测井地质学读书报告

测井地质学——读书报告

测井沉积学方面的研究或应用

组长：师凯歌 [1**********]3

组员：钟寿康 [1**********]8

杨燕茹 [1**********]7 朱晨蔚 [1**********]7 陈佳作 [1**********]8 王雅萍 [1**********]

2016.4.20

一、绪论

1、问题的提出以及必要性

随着地球物理勘探—测井的不断发展，我们对于测井资料的解释，不能局限于单井或者单一岩层的局部层面上，我们更应该做出区域性、多层岩层关联性的地质解释。这种要求的出现，使得研究人员将测井知识和地质中的沉积相知识联系起来，把两门学科从原理层面上结合起来，于是产生了测井沉积这一边缘性学科研究课题。

随着人们对这个问题研究程度的不断深入，我们对于测井资料的解释变得更加具有宏观性，使得测井资料解释而来的地质数据回归到地质体系中，这将使得测井在油气勘探中的应用提升到区域层面上来，如此看来，这一问题的研究变得十分必要。

2、学科的产生

做为这一学科的主体—沉积相，我们必须首先认识它，沉积相是指古代沉积的产物，它是根据沉积环境或沉积作用加以定义的岩石体或沉积物特征的组合。沉积相的识别必须从两个层面上来进行： 第一，宏观层面：相与相之间的组合。根据沃尔索相律：“只有横向上成因相近且紧密相邻而发育着的相，才能在垂向上依次叠覆出现而没有间断”。这一规律指导了在沉积相分析过程中进行沉积相的平面组合。第二，局部层面：岩石组合(类型及结构) 、沉积构造（冲刷面、层理类型、纹层

组系产状及其垂向变化）、垂向序列变化关系(正粒序、反粒序、复合粒序、无粒序) 、古水流、古生物特征、地球化学特征等几个方面。

在了解沉积相的知识以后，如何解决两门学科的联系成为关键。我们必须认识到测井沉积学的本体—沉积相的识别，然后利用两门学科的关联性，将测井“嫁接”到沉积相这门学科的知识体系中。因此产生了一个新的名词—测井相。测井相是由法国地质学家O.SERRA 于1979年提出的。它是一组测井响应集合，它代表一定的地质相，并能将其它相体相区分。测井相又称电相。

二、测井相

1、测井相的定义

测井相的提出，目的在于利用测井资料(即数据集) 来评价或解释沉积相。测井相是“表征地层特征，并且可以使该地层与其它地层区别

开来的一组测井响应特征集”。事实上，这是一个n 维数据向量空间，每一个向量代表一个深度采样点上的几种测井方法的测量值，如自然伽马(GR)、自然电位(SP)、井径(CAL)、声波时差(AC)、密度(DEN)、补偿中子(CNL)、微球型聚焦电阻率(RXO)、中感应电阻率(RIM)、深感应电阻率(RID)这样一个9维向量就是一个常用的测井测量向量。

2m 厚地层共16个采样点，一个16×9测井数据集就可以表征这一地层。而测井测量值利用计算机进行计算处理，如孔隙度(Ø)、饱和度(Sw)、渗透率(K)、骨架参数Vmal ，Vma2，Vma3„及泥质含量(Vsh)、粉砂指数SI 等来表征。

2、测井相分析

（1）定义

测井相分析就是从一组能反映地层特征的测井响应中，提取测井曲线的变化特征，包括幅度特征、形态特征等以及其它测井解释结论(如沉积构造、古水流方向等) ，将地层剖面划分为有限个测井相，用岩心分析等地质资料对这些测井相进行刻度，用数学方法及知识推理确定各个测井相到地质相的映射转换关系，最终达到利用测井资料来描述、研究地层的沉积相。

（2）测井相标志与地质相标志的关系

测井相分析就是要用测井特征表征岩相特征。测井资料是地层各种地质现象的综合反映，通过对测井资料（包括常规测井、特殊测井及其

处理成果）进行分析，能够解释多种沉积特征与现象，其指示的主要沉积相标志有：

岩石组合（类型及构造）。对测井资料进行数字处理，能确定出岩石类型及计算出岩石的百分比含量，利用成像测井等资料时别岩石结构。

沉积构造。对地层倾角测井及成像测井资料进行相关处理后，就能做沉积构造解释，如冲刷面、层理类型、纹层组系产状及其垂向变化。

垂向序列变化关系（正粒序、反粒序、复合粒序、无粒序）。利用测井曲线的形态特征、上下解除关系及岩石成分的数字处理结果分析地层垂向序列变化关系。

古水流方向。利用地层倾角测井或成像测井得到的地层倾角方位频率图或地层倾角矢量模式判别古水流方向。

古生物特征、地球化学特征在测井中为间接体现。

（3）测井相分析思路

如下图

（4）测井相分析成果的主要用途

由于测井相分析能够获得深度准确、质量较高的单井岩相柱状图，故它在石油勘探与开发中有着广泛的用途：

确定井剖面地层的岩性，研究岩相特征；

为单井解释、多井评价确定地层模型提供依据；

研究地层层序关系，进行地层对比；

研究油田储集层的纵、横向变化及油气层分布，予测有利含油 气区；

提供各类岩相统计结果，对研究区域性的生储盖条件极为有利； 进行沉积相与构造地质研究。

三、沉积相标志的测井解释模型

1、测井曲线要素及其常规组合测井曲线地质意义

（1）幅度：分为低幅 、中幅 、高幅三个等级

（2）形态：

①钟形：反映水流能量向上减弱它代表河道的侧向迁移或逐渐废弃。 ②漏斗：反映砂体向上部建造时水流能量加强，颗粒变粗分选加好，代表砂体上部受波浪收造影响，此外也代表砂体前积的结果。

③箱形：反映沉积过程中能量一致，物源充足的供应条件，是河道沙坝的曲线特征

④对称齿形：常见的一种曲线形态，它多以充刷、充填作用为主，具有正粒序。

⑤反向齿形：常见的一种曲线形态，河水道末稍前积式充填为主具有反粒序。

⑥正向齿形：为充填堆积特征，常代表洪水作用下的堆积具有对称粒序。

⑦指形：代表强能量下的中层粗粒堆积，如海滩、湖滩

⑧漏斗-箱形：代表丰富物源供应下的水下沙体堆积，为河口堆积的典型特征。

⑨箱形-钟形：环境为有丰富的物源，但后期由于河道迁移或废弃导致能量衰减，具有河道的均质沉积，到后期正向粒度的沉积。

⑩上为漏斗-箱形，下为漏斗-钟形：代表河道在迁移摆动条件下，有丰富物源供应的水道充填式堆积。

（3）接触关系

顶底接触关系反映砂体沉积初期、末期水动力能量及物源供应的变化速度，有渐变和突变两种，渐变又分为加速、线性和减速三种，反映曲线形态上的凸型、直线和凹型。突变往往表示冲刷(底部突变) 或物源的中断(顶部突变) 。单砂层顶部突变，反映了砂体沉积末期水动力、物源供应条件。

（4）光滑程度：光滑、微齿、齿化

（5）齿中线：水平平行、上倾、下倾平行

（6）幅度组合包络线类型

（7）层序的形态组合方式：加积式、后积式、前积式

2、层序序列特征测井解释模型

每一种沉积亚相、微相的测井曲线形状的变化都可以反映其粒序序列变化，通常用反映岩性、粒序变化的自然伽马(GR)、自然电位(SP)的形态组合来反映每一种沉积亚相、微相的层序特征

(1)正粒序模型。一般为钟形，即自然伽马向上逐渐增大，而自然电位为自下而上由高负偏向低负偏甚至基线附近变化。

(2)反粒序模型。对应于漏斗形测井曲线。即自然伽马向上逐渐减小，而自然电位自下而上由基线或低负偏向高负偏变化。

(3)复合粒序模型。对应于复合形态的测井曲线，即由两个或两个以上钟形、漏斗形自然电位和自然伽马曲线连续变化组成。

(4)无粒序模型。对应于箱形或平直测井曲线，’即自然电位及自然伽马曲线形状自下而上不变或只是微齿化。

3、岩石组合(成分、颗粒大小) 测井解释模型

（1）测井响应特征值(测井参数值)

选择几口沉积研究较详尽的井(井段) 作为基准井(井段) ，然后推广出去，反过来以测井响应确定沉积相。

把目的层段的各类岩性的测井响应特征值采集起来，建立不同岩性相的测井参数数据库，通过计算机判别、聚类分析就可以系统处理出来对应井段的岩性序列

（2）测井相图编制

（3）岩石组合测井解释模型在实际处理中的选择岩石组合在不同研究区不同目的层段有较大差异性，表现出电性数值也不同，因而针对不同地区要选择不同测井解释模型，采集岩心样本用于系统处理。

4、岩石构造测井解释模型（倾角测井响应）

(1)槽状交错层理：表现为一组短模式线连接的小红、蓝模式组合，底部往往为模式群间断处显示的冲刷面。

(2)板状交错层理： 为一组模式线被彼此平行的红、蓝模式组合。

(3)楔状交错层理：为一组模式线被彼此交叉的红、蓝模式组合。

(4)水平层理波状层理：为小角度绿模式或杂乱模式。在倾角对比处理中难以检测这种小型层理。

(5)小型砂纹交错层理：表现为小红蓝或杂乱模式。

(6)浪成冲洗双向低角度斜层理：表现为低角度的红蓝模式且合间互，模式的矢量模式方向相反。

(7)高角度斜层理：表现为单一的高角度蓝或红模式。

(8)冲刷面(再作用面) ：表现为上、下两种不同倾角矢量模式的间断处，通常上部倾角大，下部倾角小。

5、沉积体内部充填结构测井解释模型

(1)平行结构：倾角矢量成绿模式。砂岩层序面或者薄砂层、泥岩层相互平行。常见于席状沉积及海相沉积之中。

(2)前积构造：倾角矢量成蓝模式。水流向前(盆地) 推进过程中，有前积作用形成的结构。常见于三角洲前缘和水道中心部位。

(3)发散结构：倾角矢量呈红模式。同一时间单元地层向上倾方向减薄，沿下倾方向加厚，反映不均匀的沉积作用。常见于差异压实后河道边缘。

(4)杂乱结构。倾角矢量杂乱，反映块状砂或者井眼条件不好。

5、古水流方向测井解释模型

（1）全矢量方位图法

全矢量方位频率图法就是将一段砂层中所有矢量进行方位统计，作成小方位频率图，哪一个方位点子最多，就表明主要的水流方向。图为某井的一段河道砂的全矢量方位频率，图中清楚地表明水流方向为南西方向。该方法是一种效果既好又十分简便的方法。

（2）红、蓝模式法

在短对比矢量图上，一段砂岩层看起来点子似乎很乱，但是只要按照红、蓝模式法将砂岩层中的矢量进行分类，显然就清楚了。对于砂岩层中的矢量大致可分为前述及的四种情况：红模式、蓝模式、绿模式、随机矢量。需要注意的是，在短对比矢量图上，红、蓝模式的划分原则比在长对比图上严格，其原则是：

a 把深度接近的箭头相连；

b 连接时不要通过一个有异义的倾角；

c 将方位大致相同的箭头连上，倾角值越大时，方位角必须越相近似才能相连。反之，当倾角很小时，方位角的变化可达90o ；

d 蓝色图象的终端可以是红色图象的始端，反过来也是一样。

四、地层测井沉积微相建模与划分

1、碎屑岩测井沉积微相建模与划分

（1）关键井测井沉积亚、微相模型的建立

（2）测井沉积相剖面对比

a测井对比标志层

常选择特征标志层为等时界面，如火山喷发含高放射物质岩层。标志层在全区分布稳定，区域上为等时界线。因此在全区对比中以这个测井标志层对齐，上下地层依次等时对比。

b骨架砂体顶底界的确定

测井曲线形态变化，岩性组合特征及地层倾角识别的沉积构造垂向序列，以砂岩层底冲刷面或再作用面为底界，以砂岩之上与泥岩接触面、砂岩层间明显间断或侵蚀面为顶界，横向连接砂体形态变化。

c成因地层单元划分

根据区内不同测井曲线垂向变化规律和横向等时对比性，依据成因地层学(W．E ．Galloway ，1983) 的对比原则，将剖面上地层按沉积成因单元不同的电性特征划分。

(3)平面展布及古水流系统

2、碳酸盐岩测井沉积微相研究

（1）建立关键井

选用具有齐全完整的地质录井、取心分析、特殊分析及大量薄片鉴定资料，并且有齐全准确的测井资料的井作为关键井，在此基础上由沉积岩石学的角度进行地质沉积相与沉积微相划分，建立地质沉积微相模式。

(2)根据关键井确定测井信息对地质沉积微相的响应，进行测井电相分析。

(3)对各井测井曲线进行环境校正与归一化处理，达到全气田各种测井信息标准化。

(4)根据关键井采用各种聚类技术，如最佳有序分割、非线性映射、模糊聚类或神经网络等进行测井多变量电相划分。

(5)根据关键井沉积微相划分，建立测井沉积微相统计数学模型，并建立测井沉积微构模式。

(6)对统计模型进行地质检验、方差分析和显著性检验，证实地质吻合度高及所建立模型高度显著。

(7)根据建立碳酸盐岩测井沉积微相模型对各井测井沉积微相具体划分

五、结束语

通过这次的读书笔记的编写，让我们对测井沉积学有了更深一步的理解，通过自主查找，我们也学会了许多课外的知识。感谢老师给予这次自我总结的机会，感谢本小组所有同学的努力。

六、参考资料

洪有密，测井原理与综合解释，北京，中国石油大学出版社 王贵文、郭荣坤，测井地质学，北京，石油工业出版社 测井资料地质分析，石油化学出版社

欧阳健、王贵文、吴继余、宋惠珍，测井地质分析与油气层定量评价，北京，石油工业出版社

司马立强，测井地质应用技术，重庆，石油工业出版社 O.Serra H.T.Abbott 测井对沉积学与地层学的贡献 朱筱敏，沉积岩石学，北京，石油工业出版社