常規(guī)測(cè)井培訓(xùn)泥巖指示曲線

常規(guī)測(cè)井培訓(xùn)泥巖指示曲線第一頁(yè)，共二十一頁(yè)，編輯于2023年，星期日1.自然電位測(cè)井自然電位： 供電電極不供電，井內(nèi)自然存在的電位自然電位測(cè)井： 根據(jù)自然電位曲線研究井內(nèi)地質(zhì)剖面的測(cè)井方法測(cè)井方法簡(jiǎn)單，實(shí)用價(jià)值高，是劃分巖性和研究?jī)?chǔ)集層的基本方法之一。第二頁(yè)，共二十一頁(yè)，編輯于2023年，星期日1.1自然電位基本原理1.1.1自然電場(chǎng)產(chǎn)生的原因（1）擴(kuò)散電動(dòng)勢(shì)

兩種不同濃度的NaCl溶液接觸時(shí)，存在一種使?jié)舛绕胶獾淖匀悔厔?shì)，即高濃度溶液中的離子受滲透壓的作用要穿過(guò)滲透性隔膜遷移到低濃度溶液中去，這種現(xiàn)象叫擴(kuò)散現(xiàn)象。在擴(kuò)散過(guò)程中，各種離子的遷移率不同，Cl->Na+,擴(kuò)散結(jié)果使低濃度溶液中Cl-相對(duì)增多，形成負(fù)電荷富集，而高濃度溶液中Na+相對(duì)增多，形成正電荷富集，兩種溶液間產(chǎn)生了電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)達(dá)到動(dòng)平衡時(shí)（正、負(fù)離子遷移速度相同），電動(dòng)勢(shì)保持一定值—

擴(kuò)散電動(dòng)勢(shì)（Ed)Ed=Kd×lg(Rmf/Rw)

Kd-擴(kuò)散電動(dòng)勢(shì)系數(shù)++++++++---------CwCm導(dǎo)線CW>Cm電極++++++|||++++++++++++|||++++++||||+++++||||||||++++||||____++++++++____________++++井內(nèi)自然電位分布圖擴(kuò)散電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生示意圖在井中純砂巖井段所測(cè)量的自然電位即是擴(kuò)散電動(dòng)勢(shì)造成的。這是由于濃度為Cw的地層水和濃度為Cmf的泥漿濾液在井壁附近造成的。第三頁(yè)，共二十一頁(yè)，編輯于2023年，星期日（2）擴(kuò)散吸附電動(dòng)勢(shì)（薄膜電勢(shì)）泥質(zhì)顆?；旧鲜怯珊泄杌蜾X的晶體組成。由于晶格中的硅或鋁離子被低價(jià)的離子取代，泥質(zhì)表面帶負(fù)電。為了達(dá)到電平衡，必須吸附正離子。這部分被吸附的正離子被稱為平衡離子。有水時(shí)，在外電場(chǎng)作用下平衡離子也會(huì)移動(dòng)。將兩種不同濃度（Cw>Cm)的NaCl溶液用泥巖隔膜分開，由于泥巖選擇性地（半透膜）讓正離子通過(guò)，使?jié)舛却蟮囊环礁患素?fù)電荷，濃度小的一方富集了正電荷。Eda=Kda×lg(Rmf/Rw)Kd-擴(kuò)散吸附電動(dòng)勢(shì)系數(shù)在相當(dāng)厚的砂巖和泥巖接觸面處的自然電位幅度基本上是產(chǎn)生自然電場(chǎng)的總電動(dòng)勢(shì)SSP。SSP=Ed-EdaSSP=(Kd-Kda)lg(Rmf/Rw)=-Klg(Rmf/Rw)++++++++---------CwCm導(dǎo)線CW>Cm電極擴(kuò)散吸附電動(dòng)勢(shì)示意圖第四頁(yè)，共二十一頁(yè)，編輯于2023年，星期日一、地層水電阻率與泥漿濾液電阻率

淡水泥漿（Cw>Cmf

即Rw<Rmf),自然電位負(fù)異常；鹽水泥漿（Cw<Cmf

即Rw>Rmf),自然電位正異常；

Cw=Cmf，自然電位無(wú)異常。二、泥質(zhì)影響

自然電位幅度隨泥質(zhì)的增加而降低；三、油氣影響含油、含氣引起自然電位幅度降低四、地層厚度

ΔUSP隨厚度的減薄而減小，且平緩1.2自然電位影響因素第五頁(yè)，共二十一頁(yè)，編輯于2023年，星期日1.3自然電位曲線的應(yīng)用判斷滲透性巖層砂泥巖剖面中，當(dāng)Rw<Rmf時(shí)，砂巖負(fù)異常，異常幅度隨含泥量的增高而減小。含水砂巖的自然電位幅度比含油砂巖高。

自然電位理論曲線估計(jì)滲透性巖層厚度

滲透性地層自然電位具明顯的異常，較厚砂巖用半幅點(diǎn)劃分砂巖厚度估計(jì)泥質(zhì)含量

Vsh=(2Gcur×ΔGR-1)/(2Gcur-1)確定地層水電阻率Rw第六頁(yè)，共二十一頁(yè)，編輯于2023年，星期日2、自然伽馬測(cè)井自然伽馬測(cè)井是最早使用的放射性測(cè)井方法，測(cè)量簡(jiǎn)單、安全，成本低，應(yīng)用價(jià)值高。主要用于劃分巖性和儲(chǔ)集層，計(jì)算地層泥質(zhì)含量等。第七頁(yè)，共二十一頁(yè)，編輯于2023年，星期日2.1巖石的自然放射性

(1)地層的主要放射性核素

巖石的自然伽馬放射性是由巖石中放射性核素的種類及其含量決定的。對(duì)巖石自然伽馬放射性起決定作用的是鈾系、釷系和放射性核素K40。習(xí)慣稱U238、Th232、K40

。鈾、釷、鉀含量：粘土巖中鉀含量最高，約2%；釷次之，約12ppm；鈾含量一般最低，約6ppm，但在還原環(huán)境形成的生油粘土巖，粘土顆粒對(duì)鈾粒子的吸附能力增強(qiáng)，鈾含量明顯升高；砂巖和碳酸鹽巖的鈾、釷、鉀含量一般隨其泥質(zhì)含量增加而增加，但水流作用也可造成鈾含量很高。鉀、鈾、釷含量范圍：砂巖分別是0.7~3.8%，0.2~0.6ppm，0.7~2.0ppm；碳酸鹽巖分別是0~2.0%，0.1~9.0ppm，0.1~7ppm。第八頁(yè)，共二十一頁(yè)，編輯于2023年，星期日(2)巖石的自然伽馬放射性與巖石性質(zhì)的關(guān)系巖石大類：一般沉積巖放射性低于巖漿巖和變質(zhì)巖。因?yàn)槌练e巖一般不含放射性礦物，其放射性主要是巖石吸附放射性物質(zhì)引起的。巖漿巖及變質(zhì)巖則含有較多放射性礦物。沉積巖石的放射性：沉積巖中，放射性礦物的含量一般都不高，并且是分散分布在巖石中的；除鉀鹽層以外，沉積巖自然放射性的強(qiáng)弱與巖石中含泥質(zhì)的多少有密切的關(guān)系。巖石泥質(zhì)含量越大，自然放射性就越強(qiáng)。沉積巖的自然放射性，可分為高、中、低三種類型。高放巖石：泥質(zhì)砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖、深海泥巖，以及鉀鹽層等，其自然伽馬測(cè)井讀數(shù)約100API以上。特別是深海泥巖和鉀鹽層，自然伽馬測(cè)井讀數(shù)在所有沉積巖中是最高。中放巖石：砂巖、石灰?guī)r和白云巖。自然伽馬測(cè)井讀數(shù)介于50～100API之間。低放巖石：巖鹽、煤層和硬石膏。自然伽馬讀數(shù)約為50API以下。其中硬石膏最低，10API以下。第九頁(yè)，共二十一頁(yè)，編輯于2023年，星期日2.2GR測(cè)井原理（1）測(cè)量原理：

自然伽馬測(cè)井儀是通過(guò)伽馬探測(cè)器把地層中放射的伽馬射線轉(zhuǎn)變?yōu)殡娒}沖，經(jīng)過(guò)放大輸送到地面儀器記錄下來(lái)。記錄曲線包括原始計(jì)數(shù)率曲線CGR和自然伽馬API工程值GR。（2）曲線特征：上下圍巖相同時(shí)，曲線對(duì)稱，中部極值代表地層讀數(shù)；高放射性地層（如泥巖）對(duì)應(yīng)極大值；當(dāng)?shù)貙雍穸刃∮?倍的鉆頭直徑（h<3d0）時(shí)，極大值隨地層厚度增大而增大（極小值隨地層厚度增大而減?。．?dāng)h≥3d0時(shí)，極值為一常數(shù)，與層厚無(wú)關(guān)；當(dāng)h≥3d0時(shí)，可用“半幅點(diǎn)”確定地層界面。第十頁(yè)，共二十一頁(yè)，編輯于2023年，星期日2.3GR影響因素（1）地層厚度對(duì)曲線幅度的影響

由于受圍巖影響，層厚變?。╤<3d0）時(shí)，要考慮層厚對(duì)GR讀值的影響。第十一頁(yè)，共二十一頁(yè)，編輯于2023年，星期日（2）放射性漲落的影響

在放射性源強(qiáng)度和測(cè)量條件不變的條件下，在相等的時(shí)間間隔內(nèi)，對(duì)放射性射線的強(qiáng)度進(jìn)行重復(fù)多次測(cè)量，每次記錄的數(shù)值是不相同的，但總是在某一數(shù)值附近上下變化，這種現(xiàn)象叫放射性漲落。這是由于放射性元素的各個(gè)原子核的衰變彼此是獨(dú)立的、衰變的次序是偶然的等原因造成的。這種漲落誤差包括兩部分：

某地層測(cè)量的平均計(jì)數(shù)率的漲落誤差；某地層測(cè)量一次，測(cè)井曲線每一點(diǎn)計(jì)數(shù)率的漲落誤差。

第十二頁(yè)，共二十一頁(yè)，編輯于2023年，星期日（3）測(cè)井速度和積分電路造成的深度偏移

所謂深度偏移，是指根據(jù)實(shí)測(cè)GR曲線的分層原則（如用半幅點(diǎn)）定出的巖層界面深度與實(shí)際深度之間有一偏差，而且前者比后者偏淺。這是由于測(cè)速V、地面儀器積分電路有一定的時(shí)間常數(shù)τ這兩種因素決定的，因此也常稱這種影響為Vτ影響。為了盡可能減小這種影響，在實(shí)際測(cè)井工作中應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)選擇合適的提升速度和時(shí)間常數(shù)。同時(shí)，在整理資料時(shí)，需通過(guò)同其它曲線的對(duì)比，將整個(gè)曲線下移一定深度。

第十三頁(yè)，共二十一頁(yè)，編輯于2023年，星期日（4）井參數(shù)的影響井徑的變化對(duì)于自然伽馬測(cè)井曲線值是有一定影響的。井徑的擴(kuò)大就意味著已下套管井水泥環(huán)增厚和裸眼井泥漿層增厚。若水泥和泥漿不含放射性元素則水泥環(huán)和泥漿層增厚會(huì)使自然伽馬測(cè)井曲線值降低。但是由于泥漿有一些放射性，所以泥漿的影響很小。

由于鋼鐵對(duì)伽馬射線的吸收能力很強(qiáng)，所以下了套管的井，自然伽馬測(cè)井曲線值會(huì)因套管吸收伽馬射線而有所下降。因此應(yīng)用GR曲線時(shí)，應(yīng)結(jié)合井徑曲線和套管程序?qū)畯胶吞坠艿挠绊懠右钥紤]校正。

第十四頁(yè)，共二十一頁(yè)，編輯于2023年，星期日2.4GR測(cè)井主要應(yīng)用劃分巖性和地層對(duì)比

SP不能用時(shí)，是代替SP測(cè)井的最好方法，其應(yīng)用還優(yōu)于SP測(cè)井。

劃分儲(chǔ)集層

在砂泥巖剖面，低自然伽馬異常一般就是砂巖儲(chǔ)集層，“半幅點(diǎn)”確定儲(chǔ)集層界面；碳酸鹽巖剖面則要結(jié)合其它資料判斷。計(jì)算地層泥質(zhì)含量

當(dāng)?shù)貙硬缓噘|(zhì)以外的放射性物質(zhì)時(shí)，自然伽馬曲線是指示地層泥質(zhì)含量的最好方法。相對(duì)值法計(jì)算Vsh。計(jì)算粒度中值

研究表明，GR測(cè)井曲線的變化與粒度中值Md曲線的變化有較好的對(duì)應(yīng)性，有些油田統(tǒng)計(jì)兩者的相關(guān)系數(shù)很高。用經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式計(jì)算Md。第十五頁(yè)，共二十一頁(yè)，編輯于2023年，星期日2.5GR刻度方法自然伽馬測(cè)井儀給出的測(cè)量結(jié)果是計(jì)數(shù)率。一般地說(shuō)，計(jì)數(shù)率高說(shuō)明地層的自然放射性強(qiáng)。但是，如果自然伽馬測(cè)井儀未進(jìn)行刻度，則對(duì)于同一客觀環(huán)境，不同的測(cè)井儀器所測(cè)得的計(jì)數(shù)率就會(huì)差別很大。刻度的目的就是使儀器的讀數(shù)與地層的參數(shù)建立起響應(yīng)關(guān)系，也就是對(duì)自然伽馬儀器標(biāo)準(zhǔn)化?？潭鹊淖罨痉椒ㄊ墙⒁粋€(gè)人工的標(biāo)準(zhǔn)刻度井，在刻度井中對(duì)每支儀器進(jìn)行標(biāo)定。美國(guó)石油學(xué)會(huì)規(guī)定的放射性計(jì)數(shù)率單位為API，它是將刻度井中高放與低放地層讀數(shù)之差定為200API。對(duì)于每支儀器，一個(gè)API單位對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)率是不同的，從而可使不同儀器對(duì)同一測(cè)量對(duì)象測(cè)得相同API值。在全國(guó)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)刻度井中進(jìn)行刻度，稱一級(jí)刻度；各大油田建立的刻度井，稱二級(jí)刻度；還有井場(chǎng)的三級(jí)刻度等。第十六頁(yè)，共二十一頁(yè)，編輯于2023年，星期日2.6GR測(cè)井質(zhì)量控制（1）刻度要求：按刻度規(guī)程進(jìn)行刻度與校驗(yàn)。測(cè)井前、后用檢定器對(duì)儀器進(jìn)行刻度，刻度值相對(duì)誤差應(yīng)在5％以內(nèi)。

（2）測(cè)速：

降低測(cè)速可提高測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的精度，尤其是在目的層。例如裸眼井測(cè)井中，國(guó)產(chǎn)儀器最大測(cè)速一般在10m/min，CLS3700最大測(cè)速為18m/min，CSU最大測(cè)速為9m/min。而套管井中CLS3700最大測(cè)速為12m/min。（3）重復(fù)性：在井眼比較好的條件下，重復(fù)曲線與主曲線應(yīng)具有良好的重復(fù)性（對(duì)比形狀基本相同），相對(duì)誤差在10％以內(nèi)，引進(jìn)儀器在5％以內(nèi)?？梢傻貙禹氈貜?fù)測(cè)量。（4）數(shù)據(jù)精度：

每次下井測(cè)量的曲線應(yīng)具有一致性，誤差不超過(guò)5％；統(tǒng)計(jì)起伏相對(duì)誤差在10％以內(nèi)，引進(jìn)數(shù)控儀器要求在3％以內(nèi)；與其它測(cè)井曲線(SP、CNL、BHC等)具有良好的相關(guān)性；曲線變化符合地區(qū)規(guī)律，與地層巖性吻合。第十七頁(yè)，共二十一頁(yè)，編輯于2023年，星期日3、井徑測(cè)井在鉆井過(guò)程中，由于地層受泥漿的沖洗、浸泡以及鉆具的沖擊碰撞等原因，實(shí)際的井徑往往和鉆頭的直徑不同。通過(guò)測(cè)量井徑的變化，可以為地層評(píng)價(jià)及井眼工程提供一些重要的參考信息。井徑曲線CAL是最常見(jiàn)的測(cè)井曲線之一，基本上每口井必測(cè)。第十八頁(yè)，共二十一頁(yè)，編輯于2023年，星期日測(cè)井原理測(cè)量井眼直徑的變化，是利用井徑儀來(lái)完成的，井徑測(cè)井是一種用帶極板或井中扶正器進(jìn)行的操作。目前使用的井徑儀，就其結(jié)構(gòu)來(lái)講，主要有兩種形式。一種是進(jìn)行單獨(dú)井徑測(cè)量的張臂式井徑儀；另一種就是利用某些測(cè)井儀器（如FDC儀、SNP儀、MLL儀等）的推靠臂，在這些儀器測(cè)井的同時(shí)測(cè)量的。右圖是滑線電阻式井徑儀結(jié)構(gòu)示意圖。儀器移動(dòng)時(shí)，井徑腿收放，滑線電阻值變化引起記錄電路中電壓的變化，將電壓值刻度為井徑值CAL。第十九頁(yè)，共