距离，即：L＝AM。深度记录点：AM的中点O，它表示电极系在井内的深度位置。Ra主要与M点的电位有关并主要反映AM之间的电阻率。2、梯度电极系：不成对电极到靠近它的成对电极之间的距离>成对电极间距离的电极系电极距：不成对电极到成对电极中点的距离即L＝AO，深度记录点：O是MN的中点Ra主要与MN两点间的（电位递度）有关并主要反映MN之间的电阻率。3、电极系分类\n4、电极系互换原理把电极系中的电极和地面电极功能互换(原供电电极改为测量电极，原测量电极改为供电电极)，而各极的相对位置不变，则所得到的视电阻率值不变，测得的曲线形状也不变。5、电极系的探测深度电位电极系探测半径为2倍的电极距；梯度电极系探测半径为1.4倍的电极距。四、视电阻率测井曲线特征1、梯度电极系电阻率测井曲线特征分析理想梯度电极系不考虑井筒影响2、电位电极系电阻率测井曲线特征分析电位电极系电阻率测井曲线与岩层电阻率及顶底关系。曲线特征：厚、中、薄层曲线特征3、视电阻率曲线的影响因素1）电极距：当电极距小时井的影响较大；随着电极距增大，探测深度增大；电极距增大到一定程度后，围岩影响增大。2）井的影响；3）侵入的影响；4）围岩和层厚的影响5）高阻邻层的屏蔽影响；6）地层倾斜或井斜的影响五、视电阻率测井曲线的应用1、确定岩层界面；2、确定地层电阻率Rt；3、地层对比；4、用于标准测井中§1.4侧向测井一、概述1、发展侧向测井的原因2、侧向测井和普通视电阻率的异同相同点：从数学和物理学角度看，侧向测井和普通视电阻率一样，都属于稳定电流场问题，满足相同的关系式。不同点：供电方式不一样。3、侧向测井的分类按电极系结构特点和电极系数目不同，侧向测井可以分为:三侧向（LL3）、七侧向（LL7）、八侧向（LL8）、双侧向（DLL），一、三侧向测井基本原理1、原理：主供电电极两侧分别加一个屏蔽电极，并供以相同极性和大小的电流，使屏蔽电极电位与主电极的相等，迫使主电极电流不能在井眼中上下流动，只能近似水平地流进地层。2、电极系—,中间为主电极A0,两侧分别为屏蔽电极A1、A2。电极A1、A2用导线连接在一起，保持等电位。回路电极B置远处。主电极的电流I0被屏蔽电极的电流I1、I2所屏蔽，近似成水平状进入地层。3、视电阻率4、接地电阻是主电极的接地电阻，表示主电极电流由主电流到回路电极所经过的介质的电阻5、几何因子几何因子指与介质空间位置、体积和形状等几何因素有关的各种影响因素的总和。分别为泥浆、侵入带和原状地层的几何因子。\n三、三侧向测井的影响因素1、电极系参数的影响(1)电极系长度L——L越大，聚焦能力好。(2)主电极长度L0——主电极长度决定于电流片的厚度，L0越小，分层能力强。(3)电极系直径——直径小，电极系到井壁之间泥浆层厚度大，受泥浆影响大。2、井眼以及地层参数的影响(1)井眼直径和泥浆——井眼小、且含盐水泥浆，其几何因子和Rm都小，影响可以忽略。井眼扩大，泥浆范围扩大，电流散开，接地电阻降低，Rm则降低；井眼扩大是不利因素。(2)层厚和围岩——当Rt>Rs时，围岩分流作用，使电流线散开，使Ra降低；当Rt＜Rs时，屏蔽作用，使电流线扩散面积减小，电阻值增大，因而Ra增大。(3)侵入带影响——侵入越深，电极系聚焦能力越差。四、三侧向测井曲线形态单一高阻层的电阻率曲线(1)上下围岩一致时，曲线Ra中心对称，对高阻层Ra上升，层愈厚，电阻越高；(2)上下围岩不一致时，曲线不对称，极大值向高阻围岩一方；(3)h＞4d时，极值不变，曲线对称；h变薄，地层中心出现峰值；(4)曲线分层能力强，特别对薄层，分层能力取决于L0长度,A0长度取决于电流层的厚度。五、三侧向测井的应用1、划分岩性剖面——LL3受井眼、层厚、邻层影响小，分层能力较强，是划分不同电阻率地层最好方法之一。地层界面划在曲线开始急剧变化的位置。2、判断油、水层——由于LL3系泥浆侵入油层，而油、水层的泥浆侵入性质不同，油层多为减阻侵入，水层多为增阻侵入LLd、LLs重迭比较法判断油水层。深侧向值＞浅侧向值为油层；反之为水层。3、求地层真电阻率Rt五、三侧向测井小结1、三侧向是一种聚焦电阻率测井法，适合于解决高矿化度泥浆和高阻薄层的测井问题。2、电极系三个柱状金属电极组成，测井时，自动调节主电流强度使其值恒定，屏蔽电流使主电流聚焦，水平流入地层，测任一电极的电位。LL3测得的Ra正比于主电极的接地电阻ro。由于主电流水平流入地层，围岩影响小分层能力强，主电流经过泥浆、侵入带和地层，所以Ra受泥浆、侵入带和地层电阻的影响。在高矿化度泥浆井中，泥浆侵入带的电阻率很小，主要是反映地层的电阻率，在淡水泥浆增阻侵入时Ra受Ri影响很大。3、用三侧向测井可以计算得到Rt。§1.4.2七侧向测井（LL7）一、基本原理与LL3一致，电极系结构上略有不同：由七个金属电极组成。1、电极结构主电极A0和三对分布在A0两侧的A1A2、M1M2、M1’M2’。两对监督电极分别短路相接。2、测量原理测量时A0供以I0恒定，A1、A2通以同极性但强度可以调节的电流I1。调节I1、保持M1M1’、M2M2’等电位。M1、M1’电极间电位不等时，自动调节A1、A2。测量M或N与无限远处电极之间电位差V,根据公式计算出Ra。3、探测深度和三测向一样，将B电极放在不同的位置可以得到深、浅两种探测深度的测量结果。1、对着高阻层，视电阻率Ra为高值2、用曲线的拐点确定地层界面时，得到的地层厚度将比实际厚度小一个电极距。二、七侧向测井视电阻率曲线的特点\n三、七侧向测井小结1、与三侧向一样，七侧向也是一种聚焦电阻率测井法，其极系特点是七个电极，以主电极为中心，两对监督电极，一对屏蔽电极上下对称分布，测井时自动调节屏蔽电流强度，使主电流聚焦，并水平地进入地层；2、七侧向记录的是任一监督电极的电位，该电位大小与地层电阻率有关，所以七侧向测井曲线反映地层电阻率变化情况与三侧向一样；3、七侧向受围岩、泥浆的影响也很小，分层能力强，但受侵入带影响大，在高矿化度泥浆井中使用效果最好，用于求地层真电阻率；4、与三侧向比较，七侧向分层能力不如三侧向高，主要是由于三侧向的电流层厚度约0.3m比七侧向电流层度(约0.8m)小，受井眼影响大。七测向的探测深度略大于三侧向。§1.4.3双侧向测井（DLL）双侧向吸取了三侧向和七侧向优点，它的探测深度和分层能力均优于三、七侧向，可用来划分地层剖面，求取地层电阻率Rt，定性判断含油性。1、双侧向测井原理1.1电极系结构(1)双侧向测井是在三侧向和七侧向的基础上发展起来的；(2)电极系排列与七侧向非常相似，在七侧向的基础上增加了两个屏蔽电极A1’和A2’；(3)另外,A1’和A2’的形状与三侧向的屏蔽电极相似，不是环状而是柱状。2、双侧向测井曲线以及影响因素2.1理想双侧向测井曲线在上下围岩相同时，视电阻率曲线对称于地层中部，在地层的上下界面附近也出现两个小尖，随着层厚增加这两个小尖也就逐渐消失；对于高阻厚层的中部视电阻率值最高，且曲线较平直、变化不大。2.2双侧向测井的影响因素以及校正(1)井眼影响(2)围岩影响(3)侵入影响3、双侧向测井资料的应用1、确定地层真电阻率2、划分岩性剖面3、快速直观区分油、气、水层4、识别裂缝§1.4.4八侧向测井（LL8）双侧向和三侧向、七侧向测井方法的比较1、探测深度双侧向中深侧向的探测深度比三、七侧向的要深；三、七侧向的深测深度很近似；七侧向的略高于三侧向的。2．纵向分层能力三侧向测井的纵向分层能力是较好的，能清楚反映厚度在0.4～0.5m以上的地层电阻率变化。七侧向测井分层能力略低于三侧向测井；双侧向测井的分层能力与七侧向的相同。3、影响因素\n1、三侧向测井受井眼、围岩影响小，但是由于其探测深度不深在使用中受到限制。2、深、浅七侧向测井受层厚、围岩影响不一致，使得深、浅七侧向测井受层厚、围岩影响不同。3、双侧向测井受层厚、围岩影响是一致的，且其深侧向测井比浅三侧向测井受井眼影响小得多。侧向测井总结1、测量条件：盐水泥浆、高阻薄层2、测量物理量：沿井深变化的电阻率3、测量值：电流聚焦测量深、中、浅三种不同径向电阻率Rt、Ri、Rxo4、作用：用于划分岩性、地层对比等§1.5冲洗带电阻率测井（又称微电阻率测井）1、定义用电极距很小的电极系测量冲洗带电阻率的一类测井方法，称为冲洗带电阻率测井。所测量的电阻率称为微电阻率2、特点1）纵向分辨率高——可以划分薄到几厘米的夹层。2）探测深度浅——研究离井眼较近的区域，如冲洗带、侵入带。3、分类：微电极(系)测井、微侧向测井、邻近侧向测井、微球形聚焦测井4、作用1）确定Rxo；2）划分薄层，计算其准确厚度；3）用快速直观比值法确定饱和度4）微电阻率测井常和侧向测井或者感应测井组合，对侧向测井或感应测井进行侵入校正，同时得到Rt、Ri、Rxo一、微电极系测井1、微电极系测井原理1）电极系结构供电电极A与测量电极M1、M2之间的距离分别为2.5cm和5cm。微电极具有两种同时并测的电极排列：微电位电极系(A0.05M2)和微梯度电极系(A0.025M10.025M2)分析：记录点和电极距2）测量原理——在供电电极A和回路电极B之间供电，测量M1、M2的电位，得到两条曲线:微电位曲线和微梯度曲线。3）电阻率计算公式微电极测井的测量结果受泥饼、侵入带、原状地层带的影响，计算公式Ra=K*ΔV/IK为电极系系数，与电极系尺寸、极板形状和大小有关；ΔV为微电位电极系（M2N）或微梯度电极系(M1M2)的电位差；I为A电极流出的电流。4）探测半径微电极系的研究范围很小，微电位电极系的探测半径约等于其电极距的2倍(约为8~10cm)，微梯度电极系的探测半径约等于其电极距的1.4倍(约为4~6cm)。2、微电极系测井曲线特征：当微电位曲线幅度大于微梯度曲线幅度时，称“正幅度差”；小于时称“负幅度差”。渗透层井段基本都有幅度差，幅度差的大小与Rmc/Rxo值以及泥饼的厚度有关。幅度的高低与岩性有关。非渗透层无幅度差，或正负不变的小幅度差，砂泥岩剖面中泥岩数值低，且无幅度差。3、微电极测井资料的应用1）划分岩性及确定渗透层(1)砂泥岩剖面(2)非渗透性致密砂岩(3)泥岩和粘土层段(5)石膏和硬石膏等膏岩地层(4)碳酸盐岩剖面\n2）确定岩层界面3）确定含油砂岩的有效厚度4）确定井径扩大的井段5）确定冲洗带电阻率和泥饼厚度二、微侧向测井和邻近侧向测井1、微侧向测井1）微侧向测井的提出(1)微电极测井的不足——不能求出可靠的Rxo，特别是在Rmc比Ri低很多的情况下，只依靠极板推靠的机械作用并不能克服泥浆的分流作用。(2)侧向测井的优点——电极系是在普通电阻率法测井电极系的基础上加上聚焦装置而得出的,使电极系探测深度大大提高，降低了井眼、围岩的影响。(3)微侧向测井(邻近侧向测井)的提出——一方面依靠极板的推靠作用，另一方面利用屏蔽电极的聚流作用使得测量电流几乎垂直通过泥饼进入地层，克服了井眼泥浆和泥饼的影响。2）电极系结构——电极系由点状主电极A0和三个同心的环绕中心电极A0的环形电极M1、M2、A1组成，M1、M2为监督电极，A1为屏蔽电极。3）电极系尺寸：我国目前使用的微电极系尺寸为：A00.016M10.012M20.012A1微侧向测井原理与侧向测井相似，采用了聚流方式，只是电极缩小了并且安放在极板上使之贴井壁移动，避免了井眼的影响。4）测量原理主电极A0和屏蔽电极A1供极性相同的电流，保持主I0恒定，自动调节屏蔽电流使得监督电极M1、M2之间的电位差为零。此时主电流I0被聚焦成束状、垂直于井壁方向流入地层。测量监督电极M1(M2)相对于地面电极N之间的电位差，计算出视电阻率。微侧向的测量原理与七侧向的相同7）计算Rxo的适用条件(1)泥饼厚度小于6.4mm；(2)侵入深度大于80mm。8）微侧向测井曲线的应用——由于微侧向测井主电流层厚度很小，约44mm，所以它的纵向分层能力强，可以划分出厚度约50mm的薄层。2、邻近侧向测井4）计算公式RPL=K*UA1/I05）探测范围——由于聚焦面积大，邻近侧向测井的探测深度比微测向要稍微深些，能探测到径向深度为150〜250mm。7）计算Rxo的适用条件(1)泥浆电阻率较高、泥饼厚度小于19mm；(2)在侵入较深，即侵入带直径大于1m时，邻近侧向测井的视电阻率就等于冲洗带电阻率；如果侵入带直径小于1m，则测量结果将受侵入带影响。三、微球形聚焦测井1、电极系结构主电极A0是矩形片状电极，依次向外的矩形框电极是测量电极M0、辅助电极A1、监督电极M1和M2，回路电极B装在仪器外壳上或极板支撑架上。2、测量原理3、供电方式(1)恒流供电，保持主电流I0不变；(2)恒压供电，保持测量电极M0与监督电极M1、M2中点的电位差不变，即VMoO恒定。\n4、计算公式(1)恒流供电，RMSFL=K*VMoO/I0，O为监督电极M1、M2的中点；(2)恒压供电,RMSFL=K*VM0M1/I0，VM0M1为电极M0、M1之间的电位差。5、求Rxo的适用条件(1)泥饼厚度3.81-19.1mm，(2)侵入带深度小于1m。6、微球形聚焦测井资料的应用(1)微球形聚焦测井受泥饼和原状地层的影响小，在确定冲洗带电阻率中起着重要作用。(2)在区分渗透层岩性和划分夹层方面部显示出比微电极测井有较大的优越性。(3)在组合测井中，它与双侧向测井组成浅、中、深的探测深度，用它们测出的三条视电阻率曲线能快速、直观判断油、气、水层。(4)由于屏蔽电流Ia绝大部分流过泥饼，将Ia的变化记录成曲线称为泥饼厚度曲线。根据它的读数，可确定泥饼厚度。§1.6感应测井(InductionLog)一、感应测井原理1.基本原理2.单元环在R中的感应电动势二、感应测井线圈系特性1.双线圈系的横向探测特性横向特征就是讨论井眼、侵入带和未受侵入部分岩石对测量结果所做的贡献。微分几何因子是研究以井轴为中心的单位厚度无限延伸圆简状介质的几何因子；积分几何因子讨论以井轴为中心的整个圆柱状介质的几何因子。(1)横向微分几何因子①r=0.45L，Gr->max；L→大，探测深度大②r＜0.5L,Gr大，井孔和侵入带的影响大③r＞2L,Gr小,远离井孔的介质对测量结果影响小2.双线圈系的纵向探测特性(1)纵向微分几何因子双线圈系的主要信号来自于线圈系范围内的介质，L越小，对读数影响大的纵向范围愈窄，围岩影响小。因此，L大小决定双线圈系分层能力，L越小、分层能力越强。(2)纵向积分几何因子纵向积分几何因子是双线圈系处于厚度为h的地层中心时，地层对测量结果所作的贡献。3.多线圈系的特性4.0.8m六线圈系简介R1、T1叫做辅助接收和辅助发射线圈，它们对于改善线圈系的径向特性，消除井的影响有较大作用。R2、T2叫做聚焦接收和聚焦发射线圈，它们对于改善线圈系的纵向特性有较大作用。三、感应测井曲线的形状四、感应测井曲线的解释1.视电导率曲线的分层和取值分层：利用感应曲线进行分层时，对于0.8m六线圈系，在层厚h＞2m时，可根据曲线的半幅点划分界面；h＜2m时，界面不在半幅值点处，而是向峰值移动，这时应根据微电阻率曲线，划分地层界面。取值：无论是高电导率还是低电导率地层，曲线的极值都与地层中点相对应。2.井眼校正\n3.均匀介质传播效应校正4.厚度和围岩影响校正5.确定地层电阻率第2章声波测井声波测井的定义：是以岩石等介质的声学特性为基础来研究钻井地质剖面、判断固井质量等问题的一类测井方法。声波测井分类：声速测井：声速测井(也称声波时差测井)，是测量地层声波速度的测井方法。声幅测井：声幅测井是研究声波在地层或套管内传播过程中幅度的变化，从而认识地层及固井水泥胶结情况的一种声波测井方法。§2.1岩石的声学特性岩石弹性参数：杨氏模量，泊松比，切变模量，体积形变弹性模量，体积压缩系数，拉梅系数。二、声波在岩石中的传播特性纵波速度永远大于横波速度对于沉积岩来讲，声波速度除了与上述基本因素有关外，还和下列地质因素有关:1.岩性：由不同矿物构成的岩石，其声速大小也不同;2.孔隙度:岩性相同孔隙流体不变的岩石，孔隙度越大，岩石的声速越小;3.岩石地质年代：老地层比新地层具有更高的声速；4.岩石埋藏深度：岩层埋藏较浅的地层，埋藏深度增加时，其声速变化剧烈；深部地层，埋藏深度增加时，其声速变化不明显。在平面波的情况下，介质密度和介质中声波传播速度的乘积叫做波阻抗。三、声波在介质界面上的传播特性当入射角增大到某一角度时，折射角达到90°，则入射角叫临界角。此时，折射波将在第Ⅱ介质中以V2的速度沿界面传播，这种折射波在声波测井中叫滑行波。§2.2声波速度测井下井仪器包括：声系，电子线路，隔声体一．定义：又称声波时差测井，是测量声波在岩石中的传播速度，研究岩石的性质，孔隙度，及空隙中所充填的流体性质的一种测井方法。二、影响时差曲线的主要因素声波时差曲线主要反映地层的岩性、孔隙度和孔隙流体性质，但也受到其它一些因素的影响：1、井径的影响：当井眼扩大时，在井眼扩大井段的上下界面处，时差曲线就会出现假的异常：上界面处时差增大；下界面处时差减小2、地层厚度的影响：地层厚度是相对声速测井仪的间距来说的，厚度大于间距的称为厚层，可以用半幅点测井，曲线峰值就是地层的时差；小于间距的称为薄层，不能用半幅点分层，曲线数据不能代表实际时差。它们在声速测井时差曲线上的显示有差别。3、“周波跳跃”现象的影响（重点）通常，声速测井仪的两个接收换能器是被同一脉冲首波触发的。但是，在含气疏松地层情况下，地层大量吸收声波能量，声波发生较大的衰减，这时常常是声波信号只能触发路径较短的第一接收器的线路。而当首波到达第二接收器时，由于经过更长的路径的衰减不能使接收器线路触发，第二接收器的线路只能被续至波所触发。因而，在声波时差曲线上出现“忽大忽小”的幅度急剧变化的现象，这种现象就叫周波跳跃。第二接收器的线路只能被续至波所触发，在声波时差曲线上出组“忽大忽小”的幅度急剧变化的现象，即周波跳跃。周波跳跃现象的存在，使得我们无法由个特征，却可以作为判断裂缝发育地层和寻找气层的主要依据。时差曲线正确读出地层的时差值。但是，周波跳跃这\n三、井眼补偿声速测井单发射双接收声速测井受井径变化的影响，声波时差曲线出现假异常。为了克服这种影响，发展了双发射双接收声速测井仪。四、声波速度测井资料的应用1、判断气层V水>V油>V气气层在声波时差曲线的特点1：产生周波跳跃气层在声波时差曲线的特点2：声波时差增大2、划分地层砂泥岩剖面中，砂岩声速一般较大(时差较低)。砂岩的胶结物的性质和含量也影响声波时差的大小，通常钙质胶结比泥质胶结的声波时差低，并且随着钙质含量增多声波时差下降，随泥质含量增多，声波时差增高。泥岩的声波速度小(声波时差显示高值)。碳酸盐岩剖面中，致密石灰岩和白云岩的声波时差值最低，如含有泥质时，声波时差稍有增高；如有孔隙或裂缝时，声波时差有明显增大，甚至还可能出现声波时差曲线的周波跳跃现象。在膏盐剖面中，无水石膏与岩盐的声波时差有明显的差异，岩盐部分因井径扩大，时差曲线有明显的假异常，所以可以利用声波时差曲线划分膏盐剖面。3、确定岩层孔隙度第3章核测井核测井(也称作放射性测井)，是以测量井内介质的各种核物理性质为基础，进而研究地质剖面、寻找石油、天然气及其它矿产、并解决钻井和采油过程中各种工程问题的一类地球物理测井方法。核测井分类：一、自然伽马测井自然伽马测井是通过测量岩层的自然伽马射线的强度来认识岩层的一种放射性／核测井方法。特点：最常用的核测井方法方法简单，易于测量与岩石中的含泥量关系密切，是判断岩石性质最常用的资料伽马射线能穿透套管一、原子与原子核1、原子结构2、原子核3、核素与同位素具有相同质子数Z和中子数N的一类原子核，称为一种核素，或把具有相同原子序数Z和质量数A的一类原子核，称为一种核素。二、稳定核素和放射性核素原子核所具有的能量有高低之分，处于最低能级的叫基态；此时原子核稳定，叫做稳定核素。原子核处于高能级时叫激发态；此时原子核不稳定，叫做不稳定核素。电磁波)2、放射性射线的性质:α射线带正电(氦的原子核)；β射线带负电(电子)；γ射线不带电(波长极短的α射线的电离能力最强，但穿透能力最差，在空气中仅穿透2.6－11.3cm；在岩石中只有10-3cm.β射线的电离能力较弱，但穿透能力稍强，在金属中穿透0.9mm。γ射线的电离能力最小，但穿透能力很强，在空气中穿透几百米，在岩石中几厘米到几十厘米结论:测井中主要用γ射线三、放射性核素的衰变规律\n1、核衰变定律2、半衰期和平均寿命半衰期T是指放射性核素的原子核数衰变至初始值一半时所需的时间。T表示衰减的快慢程度，不能表示生存时间。每个原子核的平均寿命τ：四、放射性强度的探测1、放射性强弱的表示（1）放射性强度单位：居里(Ci)放射性强度(活度)指放射性物质在单位时间内发生衰变的原子核数。（2）放射性的浓度单位：Ci／g单位质量或单位体积的物质放射性强度。（3）放射性的剂量单位：伦琴(R)（4）API单位：对于GR测井，表示物质伽马射线总强度。2、放射性强度的探测（1）放电计数管（2）闪烁计数器五、岩石的自然放射性沉积岩放射性强弱:硬石膏、石膏<砂岩、石灰岩<泥岩、泥灰岩<钾岩<膨润土、火山灰泥岩放射性较强的原因：沉积岩的放射性主要取决于岩层的泥质含量。1、泥质颗粒细，具有较大的比面，使得它吸附放射性元素的能力较大；2、沉积时间长，吸附的放射性物质多，有充分时间使放射性元素从溶液中分离出来与泥质颗粒一起沉积下来。§3.1.3自然伽马测井曲线特点1、理论计算结果(1)曲线与地层厚度有关当h＜3d时极大值(或极小值)随厚度增加而增大(或减小)。当h＞=3d时，曲线与层厚无关。(2)当h＜3d时半幅点不能确定界面。(3)当h>=3d时地层界面与曲线半幅点对应。曲线对称地层中点，地层中心位置的平均值为地层的伽马射线强度2、GR曲线的影响因素（1）地层厚度的影响（2）井的影响（3）放射性涨落误差的影响（4）测井速度的影响§3.1.4自然伽马测井曲线的应用1、划分岩性：在砂泥岩剖面，纯砂岩GR最低，粘土最高，泥质砂岩较低，泥质粉砂岩和砂质泥岩较高。即自然伽马随泥质含量的增加而升高。在碳酸盐岩地层中，纯石灰岩和纯白云岩最低，泥岩和页岩最高，泥灰岩较高，泥质石灰岩，泥质白云岩界于它们之间，也是随泥质增加曲线数值增高。膏盐剖面中，石膏层的数值最低，泥岩最高，砂岩在二者之间2、地层对比用自然伽马曲线进行地层对比有如下几个优点：(1)一般与孔隙流体无关。(2)与地层水和钻井液的矿化度关系不大。(3)很容易识别风化壳，薄的页岩等，曲线特征明显。(4)在膏盐剖面及盐水钻井液条件下，自然电位和电阻率曲线变化较小，就显示出了GR曲线对比的优越性。（5）套管井也可以地层对比。3、计算泥质含量§3.2密度测井伽马射线的强度，用来研究岩层性质、确定孔隙度的一种方法密度测井是一种孔隙度测井方法，它测量由伽马源放出的并经过岩层散射和吸收而被探测器所接收到的。\n采用康普顿效应,轰击粒子和探测的对象都是伽马光子§3.2.1密度测井的核物理基础一、γ射线与物质的作用1、光电效应：γ射线穿过物质时，与构成物质的原子中的电子相碰撞，γ光子将其能量交给电子，使电子脱离原子而运动，γ光子本身则整个被吸收。这种效应叫光电效应。随着原子序数增加而迅速增大；随γ射线能量增大光电效应迅速减小。2、康普顿-吴有训散射3、电子对效应：当γ射线能量大于1.022MeV时与物质发生作用，光子转化为一个正电子和一个负电子，其本身被吸收，这种效应叫电子对效应4、γ射线的吸收二、岩石的密度1、岩石的真密度（也称体积密度）岩石的真密度是指每立方厘米岩石的质量，单位是g/cm3。2、岩石的电子密度：岩石电子密度指单位体积岩石中的电子数，用ne表示，单位：电子数/厘米3。NA——表示1克原子物质中的原子个数；A——克原子量；rb/A——每立方厘米中该物质的克原子数；Z——原子序数。3、岩石的电子密度指数4、岩石的视密度ra：用密度测井仪测得的密度值即岩石的视密度。§3.2.2密度测井基本原理伽马源→伽马射线→进入地层→经岩石散射和吸收（康普顿效应）→记录到达探测器的伽马射线强度§3.2.3密度测井的应用一、定性应用：主要是用于判断岩性和确定地层剖面。二、确定地层孔隙度§3.3、中子测井利用中子和地层相互作用的各种效应，来研究钻井剖面地层性质的一类测井方法统称为中子测井。分类：热中子测井超热中子测井中子伽马测中子寿命测井中子活化测井非弹性散射伽马能谱测井一、中子测井的核物理基础1、中子和中子源测井用中子源分类：连续中子源（又称同位素中子源）平均能量是5MeV。该类中子源的特点是连续发射中子。脉冲中子源（又称加速器中子源）产生的快中子能量是14MeV。采取人为控制脉冲式发射2、中子和物质的作用：中子射入物质时，要和物质的原子核发生一系列核反应，即：快中子非弹性散射：快中子先被靶核吸收形成复核，而后再放出一个较低能量的中子，靶核处于较高能级的激发状态快中子对原子核的活化：快中子与稳定的原子核作用会发生(n，a)、(n，p)核反应，生成新的放射性核素快中子的弹性散射：快中子与靶核发生碰撞后中子和靶核组成的系统的总动能不变，中子的能量降低、速度减慢，它所损失的能量转变为靶核(反冲核)的动能，靶核仍处于基态，这种碰撞叫快中子的弹性散射热中子的俘获：氢(H)是对中子的最好的减速核素热中子寿命：从热中子生成开始到它被俘获吸收为止所经过的平均时间二、超热中子测井超热中子测井资料应用(1)确定地层孔隙度(2)交会图法确定孔隙度与岩性(3)中子、密度测井曲线重叠法划分岩性(4)估计油气密度(5)定性指示高孔隙度气层三、热中子测井：利用中子源向地层发射的快中子经与地层中的原子核发生弹性散射被减速为热中子，探测热中子密度的测井方法。补偿中子测井的应用(1)确定地层孔隙度(2)CNL与FDC测井交会求孔隙度、确定岩性(3)jD-jN曲线重叠——直观确定岩性(4)FDC与CNL石灰岩孔隙度——曲线重叠定性判断气层