井壁成像測井資料處理解釋交流課件VIP

井壁成像測井資料

處理解釋交流地球物理測井研究室2005年1月一、概述

二、井壁成像測井資料處理技術(shù)三、井壁成像測井資料地質(zhì)應(yīng)用井壁成像測井資料處理解釋交流一、概述規(guī)格及技術(shù)指標(biāo)EMIFMISTAR-Ⅱ(電阻率)儀器尺寸和性能連接長度(英寸)288.95316368.4重量(磅)496465600關(guān)腿直徑(英寸)555.5最小井眼(英寸)6.256.256.5最大井眼(英寸)21.021.016.0最大工作壓力(psi)200002000020000最大工作溫度(

F)350350350井眼狀況井別裸眼井裸眼井裸眼井鉆井液類型水基水基水基測井速度(ft/h)180018001200儀器井中狀態(tài)居中居中居中硬件特征傳感器類型微電阻率電極微電阻率電極微電阻率電極鈕式電極數(shù)150(25/1pad)192(24/1pad)144(24/1pad)垂直分辨率0.20.20.2井眼覆蓋率(對8.5in井眼)60%80%60%電成像測井儀器性能比較聲波成像測井儀器性能比較規(guī)格及技術(shù)指標(biāo)CASTSTAR-Ⅱ(聲波)儀器參數(shù)連接長度156in(3.96m)194.7in(4.71m)重量251b(113.8kg)270b(122.4kg)關(guān)腿直徑3.625in(92mm)3.625in(92mm)最小井眼4in(102mm)5.5in(139mm)最大井眼17in(432mm)16in(406mm)最大壓力20000psi(137.9Mpa)20000psi(137.9Mpa)最大溫度400

F(204℃)400

F(204℃)工作條件井別裸眼井或套管井裸眼井或套管井泥漿類型水基或油基水基或油基中心頻率350kHz320kHz/測井速度20ft/min10ft/min井眼覆蓋率100%100%圖像分辨率水平500點(diǎn)/周250點(diǎn)/周垂直120周/ft60周/ft掃描速度1080周/min720周/min電成像測井儀器測量方式比較儀器公司名測量方式主要輸出曲線備注EMI哈里伯頓全井眼方式(六臂150個電極)EMMR、ZACC、DXTM、AZI1、PAD1、PAD2、PAD3、PAD4、PAD5、PAD6、RAD1、RAD2、RAD3、RAD4、RAD5、RAD6等電導(dǎo)率曲線：PAD1、PAD2、PAD3、PAD4、PAD5、PAD6；半徑曲線：RAD1～RAD6；EMEX電壓：EMMR。傾角方式(六臂6個電極)F1B1、F2B1、F3B1、F4B1、F5B1、F6B1、P1AZ、AZIM、DEVI、C14、C25、C36、ZACC、DXTM、TENS電導(dǎo)率曲線：F1B1、F2B1、F3B1、F4B1、F5B1、F6B1；井徑：C14、C25、C36。FMI斯倫貝謝全井眼方式(四臂192個電極)EV、FCAZ、FTIM、P1AZ、FCA1、FCA2、FCA3、FCA4、FCB1、FCB2、FCB3、FCB4、FCC1、FCC2、FCC3、FCC4、FCD1、FCD2、FCD3、FCD4、C13、C24等電導(dǎo)率曲線：FCA1～FCD4；方位曲線：P1AZ、RB、AZIM、DEVI；井徑：C13、C24；加速度校正曲線：FCAZ、FTIM、TENSEMEX電壓：EV。傾角方式(四臂8個電極)DB1、DB2、DB3、DB4、DB1A、DB2A、DB3A、DB4A、P1AZ、RB、AZIM、DEVI、C13、C24、FCAZ、FTIM、TENS、GR電導(dǎo)率曲線：DB1、DB2、DB3、DB4、DB1A、DB2A、DB3A、DB4A；方位曲線：P1AZ、RB、AZIM、DEVI。STAR-II阿特拉斯全井眼方式(六臂144個電極)P1BTN、P2BTN、P3BTN、P4BTN、P5BTN、P6BTN、GAZF、ETIMD、P1AZ、AZ、AZI1、RB、AZIM、HAZI、C14、C25、C36、EMMR、GR、TEN、TENS、FAMP、RGATE、FTIM等電導(dǎo)率曲線：P1BTN、P2BTN、P3BTN、P4BTN、P5BTN、P6BTN；井徑：C14、C25、C36；加速度校正曲線：GRAZ、ETIMD、TENS。傾角方式(六臂6個電極)DIP1、DIP2、DIP3、DIP4、DIP5、DIP6、P1AZ、RB、AZIM、DEVI、C14、C25、C36、GRAZ、ETIMD、TENS、GR電導(dǎo)率曲線：DIP1、DIP2、DIP3、DIP4、DIP5、DIP6。二、井壁成像測井資料處理技術(shù)微電阻率成像測井資料的處理深度及速度校正數(shù)據(jù)規(guī)一化發(fā)射電壓校正死電極校正數(shù)據(jù)刻度圖像加強(qiáng)聲波成像資料的處理深度與速度的校正圖像的增強(qiáng)和處理

電成像測井資料的處理速度校正示意圖

1.速度校正(Depth&SpeedCorrection)速度校正的目的是使每一個電極的測量值都具有準(zhǔn)確的深度值。如圖所示，對于某一確定時間，微電阻率掃描成像測井的兩排電極在不同深度上，對于同一地層界面，兩排電極通過它的時間是不同的。如果儀器以一恒定的速度上提，每一行電極進(jìn)行簡單的常數(shù)深度移動就可以校準(zhǔn)所有的數(shù)據(jù)。事實上，電纜上提的過程中一般不可能是勻速的，由于電纜的伸、縮、晃動、儀器與井壁的碰撞，儀器或多或少的存在加速度。在這種情況下，若采用簡單的常數(shù)移動要么會導(dǎo)致校正過量，要么會導(dǎo)致校正不足，在圖上出現(xiàn)不規(guī)則的鋸齒狀。通常有兩種方法可進(jìn)行速度校正，一種是用三分量加速度測量值校正，另一種是基于微電阻率測量數(shù)據(jù)本身。

電成像測井資料的處理

2.數(shù)據(jù)歸一化微電阻率掃描測井儀由多個極板組成，在測量過程中，各個極板與井壁的接觸程度不可能完全相同，而且對于同一極板上的電極，其電極系數(shù)也不可能完全一致，因此，每個電極對同一阻值地層的測井響應(yīng)可能存在著一定的差異。事實上，對于某一特定的測量井段，各電極的測量值應(yīng)基本服從正態(tài)分布。通常采用窗口處理技術(shù)和限制統(tǒng)計的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化方法進(jìn)行成像測井?dāng)?shù)據(jù)的歸一化處理，其目的是消除測量過程中某些因素引起的異常高阻和低阻對統(tǒng)計結(jié)果的影響，以確保統(tǒng)計結(jié)果真正地反映地層特性，從而改善微電阻率掃描圖像的對比度，提高圖像質(zhì)量。

電成像測井資料的處理

3.EMEX電壓校正為了確保儀器采樣工作在線性范圍內(nèi)，儀器在不斷地調(diào)整電極和頂部回流電極之間的電壓。當(dāng)記錄電流過大時，將調(diào)低發(fā)射電壓；相反，當(dāng)儀器電流過小時，將調(diào)高發(fā)射電壓。為了確保測量數(shù)據(jù)與地層電阻率之間的正比關(guān)系，需對發(fā)射電壓的變化進(jìn)行校正。校正方法是應(yīng)用處理井段的EMEX電壓最大值。

電成像測井資料的處理

4.數(shù)據(jù)刻度微電阻率掃描成像測井每個極板有多個電極，由于儀器設(shè)計的限制，無法對每個電極的電極系數(shù)進(jìn)行刻度。因此測量數(shù)據(jù)可以準(zhǔn)確地反映所測剖面微電阻率的變化程度，但不能準(zhǔn)確地反映所測剖面微電阻率數(shù)值。一般情況下，淺側(cè)向測量反映得是所測的環(huán)形剖面電阻率的平均值，是一種頻率相對較低的低頻信號，其探測深度與微電阻率掃描成像測井基本一致，而微電阻率掃描成像測井單電極所測的是電極所經(jīng)過環(huán)形剖面各部分的微電阻率的變化值，它是一種高頻信號。因此應(yīng)用淺側(cè)向標(biāo)定的方法可以實現(xiàn)每一電極的逐點(diǎn)刻度。

電成像測井資料的處理

5.圖像加強(qiáng)處理圖像加強(qiáng)的目的是用有限的色標(biāo)來更加精細(xì)地表現(xiàn)圖像，提高圖像的分辨率，加強(qiáng)視覺效果。井眼微電阻率圖像一般采用窗口直方圖歸一化的圖像加強(qiáng)方法。按窗長的大小又可分為靜態(tài)加強(qiáng)和動態(tài)加強(qiáng)兩種方式。靜態(tài)加強(qiáng)的窗長為整個處理井段，而對于動態(tài)加強(qiáng)用戶可以定義窗長，處理過程中，在窗長范圍內(nèi)的所有電極的所有測量值都參加直方圖分級處理，分級完成輸出分級數(shù)據(jù)，而后窗口向上移動整個窗口長的25％，對于窗內(nèi)的數(shù)據(jù)重新進(jìn)行直方圖分級處理，輸出新的分級數(shù)據(jù)。這樣，窗口連續(xù)向上滑動，直至整個處理井段處理完畢。用新的分級數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像顯示，即可獲得較好的圖像分辨率，更加精細(xì)顯示微電阻率掃描圖像。

聲波成像資料的處理與電阻率成像資料處理要求一樣，聲成像測井資料的處理，必須進(jìn)行深度與速度的校正及重采樣處理。聲成像對井眼的幾何形態(tài)和儀器偏心很敏感。增強(qiáng)處理可降低或消除這些影響因素。三、井壁成像測井資料地質(zhì)應(yīng)用電成像測井資料解釋工作思路Figure4CalciferousstreaksinshaleCalciferousstreaksShale8Figure5Calciferousstreaksandconglomerationinshale9CalciferousstreaksShaleCalciferousconglomerationGravelFigure7Alternatingsandstoneandshalelayerswithahardstreakofcalcareouslayer11CalciferousstreakSandShaleShaleSandlayerShalelayer井壁成像測井資料地質(zhì)應(yīng)用裂縫評價與定量計算地應(yīng)力分析構(gòu)造解釋巖相分析（一）成像資料裂縫評價井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用電成像測井地質(zhì)解釋基礎(chǔ)圖像模式裂縫是巖石結(jié)構(gòu)中應(yīng)力釋放所產(chǎn)生的結(jié)果，它是巖石發(fā)生破裂的直接產(chǎn)物，一般發(fā)育于有利構(gòu)造部位的脆性地層中。單一的裂縫在成像圖上通常以正弦曲線的方式展布在圖象上，它與層面或?qū)永砻娴闹饕獏^(qū)別是正弦曲線兩側(cè)的巖性連續(xù)，而層面則表現(xiàn)為正弦曲線兩側(cè)的巖性突變。裂縫面通常與層面，層理面相交成一定的角度。井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用裂縫的分類目前，裂縫的分類方法很多，各種分類方法都有其針對性。根據(jù)裂縫傾角的大小，可將裂縫分為：直劈縫、高角度縫、低角度縫、網(wǎng)狀縫（不規(guī)則縫）。根據(jù)裂縫的充填情況可分為：開口縫和充填縫。按照裂縫的形成機(jī)制，可以分為：天然縫和誘導(dǎo)縫。實際上，對儲層產(chǎn)液有直接貢獻(xiàn)的是垂直張開縫、高角度縫、低角度縫和網(wǎng)狀縫（不規(guī)則縫）。井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用成像測井裂縫評價方法井下真假裂縫彼此混雜，天然和機(jī)械縫相互摻合，張開的有效縫與其它多種無效縫同時出現(xiàn)。經(jīng)巖心裂縫刻度標(biāo)定后，高分辨率微電阻率掃描成像測井，識別巖層張開有效裂縫的符合率很高。有效裂縫與地層界面及低阻巖性條帶有明顯的區(qū)別。地層界面：在FMI圖像的標(biāo)志為多組彼此平行的極薄的低阻，異常窄而均勻；凝灰?guī)r、泥質(zhì)條帶：也是較規(guī)律的低阻異常，但是都具有一定厚度，又都平行于層界面；低角度的有效裂縫：同樣是低阻異常，可是寬度變化大，相鄰兩個異常，互不平行，多數(shù)隨機(jī)變化，有時呈串珠狀排列，它們多數(shù)與斷層活動和地下水溶蝕相伴生，與凝灰?guī)r、泥質(zhì)條帶截然不同。井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用裂縫圖像模式裂縫識別的主要目的是劃分出各種裂縫及其發(fā)育層段，識別各種類型的裂縫，進(jìn)而確定出物性較好的儲層段，結(jié)合其它測井資料、地質(zhì)錄井資料，綜合判斷油氣水層。在絕大多數(shù)情況下，對有經(jīng)驗的解釋人員而言，裂縫的識別是容易的，但在某些情況下，裂縫識別需要巖芯資料的標(biāo)定，切不可麻痹大意。井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用直劈縫圖像與巖心照片標(biāo)定的對比圖。圖像上見一條直劈縫,開度上大下小,與巖心可進(jìn)行很好的對照。垂直縫井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用垂直縫形不成正弦曲線，在圖像上顯示為近似垂直的黑色線條。井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用

CAST識別垂直縫振幅圖上有兩條近似平行的黑色線條，兩邊是三維顯示。井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用

高角度裂縫巖心標(biāo)定沙75井高角度裂縫與巖心照片對比圖。在圖像上有不規(guī)則高角度裂縫，與巖心裂縫有很好的對應(yīng)關(guān)系。井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用高角度縫在圖像上顯示為幅度較高的黑色正弦曲線井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用聲電識別張開縫（貝15井）井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用水平縫水平縫一般指傾角小于10°的低角度縫，在圖像上顯示為近似水平的黑色線條僅從圖像上識別比較困難，易與層理面相混淆。判別水平縫首先要了解地層巖性及沉積環(huán)境，排除層理的可能性才能確定。井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用不規(guī)則縫裂縫在形成時或形成后，受不同方向應(yīng)力及構(gòu)造運(yùn)動影響，裂縫面發(fā)生變形或破壞，形成不定形態(tài)的裂縫面，在圖像上顯示為多組組合難以用正弦曲線描述的黑色線條。井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用充填縫充填縫在圖像上完全具有開口縫的形態(tài)，只是裂縫空隙被固體介質(zhì)充填，一般多為方解石等高阻介質(zhì)，圖像上裂縫面顯示為白色正弦曲線。

在微電阻率圖像上：對于天然縫和誘導(dǎo)縫的識別以及導(dǎo)性礦物(如泥質(zhì)和黃鐵礦)充填的裂縫與天然縫判別，通常都是極困難或無法直接識別；其識別的準(zhǔn)確與否又嚴(yán)重影響著評價儲層的準(zhǔn)確性，所以在不確定的情況下，切忌匆忙未進(jìn)行充分研究過早下結(jié)論。利用巖芯資料進(jìn)行標(biāo)定是直接的手段，但巖芯資料畢竟是有限的。目前，能有效解決這一難題的只有綜合利用聲、電成像測井資料。因為聲成像對誘導(dǎo)縫及導(dǎo)性充填的裂縫反應(yīng)不敏感，所以根據(jù)電成像圖上顯示的裂縫形態(tài)及特征，結(jié)合聲成像圖上相應(yīng)的響應(yīng)特征就能快速、直觀地判斷出誘導(dǎo)縫及導(dǎo)性礦物充填的裂縫。將電成像與聲成像有機(jī)地結(jié)合在一起，綜合分析，互補(bǔ)單一成像解釋的不足，才能使解釋結(jié)果更大程度的準(zhǔn)確反映地層的裂縫信息。誘導(dǎo)縫井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用誘導(dǎo)縫的特點(diǎn)盡管天然縫和誘導(dǎo)縫在電阻率成像圖中較難區(qū)別，但是總結(jié)以往解釋經(jīng)驗，它們還是有一定的規(guī)律性，其特征有所不同。誘導(dǎo)縫與天然開口裂縫相比具有以下特點(diǎn)：平行于井軸；走向與最大水平主應(yīng)力方向一致；發(fā)育較短，呈小“八”字型；終止于軟地層界面；軌跡垂直穿過層面；無巖性錯位；具有低電阻特性，無充填現(xiàn)象；不穿過井眼，形不成正弦曲線。井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用誘導(dǎo)縫八字形誘導(dǎo)縫誘導(dǎo)縫識別（徐深2井）井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用溶蝕縫經(jīng)溶蝕改造的裂縫大多寬窄不一，灰度不均一，通常伴有不規(guī)則短線狀、串珠狀、斑點(diǎn)狀高導(dǎo)顯示，它們是被溶蝕作用重新開啟和擴(kuò)大了的裂縫空間。未經(jīng)溶蝕改造的縫則灰度均一。裂縫傾向、傾角相同或相似，為具有相同成因的單組裂縫；裂縫間的相互關(guān)系當(dāng)存在多條裂縫時，根據(jù)裂縫傾角、傾向之間的關(guān)系可以分為以下3種情況：裂縫傾向相對（相差180°），傾角相近，兩兩交切，成對出現(xiàn)時，為共軛裂縫裂縫產(chǎn)狀雜亂分布，彼此交切，一般為網(wǎng)狀縫裂縫間的相互關(guān)系溶洞在圖像上呈不規(guī)則長條狀到近等軸狀暗色高導(dǎo)斑塊或斑點(diǎn)顯示，多成群成帶分布，其大小和數(shù)目不等，形態(tài)不一，隨機(jī)排列；亦可呈孤立狀出現(xiàn)。

圖：溶洞呈星點(diǎn)或串珠狀分布，并伴有裂縫的發(fā)育。溶洞識別井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用abcd溶洞識別不規(guī)則狀泥質(zhì)團(tuán)塊或泥礫，黃鐵礦結(jié)核、膠結(jié)斑塊或條帶，以及井眼垮塌等在圖像上均可呈現(xiàn)出與溶洞類似的暗色高導(dǎo)斑塊或斑點(diǎn)狀顯示。因此，要準(zhǔn)確地判斷圖像上暗色斑塊或斑點(diǎn)是否為溶洞的顯示，還必須結(jié)合其它包括常規(guī)測井在內(nèi)的資料或經(jīng)巖心標(biāo)定進(jìn)行綜合分析。通常在鉆遇溶洞帶時，會出現(xiàn)鉆時加快、鉆具放空、井徑擴(kuò)徑、側(cè)向電阻率降低、中子孔隙度增大、巖石密度降低等特征。左圖：溶洞成群成帶或串珠狀分布，右圖：反映溶洞呈孤立分布，部分被充填。井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用張開縫、溶洞（貝30井）（二）成像測井資料在構(gòu)造解釋中的應(yīng)用成像測井為用測井方法進(jìn)行構(gòu)造分析提供了極為有效的手段，它除了可以提供精細(xì)的井壁圖像外，還可以提供多種地層傾角處理成果，它有地層傾角測井的所有優(yōu)勢。應(yīng)用成像測井資料，我們不僅可以識別出大型斷層，而且可以識別出極微小的斷層及層理。井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用平行層理槽狀交錯層理層理識別層理是巖石性質(zhì)沿垂向變化的層狀構(gòu)造，它可以通過礦物成分、結(jié)構(gòu)、顏色的突變和漸變而顯現(xiàn)出來。高分辨率的電成像資料能夠很好的反映礦物成分、結(jié)構(gòu)的變化。井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用包卷層理平行層理平行層理：由平行而又幾乎水平的紋層狀砂組成。形成于水動力較強(qiáng)的條件下。包卷層理：指一個巖層內(nèi)所發(fā)生的紋層盤回和扭曲現(xiàn)象。可能是由沉積物的液化作用形成的。井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用層理識別波狀層理：紋層呈對稱和不對稱的波狀，總的方向平行于層面。由沉積介質(zhì)的波浪震蕩運(yùn)動或單向水流前進(jìn)運(yùn)動造成的。交錯層理：由一系列斜交于層系界面的紋層組成，斜層系可以彼此重疊、交錯、切割的方式組合。它是沉積介質(zhì)（水流和風(fēng)）的流動造成的。層理識別井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用斷層識別斷層：圖像特征與裂縫相似。所不同的是，被裂縫所切割的地層層面連續(xù)完整，在各極板上可以連續(xù)追蹤，而斷層面兩側(cè)地層則有不同程度的錯位。根據(jù)圖像特征可以分析斷層的產(chǎn)狀（傾向、傾角）、斷距、性質(zhì)（正斷層和逆斷層）、有無牽引或拖曳現(xiàn)象，斷面特征及斷面充填情況等。井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用（三）成像測井資料在巖相分析中的應(yīng)用火山巖、砂礫巖儲層的油氣評價一直是測井工作者的難題，其復(fù)雜的巖石成份及結(jié)構(gòu)，以及低孔、低滲、塊狀的特點(diǎn)，決定了常規(guī)測井信息難以評價儲層內(nèi)的流體性質(zhì)。成像測井資料為我們定性評價這些儲層提供了重要手段，除直接描述裂縫、孔隙等發(fā)育程度外，同時能直觀的進(jìn)行巖相研究，劃分出縱向上、平面上不同的巖相分布，以便找出油氣聚集與巖相分布的關(guān)系，預(yù)測油氣分布規(guī)律。

火山巖巖相、沉積巖巖相井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用火山巖巖相圖像解釋模式

火山巖：指火山作用在地表或水下所形成的各種巖石，既包括晶質(zhì)、隱晶質(zhì)的或玻璃質(zhì)的熔巖和火山碎屑巖，又包括與火山作用有關(guān)的次火山巖。

火山巖的巖相：指火山作用的產(chǎn)物在空間上的分布格局、產(chǎn)出方式以及這些產(chǎn)物所呈現(xiàn)的外貌和特征。

常見的火山巖巖相：爆發(fā)相、溢流相、侵出相、火山通道相、和次火山巖相。由于資料所限，主要提供了爆發(fā)相、溢流相的圖像解釋模式。井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用爆發(fā)相爆發(fā)相火山巖：是火山爆發(fā)的產(chǎn)物，是各種火山爆發(fā)物(以火山碎屑為主)在地面或水下堆積，再經(jīng)固結(jié)或熔結(jié)等成巖作用而形成的巖石。爆發(fā)相火成巖可形成于火山作用的不同階段，以早期和高潮期最為發(fā)育。巖性：多為火山碎屑巖，一般可分為兩大類：熔結(jié)火山碎屑巖和普通火山碎屑巖。熔結(jié)火山碎屑巖：具有熔結(jié)結(jié)構(gòu)和假流紋結(jié)構(gòu)，而普通火山碎屑巖常具集塊結(jié)構(gòu)、火山角礫和凝灰結(jié)構(gòu)。這兩類火山碎屑巖在FMI圖像上通常較易識別，井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用近火山口相特征：近火山口帶火山碎屑巖塊較粗，常有集塊巖、熔結(jié)角礫巖、角礫熔巖等發(fā)育，厚度較大。