地球物理課程設計報告樣本(共11頁)

1、地球物理測井課程設計指導老師專業(yè)地質(zhì)學班級姓名學號一、課程(kchng)設計(shj)目的：通過對地球物理測井基本理論與方法(fngf)的學習，對某實際測井資料進行巖性劃分與評價、儲層識別、物性評價及含油氣性評價。獲得常規(guī)測井資料分析的一般方法，目的是鞏固課堂所學的的理論知識，加深對測井解釋方法的理解，會用所學程序設計語言完成設計題目的程序編寫，利用現(xiàn)有繪圖軟件完成數(shù)據(jù)成圖，對所得結果做分析研究。二、課程設計的主要內(nèi)容: 1運用所學的測井知識識別某油田裸眼井和套管井實際測井資料。 2使用井徑、自然伽馬和自然電位劃分砂泥巖井段劃分滲透層和非滲透層。3根據(jù)密度、聲波和中子孔隙度測井的特點，在滲透層

2、應用三孔隙度測井曲線求出儲層的平均孔隙度。4根據(jù)劃分出的滲透層，讀出裸眼井和生產(chǎn)井儲層電阻率值。5根據(jù)阿爾奇公式計算裸眼井原始含油飽和度和剩余油飽和度。6根據(jù)開發(fā)過程中含油飽和度的變化，確定儲層含油性的變化，并判斷該儲層的性質(zhì)。三、基本原理： （一）巖性劃分 巖性是指巖石的性質(zhì)類型等，包括細砂巖、粉砂巖、粗砂巖等，同時還包括碎屑成分、填隙物、粒間孔發(fā)育、顆粒分選、顆粒磨圓度、接觸關系、膠結類型等方面。通過劃分巖性和分析巖心資料總結巖性規(guī)律，其研究主要依據(jù)巖心資料，地質(zhì)資料和測井資料等。通過分析取心井的巖心資料和地質(zhì)資料以及測井曲線的響應特征來識別巖性，并建立在取心井上的泥質(zhì)含量預測解釋模型。一

3、般常用巖性測井系列的自然伽馬GR、自然電位SP、井徑CAL曲線來識別巖性。 1 定性劃分巖性是利用測井曲線形態(tài)特征和測井曲線值相對大小，從長期生產(chǎn)實踐中積累起來的劃分巖性的規(guī)律性認識。首先掌握巖性區(qū)域地質(zhì)的特點，如井剖面巖性特征、基本巖性特征、特殊巖性特征、層系和巖性組合特征及標準層特征等。其次，要通過鉆井取心和巖屑錄井資料與測井資料作對比分析，總結出用測井資料劃分巖性的地區(qū)規(guī)律。表1為砂泥巖剖面上主要巖石測井特征。巖性自然電位自然伽馬微電極電阻率井徑聲波時差泥巖 泥巖基線高值低、平值低、平值大于鉆頭直徑大于300頁巖近于泥巖基線高值低、平值低、平值較泥巖高大于鉆頭直徑大于300粉砂巖 明顯異

4、常中等值中等正幅度差異低于砂巖小于鉆頭直徑260-400砂巖 明顯異常(CwCmf)低值明顯正幅度差異中等到高，致密砂巖高小于鉆頭直徑250-450(幅度較為穩(wěn)定)煤層 異常不明顯低值無幅度差異高阻接近鉆頭直徑350-450 主要巖石(ynsh)測井特征例如對淡水泥漿井，地層剖面由砂巖、粉砂巖、煤層和泥巖四種巖石組成。如果(rgu)測井資料有自然電位、自然伽馬、微電極、密度和電阻率曲線，則可按下列步驟區(qū)分它們：用自然電位和微電極測井曲線把滲透層和非透層區(qū)分開：砂巖(sh yn)和粉砂巖的自然電位有明顯負異常，微電極有正幅度差，而煤層和泥巖自然電位無異常，微電極無幅度差。利用自然電位、自然伽馬和

5、微電極測井曲線區(qū)分砂巖和粉砂巖：砂巖的自然電位、自然伽馬測井曲線的異常幅度大于粉砂巖的曲線異常幅度，在微電極測井曲線砂巖異常幅度差大于粉砂巖異常幅度差。 利用電阻率和密度曲線可區(qū)分泥巖和煤層，煤層為高阻，泥巖為低阻；泥巖密度測井值較高而煤層密度測井值在剖面上看則很低。（2）定量評價儲集層的巖性評價的定量解釋主要是指確定儲集層巖石所屬的巖石類別，計算巖石主要礦物成分的含量和泥質(zhì)含量，還可以進一步確定泥質(zhì)在巖石中分布的形式和粘土礦物的成分。在定量計算方面主要是計算泥質(zhì)含量和粘土含量。泥質(zhì)含量是指巖石中顆粒很細的細粉砂(小于0.1mm)與濕粘土的體積占巖石體積的百分數(shù)，用符號Vsh表示；當需要把泥質(zhì)

6、區(qū)分為細粉砂和濕粘土時，則要計算巖石的粘土含量，它表示巖石中濕粘土的體積占巖石體積的百分數(shù)，用符號Vclay表示。目前，測井方法都是基于對地層礦物分布的測量來間接反映地層泥質(zhì)含量，而不是對泥質(zhì)含量進行直接測量，所以必須選擇最能反映地層泥質(zhì)含量的測井響應來建立測井解釋模型。通常泥質(zhì)含量的求取方法主要有自然伽馬法和自然電位法，此外，還可應用自然伽馬能譜、電阻率以及孔隙度測井（聲波、密度、中子）交會法。 自然伽馬確定泥質(zhì)含量除鉀鹽層外，沉積巖放射性的強弱與巖石中含泥質(zhì)的多少有密切的關系。巖石含泥質(zhì)越多，自然放射性就越強。一般常用的經(jīng)驗方程如下：Vsh EQ F(GCURGR - 1, GCUR -

7、1) GR EQ F(GR - GRmin, GRmax- GRmin) 式中Vsh為地層泥質(zhì)含量；GR為自然伽馬相對值;GR為自然伽馬測井讀數(shù)；GRmin為目的層段自然伽馬測井讀數(shù)最小值，即純砂巖層段的自然伽馬測井讀數(shù)；GRmax為目的層段自然伽馬測井讀數(shù)最大值，即純泥巖層段的自然伽馬測井讀數(shù)；GCUR為經(jīng)驗系數(shù)，與底層的地質(zhì)時代有關，可按地層時代在較廣泛的地區(qū)由巖心分析資料求得。通常，對第三紀地層GCUR=3.7，老地層GCUR=2.0。自然電位(din wi)確定泥質(zhì)含量 從自然電位測井的基本理論可知，自然電位異常與地層中泥質(zhì)含量有密切(mqi)的關系，而且隨著砂巖地層中泥質(zhì)含量的增加，

8、自然電位異常幅度會隨之減少，故可以利用自然電位測井曲線定量計算地層的泥質(zhì)含量。一般(ybn)常用的經(jīng)驗方程如下：Vsh EQ F(GCURSP - 1, GCUR - 1) SP = ( SP-SBL-SSP )/SSP式中Vsh為地層泥質(zhì)含量；SP為自然電位相對值；SP為自然電位測井讀數(shù)；SSP為目的層段自然電位異常幅度，即純砂巖層段與泥巖基線之間的的自然電位測井差值；SBL為目的層段自然電位測井讀數(shù)最大值，即純泥巖層段的自然電位測井讀數(shù)泥巖基線；GCUR為經(jīng)驗系數(shù)。此外，自然伽馬能譜、中子、電阻率測井曲線具有同自然伽馬和自然電位曲線相似的變化特征，因此，也能在很大程度上指示泥質(zhì)含量的變化。

9、（二）物性評價 物性是指是指巖石的物理性質(zhì)，主要包括孔隙度、滲透率等方面。其資料包括地質(zhì)資料、巖心資料和測井資料等。通過研究取心井的地質(zhì)資料、巖心資料，查看測井曲線的響應特征，并通過前面的巖性分析來判斷物性的好壞，總結出孔隙度的規(guī)律和滲透率的大小，并建立在取心井上的孔隙度、滲透率的密度的預測解釋模型。一般常用孔隙度測井曲線來判斷物性，包括聲波時差AC、密度測井DEN，中子測井CNL等。儲層物性反映的是儲層質(zhì)量的好壞，決定了油區(qū)的豐度和儲量。應用測井資料對儲層物性評價，主要是通過儲層的有效孔隙度、絕對滲透率、有效滲透率、孔滲關系等進行儲層的評價分類。測井計算反映儲層物性的參數(shù)主要有孔隙度、滲透率

10、、泥質(zhì)含量以及粒度中值，甚至顆粒分選系數(shù)等，顯然儲層孔隙度高、滲透率大、泥質(zhì)含量低、粒度大而均勻則儲層物性好，相反，儲層孔隙度低、滲透率小、泥質(zhì)含量高、粒度細或顆粒不均勻則儲層物性差。 1. 孔隙度孔隙度是反映儲層物性的重要參數(shù)，也是儲量、產(chǎn)能計算及測井解釋不可缺少的參數(shù)之一。目前，用測井資料求取儲層孔隙度的方法已經(jīng)比較成熟，精度完全可以滿足油氣儲量計算和建立油藏地質(zhì)模型的需要。聲波、密度、中子三孔隙度測井的應用及體積模型的提出，給測井信息與地層的孔隙度之間搭起了一個有效而簡便的橋梁(qioling)。這三種測井方法是相應于地層三種不同的物理特性，并從三種不同角度上提供了地層孔隙度信息。經(jīng)驗表

11、明，三孔隙度的測井系列(xli)對于高-中-低孔隙度的地層剖面，以及不同的儲層類型，一般(ybn)都具有較強的求解能力，并能較好地提供滿足于地質(zhì)分析要求的地層孔隙度數(shù)據(jù)。為便于查看和對比，把常用的聲波、密度、中子測井計算孔隙度的公式歸納于表2。 常用的計算孔隙度公式從表中和前面的分析可知，殘余油氣特別是氣層對聲波、密度以及中子測井計算的孔隙度影響是不同的。在氣層上，由于密度測井讀數(shù)與含水地層相比偏低，因而在不考慮孔隙中流體性質(zhì)的情況下，計算孔隙度偏高；而對中子測井而言，由于氣體的含氫指數(shù)小于標準水層的含氫指數(shù)，因而計算孔隙度比實際孔隙度偏低。為此，在測井解釋中，經(jīng)常采用孔隙度測井在氣層上的這一

12、特點，來判斷氣層。1. 滲透率滲透率是評價油氣儲層性質(zhì)和生產(chǎn)能力的又一個重要參數(shù)。由于受巖石顆粒粗細、孔隙彎曲度、孔喉半徑、流體性質(zhì)、粘土分布形式等諸多因素影響，使測井響應與滲透率關系非常復雜，各影響因素之間尚無精確的理論關系，所以只能估計滲透率。目前，國內(nèi)外已經(jīng)發(fā)展了多種估算滲透率的解釋方法，主要包括以下幾種方法:用電阻率估計滲透率根據(jù)實驗資料知道，滲透率有如下關系式：K EQ F(3, f T2S2) 其中K為滲透率；為孔隙度；f是孔隙管道截面形狀有關的參數(shù)，等于2 3；T為孔隙管道曲率；S為巖石比表面積，即單位體積巖石中的顆粒表面積總和。從上式可以看出，巖石的顆粒越細，則巖石比面就越大，

13、孔隙管道曲率就越大，因而滲透率就越小。另外，在過渡帶以上(yshng)的油層中，地層的電阻率主要取決于束縛水飽和度，而束縛水飽和度又與巖石(ynsh)比面有關。比面愈大，束縛水飽和度越大，則滲透率愈底，而束縛水飽和度愈大，電阻率就愈小，此即為電阻率求滲透率的地質(zhì)依據(jù)。由于滲透率與電阻率之間的關系復雜，因而各個地區(qū)都根據(jù)該地區(qū)的巖心(ynxn)測井資料來作出電阻率與滲透率的相關關系，其經(jīng)驗公式的一般形式為：K = CRtd式中，系數(shù)C和指數(shù)d按區(qū)域及層位統(tǒng)計確定。 在確立了這種統(tǒng)計關系后，即可根據(jù)電測資料的地層真電阻率確定儲層滲透率。用孔隙度和束縛水飽和度確定滲透率;用孔隙度和粒度中值確定滲透率

14、地區(qū)性經(jīng)驗公式.（三）含油氣性評價 儲集層的含油性是指巖層孔隙中是否含油氣以及油氣含量大小。地質(zhì)上對巖心含油級別的描述分為飽含油、含油、微含油、油斑及油跡，其含油性依次降低。應用測井資料可對儲集層的含油性作定性判斷，更多的是通過定量計算飽和度參數(shù)來評價儲集層的含油性。 通常計算的飽和度參數(shù)有：地層含水飽和度Sw，束縛水飽和度Swb，可動水飽和度Swm；含油氣飽和度Sh或含油飽和度So，含氣飽和度Sg，殘余油飽和度Sor，可動油飽和度Som以及沖洗帶可動油體積Vom=Som和殘余油體積Vor=Sor。應用這些參數(shù)來評價儲集層的含油性。1定性的判斷油、氣、水層三者都存在于儲集層中，它們測井上都具有

15、儲集層測井曲線特征：水層：自然電位負異常，幅值偏大，電阻率低值，徑向電阻率梯度顯示增阻侵入(淡水泥漿)的特點。油層：自然電位負異常，幅值偏小，自然伽馬能譜中鈾U為高值，電阻率高，徑向電阻率梯度顯示減阻侵入特點，聲波曲線中t變大，密度測井測Pb變小，中子測CNL孔隙度變小。氣層：除具與油層相同特征外，尚具t明顯變大或“周波跳躍”，Pb明顯變小，DEN-CNL重疊圖中鏡像特征，中子伽馬高值，等效彈性模量明顯變小等特點，一般測井曲線中具“三高一低”特點。 2. 定量評價 評價油氣層是測井資料綜合解釋的核心。而含水飽和度又是劃分油、水層的主要標志，所以含水飽和度是最重要的儲集層參數(shù)。確定含水飽和度的基

16、本方法，通常是以電阻率測井為基礎的阿爾奇（Archie）公式：,其中(qzhng)Sw為含水(hn shu)飽和度；a為與巖性有關(yugun)的比例系數(shù)，一般為0.61.5；m為巖石膠結指數(shù)，常取2左右；b為與巖性有關的常數(shù)，常取1；n為飽和度指數(shù)，常取2；Rw為地層水電阻率；Rt為地層含油時的電阻率；為巖石孔隙度。雖然阿爾奇公式本來是對具有粒間孔隙的純地層得出的，但實際上，它們可用于絕大多數(shù)常見儲集層。在目前常用的測井解釋關系式中，只有阿爾奇公式最具有綜合性質(zhì)，它是連接孔隙度測井和電阻率測井兩大類測井方法的橋梁，因而成為測井資料綜合定量解釋的最基本解釋關系式。實際應用時，一般先用孔隙度測井

17、資料計算地層孔隙度，用阿爾奇公式計算地層因素F，再根據(jù)地層真電阻率Rt和地層水電阻率Rw，由阿爾奇公式計算地層含水飽和度Sw或含油氣飽和度Sh。三、實際資料處理本次課程設計是利用陜北鄂爾多斯盆地某油田井的測井資料，利用相關計算軟件進行數(shù)據(jù)處理，繪制圖件，對該油氣田的儲集層進行相應的巖性、物性和含油飽和性評價。本課程設計對1635m到1690m段進行分析評價。 鄂爾多斯盆地是典型的克拉通盆地，基底由太古界，中下元古界變質(zhì)巖、結晶巖組成，盆地經(jīng)歷了中晚元古代拗拉谷、早古生代淺海臺地、晚古生代近海平面、中生代內(nèi)陸湖盆和新生代周邊斷陷五個主要發(fā)展演化階段。經(jīng)過這五個發(fā)展階段，盆地形成一個多結構體系、多

18、旋回演化、多沉積類型的大型沉積盆地，并形成多套含油氣組合，目前發(fā)現(xiàn)奧陶系、石炭-二疊系、三疊系和侏羅系四套含油氣層。延安組屬侏羅系地層以砂泥巖互層為主，煤層較為發(fā)育。延安組自上而下可劃分為延1延10等10個層組。延安世(含富縣期)經(jīng)常處于侵蝕基準面以上，其上之沉積物受古水系控制，分布局限。延10沉積時常形成巖性粗、厚度大的砂垅，而且頻繁出現(xiàn)砂巖橫向相變，而且常形成寬厚的砂泥頁巖沉積。延9期為最大湖侵期，砂體變薄，含煤系地層成為盆地重要區(qū)域?qū)Ρ葮酥緦?。?期沉積物粒度細，以泥巖及粉砂巖為主。 延7、延6時期，是盆地發(fā)育的穩(wěn)定充填時期，是主要的成煤時期。 延4+5期是盆地發(fā)育的萎縮階段，直至延1，

19、主要為砂泥巖互層。延安組的巖性描述，延10：雜色泥巖加灰白色中粗粒至含礫粗砂巖。延9-延5：灰黑色泥巖與灰白色砂巖夾煤層，砂巖多為厚層塊狀，中-細粒；底部往往發(fā)育巨厚含粒粗砂巖。延4-延1：灰黑色泥巖與灰白色中細砂巖夾煤層，下部砂巖多為厚層塊狀。（一）巖性劃分利用第二部分所用原理，用所給的測井資料做出相應的圖件。并在所做的圖件上進行相應的巖性剖面劃分，并利用自然伽馬計算泥質(zhì)含量的公式，計算出泥質(zhì)含量。1定性劃分運用(ynyng)自然伽馬GR、自然電位SP、井徑曲線的特征對研究(ynji)段進行巖性劃分?？蓪⒀芯慷蝿澐譃榱危渲?635m 1642m、1646m 1660m、1664m 167

20、5m三段(sn dun)的自然伽馬值較低、自然電位為負異常、井徑曲線顯示為縮徑，可判斷出此三段為砂巖層；相反的可判斷出1642m 1646m、1660m 1664m、1675m 1690m三段為泥質(zhì)含量較高的巖層段。2定量計算 定量評價是利用自然伽馬計算泥質(zhì)含量的公式：Vsh EQ F(GCURGR - 1, GCUR - 1) GR EQ F(GR - GRmin, GRmax- GRmin) 對研究段的泥質(zhì)含量進行計算，所求結果如表3所示：（將泥質(zhì)含量較高的化為泥質(zhì)砂巖段，較低的化為砂巖段） 巖層段（m）平均泥質(zhì)含量（）巖 性1635m 1642m22.3砂巖1642m 1646m35.4

21、含泥砂巖1646m 1660m21.3砂巖1660m 1664m31.7含泥砂巖1664m 1675m22.1砂巖1675m 1690m30.5含泥砂巖研究段泥質(zhì)含量（二）物性評價 物性評價是對以劃分出的三段砂巖層的孔隙度與滲透率進行相關的說明與計算。1. 定性評價孔隙度曲線主要有：密度、中子和聲波時差曲線。從聲波時差曲線中可以看出：上述劃分的砂巖段中的曲線幅度較為穩(wěn)定，孔隙度較好。對于滲透率，一般認為孔隙度大的井段滲透率也相應較好。2. 定量計算 對儲集層的物性評價是通過對相應砂巖層的孔隙度計算，本課程設計通過已計算出的泥質(zhì)含量和聲波時差值代入式求得了所劃分的砂巖段的孔隙度分別為：1635m

22、 1642m孔隙度為6.3；1646m 1660m的孔隙度為6.7；1664m 1675m的孔隙度為5.9，這三段的孔隙度較差，但仍可作為油氣的有效儲層。（三）含油氣性(q xing)評價含油氣評價主要是根據(jù)(gnj)已給數(shù)據(jù)的電阻率曲線形態(tài)及相關數(shù)據(jù)分析其含油性好壞，計算含油飽和度或含水飽和度。1定性(dng xng)評價從所繪曲線定性評價各個目的層段含油氣性時，主要是觀察電阻率曲線形態(tài)，一般電阻率越大含油性越好。比較三段儲集層。從測井曲線圖中可以看出：1635m1642m段比其它兩段的電阻率要大，顯示其含油性比其它兩段好。2定量計算計算含油飽和度主要是利用阿爾奇公式：、So = 1- Sw求得所劃分的砂巖段的含油飽和度分別為：1635m 1642m含油飽和度為52.7；1646m 1660m的含油飽和度為61.8；1664m 1675m的含油飽和度為57.1。結果分析 結果分析通過上述計算、分析、總結可以得到：該井段儲集層主要為砂巖層；其