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1、地球物理测井仪器地球物理测井仪器第1页，本讲稿共25页测井仪器的地位和作用测井仪器的地位和作用1.石油是交通运输的主要石油是交通运输的主要能源能源，被称为工，被称为工业的血液。业的血液。2、石油是重要的、石油是重要的化工原料化工原料。3、石油储存（储藏）在地下的、石油储存（储藏）在地下的岩石孔隙岩石孔隙（缝隙）中。（缝隙）中。4、在得到石油之前，首先要知道石油、在得到石油之前，首先要知道石油在哪在哪里？有多深？有多少？里？有多深？有多少？第2页，本讲稿共25页找石油的过程找石油的过程1 1 地址勘探地址勘探 寻找生成石油的条件确定勘探区域寻找生成石油的条件确定勘探区域2 2 物探物探 寻找储藏
2、石油的条件确定钻井位置寻找储藏石油的条件确定钻井位置3 3 钻井钻井 创造开采石油的通道创造开采石油的通道4 4 测井测井 录井验证地下是否有石油，在什么位置录井验证地下是否有石油，在什么位置5 5 采油采油 将石油高效合理地开采出来将石油高效合理地开采出来6 6 储运储运 储藏和运输石油储藏和运输石油7 7 炼油炼油 将石油变成成品油将石油变成成品油石油勘探过程石油勘探过程 1234 1234步步 石油开发过程石油开发过程 56 56步步第3页，本讲稿共25页测井的作用测井的作用1 确定井内是否有油，在什么位置，有多少？确定井内是否有油，在什么位置，有多少？2 测井采用的是物理的方法，所以称
3、为地球物测井采用的是物理的方法，所以称为地球物理测井理测井3 在钻井过程中测井，钻井之后进行。称为勘在钻井过程中测井，钻井之后进行。称为勘探测井（裸眼井测井）探测井（裸眼井测井）4 在生产过程中测井称为生产测井（套管井测在生产过程中测井称为生产测井（套管井测井）井）5 测井包括：测井数据采集，测井资料解释测井包括：测井数据采集，测井资料解释第4页，本讲稿共25页测井数据采集测井数据采集利用测井仪器测量井内的地球物理参数：利用测井仪器测量井内的地球物理参数：电阻率参数，电阻率参数的变化电阻率参数，电阻率参数的变化声波传播时间，声波幅度衰减声波传播时间，声波幅度衰减自然伽马射线强度，伽马能谱自然伽
4、马射线强度，伽马能谱地层体积密度，岩心密度地层体积密度，岩心密度地层中子衰减，中子吸收速度地层中子衰减，中子吸收速度核磁共振特性，碳氧原子含量核磁共振特性，碳氧原子含量井径井径 井斜井斜 深度深度 电缆张力电缆张力第5页，本讲稿共25页套管井测量参数套管井测量参数 温度温度 压力压力 流量流量 含水率含水率 流体密度流体密度井径井径 深度深度 电缆张力电缆张力第6页，本讲稿共25页测井资料解释测井资料解释将测得的地球物理参数转化称为与石油开采有关的将测得的地球物理参数转化称为与石油开采有关的地质参数：地质参数：石油埋藏深度石油埋藏深度油层厚度油层厚度 面积面积地层的孔隙度地层的孔隙度地层渗透率
5、地层渗透率 含水率含水率钻井钻井 固井工程参数固井工程参数第7页，本讲稿共25页测井仪器的组成测井仪器的组成 传传感感器器信号信号放大放大处理处理信号信号采集采集处理处理显示显示记录记录模拟信号直接电缆传输模拟信号直接电缆传输电缆电缆井口井口参数参数信号信号放大放大处理处理方案方案1 1 模拟信号直接传输模拟信号直接传输井下井下控制控制电路电路地面地面控制控制电路电路第8页，本讲稿共25页测井仪器组成测井仪器组成传传感感器器信号信号放大放大处理处理信号信号编码编码解码解码处理处理显示显示记录记录信号信号采集采集信号信号编码编码解码解码电缆电缆井口井口参数参数信号信号放大放大处理处理方案方案2
6、2 数字信号传输数字信号传输井下井下控制控制电路电路第9页，本讲稿共25页测井仪器组成测井仪器组成地面仪器：地面信号处理，显示系统，记录系地面仪器：地面信号处理，显示系统，记录系统，电缆驱动系统，井口参数检测统，电缆驱动系统，井口参数检测电缆传输系统：地面和井下的编码解码系统，电缆传输系统：地面和井下的编码解码系统，电缆，电缆驱动电路电缆，电缆驱动电路井下仪器：传感器，井下信号处理电路，井下井下仪器：传感器，井下信号处理电路，井下仪器控制电路。仪器控制电路。第10页，本讲稿共25页地面仪器地面仪器地面仪器：是一个以计算机为中心，具有数据地面仪器：是一个以计算机为中心，具有数据采集，数字信号处理
7、，数字记录，数字显示，采集，数字信号处理，数字记录，数字显示，模拟曲线显示和对井下仪器控制能力的系统。模拟曲线显示和对井下仪器控制能力的系统。电缆传输系统：是完成地面仪器和井下仪器之电缆传输系统：是完成地面仪器和井下仪器之间信号传输的系统。间信号传输的系统。井下仪器：将井下的地球物理参数变成电信号井下仪器：将井下的地球物理参数变成电信号的系统。的系统。第11页，本讲稿共25页测井仪器的发展测井仪器的发展测井仪器的发展可以分为四个阶段测井仪器的发展可以分为四个阶段1.模拟记录模拟记录2.数字测井数字测井3.数控测井数控测井4.成像测井成像测井第12页，本讲稿共25页 模拟记录阶段模拟记录阶段发展
8、年代：从测井发展年代：从测井1927年第一条测井曲线诞生到年第一条测井曲线诞生到60年代末，年代末，都使用模拟记录测井仪器；都使用模拟记录测井仪器；仪器测量原理：用灵敏度高的检流计测量回路电流得到探测系仪器测量原理：用灵敏度高的检流计测量回路电流得到探测系统测量端的电位差变化，反映地层物理参数（自然电位，统测量端的电位差变化，反映地层物理参数（自然电位，电阻率，声波速度等）随深度的变化，记录在照相纸或胶电阻率，声波速度等）随深度的变化，记录在照相纸或胶片上；片上；主要测井方法：自然电位测井和自然伽玛测井，普通电阻主要测井方法：自然电位测井和自然伽玛测井，普通电阻率测井，声速测井和感应测井，井径
9、测井，深度测量率测井，声速测井和感应测井，井径测井，深度测量等；等；缺点：多数是定性测量，单项目操作，效率低；缺点：多数是定性测量，单项目操作，效率低；代表仪器：代表仪器：50年代引进年代引进51型电测仪。型电测仪。第13页，本讲稿共25页数字测井阶段数字测井阶段自自60年代末，测井仪器从模拟记录过渡到数字记录；年代末，测井仪器从模拟记录过渡到数字记录；发展原动力：测井方法的增多，要求仪器能高速采集地下信发展原动力：测井方法的增多，要求仪器能高速采集地下信号并要求在井场做一些校正，补偿和简单的计算；号并要求在井场做一些校正，补偿和简单的计算；仪器测量原理：数字测井仪器增加了用数字磁带机进行数字
10、仪器测量原理：数字测井仪器增加了用数字磁带机进行数字记录，提高了测量精度，增加了可靠性，且便于将测井资记录，提高了测量精度，增加了可靠性，且便于将测井资料输入计算机进行处理；料输入计算机进行处理；相应的测井方法：深、中、浅探测的电阻率测井，双相应的测井方法：深、中、浅探测的电阻率测井，双感应感应球形聚焦测井或双侧向球形聚焦测井或双侧向微球形聚焦测井，三微球形聚焦测井，三孔隙度测井，即声速测井，中子孔隙度测井，补偿密孔隙度测井，即声速测井，中子孔隙度测井，补偿密度测井；再加上井径测井，自然伽玛测井和自然电位度测井；再加上井径测井，自然伽玛测井和自然电位测井，称为常规的九条曲线测井；测井，称为常规
11、的九条曲线测井；缺点：数字测井仪相当复杂，操作繁琐；缺点：数字测井仪相当复杂，操作繁琐；代表仪器：代表仪器：70年代年代3600数字测井仪数字测井仪。第14页，本讲稿共25页数控测井阶段数控测井阶段70年代末发展了数控测井仪；年代末发展了数控测井仪；发展原动力：新测井方法不断出现，计算机技术的高速发展原动力：新测井方法不断出现，计算机技术的高速发展提供了解决问题的途径。发展提供了解决问题的途径。仪器测量原理：数控测井仪是一台计算机为中心的遥控探仪器测量原理：数控测井仪是一台计算机为中心的遥控探测系统，各种下井仪器作为计算机的外设，通过电缆通测系统，各种下井仪器作为计算机的外设，通过电缆通讯系统
12、连接，通过计算机实现对下井仪器的控制，测量讯系统连接，通过计算机实现对下井仪器的控制，测量数据处理和显示，曲线回放等数据处理和显示，曲线回放等主要测井方法：除一般的常规测井外，已增加了自然伽玛主要测井方法：除一般的常规测井外，已增加了自然伽玛能谱，岩性密度，碳氧比能谱，长源距声波，电磁波测能谱，岩性密度，碳氧比能谱，长源距声波，电磁波测井及地层倾角等测井方法。这些方法扩大了测井的应用井及地层倾角等测井方法。这些方法扩大了测井的应用领域，提高了测井资料评价油气层解决地质问题的能力。领域，提高了测井资料评价油气层解决地质问题的能力。代表仪器：代表仪器：80年代年代 CLS-3700、CSU、DDL
13、-III第15页，本讲稿共25页成像测井阶段成像测井阶段90年代后的成像测井年代后的成像测井发展原动力：复杂油气藏的勘探和开发对测井也提出了更高的发展原动力：复杂油气藏的勘探和开发对测井也提出了更高的要求，计算机技术的发展使成像测井成为可能。要求，计算机技术的发展使成像测井成为可能。成像测井的原理：成像测井提供大量的物理信息，以此成像测井的原理：成像测井提供大量的物理信息，以此为基础给出分辨率高、可靠性高的二维或三维目的为基础给出分辨率高、可靠性高的二维或三维目的层的物理参数图象，研究各种非均质非线性问题，层的物理参数图象，研究各种非均质非线性问题，评价油气层和其他勘探开发问题。评价油气层和其
14、他勘探开发问题。成像测井的特点：高分辨率，多探测点的电、声、核、核磁成像测井的特点：高分辨率，多探测点的电、声、核、核磁测井仪；适应各类复杂非均质测井仪；适应各类复杂非均质储层评价储层评价和和地质应用地质应用、工程应用工程应用的软件包。的软件包。代表仪器：主要有代表仪器：主要有MAX500，5700，ECLIPS-2000。井仪。井仪器主要有电成像、声成像和核磁共振成像三大类型。器主要有电成像、声成像和核磁共振成像三大类型。第16页，本讲稿共25页测井工作示意图测井工作示意图张力磁记号传感器没有天滑轮的施工方法只没有天滑轮的施工方法只适应于软仪器，适应于软仪器，第17页，本讲稿共25页测井示意
15、图测井示意图电缆绞车地滑轮天滑轮井下仪器电缆长度测量第18页，本讲稿共25页测井仪器工作环境测井仪器工作环境1.测量对象深度测量对象深度 10005000米米2.井筒内充满泥浆或水井筒内充满泥浆或水3.井下温度地表温度温度梯度井下温度地表温度温度梯度深度深度4.井下压力泥浆比重井下压力泥浆比重深度深度/10（大气压）（大气压）5.井眼尺寸井眼尺寸 20cm 左右左右6.由地面绞车通过电缆控制上提和下放运动由地面绞车通过电缆控制上提和下放运动7.通过电缆长度反映仪器位置通过电缆长度反映仪器位置第19页，本讲稿共25页井下仪器分类井下仪器分类 1 电法类电法类 侧向测井、感应测井侧向测井、感应测井
16、 2 声波类声波类 声幅声幅 双发双收双发双收 声波全波列声波全波列 3 放射性类放射性类 自然伽马、自然伽马能谱、补偿自然伽马、自然伽马能谱、补偿密度、岩性密度、密度、岩性密度、Z密度、补偿中子、碳氧比密度、补偿中子、碳氧比能谱、中子寿命等。能谱、中子寿命等。4 新仪器：微电阻率扫描成像、阵列感应成像、新仪器：微电阻率扫描成像、阵列感应成像、偶极子声波成像测井、核磁共振成像测井、偶极子声波成像测井、核磁共振成像测井、过套管电阻率测井。过套管电阻率测井。第20页，本讲稿共25页生产测井仪器生产测井仪器温度温度压力压力流量流量流体密度流体密度含水率含水率第21页，本讲稿共25页其他其他井径井径井
17、斜井斜套管接箍套管接箍噪声测井噪声测井地层测试器地层测试器自然电位自然电位深度检测深度检测 磁记号深度磁记号深度 编码深度编码深度第22页，本讲稿共25页按解释类型分类按解释类型分类测井常规测井常规测井新方法新方法自然电位测井自然电位测井自然伽马测井自然伽马测井井径测井井径测井井斜井斜张力张力 深度深度声波测井声波测井密度测井密度测井中子测井中子测井电阻率测井电阻率测井核磁共振、成像测井、核磁共振、成像测井、MDT动态测试等动态测试等电阻率区分油和水孔隙度系列岩性系列第23页，本讲稿共25页测量信号特征测量信号特征1.低频模拟信号，测量幅度低频模拟信号，测量幅度2.脉冲信号，测量频率和周期脉冲
18、信号，测量频率和周期3.脉冲信号，测量幅度谱（能谱）脉冲信号，测量幅度谱（能谱）4.频率较高的模拟信号，测量幅度，时间频率较高的模拟信号，测量幅度，时间（声波信号测量首波幅度和时间）（声波信号测量首波幅度和时间）5.数字信号数字信号 编码编码 解码（数据传输）解码（数据传输）第24页，本讲稿共25页测井新工艺测井新工艺随钻测井随钻测井 一边钻井一边测量，防止泥浆对地层污染影一边钻井一边测量，防止泥浆对地层污染影响测量结果，提高资实时性。响测量结果，提高资实时性。斜井斜井 水平井测井水平井测井 提高单井产量，减少地面占地面积，方便采提高单井产量，减少地面占地面积，方便采油施工，减少钻机搬家距离。油施工，减少钻机搬家距离。给测井带来的麻烦是不能单靠给测井带来的麻烦是不能单靠重力重力下放测井仪下放测井仪器，上提容易遇阻。器，上提容易遇阻。第25页，本讲稿共25页