地球物理测井[曲线解释]

地球物理测井

第一节：概述

地球物理测井的分类：分为电法测井和非电法测井两种。

1、 电法测井：

a ：视电阻率、b ：微电极、c ：自然电位、d ：微球型聚焦、e ：感应测井。

2、 非电法测井：

a ：声速测井、b ：自然伽玛测井、c ：中子测井、d ：密度测井，e ：井径、f ：井斜、g ：井温、h ：地层倾角(HDT)、I ：地层压力(RFT)、j ：垂直地震测井（VSP ）

第二节：电法测井

一、 视电阻率曲线：

测井时将电极系放入井下，在上提过程中测量记录一条△Vmn(电位差) 随井深变化的曲线，称为视电阻率曲线。

梯度电极系：成对电极间的距离小于不成对电极到靠近它的一个成对电极间的距离的电极系称为梯度电极系。

电位电极系：成对电极间的距离大于不成对电极到靠近它的一个成对电极间的距离的电极系称为梯度电极系。

底部梯度电极系在高阻层测井曲线的形状特点如下：

（1） 对着高阻层视电阻率升高，但曲线不对称于地层中点，高阻层顶界面、底界面分别在极小值、极大值的1/2mn处。

（2） 对于厚层、地层中部附近曲线出现平直或变化平缓，随地层

减薄平直段缩短直至消失，该处视电阻率值接近地层真电阻率。

（3） 对于薄层，在高阻层底界面以下一个电极处，在视电阻率曲线上出现一个“假极大”，极小也比原层上移。

视电阻率曲线的应用：

1、划分岩层界面：

利用底部梯度电极系视电阻率曲线划分岩层界面的原理是高阻层顶界面(底界面) 位于视电阻率曲线极小值(极大值以下1/2MN处。

2、判断岩性：

在砂泥岩剖面中，当地层水含盐浓度不是很大时，砂岩电阻率大于泥岩的电阻率，粉砂岩泥质砂岩、砂质泥岩介于它们之间。但视电阻率曲线无法区分灰岩和拉拉扯扯云岩，它们的电阻都非常大。

3、地层对比和定性判断油水层：

对于同一储层，如果0.45m 底部梯度幅度高于4m 底部梯度梯度测井曲线幅度该层可能为水层，反之则为水层。

二：微电极测井

微电极测井：利用特制的短电极系帖附井壁，测量井壁附近的岩层电阻率的一种测井方法叫微电极测井。

微电极测井曲线的应用：

1、 详细划分地层：地层界面一般在曲线的转折点或半幅点

2、 划分渗透层，判断岩性：微电极曲线在渗层上显示正幅度差，数值中等，地层渗透率越好，二者的幅度差越大，因此可以根据微电极曲线的幅度差判断地层的渗透性好坏。各种岩性的微电极曲线特征如下：

(1) 泥岩和粘土，为非渗生地层，没有幅度差，值很低。

(2) 渗透性砂岩：渗透性砂岩在微电极曲线上显示中等幅度和较大正

异常，对于含油砂岩，由于冲洗带孔隙中有残余油存在，在其它条件相同的条件下，含油砂岩比含水砂岩有较高的幅度和幅度差。

(3) 致密砂岩：渗透性很差，在微电砐曲线上读数很高，曲线呈剧齿状钙质砂岩薄层在曲线上呈“刺刀状”的突起。

(4) 渗透性灰岩：渗性灰岩与渗透性砂岩相近，但曲线幅度更高。

(5) 致密灰岩：与致密砂岩相近，曲线幅度高，呈锯齿状，并有正负不定的差异。

(6) 石膏或硬石膏：石膏或硬石膏地层电阻率高，井壁无泥饼，曲线与石灰岩相似。

(7) 盐岩：盐岩地层易溶于泥浆，使井径扩大，微电极曲线幅度低。

(8) 油面岩：油面岩处微电极曲线呈锯齿状，并且大多数为负差异，曲线幅度高于泥岩。

三：自然电位测井

自然电位测井：沿井剖面测量自然电位变化叫自然电位测井。影响自然电位曲线异常幅度的因素：

（1） 岩性、地层水与泥浆含盐度比值的影响。

（2） 地层厚度、井径的影响。

（3） 止的层电阻率，泥浆电阻率的影响。

（4） 泥浆侵入带的影响。

自然电位曲线的应用：

1、 自然电位曲线在砂泥岩剖面中的应用：

（1） 划分岩层界面：从自然电位曲线特点可知，当地层厚度大于四倍井径时，自然电位曲线异常幅度的半幅点为渗透层的顶底界，岩层变薄，则划分不准。

（2） 分析岩性、确定渗透层。当地层水含盐浓度大于泥浆含盐浓度时，测得自然电位曲线是以泥岩为斟线，对着渗透性砂岩则为负异常，渗透性越好则异常越大。

（3） 判断油、水层。当地层水含盐浓度大于泥浆含盐浓度时，油、水层在自然电位曲线上均为负异常，在其它条件相同的情况下，含油气砂岩的幅度比含水砂岩要小些。

（4） 判断水淹层：水淹层在自然电位曲线上的显示特点较多，如基线偏移等。

（5） 求地层水电阻率和储层的泥质含量。

2、 自然电位曲线在碳酸盐岩地层中不能反映地层孔隙度和渗透率的好坏。

3、 不能反映膏盐岩剖面地层的岩性。

四：侧向测井

侧向测井也叫聚焦测井，它的电极系除主电极外，上下设置了两个屏蔽电极，降低井内泥浆及围岩和高阻邻层的影响。

侧向测井的应用：

1、 划分岩层界面：侧向测井受井眼、层厚、邻层等的影响较小，分层能力较强。

2、 判断油水层：当深浅侧向重叠显示为正差异（即深侧向曲线幅度高于浅侧向曲线幅度）为油层，反之遇为水层。

3、 配合其它曲线在碳酸盐岩地层剖面划分储集层。如电阻率曲线较低值时可能为储集层。

4、 求地层真电阻率。

五：微球型聚焦测井（普2型、CSU ）

微球型聚焦测井的应用：划分渗透层，利用冲冼带电阻率曲线和泥饼电阻率曲线的幅度差可以划分渗透层，比微电极明显。

六：感应测井

感应测井：应是利用电磁感应的原理测量地层电导率的一种测井方法。 感应测井曲线的应用：

1、 确定岩性，划分岩层界面：在砂泥岩地层剖面中，感应曲线反映井剖面地层电性的变化较为清楚，当地层厚度大于2米时，感应测井按半幅点确定地层界面，当地层厚度小于2米时，地层界面不在半幅点处，一般不用感应曲线单独分层。

2、 定性估计油、水层：在淡水钻井液，侵入较浅，地层较厚的条件下，利用感应曲线测得的视电阻率接近地层真电阻率，根据渗透性砂岩视电阻率数值的大小，配合其它曲线能够估计油层和水层。

3、 求地层真电阻率。

第三节：非电法测井

一：声速测井

声速测井是测量地层声波传播速度，主要用来判断岩性、求孔隙度和判断气层。

1、声波时差测井曲线的特点：

（1）、对于岩性均匀的厚地层（砂岩或石灰岩）曲线上下对称，在岩层中部曲线显示平行于井轴的直线，并且曲线的半幅点与岩层界面相对应。

（2）、（致密砂岩、渗透性砂岩、泥质砂岩、粉砂岩）、泥岩等不同岩

性，显示不同的声波时差数值。

（3）、界面处井径严重扩大时，由于同一个滑行波的首波到达两个接收探头时在泥浆中的路程不等，故在岩层下界面处时差增大，曲线出现增高的尖峰；在岩层上界面处时差减小，曲线出现减低的小峰。

2、声波时差曲线的应用：

（1）、判断岩性：各种岩性地层其声波速度是不同的，并且有不同的曲线特征，因此可以根据岩层的声波时差和曲线特征判断岩性。在砂泥岩剖面中，粘土泥岩的声波时差较大（350-500微秒/米）并且曲线变化剧烈。砂岩时差(250-450微秒/米) 曲线较平直，时差大小与孔隙大小有关。碳酸盐岩地层曲线平直时差值较低，缝洞地层曲线变化剧烈，值增大。膏盐岩剖面的盐比无水石膏声波时差大，盐溶解井径扩大，测的可能是泥浆的声波时差。

（2）气层：气层在声波时差上显示的高时差特征或周波跳跃，但泥浆侵入较深时不一定明显。

（3） 岩层孔隙度。

二：声幅测井

声幅测井：用声波幅度的衰减变化来认识地层特点及水泥胶结情况的测井方法。用来进行固井质量检查测井。

三：自然伽玛测井

自然伽玛测井：就是测量井剖面上各深度地层的自然伽玛射线强度的一种测井方法。

自然伽玛测井应用：

1、 确定岩性：在砂泥岩剖面中，纯砂岩在自然伽玛显示为最低值(幅

度最小) ，泥岩显示为最高值(幅度最大) ，泥质砂岩、粉砂岩介于中间，并随着砂岩中泥质含量的增加而自然伽玛读数增高。在碳酸盐岩地层剖面中，沾土岩(泥岩) 的自然伽玛读数最高，纯灰岩、折云岩读数最低，而泥灰岩泥质白云岩介于两者之间，并随泥质含量的增加而增高。

2、 地层对比：利用自然伽玛测井曲线进行地层对比有下列优点：

(1) 自然伽玛测井值与岩石孔隙中的流体性质(油或水) 无关。

(2) 自然伽玛测井值与地层水和泥浆的矿化度无关。

(3) 自然伽玛曲线容易找到标准层。

四：中子测井

中子测井：就是使用中子源发射一定能量的中子流，中子穿过泥浆井入地层，中子的能量逐渐衰减，最后减速为热中子，热中子被岩石的原子核 俘获，便放出伽玛射线，选用不同的探测器，记录俘获前的热中子(或超热中子) 的方法叫中子测井。

五：中子测井的作用：

a) 判断岩性，在砂泥岩剖面中(假设地层水矿化度较低) ，泥岩的中子伽玛值低，砂岩的值高；在碳酸盐岩地层中，致密灰岩、白云岩的中子曲线幅度较高，孔隙性、裂缝性岩层承受孔隙度和泥质含量的增大而其幅度降低。

b) 划分气层：若储集层含气时，中子伽玛测井曲线的幅度将明显升高。

c) 划分油水层：当地层水矿化度低时，用中子伽玛测井曲线将很难划分油水界面；但当地层水矿化度高时，水层中中子伽玛值要比油层高15-20%，利用中子伽玛可划分油水层。

d) 定位射孔计算深度。

e) 确定地层也隙度：在地层水矿化度不高和泥浆含氯量较少的地层，用中子伽玛可以确定地层孔隙度。

六：密度测井

密度测井：密度测井是一种孔隙度测井，它是通过测量伽玛源发射的伽玛射线被地层散射后到达探测器的强度，来反映岩层体积密度的一种方法。

作用：在油气井中密度测井的主要作用是确定岩层的孔隙度。 七：井径测井

井径测井：就是测量井径大小的测井方法。

作用：

(1) 为固井计算水泥量提供平均井径。

(2) 划分剖面，判断岩性。A ：泥岩井径出现扩大现象，在井径曲线上一般大于钻头直径。B ：页岩 对于泥质页岩，井径稍大于或接近于钻头直径，但对于膨胀性面岩井径却小于钻头直径。C ：砂岩 由于渗 透性好，有泥饼行成，井径曲线一般小于钻头直径。曲线光滑平直。D ：粉砂岩 在井径曲线上的显示介于砂岩和泥岩之间。E ：砾岩和砾石层 致密坚硬砾岩井拚接近于钻头直径，砾石层会因胶结不紧井径会扩大。G ：石灰岩和白云岩 致密坚硬的石灰岩和白云岩井径等于钻头直径，含泥质的石灰岩、白云岩井径略有扩大，孔隙性、渗透性灰岩白云岩井径略小，裂缝性石灰岩、白云岩因井径不规则，井径曲线上呈锯齿状变化。H:盐岩, 在膏盐岩剖面由于盐岩易溶于泥浆井径 重扩径.I:石膏井径等于钻头直径, 或因溶解井径圹大.

(3) 判断渗透层。根据井径的缩径现象可反渗透层在井径曲线上划分

出来.

八：井斜测井

井斜：井斜倾角是指井轴和铅垂线之间的夹角。

方位角：是磁北方向与井轴的水平投影线之间按顺时针方向的夹角。

九：井温测量

用井温仪测定井下温度的变化，井下温度随井深变化的曲线叫做井温曲线。

十：地层倾角测井 HDT

测量地层的倾角和倾向的测井方法。作用是判断地层倾角、倾向、断层等。

十一：地层压力测井RFT

测量地层压力的方法。

第四节：测井资料的综合利用

一：标准测井曲线的应用

(一) 、在绘制综合录井图中的应用

1、 确定岩性，划分地层界面：在砂泥岩剖面，非渗透性泥质岩地层在自然电位曲线上显示为基值，砂岩随其渗透性的不同，地层水矿化度的变化，显示幅度不同的正、负异常。泥岩在视电阻率曲线上显示最低值致密砂岩（灰质砂岩、石英砂岩等）电阻率最高，渗透性砂岩电阻率较高，

但在地层水矿化度很高时，也可能在曲线上显示出较底的电阻率值。泥质砂岩，粉砂岩在标准曲线上的显示是界于砂岩和泥岩之间，页岩的电阻率较泥岩高些，但自然电位曲线显示与泥岩相同。

利用井径曲线一般可以把砂质和泥质的岩层区分开来，泥质岩层在井径曲线上表现为井径扩大（大于钻头直径）砂质岩层在其是渗透性好的砂岩在井径曲线上显示为缩径（小于钻头直径）或近等于钻头直径。 利用标准曲线划分地层界面时两条曲线要综合考虑，一般以2.5米底部梯度电极系视电阻率曲线的极大值为准并参考自然电位曲线的半幅点来划分岩层底界面，以2.5米底部梯度电极系的视电阻率曲线的极小值和自然电位曲线的半幅点来划分岩层顶界面。高阻层被划分出来了，低阻层也相应的被划分出来了，但对于一些特殊岩性和有意义的薄层在标准曲线上不能很好的反映出来，可根据微电极曲线划分界面。

2、 估计油、水层：根据标准曲线判断油气水层往往拫粗略，在相同条件下，油气层的视电阻率曲线比水层的视电阻率高，所以结合录井资料，比较渗 透层视电阻率数值的大小要以估计油(气) 、水层。目前现场绘制砂泥岩综合录井图时，还要参考组合测井图，以确定岩性和判断油气水层。

(二) 、在地层对比中的应用：

地层对比的方法很多，主要有岩性对比法，沉积韵律对比法，古生物对比法，测井曲线对比法。

进行地层对比时，首先分析各口井测井曲线的特点，并找出标准层进行对比。

选择标准层的原则是：

1、 有明显的测井曲线特征，易与邻层区别。

2、 地层连续性好，在整个构造或区域可以连续追踪。

3、 岩性稳定，厚度变化小。

二、 测井组合曲线的应用：组合测井资料是评价地层的主要依据，其基本任务是详细、准确地划分地层，正确判断井剖面的油气水层并对油气层的物性和含油性进行评价。

(一) 、确定岩性：几种常见岩性测井曲线特征：

泥岩：微电极曲线不分开，电阻曲线平下来，声波时差大起来。 含油砂岩：微电极曲线分开来，自然电位弯进来，声波时差出平台。 含水砂岩：微电极曲线分开来，自然电位弯进来，短电极曲线鼓起来，长电极曲线平下来，声波时差出平台。

致密灰岩(薄层) ：微电极曲线高起来，自然电位平下来，其它曲线尖起来。

油页岩：各种曲线乱起来，自然电位平下来。

(二) 、划分渗透层：通常划分渗透层的也简称分层，要掌握渗 透层的岩性、电性特征。

1、 岩性剖面：砂泥岩剖面的渗透层主要岩性是砂层、砂岩、粉砂岩，有时也有生物灰岩等特殊岩性。

2、 电性特征：

(1) 自然电位：当地层水矿化度大于泥浆矿化度时，渗透层在自然电位曲线上显示负异常，当地层水矿化度小于泥浆矿化度时，渗透层在自然电位曲线上显示正异常，渗透层泥质越少，渗透性越好，则自然电位异常 幅度越大。

(2) 微电极曲线：渗透层在微电极曲线上显示明显的幅度差，并且幅度较高。

(3) 井径曲线：渗透性地层由于泥饼的存在，实测井径通常小于钻头直径，并且曲线比较平直规则，疏松易垮塌的砂岩例外。

(4) 声波时差：渗 透层的声波时差较为平直，孔隙性、渗 透性好的砂岩其声波时差较大，孔隙度、渗透性差的砂岩其声波时差较小。

(5) 自然伽玛：渗透层的自然伽玛测井曲线幅度较低，泥质含量越少，其幅度越低。

3、 划分渗透层的基本方法：通常 用明显的自然电位异常和明显的微电极差异确定渗透层的位置，以微电极曲线的半幅点或0.45米底部梯度电极系测井曲线的极小值、极大值为主，参考自然电位曲线和感应曲线幅度的半幅点确定渗透层的顶底界。

划分渗 透层的目的是为了评价一切可能含油气的层位因此在划分渗 透层时，凡是一切可能含油气的层都要划分出来，而且要把油气层上、下的水层划分出来作为比较，保证做到不漏掉一个油气层。

(三) 、综合判断油气水层：

测井资料是评价地层、详细划分地层，正确划分、判断油、气、水层依据；从渗透层中区分出油、气、水层，并对油气层的物性及含油性进行评价是测井工作的重要任务，要做好解释工作，必须深入实际，掌握油气层的地质特点和四性关系(岩性、物性、含油性、电性) ，掌握油、气、水层在各种测井曲线上显示不同的特征。

油、气、水层在测井曲线上显示不同的特征，如下图所示

(1)、油层：油层的微电极曲线幅度中等，具有明显的正幅度差，并随渗透性变差幅度差减小，自然电位曲线显示正异常或负异常 ，随泥质含量的增加异常幅度变小，长、短电极视电阻率曲线均为高阻特征；感应曲线呈明显的低电导(高电阻) ；声波时差值中等，曲线平缓呈平台状；井径常小于钻头直径。

(2)、气层：在微电极、自然电位、井径、视电阻率曲线及感应电导曲线上气层特征与油层相同，所不同的是在声波时差曲线上明显的数值增大或周波跳跃现象，中子伽玛曲线幅度比油层高。

(3)、油水同层：在微电极、声波时差、井径曲线上，油水同层与油层相同，不同的是自然电位曲线比油层大一点，而视电阻率曲线比油层小一点，感应电导率比油层大一点。

(4)、水层：微电极曲线幅度中等，有明显的正幅度差，但与油层相比幅度相对降低；自然电位曲线显示正异常或负异常，且异常幅度值比油层大；短电极视电阻率曲线幅度较高而长电极视电阻率曲线幅度较低，感应曲线显示高电导值，声波时差数值中等，呈平台状，井径常小于钻头直径。

（四）、定性判断油、气、水层

油气水层的定性解释主要是采用比较(对比) 的方法来区别它们。在定性解释过程中，主要采用以下几种比较方法：

(1) 纵向电阻比较法：在水性相同的井段内，把各渗透层的电阻率与纯水层比较，在岩性、物性相近的条件下，油气层的电阻率较高。一般油气层的电阻率是水层的3倍以上。纯水层一般应典型可靠，一般典型水层应该厚度较大，物性好，岩性纯，具有明显的水层特征，而且在录井中无油气显示。

(2) 径向电阻率比较法：若地层水矿化度比泥浆矿化度高，泥浆滤液侵入地层时，油层形成减阻侵入剖面，水层形成增阻侵入剖面。在这种条件下比较探测不同的电阻率曲线，分析电阻率径向变化特征，可判断油、气、水层。一般深探测电阻率大于浅探测电阻率的岩层为油层，反之则为水层，有时油层也会出现深探测电阻率小于浅探测电阻率的现象，但没有水层差别那样大。

(3) 邻井曲线对比法：将目的层段的测井曲线作小层对比，从中分析含油性的变化。这种对比要注意储集层的岩性、物性和地层水矿化度等在横向上的变化，如下图所示。

(4) 最小出油电阻率法：对某一构造或断块的某一层组来说，地层矿化度一般比较稳定，纯水层的电阻率高低主要与岩性、物性有关，所以若地层的岩性物性相近，则水层的电阻率相同，当地层含油饱和度增加，地层电阻率也随之升高。比较测井解释的真电阻率与试油结果，就要以确定一个电性标准(最小出油电阻率) ，高于电性标准是油层, 低于电性标准的是水层。从而利用地层真电阻率(感应曲线所求的电阻率) 和其它资料，可划分出油(气) 、水层。但是应用这种方法时，必须考虑到不同断块、不同层系的电性标准不同，当岩性、物性、水性变化，则最小出油电阻也随之变化。

(5) 判断气层的方法：气层与油层在许多方面相似，利用一般的测井方法划分不开，只能利用气层的“三高”特点进行区分。所谓“三高”即高时差值（或出现周波跳跃）；高中子伽马值；高气测值(甲烷高，重烃低) 。 根据油、气、水层的这些曲线特征和划分油、气、水层的方法，就可以把一般岩性的、简单明显的油、气、水层划分出来。