基于LEAD平臺的常規(guī)電阻率測井方法與應(yīng)用分析

1、本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目：基于LEAD平臺的常規(guī)電阻率測井方法與應(yīng)用分析學(xué)院（系）：電子工程學(xué)院專業(yè)班級：測控1503班學(xué)生姓名：宿瀟月指導(dǎo)教師：XXX（指導(dǎo)教師填寫）評 閱 人：XXX（評閱人填寫）完成時(shí)間：2019 年 5 月 30 日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書題 目基于LEAD平臺的常規(guī)電阻率測井方法與應(yīng)用分析學(xué)生姓名宿瀟月學(xué)號201505010423專業(yè)班級測控1503設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容及基本要求基于Lead測井綜合應(yīng)用平臺，學(xué)習(xí)各種常規(guī)電阻率測井方法、儀器結(jié)構(gòu)、工作原理及優(yōu)缺點(diǎn)，借助于Lead平臺分析常規(guī)電阻率測井的特性，要求：1、完成畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告；2、學(xué)習(xí)Lead測井解釋軟件；3

2、、基于Lead測井綜合應(yīng)用平臺，學(xué)習(xí)各種常規(guī)電阻率測井方法、儀器結(jié)構(gòu)、工作原理及優(yōu)缺點(diǎn)，借助于Lead平臺分析常規(guī)電阻率測井的特性；4、完成15000字符英文參考資料的翻譯，要求譯文準(zhǔn)確，外文資料內(nèi)容與畢業(yè)設(shè)計(jì)或者專業(yè)相關(guān)；5、獨(dú)立完成畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的撰寫，論文格式符合西安石油大學(xué)本科畢業(yè)論文規(guī)范。設(shè)計(jì)（論文）起止時(shí)間年 月 日 至 年 月 日設(shè)計(jì)（論文）地點(diǎn)指導(dǎo)教師簽名年 月 日系（教研室）主任簽名年 月 日學(xué)生簽名年 月 日摘 要測井，也被人們稱為地球物理測井。它是基于巖層的物理性質(zhì)，選用合理的方法，對地球參數(shù)進(jìn)行測量的一種應(yīng)用技術(shù)學(xué)科。LEAD軟件作為由中國石油測井有限公司主導(dǎo)，國內(nèi)多家公

3、司合作研發(fā)的測井軟件，能夠?qū)⒍喾N測井的應(yīng)用功能集合在同一平臺下的一款測井處理評價(jià)軟件，具有非常完善的平臺基本操作功能，并且有著較強(qiáng)的測井?dāng)?shù)據(jù)處理能力。本次設(shè)計(jì)主要是基于LEAD平臺，利用常規(guī)電阻率測井方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析和解釋。用所給的“長江一井”常規(guī)測井?dāng)?shù)據(jù)及相關(guān)的錄井資料，通過資料解編、曲線校正、合并曲線進(jìn)行前期處理，選擇CRA程序運(yùn)用常規(guī)電阻率測井方法對所給測井資料進(jìn)行常規(guī)測井處理，對實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)果進(jìn)行分析和解釋。通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明常規(guī)電阻率測井方法主要包括哪幾種，并說明在設(shè)計(jì)中所用到的測井方法及其相關(guān)應(yīng)用。關(guān)鍵詞：常規(guī)電阻率測井；測井方法；應(yīng)用分析ABSTRACTWell loggi

4、ng, also known as geophysical logging.It is an applied technical subject that USES the physical characteristics of rock strata and selects reasonable methods to measure the earth parameters.As a log software led by China petroleum logging co., ltd. and developed jointly by many domestic companies, L

5、EAD software is capable of integrating multiple logging application functions into a log processing and evaluation software under the same platform. It has complete basic operation functions of the platform and strong logging data processing capabilities.This design is mainly based on the LEAD platf

6、orm and USES the conventional resistivity logging method to process, analyze and interpret the data.The conventional logging data and related logging data of "changjiang no.1 well" were used for pre-processing through data compilation, curve correction and combination curve. CRA program wa

7、s selected to perform routine logging processing on the given logging data with conventional resistivity logging method, and the results obtained from the experiment were analyzed and interpreted.The experimental results show that the conventional resistivity logging includes normal resistivity logg

8、ing, lateral logging, induction logging and microelectrode logging, and the logging methods used in the design and their related applications are also described.Keywords：Conventional resistivity logging; Well logging methods; applied analysis目 錄摘 要IABSTRACTII1 緒論31.1選題背景及目的31.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀41.2.1隨鉆測井技術(shù)41.

9、2.2成像測井技術(shù)51.2.3聲波測井技術(shù)51.2.4電法測井技術(shù)51.3論文主要研究內(nèi)容52 常規(guī)電阻率測井原理62.1引言62.2常規(guī)電阻率測井基本原理62.2.1普通電阻率測井62.2.2側(cè)向測井72.2.3感應(yīng)測井82.2.4微電阻率測井113 測井資料處理153.1 引言153.2 測井資料預(yù)處理153.2.1 數(shù)據(jù)解編153.2.2 曲線校深153.2.3 合并曲線183.3 常規(guī)測井資料處理193.3.1 儲(chǔ)層劃分203.3.2 CRA程序處理223.4 部分參數(shù)計(jì)算253.4.1 泥質(zhì)含量的計(jì)算253.4.2 孔隙度的計(jì)算253.4.3 地層水電阻率的計(jì)算253.4.4 滲透率

10、的計(jì)算263.4.5 飽和度的計(jì)算264 測井資料解釋與綜合分析274.1 常規(guī)資料解釋依據(jù)274.2 綜合解釋成果274.2.1 水層274.2.2 油層284.2.3 油水同層284.3 全井段認(rèn)識295 結(jié) 論30參考文獻(xiàn)31致 謝321 緒論1.1選題背景及目的本次畢業(yè)論文研究的題目是基于LEAD平臺的常規(guī)電阻率測井方法與應(yīng)用分析，主要通過LEAD軟件的應(yīng)用，利用常規(guī)電阻率測井方法對“長江一井”的測井資料進(jìn)行處理，綜合其錄井記錄、巖心分析數(shù)據(jù)表、井壁取心描述記錄等數(shù)據(jù)對其進(jìn)行綜合的處理、分析和解釋。測井是地球物理測井的簡稱，它是利用地層的各種特性，如：聲學(xué)特性、放射性等，研究地層的剖面

11、，解決一些地質(zhì)問題及工程問題的一門技術(shù)性學(xué)科。測井一詞是隨著鉆井技術(shù)的不斷發(fā)展而出現(xiàn)的，我國的鉆井技術(shù)有著悠久的歷史，這一技術(shù)最早出現(xiàn)在11世紀(jì)中葉，即中國的北宋時(shí)期，由蘇軾的作品東坡志林中這樣一句“蜀始創(chuàng)筒井，用圜刃鑿如碗大，深者數(shù)十丈” 可見一斑。我國最早在巴蜀地區(qū)開始使用鉆井技術(shù)，而清朝李榕的著作自流井記中則詳細(xì)的介紹了古時(shí)所用的鉆井方法與過程?，F(xiàn)代的測井學(xué)主要包括了以下幾個(gè)部分：測井方法原理、測井所用儀器和數(shù)據(jù)采集部分、測井?dāng)?shù)據(jù)的處理與最后的綜合解釋，它們彼此間互不相同但是又互相關(guān)聯(lián)。其中，測井學(xué)最后的部分，同時(shí)也是最能夠直接反映技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益的最重要的環(huán)節(jié)就是“測井?dāng)?shù)據(jù)處理與解釋”這一

12、部分了，換言之，這個(gè)部分所包含的地質(zhì)意義及經(jīng)濟(jì)意義也是最大的。測井的資料處理與最后綜合解釋的部分，就是根據(jù)預(yù)先定好的任務(wù)，然后把資料利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)處理，綜合地層資料、井壁取心記錄、巖屑錄井記錄等信息進(jìn)行綜合的處理、分析和解釋。根據(jù)處理的結(jié)果，我們可以解決有關(guān)儲(chǔ)層劃分、礦藏評價(jià)等在勘探開發(fā)中遇到的一些問題。在進(jìn)行完上述步驟后，將解釋結(jié)果以圖表的形式綜合直觀的顯現(xiàn)出來。該步驟的核心是采用正確的方法將測井信息轉(zhuǎn)化為地質(zhì)資料。在這之中，測井信息代表著在測井過程中記錄或計(jì)算得出的各種參數(shù)，如：電阻率參數(shù)、巖石體積密度參數(shù)、自然電位參數(shù)、聲波時(shí)差參數(shù)等；地質(zhì)資料則表示測井資料處理與解釋結(jié)果，比如：泥質(zhì)

13、含量、“孔滲飽”參數(shù)等。在將測井信息轉(zhuǎn)化為地質(zhì)信息時(shí)，需要預(yù)先確定測井資料與地質(zhì)信息之間的正確關(guān)系，然后利用相關(guān)的解釋方程將測井信息轉(zhuǎn)化加工為地質(zhì)信息。測井資料處理與解釋技術(shù)的發(fā)展可大體分為四個(gè)階段。第一階段被稱為定性解釋階段，1927年9月，法國的斯倫貝謝兄弟測量并記錄了歷史上首條油田的電阻率測井曲線，這被視作這一階段開端，而我國則以1939年翁文波和趙仁壽等一些中央大學(xué)物理系的老師完成在四川石油溝1號的工作為起點(diǎn)；第二階段研究出了橫向測井方法（選用不同的電極距的電極系測量地層真實(shí)電阻率，判斷油、氣、水層和鉆井液侵入程度的一種測井方法），但是由于缺乏確定孔隙度及巖性的方法，所以導(dǎo)致定量解釋的

14、范圍和精度都受到了限制，因此這一階段被稱為半定量解釋階段；第三階段是從20世紀(jì)50年代后期開始，國內(nèi)外陸續(xù)研究出了一些電測井的方法和儀器，特別是改進(jìn)了一套孔隙度測井方法，在評價(jià)儲(chǔ)層的含油飽和度時(shí)，可以更好地考慮巖性和孔隙度的影響，使得解釋的精度得到了進(jìn)一步的提高，在大多數(shù)情況下能夠獲得比較準(zhǔn)確的定量測量結(jié)果，所以把這一階段稱為定量解釋階段；從20世紀(jì)的1970年開始，我們進(jìn)入了綜合分析階段，也就是第四階段，國內(nèi)外對于各種測井資料的參數(shù)都有了更為確切的了解，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷完善和發(fā)展，我們可以通過測井資料解釋可以獲得儲(chǔ)層參數(shù)、巖石礦物組成等信息，并且可以將各種解釋結(jié)果以圖形和表格的方法顯示出

15、來。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀僅從數(shù)量上看，我國的剩余石油儲(chǔ)量為37億噸，在世界排名約占十三位，總體儲(chǔ)量較高，石油勘探工作在不斷的深化，測井技術(shù)也在不斷的發(fā)展，隨著石油工業(yè)的發(fā)展，使得勘探的難度也在不斷加大，所以只有不斷完善測井技術(shù)，才能保證我國未來石油的勘探與采集工作順利的進(jìn)行。近十年來，我國的測井技術(shù)發(fā)展的非常迅速，取得了顯著的進(jìn)步，推出了各種電纜測井方法和儀器，如： “一串測”測+井、二維成像測井、三維成像測井、方位陣列側(cè)向成像測井、低頻定域電阻率測井儀以及地層元素測井儀等；推出了隨鉆測井系統(tǒng)和能夠與之相結(jié)合的電阻率成像測井儀器;井間電磁波技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)取得了一定的進(jìn)步;研制了壓裂探測成像測井

16、儀器和陣列電磁波持水測井儀器;模塊化地層測試儀已基本研制成功，膨脹模組研制基本順利;并對分段橋塞射孔接頭的工作裝置進(jìn)行了研究。自二十一世紀(jì)以來，國外的測井技術(shù)有了更加好的進(jìn)展，在原有的基礎(chǔ)上，發(fā)展了新方法和新技術(shù)，它們具有成像測井儀器陣列化、集成化和模塊化1，探測的深度更深、測量的精度更高、動(dòng)態(tài)范圍更廣的特點(diǎn)，三維技術(shù)的應(yīng)用越發(fā)的廣泛；非常規(guī)油氣巖石物理實(shí)驗(yàn)分析技術(shù)也逐漸趨于成熟；化學(xué)源逐漸被可控源所替代，逐漸開始使用更加安全環(huán)保測井方式；隨鉆測井實(shí)現(xiàn)了評估和定位的序列化和成像化；實(shí)現(xiàn)了流動(dòng)成像的動(dòng)態(tài)監(jiān)測，使得探針的測試面積更大；從最開始的單井測量到后來的井間測量，人們發(fā)現(xiàn)井間電磁波成像技術(shù)是

17、真實(shí)有效的；在油田開發(fā)過程中以及生產(chǎn)檢驗(yàn)中新型的光纖傳感器已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)階段我們常用到的測井技術(shù)有很多，常用到的有如下幾種：1.2.1隨鉆測井技術(shù)隨鉆測井技術(shù)是目前的測井技術(shù)中應(yīng)用的較多的方法之一，這項(xiàng)技術(shù)適合應(yīng)用于定向測井中，通過對井斜、方位等參數(shù)的測量，使工作人員對地層的情況有一個(gè)更進(jìn)一步的詳細(xì)的了解與掌握。在進(jìn)行測井工作前，工作人員需先利用專業(yè)的軟件進(jìn)行模擬、分析工作，在充分了解了工作情況的基礎(chǔ)上，依據(jù)具體步驟進(jìn)行勘探。隨鉆測井技術(shù)不僅能用于指導(dǎo)鉆井，還能夠?qū)?fù)雜的井和地層的含油氣情況進(jìn)行評價(jià)。1.2.2成像測井技術(shù)成像測井是一種適合在較復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境中使用的技術(shù)，其中包括井間

18、成像、井邊成像和井壁成像。在使用成像測井技術(shù)時(shí)往往會(huì)使用很多電子設(shè)備，比如：核磁共振儀，電子成像儀，聲波成像儀等2。成像測井技術(shù)能夠直觀反映井附近的地層特征和底層分布情況，具有直觀性和可觀性的特點(diǎn)，不僅如此，它的應(yīng)用特別的廣泛，它不僅可以確定地層的傾角、構(gòu)造以及裂縫的幾何形態(tài)和情況，而且還可以用于區(qū)別各式各樣的地質(zhì)特征。1.2.3聲波測井技術(shù)聲波測井技術(shù)包括聲波振幅測井和聲速測井等方法，它可以根據(jù)巖層中不同的結(jié)構(gòu)返回聲音的差別對井眼周圍的地層極性進(jìn)行測量的一項(xiàng)技術(shù)。技術(shù)人員可根據(jù)返回波帶回的信息進(jìn)行應(yīng)用，并對其進(jìn)行合理的加工，得到對應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)，方便之后更加直觀的觀測。這種方式應(yīng)用較為簡單，便

19、于操作，但是應(yīng)用時(shí)易受到外界的干擾，所以其數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確率相對較低。1.2.4電法測井技術(shù)電法測井技術(shù)是最早發(fā)展的測井方法，也是我國在現(xiàn)階段應(yīng)用最為廣泛的一種技術(shù)，電法測井包括自然電位測井、普通電阻率測井、側(cè)向測井和感應(yīng)測井等方法。3每種方法適用的情況不同，因此在測試時(shí)，需根據(jù)具體情況選擇最為合適的方案，才能保證結(jié)果的合理性。目前國際測井的市場在不斷擴(kuò)大，測井的裝備也在向著高精度、網(wǎng)絡(luò)化、集成化的方向發(fā)展，測井信息的處理和解釋也會(huì)更加一體化。1.3論文主要研究內(nèi)容本文在根據(jù)所給井壁取心資料、巖屑錄井資料和井的基本情況，分析了實(shí)驗(yàn)用井的巖性、含油性、孔隙度及滲透率等基本信息后，在LEAD平臺上利用常

20、規(guī)電阻率測井方法處理井，并對儲(chǔ)層進(jìn)行分析和解釋。論文的整體框架如下：第一章 緒論：主要介紹本次設(shè)計(jì)的研究背景、研究目的及國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀，最后闡述論文的章節(jié)安排。第二章 常規(guī)電阻率測井原理：簡單介紹常規(guī)電阻率測井相關(guān)的方法，并簡述部分常用的測井方法的原理。第三章 測井資料處理：通過LEAD軟件對長江一井進(jìn)行常規(guī)處理，進(jìn)行儲(chǔ)層劃分、參數(shù)計(jì)算等工作。第四章 測井結(jié)果分析與解釋：對資料進(jìn)行處理后，在這一章根據(jù)處理的結(jié)果進(jìn)行測井解釋。2 常規(guī)電阻率測井原理2.1引言常規(guī)電阻率測井方法包括：普通電阻率測井，側(cè)向測井，感應(yīng)測井4和微電阻率測井。在本章，將對以上各常規(guī)電阻率測井方法的原理進(jìn)行簡單的介紹。2.

21、2常規(guī)電阻率測井基本原理2.2.1普通電阻率測井普通電阻率測井是目前我們所知道的最早出現(xiàn)的，同時(shí)它也是使用范圍較為廣泛的一種測井方法，主要包括梯度電極系和電位電極系兩種方法。因?yàn)閹r層的電阻率大多都不相同，鉆井內(nèi)填充的泥漿的電阻率與巖層的電阻率也不相同，因此導(dǎo)致電極系周圍的介質(zhì)極其的復(fù)雜和不均勻，然而，目前為止電位與介質(zhì)電阻率的定量關(guān)系還很難用表達(dá)式求解出來，所以我們依舊選擇用測定均勻介質(zhì)情況下的電阻的方法來測量所測井下的電極的電位差。當(dāng)然，用電阻率測井方法測量得到的電阻率的值和巖層的真電阻率的是不相等的，也不等于電極周圍介質(zhì)的平均電阻率，而是所有介質(zhì)在距離電極裝置一定范圍內(nèi)的綜合影響的結(jié)果，這

22、種情況被叫做視電阻率5，記為R，有計(jì)算式如下： （2.1） 視電阻率不等于真電阻率R，因?yàn)橛泻芏鄟碜酝獠康挠绊懀室曤娮杪逝c真電阻率R有關(guān)系式如下： （2.2）其中和d分別代表泥漿電阻率與井徑；和D分別代表泥漿侵入帶的電阻率與侵入帶直徑；L代表電極距；h代表層厚，代表圍巖的電阻率；為目的層的電阻率。6在均勻介質(zhì)中的電阻率測井：在一個(gè)均勻各向均為同性的介質(zhì)中，放入一個(gè)點(diǎn)電源，發(fā)出電流I，該電場的分布特點(diǎn)如下圖72.1所示：圖2.1 均勻介質(zhì)中點(diǎn)電源場的分布在均勻介質(zhì)中，點(diǎn)電源場中任意一點(diǎn)的電流密度值可以用以下公式計(jì)算7： （2.3）式中r是從電源點(diǎn)A到任意一個(gè)測量點(diǎn)之間的距離。8根據(jù)歐姆定律可以

23、求出均勻介質(zhì)中點(diǎn)電源場內(nèi)的任意一點(diǎn)的電場強(qiáng)度E的表達(dá)式： （2.4）因此，該場內(nèi)任意一點(diǎn)的電位U可通過下列關(guān)系導(dǎo)出。因?yàn)?，則 積分得C是積分公式中的積分常數(shù)。其值可以由電場的無限邊界條件C=0來確定。所以 場內(nèi)任意點(diǎn)的電位表達(dá)式為 （2.5）因此，介質(zhì)電阻率可用下式計(jì)算 （2.6）某點(diǎn)處介質(zhì)的電阻率可以通過式（2.6）計(jì)算得到人工電場之中該點(diǎn)的電位值。這是電阻率測井的理論基礎(chǔ)。普通電阻率測井主要應(yīng)用于劃分巖性剖面，計(jì)算巖石視電阻率的讀數(shù)和孔隙度參數(shù)，計(jì)算地層的含油飽和度和含水飽和度。2.2.2側(cè)向測井在高電阻率的剖面或者是高礦化度情況下的泥漿的鉆孔中，選用普通電阻率測井，將會(huì)產(chǎn)生泥漿分流的情況

24、，供電電極的電流幾乎完全在井筒和低電阻率的圍巖中流動(dòng)，很少流入目標(biāo)地層，沒有辦法測量地層的視電阻率，并且高電阻率屏蔽使得普通電阻率測井方法失去了可能性，為了得到地層模型中縱向帶的電阻率，建立了側(cè)向測井方法。側(cè)向測井也被稱為聚焦式電法測井，除了主電極之外9，上下還會(huì)各有一個(gè)或多個(gè)屏蔽電極，它們從主電極和屏蔽電極中流出同樣極性的電流，因?yàn)橛邢嗤臉O性，所以它們之間出現(xiàn)排斥現(xiàn)象，來自主電極的電流被“擠壓”成類似垂直于井壁的圓盤狀。這樣便大大減小了真電阻率測量因鉆孔和低電阻率圍巖產(chǎn)生的的影響。側(cè)向測井的方法有很多種，由三側(cè)向測井、七側(cè)向測井的基礎(chǔ)上發(fā)展起來了一種雙側(cè)向測井方法，它是目前人們認(rèn)為的最好的

25、側(cè)向測井方法。它的電極系同七側(cè)向測井方法的電極系有些相似，但是兩者之間不太一樣的是：雙側(cè)向的電極系是有兩個(gè)屏蔽電極及被加在了七側(cè)向電極系的外部，為了能夠增加探測的深度，屏蔽電極及被設(shè)計(jì)成了柱狀，這一點(diǎn)與三側(cè)向測井的屏蔽電極有些相同。雙側(cè)向測井的電極系有如下結(jié)構(gòu)：環(huán)狀的主電極，環(huán)狀的監(jiān)督電極、，環(huán)狀屏蔽電極和。電極系及其電流分布如下圖所示：圖2.2 雙側(cè)向測井電極系和電流線分布兩對屏蔽電極、和、能夠發(fā)出屏蔽電流，并且屏蔽電極與（或與）的電位的比值為一個(gè)常數(shù)，可用公式表示為；監(jiān)督電極與（或與）之間的電位差為零。任意一個(gè)監(jiān)督電極（M）和無窮遠(yuǎn)電極（N）之間的電位差在主電流大小不變的情況下，測量得到的

26、電位差的值與介質(zhì)的真電阻率的值之間成正比。它們之間的關(guān)系如下式： （2.7）上式中的是從主電極發(fā)出的電流，大小恒定，K代表雙側(cè)向電極系系數(shù)，UM1為監(jiān)督電極M1上的電位。同樣，確定K的方法可以通過實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算求得。求K的前提是，必須是均勻介質(zhì)，即R0=Rt，式（2-7）可寫成： （2.8）在用上式（2.8）計(jì)算K值的時(shí)候，及Rt的值是事先給定的，所以只要能計(jì)算出UM1，就可以通過式（2.8）就求出雙側(cè)向測井電極系的系數(shù)K。為了計(jì)算方便，我們通常假設(shè)為單位電流，即I0=1。因?yàn)楫?dāng)成倍數(shù)增加時(shí)，屏蔽電流I1、I1'也會(huì)隨之成倍數(shù)增加，使得監(jiān)督電極上的電位UM1也成倍數(shù)增加。故上式可寫成如

27、下形式： （2.9）雙側(cè)向測井方法根據(jù)探測的深度不同，分為深、淺側(cè)向測井，深側(cè)向測井主要能夠反映原狀地層的電阻率，淺側(cè)向測井主要是反映侵入帶的電阻率。雖然兩個(gè)電極系的大小相同，但是兩者不同之處在于：淺側(cè)向電極系的回流電極B1、B2是由柱狀的屏蔽電極A1'、A2'變成的。因?yàn)樯?、淺側(cè)向的O1O2之間的距離是一樣的，所以就很好的避免了七側(cè)向電極系具有的缺點(diǎn)。這樣也使得深、淺側(cè)向測井方法的分層能力相同，兩者受圍巖以及巖層厚度的影響大體相同。因此，利用深、淺側(cè)向測井方法中的Ra來判斷油、水層比七側(cè)向測井效果要好。由于雙側(cè)向測井方法能夠探測到的深度和三側(cè)向深、淺側(cè)向的縱向分辨能力一致，方

28、便進(jìn)行對比，所以現(xiàn)今在確定地層的視電阻率以及劃分巖性剖面這些方面得到了廣泛的應(yīng)用，并且通過雙側(cè)向測井能夠更加快速、直觀地判斷油、水層。2.2.3感應(yīng)測井為了解決上述測井方法只能在水基泥漿中使用，在油基泥漿井和空氣鉆井中都沒有辦法進(jìn)行測量的情況，于是設(shè)計(jì)了感應(yīng)測井。目前這種方法應(yīng)用比較普遍，也適用于淡水泥漿井中。感應(yīng)測井方法利用了交流電的互感原理，電動(dòng)勢是通過接收線圈感應(yīng)發(fā)射線圈中的交流電流得到的。這種方法的收、發(fā)線圈都處于井內(nèi)，發(fā)射線圈中的交流電流能夠在井周圍的地層中引起能夠影響到接收線圈感應(yīng)電動(dòng)勢的渦流。因此可以判斷該電動(dòng)勢與地層電導(dǎo)率有關(guān)。圖2.2感應(yīng)測井原示意圖T為發(fā)射線圈，R為接收線圈

29、，如圖。T和R合在一起被稱為線圈系。T和R都位于井軸上，而且線圈軸和井軸相對應(yīng)，設(shè)井軸是柱極坐標(biāo)系（r,z）的z軸。T和R的間距為L，即線圈距。它們在z軸上的位置分別是和。在發(fā)射線圈造成的交變電磁場的作用下產(chǎn)生了渦流，即在這些單元環(huán)中產(chǎn)生交變的感應(yīng)電流。在渦流形成的二次交變電磁場的作用下，接收線圈R中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，稱為二次感應(yīng)電動(dòng)勢。計(jì)算該電動(dòng)勢的方法如下：單元環(huán)上的一點(diǎn)，其直角坐標(biāo)為（x,y,z）,柱極坐標(biāo)為（r,z）。根據(jù)電磁場原理，該點(diǎn)處的磁矢勢A可用下式表示： （2.10） （2.11）式中代表了磁導(dǎo)率，nT代表發(fā)射線圈的匝數(shù)，I則為發(fā)射線圈的電流強(qiáng)度，dl'表示發(fā)射線圈上

30、的線段元，是一個(gè)矢量；'為觀測點(diǎn)到源點(diǎn)的距離，其中觀測點(diǎn)與源點(diǎn)的坐標(biāo)分別為和。A的表達(dá)式可推導(dǎo)成： （2.12） 其中n'表示面積元dS'的單位法線方向，是矢量；'1'為1'關(guān)于源點(diǎn)的梯度，為一矢量；“×”代表矢量之間的叉積運(yùn)算。由圖可知，xT=yT=0，zT=L2， 上式可變成： （2.13）其中M為發(fā)射線圈的磁偶極矩；代表著觀測點(diǎn)到發(fā)射線圈中心的距離；代表方向的單位矢量；A是磁矢勢A在方向上的分量，且是唯一分量。由于A與無關(guān)，它從三維空間點(diǎn)坐標(biāo)(r,z)的函數(shù)變成二維子午面上點(diǎn)坐標(biāo)(r,z)的函數(shù)?？蓪⑸鲜睫D(zhuǎn)換如下： （2.14）由

31、于I通常是正弦交變電流，所以I=I0eit，i=1，=2f，因?yàn)閠i，且電場強(qiáng)度E=At，又因?yàn)镋是E的分量，也是唯一分量，根據(jù)歐姆定律的微分形式，電流密度j與電場強(qiáng)度E之間存在關(guān)系如下： （2.15）通過單元環(huán)的電流dI'，也就是渦流的計(jì)算公式為： （2.16）其中代表電導(dǎo)率，i是虛數(shù)單位，是交流電的角頻率。渦流在接收線圈處產(chǎn)生的磁矢勢AR，仿照式（2-10）是： （2.17）因dl'能夠用接收線圈的線段元dl按照比例置換：radldl'故上式可變形為： （2.18） （2.19）其中，R代表單元環(huán)到接收線圈的中點(diǎn)的距離接收線圈電動(dòng)勢dVR的計(jì)算公式如下： （2.20

32、） （2.21） （2.22）上式中的K代表儀器常數(shù)，g代表幾何因子，dVR的計(jì)算公式可化簡為： （2.23）故可得： （2.24）確定地層的含油飽和度的一個(gè)重要參數(shù)就是地層電阻率，所以在求取相關(guān)數(shù)據(jù)時(shí)，它是非常重要的一點(diǎn)，需要將其計(jì)算準(zhǔn)確。感應(yīng)測井的主要應(yīng)用除了包括確定地層的視電阻率Rt，確定儲(chǔ)層流體性質(zhì)之外，還可以劃分地層，但是一般不會(huì)單獨(dú)使用感應(yīng)測井曲線分層，還要結(jié)合其他曲線來分層，如：自然電位和自然伽馬曲線。2.2.4微電阻率測井微電阻率測井是一種主要用于探測侵入帶的電阻率的測井方法。常用來探測深度教淺的井，常用的微電阻率測井方法包括：微電極系測井、微側(cè)向測井、鄰近側(cè)向測井和微球聚焦測

33、井，它們具有電極的間距短，電極系的極板距離井壁較近等共同特點(diǎn)。微電阻率測井方法能夠提高垂向的分辨率，不忽略目標(biāo)層厚度和薄層的厚度，直接來判斷滲透層，從而準(zhǔn)確地測量出沖洗帶的電阻率。微電極系測井具有極距短、探測范圍小的特點(diǎn)，所以該方法主要用于探測侵入帶電阻率，且該測井方法有利于薄巖層界面的劃分。微電極系及用于測量微電極系K值的原理圖，見圖2.3微電極系真電阻率值是根據(jù)測量電位差的大小求得的，其表達(dá)式如下： （2.25）圖2.3微電極系（左） 測量微電極系K值原理圖（右）其中，K代表微電極系的系數(shù)，它的值需要依靠在已知電阻率的溶液中通過實(shí)驗(yàn)求得，而且這個(gè)值與極板的大小、形狀還有電極間距有關(guān)。當(dāng)微梯

34、度曲線的幅度小于微電位曲線的幅度時(shí)稱為“正幅度差”；反之則被稱作“負(fù)幅度差”。當(dāng)巖層是非滲透層時(shí)，微電極系無曲線的幅度差，或者有較小的或正或負(fù)的幅度差。當(dāng)巖層是滲透性地層時(shí)，視電阻率的值取決于泥餅電阻率Rmc、泥漿侵入帶電阻率Ri和泥餅厚度mc，確切的說，幅度差的大小取決于RmcRxo的值和泥餅的厚度。微側(cè)向測井是通過微電極測井改進(jìn)得到的，改進(jìn)后的方法因?yàn)槟軌蚍乐鼓囡灧至鞯那闆r發(fā)生，使得電極系的探測深度有了很大的提高，并且減小了對鉆孔和圍巖的影響。該電極系主要是由以下部分組成：中心電極，即主電極A0和與其同心的環(huán)形電極M1、M2以及，如圖2.4所示。主電極A0在測量時(shí)，電流一直不變，流出的電流

35、和流出的電流極性一樣，并且大小可調(diào)，從而使環(huán)形電極的電位差為零。由于N電極無窮遠(yuǎn)，因此N與測量電極（或）間的電位差為M1的電位UM1，求視電阻率的公式如下： （2.26）其中K為微側(cè)向電極系的系數(shù)，與微電阻率測井方法一樣，需通過實(shí)驗(yàn)測得。圖2.4微側(cè)向測井電極系及其電流分布為側(cè)向測井方法主要能夠通過微側(cè)向測井的視電阻率RMLL確定沖洗帶電阻率Rxo，并且能夠用于劃分薄層。鄰近側(cè)向測井主要用于鉆井液電阻率較高及泥餅偏厚的條件下，彌補(bǔ)了微側(cè)向測井受泥餅厚度影響明顯的缺點(diǎn)。鄰近側(cè)向測井電極系的主電極和測量電極均為矩形，和微側(cè)向測井電極相比，面積更大，電極系結(jié)構(gòu)如圖2.5所示。當(dāng)泥餅厚度小于1.9cm

36、時(shí)，測量值為沖洗帶的電阻率，即Rxo=RPL。圖2.5鄰近側(cè)向測井電極系微側(cè)向的比鄰近側(cè)向的探測深度淺，且測量結(jié)果更易因泥餅的性質(zhì)發(fā)生改變，但在泥漿侵入較淺的剖面處測量的結(jié)果受原狀地層的影響較大，微球形聚焦雖然探測深度較淺，但是受泥餅的影響小。其電極系及電場分布如圖2.6所示。圖2.6微球形聚焦測井電極系及其電場分布微球形聚焦測井的主電極A0為矩形，由內(nèi)向外分別為測量電極M0，輔助電極A1和監(jiān)督電極M1、M2，貼井壁進(jìn)行測量。采用恒壓測量法，A0發(fā)出電流I，I分成兩部分，一部分與A1形成回路，為輔助電流Is，分布在泥餅中；另一部分與回路電極B形成回路，為主電流I0，分布在沖洗帶中。測井時(shí)，需滿

37、足、電位相等和M0與、中點(diǎn)0的電位差等于已知量這兩個(gè)條件。測井輸出： （2.27）式中的I0為主電流，K為微球形聚焦電極系的系數(shù)。微球形聚焦測井的主要應(yīng)用有：劃分薄層，確定沖洗帶電阻率Rxo，參加測井組合，提供沖洗帶電阻率。3 測井資料處理3.1 引言本次設(shè)計(jì)主要采用LEAD處理平臺進(jìn)行常規(guī)測井資料的處理，利用多種解釋方法，對儲(chǔ)層的巖性、物性以及含油氣性進(jìn)行分析。利用常規(guī)測井資料對地層進(jìn)行評價(jià)解釋，求取準(zhǔn)確的儲(chǔ)層參數(shù)，如孔隙度、滲透率、飽和度以及泥質(zhì)含量等。3.2 測井資料預(yù)處理測井資料的預(yù)處理是進(jìn)行測井資料室內(nèi)精細(xì)解釋處理的重要環(huán)節(jié)，也是一項(xiàng)基礎(chǔ)性的工作。曲線校深用于進(jìn)行測井曲線之間的深度匹

38、配，能夠?qū)崿F(xiàn)不同井次之間測井曲線的深度匹配.把給定的數(shù)據(jù)通過預(yù)處理板塊中數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，加載進(jìn)軟件以為后續(xù)處理提供數(shù)據(jù)源。3.2.1 數(shù)據(jù)解編因?yàn)樗o的長江一井常規(guī)測井?dāng)?shù)據(jù)是.las格式，在LEAD上無法使用，故用CIFLog軟件將.las格式的常規(guī)測井?dāng)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為.xtf格式的文件，再通過LEAD軟件將.xtf文件轉(zhuǎn)化為.GDS格式的文件，以進(jìn)行后續(xù)的處理工作。3.2.2 曲線校深曲線校深是測井資料處理的常用步驟之一，因?yàn)樵跍y井時(shí)受到鉆孔周圍環(huán)境、測井速度和作業(yè)方法等因素的影響，使得儀器在井內(nèi)的運(yùn)行狀態(tài)不同，從而使電纜受到不同的張力，導(dǎo)致部分測量井段會(huì)發(fā)一些深度上的偏差。因此使得測井的響應(yīng)值在深

39、度上有不一致性，給后續(xù)工作帶來困難，如儲(chǔ)層劃分與精細(xì)儲(chǔ)層參數(shù)計(jì)算等，情況嚴(yán)重的時(shí)候甚至可能導(dǎo)致油氣層評價(jià)錯(cuò)誤。因此，對測井曲線之間進(jìn)行深度校正就具有重要的實(shí)際價(jià)值。對測井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行曲線校深，使同一口井所有的測井?dāng)?shù)據(jù)之間具有一致的深度關(guān)系，以滿足測井資料的精細(xì)處理要求。以常規(guī)測井文件中的測井曲線深度為標(biāo)準(zhǔn)深度，對常規(guī)測井系列曲線進(jìn)行深度校深：在任務(wù)欄中找到“曲線校深”，將hri曲線設(shè)置為基準(zhǔn)曲線，分別對AC、DEN及CAL曲線進(jìn)行校深。選擇交互校深，調(diào)整待校曲線AC的左右刻度值分別為0、150，待校曲線CAL的左右刻度值分別為0、50，然后拖動(dòng)曲線使校正后的曲線趨勢大體相同，校深結(jié)果如圖：圖3.1

40、常規(guī)測井AC曲線校深圖3.2常規(guī)測井曲線CNL-DEN曲線校深3.2.3 合并曲線圖3.3合并曲線圖合并曲線是針對不同類型的曲線，進(jìn)行分類，以便更好的利用給出曲線進(jìn)行分析解釋；如圖選取自然伽馬曲線，自然電位曲線，井徑曲線作為一道，因?yàn)槠涠寄芙忉寧r性；選取密度，中子，時(shí)差曲線作為一道，因?yàn)檫@三條曲線都能反映地層的孔隙度大小，能夠輔助前一道曲線判斷巖性；選取陣列感應(yīng)測井為一道，可以利用其劃分滲透層，并利用其劃分油水層；選取微電極系測井曲線作為一道，以便劃分滲透層，利用幅度差異滲識別滲透層。3.3 常規(guī)測井資料處理長江一井處理井段以砂泥巖為主，部分含有灰質(zhì)及膏質(zhì)成分，故選取復(fù)雜巖性處理程序CRA進(jìn)行

41、處理。常規(guī)測井主要通過分析整合井徑測井、自然電位測井以及自然伽馬測井曲線等，以此初步劃分儲(chǔ)層，分析巖石類型并計(jì)算泥質(zhì)含量、孔隙度、滲透率以及飽和度參數(shù)。常規(guī)測井資料的處理對于測井解釋具有重要的意義，它也是測井解釋的前提條件，劃分儲(chǔ)層是最為關(guān)鍵的一步。儲(chǔ)層只有在常規(guī)測井解釋合理的基礎(chǔ)上才有可能進(jìn)一步利用非常規(guī)測井資料進(jìn)行下一步工作，對該井全面的進(jìn)行解釋分析。3.3.1 儲(chǔ)層劃分圖3.4 儲(chǔ)層劃分圖3.4（續(xù)）儲(chǔ)層劃分3.3.2 CRA程序處理具體CRA程序處理的步驟如下：選擇hri處理井，設(shè)置起始深度為3159m，終止深度為3280m，在輸入曲線位置處，RT（深電阻率）選擇HRID曲線，（沖洗帶

42、電阻率）選擇HRIM曲線。調(diào)整電阻率測井曲線的左右刻度值分別為0、100。礦物組分參數(shù)部分：ANHY（石膏存在標(biāo)志）及DOLO（白云巖存在標(biāo)志）的參數(shù)值選擇“0=不計(jì)算”。根據(jù)所給資料可知，該地層為新近系沙河街組地層，故泥質(zhì)計(jì)算標(biāo)志的GC2（泥質(zhì)方程中的TC標(biāo)志）、常用泥質(zhì)參數(shù)的GC1（泥質(zhì)方程中的GR標(biāo)志）的參數(shù)值都選擇3.7，代表“新地層”。孔隙參數(shù)部分：PRFG（孔隙度計(jì)算方法標(biāo)志）通過不斷地實(shí)驗(yàn)，我們能夠發(fā)現(xiàn)聲波中子交會(huì)方法處理出來的灰質(zhì)更少，更適合處理該井段，故選擇“2=聲波中子交會(huì)”。常用泥質(zhì)參數(shù)部分：SHCT（泥質(zhì)含量截止值（%）的參數(shù)值為40；在“合并曲線”界面通過屏幕取值可讀

43、取SMN1（GR純地層最小值）的值為37；SMX1（GR泥巖層最大值）為128。常用參數(shù)部分：根據(jù)所給資料可知，A（阿爾奇公式中的A參數(shù)）為0.69，M（阿爾奇公式中的M參數(shù)）為2.16，N（阿爾奇公式中的N參數(shù)）為2，Rmf（鉆井濾液電阻率）的參數(shù)值為0.65，根據(jù)公式可計(jì)算出Rw（地層水電阻率）的參數(shù)值為0.027。具體處理結(jié)果如下圖：圖3.5 CRA程序處理圖3.5（續(xù)） CRA程序處理3.4 部分參數(shù)計(jì)算3.4.1 泥質(zhì)含量的計(jì)算本次采用泥質(zhì)含量經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式，具體如下： （3.1） （3.2）式中：GCUR代表希爾奇指數(shù)：第三系地層取3.7，老地層取2。其中，GR代表地層自然伽馬測量值

44、；GRmax代表純泥巖地層伽馬測量值GRmin代表純砂巖地層伽馬測量值。3.4.2 孔隙度的計(jì)算本次選用泥質(zhì)矯正雙礦物純巖石體積模型進(jìn)行孔隙度的計(jì)算及礦物組分分析。 （3.3）其中，ma代表巖石骨架密度（砂巖一般為2.65g/cm3、石灰?guī)r為2.71 g/cm3、白云巖為2.87 g/cm3、典型的泥巖和泥巖夾層的密度為2.20-2.65 g/cm3）；b代表巖層體積密度；f代表孔隙流體密度。表3.1骨架參數(shù)巖性中子（pu）密度（g/cm3）砂巖-22.65石灰?guī)r02.71泥巖22.20-2.65在本次試驗(yàn)中，ma=2.65g/cm3，通過屏幕取值得到b=2.43，f=1，計(jì)算得到 3.4.3

45、 地層水電阻率的計(jì)算首先通過（3.3）中公式計(jì)算100%含水巖石孔隙度，其中 為密度曲線中100%含水地層的讀取值；將算的孔隙度代入下式，其中R0為深電阻率測井曲線的讀取值。R0Rw=amR0:100%含水地層電阻率 a:比列系數(shù)Rw:水電阻率 m:膠結(jié)指數(shù)：巖石孔隙度在本次實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)所給數(shù)據(jù)得知，。3.4.4 滲透率的計(jì)算本次采用Timur公式計(jì)算地層滲透率: （3.4）其中SIRR代表束縛水飽和度。3.4.5 飽和度的計(jì)算本次選用阿爾奇公式進(jìn)行飽和度的計(jì)算： （3.5）其中，a代表與巖性有關(guān)的比例系數(shù)；b代表僅與巖性有關(guān)的系數(shù)；表示巖石孔隙度；m表示膠結(jié)系數(shù)；n表示飽和度指數(shù)；Rw代表地

46、層水電阻率；Rt代表含油巖石電阻率。由所給資料可知a,b,m,n的值分別取0.69，2.16和2。4 測井資料解釋與綜合分析4.1 常規(guī)資料解釋依據(jù)水層特征：儲(chǔ)層巖性純，物性好，孔隙度7%，深探測電阻率<9·m；油層特征：儲(chǔ)層巖性純，物性好，孔隙度7%，深探測電阻率9·m，裂縫型油層孔隙度5%，雙感應(yīng)呈低侵或無侵入特征；此次畢業(yè)設(shè)計(jì)給了巖屑錄井記錄，井壁取心描述記錄，巖心分析數(shù)據(jù)表，結(jié)合這三個(gè)數(shù)據(jù)可以輔助我們更好的區(qū)分油氣水層。其中巖屑錄井記錄，井壁取心描述記錄主要是用來判斷油層，當(dāng)儲(chǔ)集層為油層時(shí)，巖屑錄井符號會(huì)顯示油跡，油斑或者熒光等。4.2 綜合解釋成果在3159

47、m-3280m的范圍內(nèi)，共劃分了32個(gè)儲(chǔ)層段，接下來選取部分儲(chǔ)集層進(jìn)行解釋。4.2.1 水層圖4.1 水層部分截圖如圖4.1所示，19號層：灰色泥質(zhì)粉砂巖，錄井無油氣顯示，有效厚度為1.3m，孔隙度為9.3%，滲透率為0.081mD，泥質(zhì)含量為27%，含水飽和度為86.6%，微電極曲線幅度中等，有明顯的正幅差，但與油層相比幅度相對較低；自然電位曲線顯示負(fù)異常，且異常幅度比油層大，綜合解釋為水層。4.2.2 油層圖4.2 油層部分截圖如圖4.2，該為劃分的0號層，灰褐色粉砂巖，錄井顯示為油浸，有效厚度為3.6m，孔隙度為14.7%，滲透率為0.051mD，泥質(zhì)含量為16.3%，含水飽和度為35.3%。微電極曲線幅度中等，具有明顯的正幅度差，并隨滲透性變差幅度差減??；自然電位曲線顯示負(fù)異常，隨泥質(zhì)含量的增加異常幅度變小；電阻率曲線均為高阻特征，綜合解釋為油層。4.2.3 油水同層圖4.3 油水同層部分截圖如圖4.3所示，10號層，深灰色泥巖，錄井無明顯油氣顯示，有效厚度為2m，孔隙度為7.5%，滲透率為0.058mD，泥