地球物理測井主要有哪些方法

❶ 地球物理測井是什麼

地球物理測井（以下簡稱測井）是用專門的儀器沿鑽井井身測量岩石的各種物理特性、流體特性（如導電性、導熱性、放射性、彈性，等等），根據不同岩石及其內部流體的這些特性的差別，可以間接劃分地層，判別岩性和油、氣、水層。測井具有工藝簡便、成本低、獲取資料迅速、效果好等特點，取得的資料是油氣田地質研究、油氣田開發工作必不可少的資料。測井技術發展很迅速，不但能定性判斷岩性，還可以定量確定岩石物性、地層產狀；不但用於油氣勘探地質解釋，還用於鑽井、試油、採油工程等。下面簡要介紹幾種常用的測井方法。

一、視電阻率測井

視電阻率測井的實質是利用地下不同岩石導電性能的差別，間接判斷鑽穿岩層的性質，在井中下入測井儀，沿井身測定岩層電阻率的變化情況，與鑽井過程中取得的地層岩心、岩屑等資料結合，可以較准確地劃分井中地層界線和確定地層岩性。

（一）井下岩石電阻率的測量

視電阻率測井裝置如圖3-3所示，主要是包括供電線路、測量線路和井下電極系三部分。井下電極系是通過電纜與地面供電—測量系統連接。電極共有四個：A、B、M、N。其中A、B為供電極，接入供電線路；M、N為測量電極，接入測量線路。接入同一電路中的電極稱為成對電極。在井下，幾個電極組成電極系，根據井內成對電極和不成對電極的距離不同，可以組成電位電極系和梯度電極系（見圖3-4）。成對電極在不成對電極下方的電極系，稱底部梯度電極系。

圖3-19電阻式井徑儀工作原理

1—儀器腿；2—腿軸；3—凸輪；4—連桿；5—可變電阻（二）井徑測井曲線的應用

滲透性岩層井壁有泥餅，會使井徑縮小；泥岩層、疏鬆岩層井壁易垮，井徑變大；堅硬、緻密層井徑與鑽頭直徑相近。因此可用井徑曲線粗略判斷鑽穿地層的岩性。

另外，可根據平均井徑、套管直徑及固井井段的長度，計算固井水泥用量。井徑還可以作為地球物理測井曲線解釋參考資料。

❷ 地球物理測井包括哪些方法

油氣田的地球物理法包括地球物理勘探和地球物理測井。地球物理勘探已在前一節中做了介紹，本節將介紹地球物理測井方法，簡稱測井。

地球物理測井已廣泛應用於石油地質勘探和油氣田開發過程中。應用測井方法可以劃分井筒地層剖面、確定岩層厚度和埋藏深度、進行區域地層對比，還可以探測和研究地層的主要礦物成分、裂縫、孔隙度、滲透率、油氣飽和度、傾向、傾角、斷層、構造特徵、沉積環境與砂岩體的分布等參數，對於評價地層的儲集能力、檢測油氣藏的開采情況、精細分析和研究油氣層等具有重要的意義。

目前，常用的測井方法主要有電法測井、聲波測井和放射性測井等。

一、電法測井不同岩石的導電性不同，岩石孔隙中所含各種流體的導電性也不同。利用該特點認識岩石性質的測井方法稱為電法測井。電法測井包括自然電位測井、電阻率測井和感應測井等。

1.自然電位測井1)基本原理自然電位測井是根據油井中存在著擴散吸附電位進行的。在打井鑽穿岩層時，地層岩石孔隙中含有地層水。地層水中所含的一定濃度的鹽類要向井筒內含鹽量很低的鑽井液中擴散。地層水所含的鹽分以氯化鈉為主，鈉離子帶正電，氯離子帶負電。由於氯離子移動得快，大量進入井筒內鑽井液中。致使井內正對著滲透層的那段鑽井液帶負電位，形成擴散電位。而這種電位差的大小與岩層的滲透性密切相關。地層滲透性好，進入鑽井液里的氯離子就多，形成的負電位就高；地層滲透性差，氯離子進入鑽井液里就少，形成的負電位就低。因此，含油滲透層在自然電位曲線上表現為負值，而不滲透的泥岩層等則顯正值(圖3-2)。

圖3-8判斷油氣水層的測井資料綜合解釋

另一方面要對測井以外的資料(如該井的鑽井、地質和工程資料等)進行綜合分析和解釋，搞清楚油層、氣層和水層的岩性、儲油物性(孔隙度和滲透率)、含油性(含油飽和度、含氣飽和度或含水飽和度)等。

思考題

1. 什麼叫油氣田？什麼叫含油氣盆地？

2. 區域勘探和工業勘探分別可劃分為哪兩個階段？

3. 地球物理勘探法主要包括哪些方法？簡述各種方法的基本原理。

4. 地球化學勘探法的主要原理是什麼？具體包括哪些方法？

5. 地質錄井包括哪些方法？

6. 地球物理測井主要包括哪些方法？分別主要有哪些用途？

7. 簡述聲波測井的基本原理。

❸ 地球物理測井方法

許多地球物理測井方法都可配合鑽探取心和鑽探簡易水文地質觀測資料，用於鑽孔剖面的岩性分層，判斷含水層、岩溶發育帶和鹹淡水分界面位置深度，有時還可測定某些水文地質參數。當採用無心鑽進或鑽進取心不足時，物探測井更是不可缺少的探測手段。物探測井的地質水文地質解釋精度，遠比前述的地面物探方法要高。

目前，水文地質鑽探中常用的測井方法有五類：一類為電法測井，包括視電阻率法中的普通視電阻率測井、井液電阻率測井和自然電位測井；二類為放射性測井，包括伽馬-伽馬測井、中子測井和放射性同位素測井；三類為聲波測井；四類為熱測井，還常使用流速測井；五類為工程測井（井經、井斜測量）。各種測井方法相互配合，可以提供更多、更可靠的地質-水文地質信息，可使水文地質鑽孔發揮更大的勘察效益。

上述許多物探測井法，除完成井孔地質剖面的測量任務外，還可粗略地測定含水層的某些水文地質參數。如普通視電阻率測井，可測定岩石電阻率參數和岩石孔隙度；井液電阻率測井，可比較含水層的富水性，求地下水的滲透速度和間接計算滲透系數；伽馬-伽馬測井，可確定含水層和岩石的孔隙度；中子測井，可確定孔隙度和測定含水量；放射性同位素測井，是目前測定地下水流向、流速、滲透系數和水質彌散系數的主要方法；流速（流量）測井，可直接測量出鑽孔中各個含水層（或含水段）的流速和水量，並能計算出含水層（段）的滲透系數，確定鑽孔中各個含水層之間的相互關系。

❹ 地球物理測井

水文地質測井在水文地質勘查工作中日益得到廣泛的應用。它主要用於鑽孔剖面的岩性分層、判斷含水層（帶）、岩溶發育帶和鹹淡水分界面位置（深度）及確定水文地質參數等。當採用無心鑽進或鑽進取心不足時，物探測井更是不可缺少的探測手段。物探測井的地質—水文地質解釋精度遠比前述的地面物探方法精度高。

目前，水文地質鑽探中常用的測井方法及應用情況見表4-2。在實際工作中，各種測井方法要相互配合，以提供更多、更可靠的地質、水文地質信息。另外，物探測井要與鑽探取心和水文地質觀測資料密切配合，才能取得最佳效果。

電法測井（或稱電測井）在地球物理測井方法中使用廣泛，效果好，且簡便易行。電測井的工作原理是利用儀器（如JDC型輕便電子自動測井儀等），並通過電纜把井下裝置（如電極系統）送入管井中進行測量。在電纜從井底向上提升的過程中，用儀器記錄各地層的電阻率（ρ_S）、電位差（ΔU）等。通過繪制有關曲線，即可進行水文地質解釋。電測井的資料，如有鑽孔資料作校正，就會取得更好的效果。圖4-5是某地根據管井的電測井曲線，劃分地層和鹹淡水分界。

圖4-5 管井的電測井曲線和水文地質解釋

尚需指出，水文地質人員應根據工作任務，工作區的地質、水文地質條件和物探人員一起合理確定物探方法，選定物探測線、測點的布置方案和測量裝置等。最好能使用綜合物探手段完成同一項任務，以相互驗證，取長補短，提高成果解釋的可靠性和精度。

值得注意的是，各種物探方法都有其局限性，其成果具有多解性。物探曲線常反映了探測對象本身和其他多種自然或人為因素的綜合影響，因此，只有了解具體的地質—水文地質背景和各種干擾因素的可能影響，才能進行正確的解釋，否則對於測量成果常常可以作出多種或錯誤的解釋。所以在使用物探方法時，應針對具體地質環境，進行分析對比，綜合研究，以便客觀的反映地質和水文地質條件，從而使所得資料更為真實可靠。因為含水層或富水段沒有固定不變的異常標志，為了提高測量成果解釋的可靠性，最好首先在露頭較好地段或已有勘探井旁進行試驗，確定出探測對象異常的形態、性質和幅度，從而制定出可靠的解釋標志。例如，在視電阻率較高的石灰岩、岩漿岩和砂岩中，一般以低阻異常作為有水的標志，但在視電阻率本來就較低的碎屑岩及結晶片理發育的岩石中，高阻異常帶則常常是有水的標志。因此，符合已有水井旁試驗得出的解釋標志，才是可靠的。

小結

本章的重點是物探方法的使用條件和在水文地質調查中的應用。電法勘探中的電阻率法和電測井應用最廣，應掌握該種方法及其應用。

復習思考題

1.水文地質物探方法的基本原理是什麼？

2.物探方法的使用條件是什麼？

3.水文地質物探的主要任務是什麼？

4.電法主要有哪些種類？應用情況如何？

5.試述電阻率法的原理和應用條件？

6.試述激發極化法的原理和應用條件？

7.試述自然電場法的原理和應用條件？

8.試述交變電場法的原理和應用條件？

9.試述放射性探測法的原理和應用條件？

10.地球物理測井的方法有哪些？應用情況如何？

11.如何提高物探方法的可靠性和精度？

❺ 四種測井方法的應用.

鑽井穿過地層後，井下地層會是什麼樣子呢？對於一些松軟緻密地層，如泥岩等，由於鑽井液浸泡，井壁垮塌，井眼擴大（井徑明顯大於鑽頭直徑），根據井徑測井曲線，可劃分出泥岩層。這類非滲透性地層，通常不會是油氣層。但對一些孔隙性和滲透性地層，要進行仔細研究。

所謂孔隙性岩石，是指岩石中有互相連通的孔隙空間，孔隙空間的大小用孔隙度表示。滲透性岩石是指在一定壓差下流體能在孔隙中運動，滲透性愈好表示流動性愈好。如果孔隙中儲存有油氣，那麼滲透性好的岩石中比較容易開采出石油。對於滲透性、孔隙性岩石，在鑽井過程中，為了防止井噴，一般情況下井內鑽井液柱的壓力大於地層壓力，具有一定的壓差，鑽井液中的水分（稱為鑽井液濾液）會侵入到地層中。

鑽井液濾液將地層中的原生流體驅走，在井壁附近的地層中鑽井液濾液會將原生流體全部替換，孔隙中100%含有鑽井液濾液，這一區域稱為「沖洗帶」。

隨著離井壁的距離增大，鑽井液濾液含量逐漸減少，原生流體含量逐漸增大，直到鑽井液濾液含量變為零，到達100%含有原生流體的地層的原始狀態——原狀地層。

從鑽井液濾液含量開始變化到其含量為零的區域叫作「過渡帶」，沖洗帶和過渡帶統稱侵入帶。

對於好的儲集層，多形成侵入帶，它是尋找油氣層的重要標志，但同時給測井帶來更復雜的問題。為了探測出沖洗帶、過渡帶和原狀地層的電阻率，要用具有深、中、淺探測深度的組合測井和陣列測井。

❻ 常用井下物理測井方法介紹

1.視電阻率測井

(1)視電阻率測井原理

在實際測井中,岩層電阻率受圍岩電阻率、鑽井液電阻率、鑽井液沖洗帶電阻率的影響,井下物探測得的電阻率不是岩層的真電阻率,這種電阻率稱為視電阻率。視電阻率測井主要包括三部分:供電線路、測量線路和井下電極系,如圖4-6所示。

圖4-6 視電阻率測井原理圖

在井下將供電電極(A,B)和測量電極(M,N)組成的電極系A,M,N或 M,A,B放入井內,而把另一個電極(B或N)放在地面泥漿池中。當電極系由井底向井口移動時,由供電電極A,B供給電流,在地層中造成人工電場。由測量電極M ,N測得電位差ΔU_MN。M ,N兩點的電位差直接由它所在位置的岩層電阻率所決定,岩層電阻率越高,測得的電位差就越大;岩層電阻率越低,測得的電位差就越小。電位差的變化,反映了不同地層電阻率的變化。視電阻率測井實際上就是對電位差的連續測量,經過計算就可求得視電阻率。

(2)視電阻率曲線形態

視電阻率曲線形態與電極系的分類有關。當井下測量電極系為A,M,N時,稱為梯度電極系;當井下測量電極系為M,A,B時,稱為電位電極系。由供電電極到電極系記錄點的距離稱為電極距,常用的有2.5m梯度電極系和0.5m電位電極系。梯度電極系根據成對電極系(AB或 MN)與不成對電極系(AM或MA)的位置又分為頂部梯度電極系和底部梯度電極系。

實際測井中,底部梯度電極系曲線形態如圖4-7所示。頂部梯度電極系曲線形態正好相反。

電位電極系曲線形態如圖4-8所示,曲線沿高阻層中心對稱,A表示異常幅度,A/2稱為半幅點,岩層上下界面與半幅點位置對應。

圖4-7 底部梯度電極系視電阻率曲線形狀

圖4-8 電位電極系視電阻率測井曲線形狀

(3)視電阻率測井的應用

1)確定岩性。一般純泥岩電阻率低,砂岩稍高,碳酸鹽岩相當高,岩漿岩最高。根據視電阻率曲線幅度的高低,可以判斷地下岩層的岩性。但當岩層中含高礦化度的地下水時,其對應的視電阻率相應降低。由於影響視電阻率的因素很多,曲線具有多解性,要結合岩屑、岩心等其他錄井資料綜合判斷。

2)劃分地層。實際應用中,以底部梯度電極系曲線的極大值劃分高阻層的底界面,以極小值劃分高阻層的頂界面,單純用視電阻率曲線劃分頂界面往往有一定誤差,應結合其他曲線進行劃分。視電阻率曲線確定高電阻岩層的界面比較准確,而對電阻率較低的地層則准確度較差。

2.自然電位測井

(1)自然電位測井原理

地層中有3種自然電位,即擴散吸附電位、過濾電位和氧化還原電位。擴散吸附電位主要發生在地熱、油氣井中,是我們主要測量的對象;過濾電位很小,常忽略不計;氧化還原電位主要產生在金屬礦井中,這里不做研究。

在砂岩儲層地熱井中,一般都含有高礦化度的地熱流體。地熱流體和鑽井液中都含有氯化鈉(NaCl)。當地熱流體和鑽井液兩種濃度不同的溶液直接接觸時,由於砂岩地層水中的正離子(Na⁺)和負離子(Cl^-)向井液中擴散,Cl^-的遷移速度(18℃時為65×10⁵cm/s)比Na⁺的遷移速度(18℃時為43 ×10⁵cm/s)大,所以隨著擴散的進行,井壁的井液一側將出現較多的Cl^-而帶負電,井壁的砂岩一側則出現較多的Na⁺而帶正電。這樣,在砂岩段井壁兩側聚集的異性電荷(砂岩帶正電荷,鑽井液帶負電荷)就形成了電位差。

與砂岩相鄰的泥岩中所含的地層水的成分和濃度一般與砂岩地層水相同,泥岩中高濃度的地層水也向井內鑽井液中擴散。但由於泥質顆粒對負離子有選擇性的吸附作用,一部分氯離子被泥岩表面吸附在井壁側帶負電,井壁的井液一側將出現較多的Na⁺而帶正電。這樣,在泥岩段井壁兩側聚集的異性電荷(泥岩帶負電荷,鑽井液帶正電荷)就形成了電位差。

由於正負電荷相互吸引,這種帶電離子的聚集發生因地層岩性不同,在兩種不同濃度溶液的接觸(井壁)附近,形成自然電位差(圖4-9)。用一套儀器測量出不同段的自然電位差,就可以研究出地下岩層的性質。

(2)自然電位曲線形態

在滲透性砂岩地層中,若岩性均勻,自然電位曲線的形態與地層中點是對稱的。異常幅度大小等於自然電流在井內的電位降。一般用異常幅度的半幅點確定地層頂底界面,如圖4-9所示。

圖4-9 井內自然電位分布與自然電位曲線形狀

(3)自然電位測井的應用

A.劃分滲透層

自然電位曲線異常是滲透性岩層的顯著特徵。當地層水礦化度大於鑽井液礦化度時(地熱水多為此例),滲透層自然電位曲線呈負異常,泥岩層自然電位曲線呈正異常。當地層水礦化度小於鑽井液礦化度時則相反。

劃分滲透層一般以泥岩自然電位為基線,砂岩中泥質含量越少,自然電位幅度值愈大,滲透性愈好;砂岩中泥質含量越多,自然電位幅度值就愈小,滲透性就變差。

劃分地層界面一般用半幅點確定。但當地層厚度h小於自然電位曲線幅度Am時,自1/3幅點算起;地層厚度h≥自然電位曲線幅度5Am時,自上、下拐點算起。

B.劃分地層岩性

岩石的吸附擴散作用與岩石的成分、結構、膠結物成分、含量等有密切關系,故可根據自然電位曲線的變化劃分出地層岩性。如砂岩岩性顆粒變細,泥質含量越多,自然電位幅度值就降低,據此可劃分出泥岩、砂岩、泥質砂岩等。

3.感應測井

(1)感應測井原理

感應測井是研究地層電導率的測井方法。井下部分主要測井儀器有:發射線圈、接收線圈和電子線路,如圖4-10所示。在下井儀器中,當振盪器向發射線圈輸出固定高頻電流(I)時,發射線圈就會在井場周圍的地層中形成交變電磁場,在交變電磁場的作用下,地層中就會產生感應電流(I),感應電流又會在地層中形成二次電磁場(或叫次生電磁場),在次生電磁場的作用下,接收線圈會產生感應電動勢,地面記錄儀將感應電動勢的信號記錄下來,就成為感應測井曲線。

圖4-10 感應測井原理圖

(2)感應測井曲線形態

由於感應電流大小與地層電導率成正比,所以,地層電導率大,感應測井曲線幅度高;地層電導率小,感應測井曲線幅度低。

(3)感應測井的應用

A.確定岩性

與其他曲線配合,可區分出砂岩、泥岩、泥質砂岩、砂質泥岩等岩性。劃分厚度大於2m的地層,按半幅點確定其界面;厚度小於2m的地層,因用半幅點分層較麻煩,實際中往往不用感應曲線分層。

注意的是,感應曲線上讀的是電導率,其單位是毫歐姆/米(mΩ/m)。它的倒數才是視電阻率,單位是歐姆米(Ω·m)。

B.判斷含水儲層,劃分界面

感應測井曲線對地層電阻率反應極為靈敏。由於電阻率的變化導致電導率的變化,水層電導率明顯升高,分界面往往在曲線的急劇變化處。

4.側向測井

(1)側向測井原理

側向測井是視電阻率方式之一,不同的是它的電極系中除有主電極系外,還有一對屏蔽電極,其作用是使主電流聚成水平層狀電流(又稱聚焦測井),極大地降低了鑽井液、沖洗帶和圍岩的影響,能解決普通電極測井不能解決的問題,如在碳酸岩地層、鹽水鑽井液以及薄層交互剖面中提高解釋效果。

側向測井有三側向、六側向、七側向、八側向和微側向。下面僅介紹常用的七側向、八側向、雙側向和微側向。

(2)七側向測井

1)七側向測井是一種聚焦測井方法,其主電極兩端各有一個屏蔽電極,屏蔽電極使主電流成薄層狀徑向地擠入地層,此時,井軸方向上無電流通過,七側向測井曲線就是記錄在不變的主電流全部被擠入地層時,所用的電壓值。當地層電阻率較大時,主電流不易被擠入地層,所用的電壓值就大;相反,當地層電阻率較小時,主電流容易被擠入地層,所用的電壓值就小。在測井曲線上,對應高阻層,曲線有較高的視電阻率;對應低阻層,曲線有較低的視電阻率。

2)七側向測井曲線的應用

七側向測井曲線的特點是正對高阻層,曲線形狀呈中心對稱,曲線上有兩個「尖子」,解釋時取地層中點的視電阻率作為該高阻層的視電阻率值,取突變點作為地層的分界線,如圖4-11所示。

七側向測井可分為深、淺兩種側向。深側向能反映地層深部的電阻率;淺側向能反映井壁附近地層的電阻率變化。對於熱儲層而言,它僅反映鑽井液沖洗帶附近的電阻率變化。根據七側向測井的特點,將它們組合起來,就能較好地劃分地層所含流體的性質。此外,還可以求出地層的真電阻率。七側向測井常用於孔隙型地層測井中。

圖4-11 七側向測井曲線形狀圖

(3)八側向測井

八側向測井是側向測井的一種,原理與七側向測井相同,實際為一探測深度很淺的七側向測井,只是電極系尺寸大小和供電迴路電極距電極系較近,因此看起來很像一個八個電極的電極系,故名八側向。八側向探測深度為0.35m,應用地層電阻率范圍0～100Ωm,且泥漿電阻率大於0.1Ωm(魏廣建,2004)。因八側向探測深度淺,縱向分層能力較強。它是研究侵入帶電阻率的方法,通常不單獨使用,而是和感應測井組合應用,稱為雙感應-八側向測井,是目前井下地球物理測井的主要測井項目。

(4)雙側向測井

雙側向電極系結構:由七個環狀電極和兩個柱狀電極構成。

雙側向探測深度:雙側向的探測深度由屏蔽電極A₁,A₂的長度決定,雙側向採用將屏蔽電極分為兩段,通過控制各段的電壓,達到增加探測深度的目的。側向測井由於屏蔽電極加長,測出的視電阻率主要反映原狀地層的電阻率;淺側向測井探測深度小於深側向,主要反映侵入帶電阻率。

雙側向縱向分層能力:與O₁,O₂的距離有關,可劃分出h＞O₁,O₂的地層電阻率變化。

雙側向影響因素:層厚、圍岩對深、淺雙側向的影響是相同的,受井眼影響較小。

雙側向測井資料的應用:

1)劃分地質剖面:雙側向的分層能力較強,視電阻率曲線在不同岩性的地層剖面上,顯示清楚,一般層厚h＞0.4m的低阻泥岩,高阻的緻密層在曲線上都有明顯顯示。

2)深、淺側向視電阻率曲線重疊,快速直觀判斷油(氣)水層。

由於深側向探測深度較深,深、淺測向受井眼影響程度比較接近,可利用二者視電阻率曲線的幅度差直觀判斷油(氣)、水層。在油(氣)層處,曲線出現正幅度差;在水層,曲線出現負幅度差。如果鑽井液侵入時間過長,會對正、負異常差值產生影響,所以,一般在鑽到目的層時,應及時測井,減小泥漿濾液侵入深度,增加雙側向曲線差異。

3)確定地層電阻率。

根據深、淺雙側向測出的視電阻率,可採用同三側向相同的方法求出地層真電阻率Rt和侵入帶直徑Di。

4)計算地層含水飽和度。

5)估算裂縫參數。

(5)微側向測井

微側向裝置是在微電極繫上增加聚焦裝置,使主電流被聚焦成垂直井壁的電流束,電流束垂直穿過泥餅,在泥餅厚度不大的情況下可忽略不計,測量的視電阻率接近沖洗帶的真電阻率。

由於主電流束的直徑很小(僅4.4cm),所以,微側向測井的縱向分辨能力很強。因此,應用微側向測井曲線可以劃分岩性,劃分厚度為5cm的薄夾層、緻密層,常用於碳酸鹽岩地層測井中。

5.聲波時差測井

(1)聲波時差測井原理

聲波時差測井原理如圖4-12所示,在下井儀器中有一個聲波發射器和兩個接收裝置。當聲波發射器向地層發射一定頻率的聲波時,由於兩個接收裝置與發射器之間的距離不同,因此,初至波(首波)到達兩個接收器的時間也不同。第一個接收器先收到初至波,而第二個接收器在第一個接收器初至波到達Δt時間後才收到初至波。Δt的大小隻與岩石的聲波速度有關,而與泥漿影響無關。通常兩接收器之間的距離為0.5m,測量時儀器已自動把Δt放大了一倍,故Δt相當於穿行1m所需的時間。這個時間又叫做聲波時差,單位是μs/m (1s=10⁶μs)。聲波時差的倒數就是聲波速度。

圖4-12 聲波時差測井原理圖

(2)聲波時差測井的應用

A.判斷岩性

岩石越緻密,孔隙度越小,聲波時差就越小;岩石越疏鬆,孔隙度越大,聲波時差就越大。因此,可以利用聲波時差曲線判斷岩性,從泥岩、砂岩到碳酸鹽岩聲波時差是逐漸減小的(泥岩252～948μs/m;砂岩300～440μs/m;碳酸鹽岩125～141μs/m)。

B.劃分油、氣、水層

當岩層中含有不同的流體時,由於流體密度存在差異,聲波在不同流體中傳播速度不同。因此,在其他條件相同的前提下,沉積地層中的流體性質也影響聲波時差,如淡水聲波時差為620μs/m,鹽水為608μs/m,石油為757～985μs/m,甲烷氣為2260μs/m。同樣,岩石中有機質含量也可影響聲波的速度,一般情況下,泥頁岩中有機質含量越高,所對應的聲波時差值越大(操應長,2003)。

實際應用中,氣層聲波時差較大,曲線的特點是產生周波跳躍現象。油層與氣層之間聲波時差曲線的特點油層小,氣層大,呈台階式增大;水層與氣層之間聲波時差曲線的特點是水層小,氣層大,也呈台階式增大。但水層一般比油層小10%～20%,如圖4-13所示。

C.劃分滲透性岩層

當聲波通過破碎帶或裂縫帶時,聲波能量被強烈吸收而大大衰減,使聲波時差急劇增大。根據這個特徵,可以在聲波時差曲線上將滲透性岩層劃分出來。

D.沉積地層孔隙度、地層不整合面研究

在正常埋藏壓實條件下,沉積地層中孔隙度的對數與其深度呈線性關系,聲波時差對數與其深度也呈線性關系,並且隨埋深增大,孔隙度減小,聲波時差也減小,若對同一口井同一岩性的連續沉積地層,表現為一條具有一定斜率的直線。但是,有的井聲波時差對數與其深度的變化曲線並不是一條簡單的直線,而是呈折線或錯開的線段,可能就是地層不整合面或層序異常界面。

圖4-13 聲波時差測井曲線應用

6.自然伽馬測井

(1)自然伽馬測井原理

在自然界中,不同岩石含有不同的放射性。一般地,岩石的泥質含量越高放射性越強,泥質含量越低放射性越弱。其射線強度以γ射線為最。

自然γ測井中,井下儀器中有一γ閃爍計數器,計數器將接收到的岩層自然γ射線變為電脈沖,電脈沖由電纜傳至地面儀器的放射性面板,變為電位差,示波儀把電位差記錄成自然伽馬曲線。岩層的自然伽馬強度用脈沖/分表示,如圖4-14所示。

圖4-14 自然伽馬測井裝置及曲線形狀圖

h—岩層厚度;d₀—井徑

(2)自然伽馬曲線形態

1)自然伽馬曲線對稱於地層層厚的中點;

2)當地層厚度大於3倍井徑時,自然伽馬曲線極大值為一常數,用半幅點確定岩層界面;

3)當地層厚度小於3倍井徑時,自然伽馬曲線幅度變小,小於0.5倍井徑時,曲線表現為不明顯彎曲,岩層越薄,分層界限越接近於峰端,如圖4-14所示。

(3)自然伽馬測井的應用

A.劃分岩性

在砂泥岩剖面中,泥岩、頁岩自然伽馬曲線幅度最高,砂岩最低,而粉砂岩、泥質砂岩則介於砂岩和泥岩之間,並隨著岩層泥質含量增多而曲線幅度增高(見圖4-15)。

在碳酸鹽岩剖面中,泥岩、頁岩自然伽馬曲線值最高,純灰岩、白雲岩最低;而泥質灰岩、泥質白雲岩則介於二者之間,並隨著泥質含量的增加而自然伽馬值也增加。

圖4-15 應用自然伽馬和中子伽馬曲線判別岩性

B.判斷岩層的滲透性

根據自然伽馬曲線的幅度可判斷泥質膠結砂岩滲透性的好壞,也可間接判斷碳酸鹽岩裂縫的發育程度,劃分裂縫段。

C.進行地層對比

由於自然伽馬曲線不受井眼、鑽井液、岩層中流體性質等因素的影響,所以,在其他測井曲線難以對比的地層中,可用自然伽馬曲線進行地層對比。

D.跟蹤定位射孔

由於自然伽馬測井不受套管、水泥環的影響,所以,在下完套管之後的射孔作業中,將下套管的自然伽馬測井曲線與裸眼測井曲線對比,確定跟蹤射孔層位。

❼ 煤田地球物理測井可解決哪些技術問題

煤田地球物理測井在確定煤層空間位置、
研究沉積環境、
解釋煤岩力學性質、
解決水文地質問題等方面具有獨特的作用~~
是煤田地質很重要的一種勘探手段~~~

❽ 地球物理測井概述

地球物理測井，簡稱測井（Well Logging），是用各種地球物理方法在井中進行勘查工作的總稱。

將測井與地面地球物理相比，許多方法的基本理論大體相同。由於井下探測的特殊性，測井的探測環境、研究對象、數據採集，以及一整套數據處理和資料解釋技術都與地面物探有著完全不同的概念。正是由於它能直接面對被探測對象進行測量，因而測量結果的真實性和可靠性，以及解決地下地質問題的能力和精細程度明顯高於地面地球物理方法。也需要指出，由於測井探測范圍的局限，所能提供的地球物理數據主要是井孔附近（探測器周圍）介質的響應，即從宏觀來看是一個井點的地層特徵，從區域研究的角度，它又不如地面地球物理。

根據探測對象及研究任務的不同，測井細分為油氣田測井（石油測井）、煤田測井、金屬與非金屬測井和水文與工程測井幾個小的分支。無論哪一類測井，都是根據地下不同岩、礦石或探測對象所表現的物理性質的差異，通過某種物理參數的測定來研究鑽井地質剖面，確定目的層段，並對其進行定量或半定量評價。本篇主要講述這一學科的一些基礎理論、方法原理和資料處理解釋技術。

地球物理測井的最初工作始於法國（1927年），七十多年來，隨著勘探工作的不斷深入和科學技術的進步，測井技術經歷了一系列的變革和發展，逐漸形成了以電學、聲學、核學為主體，結合熱學、磁學、力學和光學的一整套測井方法、儀器設備及資料解釋技術。目前，已有的測井手段可多達數十種，根據它們的物理基礎和應用領域，可作如下分類。

13.1.1 按岩石物理性質分類

（1）電測井類

這是以研究岩石導電性、介電特性和電化學活動性為基礎的一類測井方法。它利用某種井下裝置或儀器，通過測量岩石的電阻率、介電特性和電化學特性來解決地下地質問題的，在各類礦產的勘探開發中應用最為廣泛。屬於這類的測井方法主要如下。

1）普通視電阻率測井。

2）側向測井。包括深、淺側向（或雙側向）、微側向和微球形聚焦測井等。

3）微電阻率（或微電極系）測井和微電阻率掃描測井。

4）感應測井。包括深、中感應（或雙感應）和陣列感應測井。

5）電磁波傳播測井。

6）自然電位測井。

（2）聲測井類

這是以研究聲波在岩石中傳播時，其速度、幅度和頻率變化等聲學特性為基礎的一類測井方法。它廣泛用於地震解釋，確定地層孔隙度和儲層裂縫分析等。屬於這類的測井方法主要如下。

1）聲波速度測井。包括普通聲波測井和偶極聲波測井。

2）聲波幅度測井。

3）聲波全波列測井。

4）井下聲波電視。

（3）核測井類

這是以研究岩石核物理性質為基礎的一類測井方法，也稱放射性測井。它包括岩石的自然放射性和人工放射性兩類，廣泛應用於確定岩石性質與地層孔隙度，以及儲層裂縫分析等。屬於這類的測井方法主要如下。

1）自然伽馬及自然伽馬能譜測井。

2）密度測井。包括補償密度和岩性密度測井。

3）中子測井。包括補償中子、中子壽命、次生伽馬能譜和中子活化測井。

（4）其他類型測井

除了上述幾個大的測井分類之外，還有一些測井手段具有一定的特殊性，它們如下。

1）核磁測井。

2）磁測井。

3）重力測井。

4）地層傾角測井。

5）井徑及井斜測量。

6）井溫測井。

7）用於監控油氣儲層的流量測井和地層壓力測井（電纜地層測試器）。

13.1.2 按地質應用的測井組合分類

不同測井手段由於其所測岩石物理性質和儀器結構設計等差異，解決地質問題的能力和側重不盡相同。同時，也由於地下地質情況的復雜性，許多地質問題常常又需要多種測井方法共同配合去解決。因此，從實用的角度出發，有人又將測井按地質應用進行系列分類。因此，以下的分類組合只能理解為它的主要應用領域而不是全部。另外，有些測井方法還很難歸類於某種地質應用之中。

（1）飽和度測井系列

目前，用於研究油氣儲層飽和度的測井方法主要是電阻率測井。這是因為組成儲集岩石的礦物顆粒（骨架）和油氣具有非常高的電阻率，其導電性主要與岩石孔隙中所含導電流體（水）的數量，即含水飽和度以及該流體的電阻率有關。因此，利用深、淺、微電阻率測井組合，如雙側向-微側向（或微球形聚焦）組合，或深、中感應-微側向組合，可以研究沖洗帶含水飽和度和原狀地層含水飽和度，進而確定可動油氣和殘余油氣體積，這兩類測井組合常稱為飽和度測井系列。

此外，可用以研究油氣儲層飽和度的測井方法還有中子壽命測井和電磁波傳播測井，但它們在實際工作中應用較少。

束縛水飽和度也是評價油氣儲層，特別是評價滲透率的重要參數，但所述這些測井方法均無能為力。核磁測井對確定這一參數有獨到之處。

（2）孔隙度測井系列

目前，測定岩石孔隙度的測井方法主要是聲波（速度）測井、密度測井和中子測井。

需要指出，在定量研究岩石孔隙度時，岩性資料必不可缺。不知道岩性，孔隙度也難以求准。這三種方法的組合，能在一定程度上分析岩性並同時確定孔隙度。因此，有時又將它們稱為岩性孔隙度測井。

（3）岩性測井系列

有些測井方法雖不能用於研究岩石孔隙度和飽和度，但確定岩性的能力較強，我們把它歸為一類，稱為岩性測井。這些方法是自然電位測井、自然伽馬測井、岩性密度測井，以及自然和人工伽馬能譜測井等。後三種測井方法對於定量評價復雜岩性的岩石成分具有重要的作用。

（4）地層傾角測井系列

地層傾角測井最初主要用於測量井下岩層的傾斜角和傾斜方位，並由此研究地質構造、斷層和沉積特徵等。隨著探測儀器的不斷改進，相繼發展了高解析度地層傾角測井和地層學地層傾角測井，這一測井方法的地質應用領域向著更精細的地層學和沉積學研究方向進一步發展。

（5）成像測井系列

成像測井是20世紀90年代迅速發展起來的新型測井技術，它主要由電成像測井、聲成像測井、核成像測井，以及數字遙傳系統的多任務數據採集與成像系統組成。其中電成像測井有地層微電阻率掃描成像和陣列感應成像測井等方法；聲成像測井有偶極橫波聲波成像、超聲波電視和陣列地震成像測井等方法；核成像測井有陣列中子孔隙度岩性成像、碳氧比能譜成像和地球化學成像測井等方法。這些成像測井技術，為復雜、非均質儲層的地質分析和油氣勘探開發提供了有效的手段。

（6）其他

還有一些測井方法，如井斜、井徑測量及套管井聲幅測井等常歸為工程測井；中子壽命測井和碳氧比測井屬於開發測井范疇；地層流量測量、壓力測量以及井溫、流體密度和持水率計測井等又屬於生產測井等等。

❾ 什麼是地球物理測井技術

井下地層是由各類岩石所組成的，不同的岩石具有不同的物理、化學性質，為了研究各類岩石的物理性質及井下地層是否含有石油天然氣和其他有用礦產，建立了一門實用性很強的邊緣學科——測井學，簡稱「測井」。它以地質學、物理學、數學為理論基礎，採用計算機信息技術、電子技術及感測器技術，設計出專門的測井儀器，沿著井身進行測量，得出地層的各種物理化學性質、地層結構及井身幾何特性等各種信息，為石油天然氣勘探、油氣田開發提供重要數據和資料。測井的井場作業由測井地面儀器、絞車和電纜組成，通過電纜把下井儀器放到井底，在提升電纜過程中進行測量。地球物理測井包括以下方法：
(1)電測井，如視電阻率測井、側向測井、感應測井、陣列感應測井等，能在各種井眼條件下測量地層電阻率。
(2)電磁波傳播測井，測量岩石介電常數，利用地層電阻率和介電常數能准確地劃分出油氣層。
(3)地層傾角測井，確定井下地層的產狀和構造。
(4)全井眼地層微電阻率掃描成像測井，能研究地層結構、層理及裂縫等，並能給出井壁成像。
(5)聲波測井，如聲速測井、陣列聲波測井、偶極聲波成像測井等，可用於確定地層孔隙度、滲透率、裂縫及機械特性等。井下聲波電視可提供井壁圖像，是成像測井系列的重要方法之一。
(6)核測井(放射性測井)，自然伽馬測井用於測量岩石的自然放射性，自然伽馬能譜測井可確定岩石中鈾、釷、鉀的含量。用伽馬射線源照射地層可確定地層的岩性和密度，稱為岩性密度測井。用中子源照射地層可研究地層的中子特性，包括中子測井、中子壽命測井、碳氧比測井、中子活化測井等，用於確定井下地層的岩性、孔隙度及含油飽和度，是劃分油、氣、水層的重要方法。
(7)近年來又興起一種新的測井方法——核磁共振測井，能測量地層孔隙度、束縛水及可動流體飽和度。
(8)熱測井，測量井下地層溫度。
在油井生產過程中測量各地層的油氣產量的方法統稱生產測井。
地球物理測井已成為勘探地下油氣藏及其他有用礦產的重要方法，在能源、礦產資源建設中起著重要作用。
測井技術是油氣勘探的「眼睛」。中國的隱蔽性油氣藏多，客觀要求這雙眼睛特別明亮、敏銳，可是常規測井技術只能對地層性質做大致的劃分，精度不夠，需要一種新的測井手段，就是成像測井。這種技術採集信息多，精度高，不受干擾，能准確確定地層的真正電阻率，是解決復雜儲層測井評價的有力手段。從20世紀90年代起，我國開始進口國外的成像測井裝備。後來，中國測井技術人員研製出擁有自主知識產權的測井成像裝備，整體性能達到國際在用設備先進水平。這標志著中國測井技術進入成像時代。

❿ 地球物理測井的簡史

地球物理測井方法於1927年由法國人斯倫貝謝兄弟（現在全球最大的油田技術服務公司斯倫貝謝創始人）（C.Schlumberger & M.Schlumberger）創始。1939年翁文波在中國開始地球物理測井工作，測井儀器由劉永年設計製造，使用的測井方法有自然電位測井法和視電阻率測井法。這些測井方法主要用來鑒別岩性、劃分油（氣）、水層、煤層，尋找金屬礦藏以及地層對比等。
50年代初期，出現了聲波測井、感應測井、側向測井、自然伽馬測井（放射性測井）等，並開始採用單一岩性的測井解釋模型和簡單的數理統計方法，對岩層作物理參數計算以進行半定量或定量解釋。但這些測井和解釋方法對於碳酸鹽岩、泥質砂岩以及其他復雜岩性的油（氣）層評價仍然十分困難。60年代後期，相繼出現了岩性──孔隙度測井系列（中子測井、密度測井、聲波測井等）、電測井系列（深、淺側向測井，深、中感應測井，微側向測井），及地層傾角測井，對單一岩性與復雜岩性地層進行岩性、物性、含油（氣）性等作定量解釋，同時開展了以地層傾角測井為核心的地質分析。70年代末期出現了數控測井儀，應用電子計算機處理和解釋測井信息，實現了測井系列化、數字化。
分類 一般按所探測的岩石物理性質或探測目的可分為電法測井、聲波測井、放射性測井、地層傾角測井、氣測井、地層測試測井、鑽氣測井等。