常規測井方法

常規測井方法主要是指目前在油氣勘探開發中,探井測井,評價井測井、開發井測井工程中都要測量的測井方法,即所謂"九條"曲線系列一一白然伽馬、自然電位、井徑三岩性曲線,淺、中、深三電阻率曲線,聲波、中子、密度三孔隙度曲線。

在地層複雜的情況下再加上地層傾角、自然伽馬能譜二項構成所謂的"十一條曲線",這也是測井地質學研究所依靠的基本測井信息。

基本介紹

• 中文名：常規測井方法
• 外文名：Conventional logging methods
• 學科：測井
• 基本信息：十一條曲線
• 對象：探井、評價井、開發井等
• 方法：自然電位、伽馬、中子等測井

簡介

所謂常規測井方法主要是指目前在油氣勘探開發中,探井測井,評價井測井、開發井測井工程中都要測量的測井方法,即所謂"九條"曲線系列一一白然伽馬、自然電位、井徑三岩性曲線,淺、中、深三電阻率曲線,聲波、中子、密度三孔隙度曲線。在地層複雜的情況下再加上地層傾角、自然伽馬能譜二項構成所謂的"十一條曲線",這也是測井地質學研究所依靠的基本測井信息。這些測井方法從70 年代的數字測井系列、到80 年代的數控測井系列,直到90 年代的成像測井系統(如5700 和MAXIS-500)都保留著,也都是常測的項目。這九種測井方法各有主要的套用方向，具體見右表所示。

自然電位測井

在電阻率測井的初期,人們在鑽井中就觀測到了一種非人工產生的直流電位差,且可以毫伏級的精度記錄下來,人們稱之為自然電位。自然電位的測量很簡單,即把一個測量電極放在井下,另一個放在地面,可以連續地測量出一條自然電位曲線,如果把曲線正極電位作為基準,則曲線的負峰處一般都是具有滲透性的砂岩。因此自然電位曲線可以作為劃分岩性,判斷儲層性質的基本測井方法。

伽馬測井

1.自然伽馬測井

把儀器放到井下,測量地層放射性強度的方法叫作自然伽馬測井(GR)。這種方法已有很長的歷史,自然伽馬與自然電位測井相配合能很好地劃分岩性和確定滲透性地層,自然伽馬測井的另一優點是可在下套管井中測量。

2.自然伽馬能譜測井

自然伽馬測井只能測量地層中放射性元素的總含量,無法分辨地層中含有什麼樣的放射性元素,為此研製了自然伽馬能譜測井,即測量不同放射性元素放射出不同能量的伽馬射線,從而確定地層中含有何种放射性元素。

聲波測井

將一個受控聲波振源放入井中,聲源發出的聲波引起周圍質點的振動,在地層中產生生波即縱波和橫波,在井壁一鑽井液界面上產生誘導的界面波即偽瑞利波和斯通萊波。這些波作為地層信息的載體,被井下接收器接收,送至地面的記錄下來,就是聲波測井。接收器、聲源統稱為聲系,根據聲系排列及尺寸的不同,聲波測井儀可分為補償測井儀(BHC)、長源距聲波測井儀( LSS)和陣列聲波測井儀。聲波在井內地層中傳播由於地層岩石成分、結構、孔隙中流體成分的變化其波的速度、幅度甚至頻率都會發生變化。只記錄聲波速度變化的稱為聲速測井(AC),而記錄聲幅度變化的則稱為聲幅測井。

聲波速度測井中短源聲系僅記錄縱波(即首波)傳播時差,長源距聲系可記錄下縱波、橫波、偽瑞利波、斯通萊波等各種波列的傳播時差,所以又稱為全波聲波測井,而陣列聲波儀由於聲系複雜既可以記錄縱波聲速,又可以記錄全波列聲速,還可以記錄聲幅。

中子測井

中子測井是用中子探測器直接測量地下地層中的熱中子和超熱中子的密度,它能記錄孔隙度隨深度變化的曲線,中子測井、密度測井、聲波測井三種方法進行組合分析,能較準確地劃分地層岩性和確定地層孔隙度。

密度測井

密度測井是確定岩性和岩石密度的重要測井方法,與聲波測井,中子測井組合形成岩性孔隙度測井系列。

1.伽馬射線物質的作用

由伽馬射線源放出的伽馬射線,其能量範圍為幾萬電子伏特到幾百萬電子伏特。當高能伽馬射線穿過物質時,與物質發生相互作用,通常會產生三種效應,即電子對效應、康普頓效應和光電效應。

2 補償地層密度測井原理

利用伽馬射線與物質作用的康普頓效應，研製出補償地層密度測井儀。利用固定強度的伽馬射線源照射地層，伽馬射線穿過地層時，由於產生康普頓效應，伽馬射線會吸收,地層對伽馬射線吸收的強弱決定於岩石中單位體積內所含的電子數,即電子密度,而電子密度又與地層的密度有關,由此通過測定伽馬射線的強度就可測定岩性的密度。

3.岩性密度測井原理

岩性密度測井是在補償地層密度的基礎上發展起來的,除利用康普頓效應求地層密度外,還利用光電效應來劃分岩性。

側向測井

1.七電極側向測井(簡稱七側向)

七側向測井由主電極Ao、兩對監督電極MIM2、M1'M2 及兩個禁止電極A1、A2 構成,電極呈環狀,每對電極相對Ao 是對稱的,並短路相接。測量時Ao 電極供以恆定電流Io,禁止電極A1、A2 流出相同極性的禁止電流Is,通過自動調節,使監督電極M1 與M1'(M2 M2')之間的電位差為零,因此無論從Ao 或Al、A2 來的電流都不能穿過M1、M1' (M2 與M2')之間的介質,迫使電流沿徑向流入地層,主電極Io 電流呈圓盤狀沿徑向流入地層,圓盤的厚度約為O1O2(O1 和O2 分別為M1M1'和M2M2'的中點)。

2.球形聚焦和微球形聚焦測井

1)球形聚焦測井

球形聚焦測井由九個電極組成,A0 為主電極,在A0上列對稱排列著M0、M0', A1、A1', M1、M1'、M2、M2'四對電極,每對電極短路相接,A1、A1'電極與A0 電極極性相反,稱為輔助電極。由A0 供給的電流一部分流到A1、A1'電極,稱為輔助電流,用Ia 表示;另一部分電流進入地層,流經一段距離後回到較遠的迴路電極B,這部分電流稱為測量電流。

2)微球形聚焦測井

微球形聚焦測井原理與球形聚焦測井完全相同,只是電極系形狀不同。主電極呈矩形,其他電極是短形環狀,電極間的距離變小,並裝在絕緣極板上,藉助於推靠器,使電極與井壁直接接觸(如圖)。輔助電流Ia 主要經泥餅流入A1 電極,這就減小了泥餅的影響,迫使主電流Io 流入地層中,對於滲透性地層,即流到侵入帶中。由於電極距小,探測深度淺,不受原狀地層電阻率影響,主要是探測侵入帶的電阻率。

3.雙側向測井

雙側向測井的原理與七側向測井類似,採用圓柱狀電極和環狀電極,主要極Ao 通以測量電流Io,Ml、M2(M'1、M'2)為測量電極,測量過程要保持Ml 、M2(M'1、M'2)電極間的電位差為零。進行深側向測井時禁止電極A1、A2 合併為上禁止電極,A'1、A'2 合為下禁止電極,並發射與Ao 電極同極性的禁止電流Is。淺側向測井時A1、A'1 為禁止電極,極性與Ao 電極相同,A2、A'2 為迴路電極,極性與Ao 相反,由Ao 和禁止電極Al、A'1 流出的電流進入地層後很快返回到A2、A'2 電極,減小了探測深度。

感應測井

直流電法測井(普通電阻率測井、側向測井等)方法都是由供電電極供以電流,在井周圍地層中形成電場,測量周圍地層中電場的分布,得出地層電阻率,這就要求井內有導電鑽井液,提供電流通道。但有時為了獲取地層原始含油飽和度資料,需用油基鑽井液鑽井,有時還採用空氣鑽井,井內沒有導電介質,不能使用直流電法測井。

地層傾角測井

地層傾角測井是一種用來確定過井的地層平面相對於水平面的傾斜角及相對於磁北的傾斜方位角的測井方法。

目前,我國石油測井中使用的地層傾角儀有阿特拉斯公司的1013 儀和1016 儀,斯倫貝謝公司的高解析度地層傾角儀HDT、地層學高解析度地層傾角儀SHDT、哈里伯頓公司的六臂傾角儀等。我國海洋測井公司已經製造出了八臂傾角儀。套用這些傾角儀在我國石油探井中已經測量過數千口井的資料,利用這些資料在識別斷層,不整合、裂縫、沉積構造、確定地應力等方面做了大量的研究工作,在油氣勘探開發工程中發揮了重要的作用,地層傾角測井已經成為一種常規測井方法。