测井技术

测井技术~

问题太模糊。给个基本的：

测井，也叫地球物理测井或石油测井，简称测井，是利用岩层的电化学特性、导电特性、声学特性、放射性等地球物理特性，测量地球物理参数的方法，属于应用地球物理方法（包括重、磁、电、震、测井）之一。石油钻井时，在钻到设计井深深度后都必须进行测井，又称完井电测，以获得各种石油地质及工程技术资料，作为完井和开发油田的原始资料。这种测井习惯上称为裸眼测井。而在油井下完套管后所进行的二系列测井，习惯上称为生产测井或开发测井。其发展大体经历了模拟测井、数字测井、数控测井、成像测井四个阶段。

通常地球物理测井，把利用电、磁、声、热、核等物理原理制造的各种测井仪器，由测井电缆下入井内，使地面电测仪可沿着井筒连续记录随深度变化的各种参数。通过表示这类参数的曲线，来识别地下的岩层，如油、气、水层、煤层、金属矿床等。
对石油工业来说，在勘探期间寻找新油田的测井称勘探测井，内容有：①地层倾角测井（了解地下构造及沉积构造）；②饱和度测井（识别岩性、油、气、水储集层）；③电缆式地层测试（对油、气、水储集层进行测试）。
在开采过程中的测井称开发测井。主要测定井下油、气、水层的岩石物理性质，监测各油层的工作情况，检查开发井的技术状况等，是开发井采取作业措施和进行油田开发调整的重要依据。内容有饱和度测井、生产测井、工程测井。

测井技术是油气资源评价的关键技术手段，其核心是储层有效性的评价、油气层识别和计算储量。以碳酸盐岩为主体的海相油气藏储层的严重非均质性、孔隙结构的多重性，以及低孔、低渗特点，使得传统测井解释理论、方法和技术面临着许多的挑战，成为当今测井评价的一个世界性难题。
以碳酸盐岩为主体的海相储层，岩石成分、结构的复杂性和孔隙空间的多重性以及极不均匀的随机分布，导致储层具有很强的非均质性，并在岩石物理学和渗流物理学乃至油气分布等方面具有比砂岩储层更为复杂的特点。为此，建立在均质、各向同性地层基础之上的传统测井理论和许多成熟的评价技术，在海相油气藏勘探中，其有效性往往发生退化，甚至无效。进一步优化和更新原有的测井解释理论、探索新的思路和评价方法，已成为国内外测井行业普遍关注的课题。
储层孔隙度低、非均质性强烈，电阻率和孔隙度测井的测量结果受岩石骨架和孔隙结构影响严重，反映储层孔隙流体性质的信息弱，又由于裂缝系统泥浆的深侵入特点，造成储层流体性质难以识别。
海相油气藏勘探所处的深层、高温、高压、小井眼以及存在腐蚀气体（如硫化氢）等复杂环境条件，增加了测井技术配套和取全取准资料的难度，特别是影响了成像测井等关键技术的应用。
储层的非均质性、岩石成分的复杂性和低孔隙度特点，影响了一系列储量参数（岩石矿物成分、孔隙度、饱和度、有效厚度等）确定的精度，增加储量计算的难度，需要从测井解释理论和计算方法进行优化。
为此，要充分利用现代测井技术发展的优势，通过应用基础的理论研究，优化和更新传统测井解释理论，探索新的思路和评价方法，以应对以碳酸盐岩为主体的海相油气藏勘探中储层测井评价面临的难题。目标是形成一套适应于海相非均质储层的测井理论方法、比较完整和有效的储层评价技术及仪器系列，提高海相油气藏勘探的效率和效益。

(1)泥页岩气储层的常规测井曲线响应

由于页岩气与常规气一样，是不导电介质，具有密度小、含氢指数低、传播速度慢等物理特性。因此，含气页岩的测井响应应该不同于非含气页岩，利用页岩气储层在常规测井曲线上的响应特征，通过测井解释资料，不仅可以识别储层，还能够进行地层评价。识别页岩气储层所需要的常规测井方法主要有：自然伽马、井径、中子、密度、声波时差和电阻率测井。以下依次对页岩气储层在常规测井曲线上的响应特征进行分析：

① 自然伽马测井：泥页岩气储层的自然伽马值显示高值，这是由于：①泥页岩中泥质含量较高，泥质含量越高放射性就越强；②含气页岩中有机质含量丰富，通常情况下干酪根形成于一个使铀沉淀的还原环境，从而具有较强的放射性，导致自然伽马值升高。

② 井径测井：页岩一般表现为扩径，而且有机质含量越高，扩径越明显。

③ 声波时差测井：页岩气储层的声波时差值显示为高值，并伴有周波跳跃现象，这是由于：A页岩气的存在使得声波速度降低，声波时差增大；B.声波在有机质中传播的速度较低，含气页岩中含有大量有机质，导致声波时差增大。如果声波时差值偏小，则说明页岩地层中有机质丰度低，经济开采价值不大；C.含气页岩内部发育裂缝，遇到裂缝气层会发生周波跳跃现象，或者曲线突然拔高。

④ 中子测井：页岩气储层中子测井显示为高值。中子测井反映的是地层中的含氢量也就是地层孔隙度。中子测井值升高的原因为：①在页岩气储层中，含气会导致中子密度值减小，但是束缚水会使中子密度值增大，由于页岩中束缚水饱和度要大于含气饱和度，因此，两者综合的效果还是会使页岩气的中子密度值升高；②页岩气储层中有机质的氢含量使得中子密度值升高。

⑤ 地层密度测井：地层密度显示为低值。地层密度值实际上测量的是地层的电子密度，而电子密度相当于地层体积密度。页岩密度为低值，比砂岩和碳酸盐岩的地层密度值低，但是比煤层和硬石膏的地层密度值高出很多。对于含气页岩储层来讲，随着有机质和烃类气体含量增加，将会使地层密度值变得更低，如果页岩气储层中发育裂缝，也会使地层密度测井值降低。

⑥ 岩性密度测井：岩性密度表现为低值。岩性密度测井的Pe值可以用来指示岩性，用于识别页岩中的黏土矿物类型。页岩矿物组分的变化，将导致单位体积页岩岩性密度测井值发生变化。

⑦ 电阻率测井：泥页岩的深浅电阻率总体低值，局部负值。泥页岩气的电阻率受到很多因素的影响，主要有：①页岩泥质含量高，束缚水饱和度高，而这两者的电阻率都很低；②页岩气储层低孔低渗，使得泥浆滤液侵入范围很小，侵入带影响很小，深浅曲线值非常相近，这反映了页岩气储集层的渗透率值低；③有机质电阻率高，干酪根的电阻率为无限大，含气页岩中有机质丰度高，会进一步导致电阻率测井值升高。

在表10.1中对泥页岩气储层的常规测井响应特征进行了总结，图10.1展示了实际测量的页岩气储层的常规测井曲线，与普通页岩相比，含气页岩具有自然伽马强度高、电阻率大、地层密度低和光电效应低的典型特征。

图10.1 泥页岩气储层的实际测井响应曲线

(据SHELL，2006)

表10.1 泥页岩气储层的常规测井响应特征

(2)测井评价基本方法

从测井资料中准确分析有关泥页岩气储层的物性参数和地化参数，在泥页岩地层评价中占据着非常重要的地位。不同的服务公司都发展了其独特的页岩地层的测井评价方法，这些方法都是在常规测井分析理论的基础上发展得到的。与常规储层预测不同，泥页岩气储层的关键在于对生烃潜力和力学特征的评价和认识，这就意味着从测井曲线中分析估算泥页岩的有机质丰度、成熟度、孔隙度、矿物组分和弹性参数成为重点。但是由于泥页岩的矿物组分非常复杂而且次生矿物发育，使得对泥页岩储层的认识变得相当困难，矿物组分分析是泥页岩气储层评价的重点和基础。为了获取这些参数，要充分发挥常规测井和先进测井技术的优势，综合多种测井技术对泥页岩地层进行全面评价。表10.2中总结了泥页岩气储层评价中几种常用的测井方法以及它们的主要用途，在实际泥页岩气生产中，这些测井技术在地层评价中发挥了重要作用，通过不同测井技术的结合，最终能够获取有关储层的重要参数信息。

表10.2 地层评价中常用的测井方法及其主要用途

通过以上一系列测井方法技术相结合，试图对泥页岩气储层进行以下评估：①估算泥页岩有机质丰度和成熟度，对泥页岩地层的产气量进行评估；②预测泥页岩的矿物组分和弹性性质，对页岩的工程开采难易程度进行评估；③计算孔隙度、饱和度等物性参数，对页岩储层的储集空间和连通性进行评价；④利用成像测井，分析泥页岩气储层中发育的天然裂缝。如何综合利用多种测井方法进行泥页岩地层评价，这是石油工作者十分关注的，在此总结了常用的基本分析方法。泥页岩气储层和常规储层最直接的差异在于它含有丰富的有机质，当计算其他储层参数时一般都要考虑有机质的影响，需要有机质作为已知的输入条件。因此，预测泥页岩的有机质丰度是基础，将当作重点进行介绍，对于其他储层参数的估算方法简要介绍其方法和思想。

① 有机质丰度估算方法

泥页岩含有丰度的有机质，由于有机质的存在，会使得测井曲线发生相应的变化。正是由于这种差异，才使得利用测井技术预测TOC有理论依据。表10.3总结了由于存在有机质所导致的常规测井响应特征的变化(Fertl和Chinliger，1988；Passey等，1990)。利用不同的特征差异，就能够得到不同的TOC估算方法。有的方法仅仅利用了单方面的特征差异，只利用自然伽马强度的差异或者密度差异，而有些方法则利用了多种特征的差异，例如ALogR方法。表10.4总结了计算TOC的几种方法思路，总体来讲，主要是利用了有机质密度低、含有放射性元素、饱含孔隙和电阻率无穷大的特征。

表10.3 有机质导致的泥页岩气储层测井响应特征的变化

(据Sondergeld等，2010)

表10.4 利用测井曲线计算TOC的方法

(修改于Sondergeld等，2010)

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