測(cè)井曲線描述與分析(張君學(xué))

測(cè)井曲線的識(shí)別與應(yīng)用一、測(cè)井曲線資料應(yīng)用的意義測(cè)井資料在油、氣田的勘探與開(kāi)發(fā)中有廣泛的的用途，大體可分為在裸眼井中的應(yīng)用和套管井中的應(yīng)用，及其它一些專門(mén)目的的應(yīng)用。在裸眼井中，測(cè)井資料主要用于尋找油、氣層，并對(duì)儲(chǔ)集層的孔隙性、滲透性和含油性作出評(píng)價(jià)，為油、氣田的開(kāi)發(fā)決策提供信息；在套管井中，測(cè)井資料主要用于開(kāi)發(fā)過(guò)程中油、氣層的動(dòng)態(tài)分析，為油、氣田開(kāi)發(fā)的合理調(diào)整提供資料。二、常用的測(cè)井曲線的類型常用的測(cè)井曲線有：自然電位曲線、自然伽瑪測(cè)井曲線、微電位測(cè)井曲線、微梯度測(cè)井曲線、深感應(yīng)測(cè)井曲線、中感應(yīng)測(cè)井曲線、4米電阻測(cè)井曲線、聲波時(shí)差測(cè)井曲線、井徑測(cè)井曲線等。三、常用測(cè)井曲線識(shí)別第一節(jié)自然電位測(cè)井在鉆開(kāi)巖層時(shí)，井壁附近產(chǎn)生的電化學(xué)活動(dòng)能形成一電場(chǎng)，該場(chǎng)產(chǎn)生的電位就叫自然電位，其產(chǎn)生的原因是地層水礦化度和泥漿濾液礦化度壓力不同，以及泥漿壓力與地層壓力不同。在砂泥巖剖面中，自然電位曲線以泥巖為基線，只在砂質(zhì)滲透性巖層處，才出現(xiàn)自然電位曲線異常，所以我們可以利用它來(lái)劃分滲透性巖層。純砂巖井段出現(xiàn)最大的負(fù)異常，含泥質(zhì)的砂巖負(fù)異常幅度較低，而且隨泥質(zhì)含量的增多負(fù)異常幅度下降。此外通過(guò)自然電位曲線幅度還可判斷滲透層孔隙中所含流體的性質(zhì)，一般含水砂巖的自然電位幅度比含油砂巖的自然電位幅度要高。自然電位曲線的應(yīng)用僅限于淡水泥漿鉆的井，因?yàn)樽匀浑娢磺€幅度（偏離泥巖基線的幅度）與地層水含鹽量和井中流體含鹽量之差有關(guān)。對(duì)于淡水泥漿，純砂巖的負(fù)向偏移幅度最大，當(dāng)砂巖含泥時(shí)，幅度減小。而當(dāng)采用鹽水泥漿時(shí)，含鹽水地層的SP曲線，偏移很小或沒(méi)有偏移，甚至出現(xiàn)反轉(zhuǎn)。自然電位曲線在含鹽水純砂巖部位最高，而當(dāng)?shù)貙雍袩N類時(shí)，自然電位幅度有所降低，當(dāng)砂層厚度小于3m應(yīng)用：1、自然電位曲線，對(duì)于厚巖層可用由線半幅點(diǎn)劃分巖層界面，對(duì)于薄巖層必須與視電阻率曲線配合，才能獲得準(zhǔn)確結(jié)果。2、可以很清楚地劃分滲透層與非滲透層。而且可以運(yùn)用自然電位曲線觀察巖性的變化，如當(dāng)砂巖巖性變細(xì)，含泥量增加時(shí)，常表現(xiàn)為自然電位幅度的降低等。3、判斷水淹層：利用自然電位曲線上出現(xiàn)的基線偏移確定水淹程度，并根據(jù)偏移量的大小估計(jì)水淹程度。第二節(jié)自然伽瑪測(cè)井自然伽瑪測(cè)井是在井內(nèi)測(cè)量巖層中自然存在的放射性核素核衰變過(guò)程中放射出來(lái)的γ射線的強(qiáng)度來(lái)研究地質(zhì)問(wèn)題的一種測(cè)井方法。自然伽瑪曲線反映巖層中放射性元素蛻變時(shí)釋放的伽瑪射線強(qiáng)度，一般泥巖強(qiáng)、砂巖弱，而且砂巖中泥質(zhì)含量（為陸源粘土）愈高，伽瑪射線強(qiáng)度愈大。應(yīng)用：自然伽瑪測(cè)井在油氣田勘探和開(kāi)發(fā)中，主要用來(lái)劃分巖性，識(shí)別剖面中的泥巖、砂巖及砂巖中的泥質(zhì)含量，進(jìn)行地層對(duì)比等。1、劃分巖性：在砂泥巖剖面中，砂巖顯示出最低值，泥巖顯示出最高值，而粉砂巖，泥質(zhì)粉砂巖顯示中間值。隨著巖層中泥質(zhì)含量的增加而曲線的計(jì)數(shù)率增高。2、地層對(duì)比：由于自然伽瑪曲線有下述的特點(diǎn)：（1）自然伽瑪曲線的計(jì)數(shù)率，在一條件下與巖層孔隙中所含的液體無(wú)關(guān)。（2）自然伽瑪曲線的計(jì)數(shù)率，與地層水和泥漿礦化度無(wú)關(guān)。（3）自然伽瑪曲線上的標(biāo)準(zhǔn)層容易獲得。特別是在靠近油、氣、水邊界的井內(nèi)，由于巖層孔隙中的含有物質(zhì)性質(zhì)不同，自然電位曲線和視電阻率曲線的形狀發(fā)生變化，使地層對(duì)比工作發(fā)生困難，而自然伽瑪曲線就不受這些因素的影響。3、利用自然伽瑪曲線確定巖層的泥質(zhì)含量，判斷巖層滲透性。4、可以利用自然伽瑪曲線和自然電位曲線形狀相似的特點(diǎn)，在下套管的井中確定射孔深度，進(jìn)行跟蹤射孔。5、自然伽瑪測(cè)井也可以在巖相分析中提供參考性的資料。第三節(jié)普通電阻率測(cè)井巖石電阻率和巖性、儲(chǔ)集物性、含油性有密切的關(guān)系，因此可通過(guò)研究巖石電阻率的差異來(lái)進(jìn)行區(qū)分巖性、劃分油水層、進(jìn)行剖面對(duì)比等。通常情況下：電阻率的大小與巖性、孔隙度、含油飽和度有關(guān)系。沉積巖的電阻率相對(duì)比火成巖的低。沉積巖電阻率的大小主要決定于組成巖石的顆粒大小、組織結(jié)構(gòu)和巖石孔隙中所含流體的性質(zhì)。對(duì)于含水砂巖來(lái)說(shuō)：巖石的孔隙度越高，所含地層水電阻率越低，膠結(jié)程度越差，巖石的電阻率越低。反 之，則巖石的電阻率越高。在給定的巖石巖樣中，地層水電阻率和孔隙度都一ｗ定時(shí)，巖石電阻率隨著含油飽和度的增高而增高。常用的普通電阻率測(cè)井有：梯度電極系理論曲線、電位電極系理論曲線等。應(yīng)用：1、劃分巖性剖面2、求巖層的真電阻率3、求巖層孔隙度4、求含油層的值5、視電阻率曲線是標(biāo)準(zhǔn)測(cè)井圖和柱狀剖面圖的重要組成部分；也是測(cè)井資料綜合解釋中的重要參數(shù)之一。第四節(jié)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)井在一個(gè)油田或一個(gè)區(qū)域內(nèi)，為了研究巖性變化、構(gòu)造形態(tài)和大段油層組的劃分等工作，常使用幾種測(cè)井方法在全地區(qū)的各口井中，用相同的深度比例（1：500）及相同的橫向比例，對(duì)全井段進(jìn)行測(cè)井，這種組合測(cè)井叫標(biāo)準(zhǔn)測(cè)井。包括標(biāo)準(zhǔn)電極系視電阻率測(cè)井、自然電位測(cè)井及井徑測(cè)量，有的包括自然伽瑪測(cè)井。在新區(qū)開(kāi)展工作時(shí)，常用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)井劃分本地區(qū)地質(zhì)剖面上的各種巖層，要求測(cè)出的視電阻率值盡量接近巖層的真電阻率。常利用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)井圖的標(biāo)準(zhǔn)層劃分大段油層組及進(jìn)行地層對(duì)比，主要是研究含油氣層的巖性、物性、厚度和含油、氣水情況在油田范圍內(nèi)的變化規(guī)律。這種對(duì)比的根據(jù)是在一定范圍內(nèi)，同一時(shí)代的相似沉積環(huán)境下形成的地層具有相同的地質(zhì)特性和地球物理特征，因此同一地層測(cè)井曲形態(tài)相似。第五節(jié)感應(yīng)測(cè)井感應(yīng)測(cè)井結(jié)果得到一條介質(zhì)電導(dǎo)率隨深度的變化曲線，叫感應(yīng)測(cè)井曲線。常用的深感應(yīng)測(cè)井、中感應(yīng)測(cè)井、八側(cè)向等，分別測(cè)取的是原狀地層、浸入帶、沖洗帶的電導(dǎo)率等。應(yīng)用：1、確定巖性視電阻率曲線上幅度值大的巖層，如油層、氣層，致密砂巖等。在感應(yīng)測(cè)井曲線上恰恰是低幅度值，而低電阻率層，如泥巖層，反而為高幅度值。2、劃分滲透層：常用半幅點(diǎn)分層。3、確定巖層真電阻率及判斷油水層，劃分油水界面。感應(yīng)測(cè)井曲線對(duì)地層電導(dǎo)率反映為靈敏，水層電導(dǎo)率明顯高于油層。在油、水界面附近，由于電阻率的急劇變化，引起電導(dǎo)率的急劇變化，在感應(yīng)測(cè)井曲線上表現(xiàn)較明顯。第六節(jié)聲波測(cè)井主要分為兩大類即聲速測(cè)井和聲幅測(cè)井。聲速測(cè)井是測(cè)量地層聲波速度的測(cè)井方法。聲幅測(cè)井是研究聲波在地層或套管內(nèi)傳播過(guò)程中幅度的變化，從而認(rèn)識(shí)地層及固井水泥膠結(jié)情況的一種聲波測(cè)井方法。主要介紹聲速測(cè)井：聲波在不同的介質(zhì)里傳播速度不同。在不同巖性的巖石里傳播，其傳播速度不同。不同巖性的巖石密度相差很大，聲波速度也相差較大。密度大的傳播速度大，聲波時(shí)差就小。在泥巖、砂巖等孔隙性巖層由于孔隙的存在，聲波時(shí)差較大。聲波速度測(cè)井用來(lái)估算孔隙度、判斷油、氣層和研究巖性等。在現(xiàn)場(chǎng)把聲速、感應(yīng)和側(cè)向測(cè)井同時(shí)進(jìn)行，加上適當(dāng)?shù)囊曤娮杪蕼y(cè)井和自然電位，微電極等曲線，叫組合測(cè)井。應(yīng)用：1、判斷油、氣層。2、劃分地層。3、確定巖石孔隙度。三、測(cè)井曲線的應(yīng)用第一節(jié)確定巖層界面、巖性及滲透性：1、確定巖層界面：通常情況下：確定巖層界面常用自然電位、自然伽瑪、微電極測(cè)井曲線等。其分層原則是用自然電位、自然伽瑪?shù)陌敕c(diǎn)劃分巖層頂?shù)捉缑?，用微電位曲線的半幅點(diǎn)來(lái)確定高電阻地層的頂?shù)捉缑妗?、劃分滲透性：用微電極曲線劃分滲透性巖層，其曲線特征表現(xiàn)出低、平、正?？偟碾娮杪实陀卩弻?；曲線平直；正差異，而非滲透巖層往往出現(xiàn)鋸齒狀高峰。3、確定巖性在碎屑巖沉積剖面上，根據(jù)兩條微電極曲線幅度差大小，可定性判斷巖層的滲透性好環(huán)，泥質(zhì)含量的多少?？蓜澐趾鼙〉膸r層如0.第二節(jié)計(jì)算巖層(砂巖)的各種參數(shù)利用測(cè)井資料綜合解釋計(jì)算儲(chǔ)集層的厚度、孔隙度、滲透率和含油飽和度含水飽和度，才能進(jìn)一步對(duì)油氣、水層作出判斷。第三節(jié)測(cè)井資料的地質(zhì)分析：一、利用測(cè)井曲線劃分滲透層滲透層在自然電位曲線上的表現(xiàn)是：在泥漿礦化度小于地層水礦化度的情況下，曲線呈現(xiàn)負(fù)異常；反之為正異常。滲透性越好，則其負(fù)異常幅度越大，反之就小。滲透性砂巖層在微電極曲線上，呈現(xiàn)中等讀數(shù)；而微電位讀數(shù)大于微梯度曲線平直，如砂巖滲透性不均勻則曲線呈鋸齒狀。聲波時(shí)差曲線對(duì)滲透層的反映很明顯，時(shí)差越大，滲透性越好，反之則差。自然伽瑪強(qiáng)度直接反映滲透性砂巖含泥量的多少。井徑曲線由于滲透層井壁存在泥餅，實(shí)際井徑值通常小于鉆頭直徑，且井徑曲線較平直規(guī)則。二、利用測(cè)井曲線鑒別油、氣、水層首先應(yīng)劃分出滲透性巖層與非滲透性巖層。巖層的滲透性，主要顯示在自然電位曲線上，向左突出的異常為滲透巖層。具有滲透性的巖層，不一定都是油層。還有水層和含水的干層。油層的電阻率高，水層的電阻率低，被淡水充滿的巖層，電阻率也是很高的。然后再參考其它曲線，進(jìn)行綜合解釋。1、油層：微電極曲線幅度中等，有明顯的幅度正差異，隨著滲透性的降低，幅度有所降低，差異也有所降低。自然電位顯示負(fù)異常，并隨著泥質(zhì)含量的增加而異常幅度減小。視電阻率曲線均為高阻尖峰。感應(yīng)曲線呈明顯的低電導(dǎo)，聲速時(shí)差中等，井徑常小于鉆頭直徑。2、水層：微電極曲線幅度中等，具有正差異，與油層比較幅度相對(duì)較低，在少數(shù)高壓礦化度水層可能出現(xiàn)負(fù)差異。自然電位負(fù)異常，且異常幅度比油層大得多。感應(yīng)曲線高電導(dǎo)，聲波時(shí)差中等。3、氣層：微電極、自然電位、視電阻率曲線特征與油層相同，聲速時(shí)差曲線則出現(xiàn)明顯的增大。油、氣、水層的鑒別，還主要通過(guò)橫向測(cè)井的解釋。下面介紹含油性的常用定性測(cè)井解釋含油性的評(píng)價(jià)，也就是利用測(cè)井資料對(duì)油（氣）、水層作綜合解釋，下面簡(jiǎn)要介紹幾種：1.油層最小電阻率法油層最小電阻率（Rt）min是指油（氣）層電阻率的下限，當(dāng)儲(chǔ)集層的電阻率大于（Rt）min時(shí)，可判斷為油（氣）層。對(duì)于某一地區(qū)待定的解釋層段，如果儲(chǔ)集層的巖性、物性、地層水礦化度相對(duì)穩(wěn)定時(shí)，可用此方法。2.標(biāo)準(zhǔn)水層對(duì)比法首先，在解釋層段用測(cè)井曲線找出滲透層，并將巖性均勻、物性好、深探測(cè)電阻率最低的滲透層作為標(biāo)準(zhǔn)水層。然后將解釋層的電阻率與標(biāo)準(zhǔn)水層相比較，凡電阻率大于3-4倍標(biāo)準(zhǔn)水層電阻率者可判斷為油（氣）層。此種方法使用時(shí)要注意進(jìn)行比較的解釋層與標(biāo)準(zhǔn)水層在巖性、物性和水性（礦化度）方面必須具有一致性。3.徑向電阻率法這是采用不同探測(cè)深度的電阻率曲線進(jìn)行對(duì)比的方法，它依賴于儲(chǔ)集層的泥漿侵入特征，從分析巖層的徑向電阻率變化來(lái)區(qū)分油、水層。一般情況下，油（氣）層產(chǎn)生減阻侵入，水層產(chǎn)生增阻侵入。此時(shí)深探測(cè)視電阻率大于淺探測(cè)視電阻率者可判斷為油（氣）層，反之為水層。4.斜井曲線對(duì)比法如果相應(yīng)地層在鄰井試油已證實(shí)為油（氣）層或水層，則可根據(jù)地質(zhì)規(guī)律與鄰井對(duì)比，這將有利于提高解釋結(jié)論的可靠性。三、利用電測(cè)曲線進(jìn)行地層對(duì)比通常分區(qū)域地層對(duì)比和開(kāi)發(fā)、產(chǎn)建區(qū)地層對(duì)比。在區(qū)域地層對(duì)比時(shí)，先選擇標(biāo)準(zhǔn)層，建立骨架井地層剖面，利用沉積旋回、結(jié)合地層厚度等進(jìn)行地層劃分。標(biāo)準(zhǔn)層：在整個(gè)構(gòu)造區(qū)域內(nèi)分布廣泛、厚度變化小，巖性穩(wěn)定，并在電測(cè)曲線上有明顯變化的地層可選做該地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)層。常用的有煤層、碳質(zhì)泥巖、凝灰?guī)r、油頁(yè)巖等。煤層、碳質(zhì)泥巖在電測(cè)表現(xiàn)為：高電阻、高聲速、大井徑、低伽瑪。凝灰?guī)r在電測(cè)曲線表現(xiàn)為：高電阻、高聲速、高伽瑪、低感應(yīng)。油頁(yè)巖在電測(cè)曲線表現(xiàn)為：高電阻、高聲速、高伽瑪、低負(fù)偏。四、利用電測(cè)曲線研究巖層的沉積相測(cè)井曲線，特別是反映巖石泥質(zhì)含量的自然伽瑪測(cè)井曲線包含著豐富的沉積學(xué)內(nèi)容，被油區(qū)巖相古地理及勘探開(kāi)發(fā)專家們廣泛應(yīng)用研究證明，在原始淡水介質(zhì)下的陸源碎屑巖堆積物，在經(jīng)歷了正常的成巖作用之后所形成的砂-泥結(jié)構(gòu)的地層剖面，自然伽瑪曲線形態(tài)幅值與形態(tài)所反映的泥質(zhì)含量和垂向形態(tài)恰恰反映巖石類型及其垂向序列結(jié)構(gòu)，而序列結(jié)構(gòu)的差異正是沉積微相之間最本質(zhì)的差異，盡管有時(shí)測(cè)井曲線所反映的序列結(jié)構(gòu)有多解性，但是在一個(gè)特定的沉積環(huán)境中，沉積相及微相的組合數(shù)目是有限的，因此，富有經(jīng)驗(yàn)的研究者能夠在測(cè)井曲線中挖掘豐富的地質(zhì)內(nèi)容。測(cè)井曲線基本要素測(cè)井曲線作為判斷沉積相的標(biāo)志之一，其本身包含著諸多要素。曲線形態(tài)、頂?shù)捉佑|關(guān)系及曲線的光滑程度，均能反映沉積物沉積時(shí)的水動(dòng)力能量的強(qiáng)弱和物源供應(yīng)條件的充足與否，以及沉積時(shí)速率變化等。1、幅度根據(jù)測(cè)井曲線的起伏高低可分為低幅、中幅、高幅三種類型，反映了沉積物粒度及水動(dòng)力能量。幅值高的，表明沉積物粒度粗，水動(dòng)力能量高；反之，幅值低的，則表明沉積物粒度細(xì)，水動(dòng)力弱。2、形態(tài)通過(guò)對(duì)自然電位、自然伽瑪曲線的分析研究，可概括以下幾種曲線形態(tài)：=1\*GB3①箱形：曲線呈負(fù)值或低值，具有幅度高、寬度大、曲線上下值基本一致的特點(diǎn)。表明了水動(dòng)力能量強(qiáng)，沉積物分布均勻，粒度較粗，物源供給充分，沉積速率快。是河道砂壩的曲線特征。箱形-鐘形曲線代表著有豐富物源、但后期由于河道遷移或廢棄導(dǎo)致能量衰退，表現(xiàn)為河道的均勻沉積到后期正向粒序特征。=2\*GB3②鐘形：曲線呈負(fù)值或低值，其下部中—高幅度，上部呈低幅度，寬度大，曲線值由下向上變大。代表了中低等能量的水動(dòng)力條件，沉積物分布不均勻，下粗上細(xì)。鐘形反映水流能量向上減弱，代表河道的側(cè)向遷移或逐漸廢棄。=3\*GB3③漏斗形：曲線呈負(fù)值或低值，并且自下而上逐漸變小。幅度下部偏低，上部為中—高幅度，而且寬度大。代表了中低能量的沉積環(huán)境，沉積物分布上粗下細(xì)，物源供給逐漸增強(qiáng)。曲線反映砂體向上建造時(shí)水流能量加強(qiáng)，顆粒變粗、分選變好，代表砂體上部受波浪改造的影響。漏斗形-箱形代表豐富物源供應(yīng)下的水下砂體沉積，為三角洲前緣亞相河口堆積的典型特征；漏斗形-箱形-鐘形曲線顯示河道在遷移擺動(dòng)條件下有豐富物源供應(yīng)的水道充填堆積。=4\*GB3④齒形：曲線值偏負(fù)或低值，幅度中—低，曲線寬度小，屬中低能量的沉積環(huán)境，沉積物偏細(xì)。其中正向齒形多以沖刷充填作用為主，具正序粒；反向齒形則以水道末梢前積式充填為主，具反序粒；對(duì)稱齒形為充填堆積特征。=5\*GB3⑤指狀：曲線值為負(fù)值或低值，幅度高，但寬度小，代表了較高的水動(dòng)力條件，但物源供