基于LEAD平臺(tái)的常規(guī)電阻率測(cè)井方法與應(yīng)用分析 測(cè)控專業(yè)

1、Error! No text of specified style in document.題 目：基于LEAD平臺(tái)的常規(guī)電阻率測(cè)井方法與應(yīng)用分析摘 要測(cè)井，也被人們稱為地球物理測(cè)井。它是基于巖層的物理性質(zhì)，選用合理的方法，對(duì)地球參數(shù)進(jìn)行測(cè)量的一種應(yīng)用技術(shù)學(xué)科。LEAD軟件作為由中國(guó)石油測(cè)井有限公司主導(dǎo)，國(guó)內(nèi)多家公司合作研發(fā)的測(cè)井軟件，能夠?qū)⒍喾N測(cè)井的應(yīng)用功能集合在同一平臺(tái)下的一款測(cè)井處理評(píng)價(jià)軟件，具有非常完善的平臺(tái)基本操作功能，并且有著較強(qiáng)的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)處理能力。本次設(shè)計(jì)主要是基于LEAD平臺(tái)，利用常規(guī)電阻率測(cè)井方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析和解釋。用所給的“長(zhǎng)江一井”常規(guī)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)及相關(guān)的錄井資料，通

2、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(cè)井方法對(duì)所給測(cè)井資料進(jìn)行常規(guī)測(cè)井處理，對(duì)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(cè)井方法主要包括哪幾種，并說明在設(shè)計(jì)中所用到的測(cè)井方法及其相關(guān)應(yīng)用。關(guān)鍵詞：常規(guī)電阻率測(cè)井；測(cè)井方法；應(yīng)用分析ABSTRACTWell logging, also known as geophysical logging.It is an applied technical subject that USES the physical characteristics of rock strata and selects rea

3、sonable methods to measure the earth parameters.As a log software led by China petroleum logging co., ltd. and developed jointly by many domestic companies, LEAD software is capable of integrating multiple logging application functions into a log processing and evaluation software under the same pla

4、tform. It has complete basic operation functions of the platform and strong logging data processing capabilities.This design is mainly based on the LEAD platform and USES the conventional resistivity logging method to process, analyze and interpret the data.The conventional logging data and related

5、logging data of changjiang no.1 well were used for pre-processing through data compilation, curve correction and combination curve. CRA program was selected to perform routine logging processing on the given logging data with conventional resistivity logging method, and the results obtained from the

6、 experiment were analyzed and interpreted.The experimental results show that the conventional resistivity logging includes normal resistivity logging, lateral logging, induction logging and microelectrode logging, and the logging methods used in the design and their related applications are also des

7、cribed.Keywords：Conventional resistivity logging; Well logging methods; applied analysis目 錄目 錄摘 要IABSTRACTII1 緒論31.1選題背景及目的31.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀41.2.1隨鉆測(cè)井技術(shù)41.2.2成像測(cè)井技術(shù)51.2.3聲波測(cè)井技術(shù)51.2.4電法測(cè)井技術(shù)51.3論文主要研究?jī)?nèi)容52 常規(guī)電阻率測(cè)井原理62.1引言62.2常規(guī)電阻率測(cè)井基本原理62.2.1普通電阻率測(cè)井62.2.2側(cè)向測(cè)井72.2.3感應(yīng)測(cè)井82.2.4微電阻率測(cè)井113 測(cè)井資料處理153.1 引言153.2 測(cè)井資料

8、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(cè)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 滲透率的計(jì)算263.4.5 飽和度的計(jì)算264 測(cè)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(shí)295 結(jié) 論30參考文獻(xiàn)31致 謝32 I 2 常規(guī)電阻率測(cè)井原理1 緒論1.1選題背景及目的本次

9、畢業(yè)論文研究的題目是基于LEAD平臺(tái)的常規(guī)電阻率測(cè)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(cè)井方法對(duì)“長(zhǎng)江一井”的測(cè)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(duì)其進(jìn)行綜合的處理、分析和解釋。測(cè)井是地球物理測(cè)井的簡(jiǎn)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，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(cè)井一詞是隨著鉆井技術(shù)的不斷發(fā)展而出現(xiàn)的，我國(guó)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(guó)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(guó)最早在巴蜀地區(qū)開始

10、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(cè)井學(xué)主要包括了以下幾個(gè)部分：測(cè)井方法原理、測(cè)井所用儀器和數(shù)據(jù)采集部分、測(cè)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(cè)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(cè)井?dāng)?shù)據(jù)處理與解釋”這一部分了，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(cè)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

11、藏評(píng)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(cè)井信息轉(zhuǎn)化為地質(zhì)資料。在這之中，測(cè)井信息代表著在測(cè)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(cè)井資料處理與解釋結(jié)果，比如：泥質(zhì)含量、“孔滲飽”參數(shù)等。在將測(cè)井信息轉(zhuǎn)化為地質(zhì)信息時(shí)，需要預(yù)先確定測(cè)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(cè)井信息轉(zhuǎn)化加工為地質(zhì)信息。測(cè)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(guó)的斯倫貝謝兄弟測(cè)量并記錄了

12、歷史上首條油田的電阻率測(cè)井曲線，這被視作這一階段開端，而我國(guó)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(hào)的工作為起點(diǎn)；第二階段研究出了橫向測(cè)井方法（選用不同的電極距的電極系測(cè)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(cè)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(guó)內(nèi)外陸續(xù)研究出了一些電測(cè)井的方法和儀器，特別是改進(jìn)了一套孔隙度測(cè)井方法，在評(píng)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

13、況下能夠獲得比較準(zhǔn)確的定量測(cè)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(guó)內(nèi)外對(duì)于各種測(cè)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(cè)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來。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀僅從數(shù)量上看，我國(guó)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(cè)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(cè)井技術(shù)，才能保證我國(guó)未來石油的勘探與采集工作順利的進(jìn)行

14、。近十年來，我國(guó)的測(cè)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(cè)井方法和儀器，如： “一串測(cè)”測(cè)+井、二維成像測(cè)井、三維成像測(cè)井、方位陣列側(cè)向成像測(cè)井、低頻定域電阻率測(cè)井儀以及地層元素測(cè)井儀等；推出了隨鉆測(cè)井系統(tǒng)和能夠與之相結(jié)合的電阻率成像測(cè)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(cè)成像測(cè)井儀器和陣列電磁波持水測(cè)井儀器;模塊化地層測(cè)試儀已基本研制成功，膨脹模組研制基本順利;并對(duì)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(guó)外的測(cè)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(cè)井儀器陣列化、集成化和模塊化1，探測(cè)的深度更深

15、、測(cè)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(cè)井方式；隨鉆測(cè)井實(shí)現(xiàn)了評(píng)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(cè)，使得探針的測(cè)試面積更大；從最開始的單井測(cè)量到后來的井間測(cè)量，人們發(fā)現(xiàn)井間電磁波成像技術(shù)是真實(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(cè)井技術(shù)有很多，常用到的有如下幾種：1.2.1隨鉆測(cè)井技術(shù)隨鉆測(cè)井技術(shù)是目前的測(cè)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(cè)井中，通過對(duì)井斜、方位等參數(shù)的測(cè)量，使工作

16、人員對(duì)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(cè)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(cè)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(píng)價(jià)。1.2.2成像測(cè)井技術(shù)成像測(cè)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)，其中包括井間成像、井邊成像和井壁成像。在使用成像測(cè)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(cè)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

17、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(cè)井技術(shù)聲波測(cè)井技術(shù)包括聲波振幅測(cè)井和聲速測(cè)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(duì)井眼周圍的地層極性進(jìn)行測(cè)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(duì)其進(jìn)行合理的加工，得到對(duì)應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)，方便之后更加直觀的觀測(cè)。這種方式應(yīng)用較為簡(jiǎn)單，便于操作，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(duì)較低。1.2.4電法測(cè)井技術(shù)電法測(cè)井技術(shù)是最早發(fā)展的測(cè)井方法，也是我國(guó)在現(xiàn)階段應(yīng)用最為廣泛的一種技術(shù)，電法測(cè)井包括自然電位測(cè)井、普通電阻率測(cè)井、側(cè)向測(cè)井和感應(yīng)測(cè)井等方法。3每種方法適用的情況不同，因此在測(cè)試時(shí)，需根據(jù)

18、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(guó)際測(cè)井的市場(chǎng)在不斷擴(kuò)大，測(cè)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(cè)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?jī)?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(tái)上利用常規(guī)電阻率測(cè)井方法處理井，并對(duì)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(guó)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(cè)井原理：簡(jiǎn)單介紹常規(guī)電阻率測(cè)井相關(guān)的方法，并簡(jiǎn)述部分常用的測(cè)井方法的原理。第三章 測(cè)井資料處

19、理：通過LEAD軟件對(duì)長(zhǎng)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(cè)井結(jié)果分析與解釋：對(duì)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(cè)井解釋。2 常規(guī)電阻率測(cè)井原理2.1引言常規(guī)電阻率測(cè)井方法包括：普通電阻率測(cè)井，側(cè)向測(cè)井，感應(yīng)測(cè)井4和微電阻率測(cè)井。在本章，將對(duì)以上各常規(guī)電阻率測(cè)井方法的原理進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。2.2常規(guī)電阻率測(cè)井基本原理2.2.1普通電阻率測(cè)井普通電阻率測(cè)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(cè)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

20、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(cè)定均勻介質(zhì)情況下的電阻的方法來測(cè)量所測(cè)井下的電極的電位差。當(dāng)然，用電阻率測(cè)井方法測(cè)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?，故視電阻率與真電阻率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

21、電阻率；為目的層的電阻率。6在均勻介質(zhì)中的電阻率測(cè)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(chǎng)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(chǎng)的分布在均勻介質(zhì)中，點(diǎn)電源場(chǎng)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(cè)量點(diǎn)之間的距離。8根據(jù)歐姆定律可以求出均勻介質(zhì)中點(diǎn)電源場(chǎng)內(nèi)的任意一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的表達(dá)式： （2.4）因此，該場(chǎng)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(chǎng)的無限邊界條件C=0來確定。所以 場(chǎng)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 （

22、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(chǎng)之中該點(diǎn)的電位值。這是電阻率測(cè)井的理論基礎(chǔ)。普通電阻率測(cè)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(cè)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(cè)井，將會(huì)產(chǎn)生泥漿分流的情況，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(cè)量地層的視電阻率，并且高電阻率屏蔽使得普通電阻率測(cè)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(cè)井方法。側(cè)向測(cè)井也被稱為聚焦式電法測(cè)井，除了主電極之外9，上下還會(huì)各有一個(gè)或

23、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(cè)量因鉆孔和低電阻率圍巖產(chǎn)生的的影響。側(cè)向測(cè)井的方法有很多種，由三側(cè)向測(cè)井、七側(cè)向測(cè)井的基礎(chǔ)上發(fā)展起來了一種雙側(cè)向測(cè)井方法，它是目前人們認(rèn)為的最好的側(cè)向測(cè)井方法。它的電極系同七側(cè)向測(cè)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(cè)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(cè)井的屏蔽電極有些相同。雙側(cè)向測(cè)井的電極系有如下結(jié)構(gòu)：環(huán)狀的主電極

24、，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(cè)井電極系和電流線分布兩對(duì)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(cè)量得到的電位差的值與介質(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

25、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(cè)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。故上式可寫成如下形式： （2.9）雙側(cè)向測(cè)井方法根據(jù)探測(cè)的深度不同，分為深、淺側(cè)向測(cè)井，深側(cè)向測(cè)井主要能夠反映原狀地層的電阻率，淺側(cè)向測(cè)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O

26、1O2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(cè)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(cè)井方法中的Ra來判斷油、水層比七側(cè)向測(cè)井效果要好。由于雙側(cè)向測(cè)井方法能夠探測(cè)到的深度和三側(cè)向深、淺側(cè)向的縱向分辨能力一致，方便進(jìn)行對(duì)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(cè)井能夠更加快速、直觀地判斷油、水層。2.2.3感應(yīng)測(cè)井為了解決上述測(cè)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(cè)量的情況，于是設(shè)計(jì)了感應(yīng)測(cè)井。目前這種方法應(yīng)用比較普遍，也適用于淡水泥

27、漿井中。感應(yīng)測(cè)井方法利用了交流電的互感原理，電動(dòng)勢(shì)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(shì)的渦流。因此可以判斷該電動(dòng)勢(shì)與地層電導(dǎo)率有關(guān)。圖2.2感應(yīng)測(cè)井原示意圖T為發(fā)射線圈，R為接收線圈，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(duì)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(zhǎng)，即線圈距。它們?cè)趜軸上的位置分別是和。在發(fā)射線圈造成的交變電磁場(chǎng)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(chǎng)的作用下，接收線圈R中會(huì)

28、產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，稱為二次感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。計(jì)算該電動(dòng)勢(shì)的方法如下：?jiǎn)卧h(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(chǎng)原理，該點(diǎn)處的磁矢勢(shì)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)射線圈上的線段元，是一個(gè)矢量；為觀測(cè)點(diǎn)到源點(diǎn)的距離，其中觀測(cè)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

29、表著觀測(cè)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(shì)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(chǎng)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(chǎng)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(shì)AR，仿照式（2-10）是： （2.17）

30、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(shì)dVR的計(jì)算公式如下： （2.20） （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(jiǎn)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(cè)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(cè)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

31、伽馬曲線。2.2.4微電阻率測(cè)井微電阻率測(cè)井是一種主要用于探測(cè)侵入帶的電阻率的測(cè)井方法。常用來探測(cè)深度教淺的井，常用的微電阻率測(cè)井方法包括：微電極系測(cè)井、微側(cè)向測(cè)井、鄰近側(cè)向測(cè)井和微球聚焦測(cè)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(cè)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(cè)量出沖洗帶的電阻率。微電極系測(cè)井具有極距短、探測(cè)范圍小的特點(diǎn)，所以該方法主要用于探測(cè)侵入帶電阻率，且該測(cè)井方法有利于薄巖層界面的劃分。微電極系及用于測(cè)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(cè)量電位差的大小求得的，其表達(dá)式如下： （

32、2.25）圖2.3微電極系（左） 測(cè)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hmc，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(cè)井是通過微電極測(cè)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(cè)深度有

33、了很大的提高，并且減小了對(duì)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(cè)量時(shí)，電流一直不變，流出的電流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(cè)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(cè)井方法一樣，需通過實(shí)驗(yàn)測(cè)得。圖2.4微側(cè)向測(cè)井電極系及其電流分布為側(cè)向測(cè)井方法主要能夠通過微側(cè)向測(cè)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(cè)井主要用于鉆井液電阻率較

34、高及泥餅偏厚的條件下，彌補(bǔ)了微側(cè)向測(cè)井受泥餅厚度影響明顯的缺點(diǎn)。鄰近側(cè)向測(cè)井電極系的主電極和測(cè)量電極均為矩形，和微側(cè)向測(cè)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時(shí)，測(cè)量值為沖洗帶的電阻率，即Rxo=RPL。圖2.5鄰近側(cè)向測(cè)井電極系微側(cè)向的比鄰近側(cè)向的探測(cè)深度淺，且測(cè)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(cè)量的結(jié)果受原狀地層的影響較大，微球形聚焦雖然探測(cè)深度較淺，但是受泥餅的影響小。其電極系及電場(chǎng)分布如圖2.6所示。圖2.6微球形聚焦測(cè)井電極系及其電場(chǎng)分布微球形聚焦測(cè)井的主電極A0為矩形，由內(nèi)向外分別為測(cè)量電極M0，輔助電極A1和監(jiān)督電極M1、

35、M2，貼井壁進(jìn)行測(cè)量。采用恒壓測(cè)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(cè)井時(shí)，需滿足、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(cè)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(cè)井的主要應(yīng)用有：劃分薄層，確定沖洗帶電阻率Rxo，參加測(cè)井組合，提供沖洗帶電阻率。3 測(cè)井資料處理3.1 引言本次設(shè)計(jì)主要采用LEAD處理平臺(tái)進(jìn)行常規(guī)測(cè)井資料的處理，利用多種解釋方法，對(duì)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(cè)井資料對(duì)地層進(jìn)行評(píng)價(jià)解釋，求取準(zhǔn)

36、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(cè)井資料預(yù)處理測(cè)井資料的預(yù)處理是進(jìn)行測(cè)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(cè)井曲線之間的深度匹配，能夠?qū)崿F(xiàn)不同井次之間測(cè)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(zhǎng)江一井常規(guī)測(cè)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(cè)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(cè)井資料處理的常

37、用步驟之一，因?yàn)樵跍y(cè)井時(shí)受到鉆孔周圍環(huán)境、測(cè)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(cè)量井段會(huì)發(fā)一些深度上的偏差。因此使得測(cè)井的響應(yīng)值在深度上有不一致性，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(píng)價(jià)錯(cuò)誤。因此，對(duì)測(cè)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(duì)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行曲線校深，使同一口井所有的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)之間具有一致的深度關(guān)系，以滿足測(cè)井資料的精細(xì)處理要求。以常規(guī)測(cè)井文件中的測(cè)井曲線深度為標(biāo)準(zhǔn)深度，對(duì)常規(guī)測(cè)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(duì)AC、

38、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(shì)大體相同，校深結(jié)果如圖：圖3.1常規(guī)測(cè)井AC曲線校深圖3.2常規(guī)測(cè)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(duì)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(cè)井為一道，可以利用其劃分滲透層，并利用其劃

39、分油水層；選取微電極系測(cè)井曲線作為一道，以便劃分滲透層，利用幅度差異滲識(shí)別滲透層。3.3 常規(guī)測(cè)井資料處理長(zhǎng)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)行處理。常規(guī)測(cè)井主要通過分析整合井徑測(cè)井、自然電位測(cè)井以及自然伽馬測(cè)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(cè)井資料的處理對(duì)于測(cè)井解釋具有重要的意義，它也是測(cè)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(cè)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(cè)井資料進(jìn)行下一步工作，對(duì)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)

40、）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，（沖洗帶電阻率）選擇HRIM曲線。調(diào)整電阻率測(cè)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”?？紫秴?shù)部分：PRFG（孔隙度計(jì)算方法標(biāo)志）通過不斷地實(shí)驗(yàn)，

41、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

42、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(cè)量值；GRmax代表純泥巖地層伽馬測(cè)量值GRmin代表純砂巖地層伽馬測(cè)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

43、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 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(cè)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。

44、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(cè)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(cè)電阻率9m；油層特征：儲(chǔ)層巖性純，物性好，孔隙度7%，深探測(cè)電阻率9m，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

45、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(hào)會(huì)顯示油跡，油斑或者熒光等。4.2 綜合解釋成果在3159m-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(hào)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(duì)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

46、4.2，該為劃分的0號(hào)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小；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??；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(hào)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，泥質(zhì)含量為31.1%，含水飽和度為82.6%，在微電極、聲波時(shí)差、井徑曲線上與油層相同，自然電位比油層大一點(diǎn)，故綜