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1、常规测井培训常规测井培训3 3孔隙度曲孔隙度曲线线4、声波速度测井、声波速度测井l声波测井是以岩石等介质的声学特性为基础而声波测井是以岩石等介质的声学特性为基础而提出的一种研究钻井地质剖面、评价固井质量提出的一种研究钻井地质剖面、评价固井质量等问题的测井方法。包括声波速度测井、声波等问题的测井方法。包括声波速度测井、声波幅度测井、全波列测井等。幅度测井、全波列测井等。l声速测井（也称声波时差测井）测量地层声波声速测井（也称声波时差测井）测量地层声波速度。地层声波速度与地层的岩性、孔隙度及速度。地层声波速度与地层的岩性、孔隙度及孔隙流体性质等因素有关。因此，根据声波在孔隙流体性质等因素有关。因此
2、，根据声波在地层中的传播速度，就可以确定地层孔隙度、地层中的传播速度，就可以确定地层孔隙度、岩性及孔隙流体性质。岩性及孔隙流体性质。l声速测井是三种主要的岩性声速测井是三种主要的岩性-孔隙度测井方法之孔隙度测井方法之一。一。4.4刻度与测井质量控制刻度与测井质量控制l刻度主要包括地面设备的校准和井下仪器的检查。刻度主要包括地面设备的校准和井下仪器的检查。井下仪器的检查通常是在充满水的铝管或在井中井下仪器的检查通常是在充满水的铝管或在井中的钢套管内进行（铝管和钢套管的时差约为的钢套管内进行（铝管和钢套管的时差约为57s/ft）；）；l上井前应在车间进行铝筒刻度，所测值与标称值上井前应在车间进行铝
3、筒刻度，所测值与标称值绝对误差应在绝对误差应在5s/m（1.5s/ft）以内；）以内；l套管声波时差数值应在套管声波时差数值应在1875s/m（572s/ft）；）；l渗透层不得出现与地层无关的跳动，遇周波跳跃渗透层不得出现与地层无关的跳动，遇周波跳跃时，应减速后重复测量；时，应减速后重复测量；l测井曲线值不得低于岩石骨架值；测井曲线值不得低于岩石骨架值；l渗透层时差值应符合地区规律。利用它计算的孔渗透层时差值应符合地区规律。利用它计算的孔隙度值应与其它孔隙度测井得到的数值基本一致。隙度值应与其它孔隙度测井得到的数值基本一致。4.5主要应用主要应用l确定地层岩性和孔隙度确定地层岩性和孔隙度地层
4、声速和地层孔隙度有关，通过理论计算和实验室测量地层声速和地层孔隙度有关，通过理论计算和实验室测量可以确定声速或时差与孔隙度的关系，所以由声速测井的可以确定声速或时差与孔隙度的关系，所以由声速测井的时差值可以估算地层孔隙度。时差值可以估算地层孔隙度。常用威利时间平均公式：常用威利时间平均公式：得到得到公式适用于：均匀粒间孔隙、固结压实纯地层。其它情况公式适用于：均匀粒间孔隙、固结压实纯地层。其它情况需要校正，常见的压实校正公式：需要校正，常见的压实校正公式：不同岩性地层声速（时差）不同，可以识别地层岩性。不同岩性地层声速（时差）不同，可以识别地层岩性。l识别气层和裂缝识别气层和裂缝主要依据时差明
5、显变大或主要依据时差明显变大或“周波跳跃周波跳跃”现象。现象。l检测地层压力异常（超压地层）检测地层压力异常（超压地层）(钻井上很有用钻井上很有用)主要骨架及流体参数（单位：主要骨架及流体参数（单位：s/m）砂岩：砂岩：168或或182石灰岩：石灰岩：156白云岩：白云岩：143淡水泥浆：淡水泥浆：620盐水泥浆：盐水泥浆：6085、密度测井密度测井l岩石体积密度是表征岩石性质的一个重要参数，岩石体积密度是表征岩石性质的一个重要参数，它不但与岩石矿物成分和含量有关，还与孔隙度它不但与岩石矿物成分和含量有关，还与孔隙度和孔隙流体类型及含量有关。和孔隙流体类型及含量有关。l用伽马源发射的射线照射地
6、层，用伽马源发射的射线照射地层，根据康普顿效应根据康普顿效应测量地层密度称为地层密度测井测量地层密度称为地层密度测井；l根据康普顿效应和光电效应根据康普顿效应和光电效应，用能谱分析法测量，用能谱分析法测量岩石光电吸收截面和体积密度的方法称为岩性岩石光电吸收截面和体积密度的方法称为岩性-密密度测井；度测井；l密度测井是三种主要的岩性密度测井是三种主要的岩性-孔隙度测井方法之一孔隙度测井方法之一。5.1测井基础测井基础l伽马射线与物质相互作用主要有三种：光电效应、伽马射线与物质相互作用主要有三种：光电效应、康普顿效应、电子对效应。康普顿效应、电子对效应。l康普顿效应引起伽马射线减弱，用康普顿减弱系
7、康普顿效应引起伽马射线减弱，用康普顿减弱系数数表示：表示：，一定条件下，一定条件下，与介质与介质密度密度成正比，由此发展了密度测井。成正比，由此发展了密度测井。l光电效应导致伽马光子被完全吸收，用宏观光电光电效应导致伽马光子被完全吸收，用宏观光电吸收截面吸收截面表示：表示：，测井中，测井中K为常数，为常数，故故可反映岩性。另外常用光电吸收截面指数可反映岩性。另外常用光电吸收截面指数Pe/Z=KZ3.6和体积光电吸收截面指数和体积光电吸收截面指数反映岩性。反映岩性。l密度测井利用了康普顿效应，测量地层体积密度；密度测井利用了康普顿效应，测量地层体积密度；5.2测井原理测井原理（1）伽马源：）伽马
8、源：密度测井选用密度测井选用Cs137（2）密度测井：）密度测井：l计数率：计数率：伽马射线计数率与密度的关系为伽马射线计数率与密度的关系为。当。当伽马源强度和源距选定后，探测器接收到的散射伽马强度决定伽马源强度和源距选定后，探测器接收到的散射伽马强度决定于两个过程：于两个过程：发射的伽马经一次或多次散射后能到达探测器的光子数；发射的伽马经一次或多次散射后能到达探测器的光子数；射向探测器的光子被再散射而改变方向或被吸收的光子数。射向探测器的光子被再散射而改变方向或被吸收的光子数。测井选用的正源距情况下，后者超过前者，即：测井选用的正源距情况下，后者超过前者，即：地层密度越大，地层密度越大，计数
9、率越低。计数率越低。l测量方式：测量方式：采用采用贴井壁测量方式贴井壁测量方式。为了克服泥饼（厚度。为了克服泥饼（厚度hmc和和密度密度 mc）影响，常采用双源距补偿密度测井：影响，常采用双源距补偿密度测井：，其，其中中 L由由长源距计数率得到，长源距计数率得到，由长、短源距计数率共同得到由长、短源距计数率共同得到（对长源距测量结果影响较小）。（对长源距测量结果影响较小）。l记录曲线：记录曲线：补偿密度（补偿密度（FDC）记录记录 b和和两条曲线。两条曲线。5.3影响因素及校正影响因素及校正（1）泥饼影响：）泥饼影响：密度测井主要受泥饼厚度和密度的影响，密度测井主要受泥饼厚度和密度的影响，采用
10、采用补偿密度测井补偿密度测井可以较好地补偿这种影响；可以较好地补偿这种影响；（2）井眼影响：）井眼影响：普通泥浆、井径较小时可以忽略井影响，普通泥浆、井径较小时可以忽略井影响，否则需要图版校正；当井内重晶石否则需要图版校正；当井内重晶石(密度大密度大)泥浆时，若泥浆时，若重晶石含量高，需要校正。重晶石含量高，需要校正。（3）自然放射性：）自然放射性：FDC的的b受自然放射性影响要大于受自然放射性影响要大于LDT，而，而LDT的的b几乎不受影响。可对高放地层的几乎不受影响。可对高放地层的b进进行校正。行校正。（4）仪器刻度条件：）仪器刻度条件：FDC的的b是在是在饱和淡水的纯石灰饱和淡水的纯石灰
11、岩刻度井岩刻度井中刻度的，只有石灰岩地层测量的中刻度的，只有石灰岩地层测量的b与实际值与实际值一致，其它岩性测得一致，其它岩性测得视密度视密度，与真密度有差别，但误差，与真密度有差别，但误差很小，通常可以不考虑。很小，通常可以不考虑。5.4仪器刻度仪器刻度密度测井仪器刻度：密度测井仪器刻度：l密度测井仪器是在几个已经精确知道了其体积密度的密度测井仪器是在几个已经精确知道了其体积密度的纯实验地层中刻度的。这些地层包括石灰岩、砂岩和纯实验地层中刻度的。这些地层包括石灰岩、砂岩和白云岩的广阔范围，目前主要使用石灰岩。用主刻度白云岩的广阔范围，目前主要使用石灰岩。用主刻度标准器将密度测井的仪器读数与地
12、层体积密度联系起标准器将密度测井的仪器读数与地层体积密度联系起来。来。l井场刻度方法是用两个井场刻度方法是用两个现场刻度器现场刻度器得到低、中、高体得到低、中、高体积密度值。在测井前和测井后都要用每个刻度器测定积密度值。在测井前和测井后都要用每个刻度器测定仪器响应的变化，以便确证数据是否可靠。仪器响应的变化，以便确证数据是否可靠。l刻度必须远离密度较大的物质，可以使仪器离地面刻度必须远离密度较大的物质，可以使仪器离地面5英尺高，离墙体、管道等至少英尺高，离墙体、管道等至少6英尺远。由于低温下英尺远。由于低温下探测器会发生漂移，所以刻度时温度至少应为探测器会发生漂移，所以刻度时温度至少应为10
13、C。5.5测井质量控制测井质量控制l按刻度规范对仪器进行刻度和校验；按刻度规范对仪器进行刻度和校验；l补偿密度测井应记录补偿密度、泥饼校正和井径曲线。补偿密度测井应记录补偿密度、泥饼校正和井径曲线。除钻井液中加重晶石或地层为煤层、黄铁矿层外，泥饼除钻井液中加重晶石或地层为煤层、黄铁矿层外，泥饼校正值（校正值（）应为零或小的正值。）应为零或小的正值。lFDC测井曲线与测井曲线与CNL、BHC、GR曲线有相关性，所计曲线有相关性，所计算的地层孔隙度与算的地层孔隙度与CNL、BHC计算的地层孔隙度应基本计算的地层孔隙度应基本相同。在致密地层，测井值应与岩石骨架值相吻合。相同。在致密地层，测井值应与岩
14、石骨架值相吻合。l重复曲线、重复测井接图与主曲线对比形状基本相同。重复曲线、重复测井接图与主曲线对比形状基本相同。在井壁规则处，在井壁规则处，FDC误差绝对值小于误差绝对值小于0.03g/cm3，光电，光电吸收截面指数误差绝对值小于吸收截面指数误差绝对值小于0.46b/电子。电子。l密度和密度和Pe值的精度和重复性在以下情况中都下降：不规值的精度和重复性在以下情况中都下降：不规则井眼、有裂缝和空洞地层、厚泥饼或间隙。则井眼、有裂缝和空洞地层、厚泥饼或间隙。l最高的测井速度一般为最高的测井速度一般为30ft/min（9m/min）。）。l在已知标志层中检查测井值的一致性。在已知标志层中检查测井值
15、的一致性。5.6资料应用资料应用l确定岩性和孔隙度确定岩性和孔隙度 这是其主要用途，并常与中子孔隙度测井等结合使用。这是其主要用途，并常与中子孔隙度测井等结合使用。l确定泥质含量确定泥质含量 可以利用密度可以利用密度-声波时差交会图；也可利用声波时差交会图；也可利用Pe或或U计算泥质计算泥质含量。含量。l划分裂缝带和气层划分裂缝带和气层 裂缝发育时，泥浆进入裂缝，使裂缝发育时，泥浆进入裂缝，使 b、和和Pe值都会有显示。值都会有显示。气层的判断要与其它资料结合，气层的判断要与其它资料结合，地层含天然气可使地层含天然气可使 b值降值降低，而密度孔隙度低，而密度孔隙度D增大。增大。6、补偿中子测井
16、、补偿中子测井在在地地下下储储集集层层中中，孔孔隙隙空空间间一一般般都都充充满满了了流流体体。无无论论水水、油油和和气气都都含含有有氢氢，而而岩岩石石的的骨骨架架部部分分基基本本不不含含氢氢，因因而而通通过过测测量量岩岩石石的的含含氢氢量量，可可以以确确定定岩岩石石孔孔隙隙度度。补补偿偿中中子子测测井井就就是是通通过过测测量量下下井井仪仪周周围围地地层层含含氢氢量量的的一一种种孔孔隙隙度度测测井井方方法法。是是重重要要的的岩岩性性-孔孔隙隙度度测测井井方方法法之之一一（常常说说的的中中子子孔孔隙隙度度测测井井包包括井壁种子括井壁种子SNP和和补偿中子补偿中子CNL）。6.1测井基础测井基础（1
17、）中子与地层的相互作用：）中子与地层的相互作用：l脉冲中子源发射的脉冲中子源发射的14Mev快中子首先与地层发生快中子首先与地层发生非弹性散射非弹性散射，快中子能，快中子能量降低；经过一、二次非弹性散射后，不可能继续发生非弹性散射，而量降低；经过一、二次非弹性散射后，不可能继续发生非弹性散射，而只能发生弹性散射而继续减速作用；只能发生弹性散射而继续减速作用；l同位素中子源发射的同位素中子源发射的5Mev的快中子几乎都是从弹性散射开始减速过程；的快中子几乎都是从弹性散射开始减速过程；l由于氢原子量近似等于中子质量，在中子和氢原子发生弹性碰撞时损失由于氢原子量近似等于中子质量，在中子和氢原子发生弹
18、性碰撞时损失能量最大，即能量最大，即氢对快中子的减速能力最强氢对快中子的减速能力最强。快中子被减速就会变成超热。快中子被减速就会变成超热中子或热中子；中子或热中子；l热中子与地层原子处于热平衡状态，不再减速，而由密度大的区域向密热中子与地层原子处于热平衡状态，不再减速，而由密度大的区域向密度小的区域扩散，直至被地层原子核俘获为止；度小的区域扩散，直至被地层原子核俘获为止；l地层常见元素中，地层常见元素中，对热中子俘获能力最强的是氯对热中子俘获能力最强的是氯，因此岩石对热中子的，因此岩石对热中子的俘获能力主要取决于含氯量。氯主要存在于地层水中。俘获能力主要取决于含氯量。氯主要存在于地层水中。（2
19、）影响热中子计数率的因素）影响热中子计数率的因素l热中子的空间分布既与岩热中子的空间分布既与岩层的含氢量有关，又与含层的含氢量有关，又与含氯量有关；氯量有关；l离源距离越远，计数率越离源距离越远，计数率越低；指数规律降低；低；指数规律降低；l测井采用测井采用正源距正源距时，孔隙时，孔隙度越大，含氢越多，计数度越大，含氢越多，计数率越低；率越低；l通过热中子计数反映岩层通过热中子计数反映岩层含氢量，进而反映孔隙度含氢量，进而反映孔隙度时，氯含量就是干扰因素。时，氯含量就是干扰因素。补偿中子测井的补偿中子测井的“补偿补偿”就就是补偿掉氯的影响。是补偿掉氯的影响。6.2测井原理测井原理补偿中子测井采
20、用双源距比值法测量：补偿中子测井采用双源距比值法测量：用长、短源距两个探测器接收热中子，得到两用长、短源距两个探测器接收热中子，得到两个计数率个计数率Nt(r1)，Nt(r2)，根据用石灰岩刻度的根据用石灰岩刻度的仪器得到的计数率比值仪器得到的计数率比值Nt(r1)/Nt(r2)与与石灰岩孔石灰岩孔隙度隙度N的关系，的关系，补偿中子测井直接给出石灰岩补偿中子测井直接给出石灰岩孔隙度值曲线孔隙度值曲线。当源距当源距r足够大时，计数率比值足够大时，计数率比值Nt(r1)/Nt(r2)只只与减速性质有关，基本不受俘获性质影响。与减速性质有关，基本不受俘获性质影响。6.3测井刻度测井刻度l中子测井仪一
21、级裸眼井刻度是在淡水饱和的纯的中子测井仪一级裸眼井刻度是在淡水饱和的纯的实验室地层中进行的。刻度井的人工地层都是由实验室地层中进行的。刻度井的人工地层都是由天然的天然的石灰岩石灰岩加工制成。加工制成。l进行刻度的装置有三种（三级）：进行刻度的装置有三种（三级）：1)国家级环境模拟实验井：即一级标准刻度装置（称国家级环境模拟实验井：即一级标准刻度装置（称API实验井），提供放射性类型测井测量值和地层参实验井），提供放射性类型测井测量值和地层参数进行比较的一级标准。数进行比较的一级标准。2)公司级环境模拟实验井：即二级标准刻度装置。其数公司级环境模拟实验井：即二级标准刻度装置。其数据通过一级刻度标
22、定，以保证刻度标准的精确。据通过一级刻度标定，以保证刻度标准的精确。3)现场用轻便环境模拟刻度器：即三级标准刻度装置。现场用轻便环境模拟刻度器：即三级标准刻度装置。井下仪器对该刻度器的基本响应，通过与一、二级刻井下仪器对该刻度器的基本响应，通过与一、二级刻度的响应相比较确定的。在油田现场多采用它。度的响应相比较确定的。在油田现场多采用它。6.4测井质量控制测井质量控制l按刻度规范定期进行进行车间刻度，刻度时短源距与长源按刻度规范定期进行进行车间刻度，刻度时短源距与长源距记数率的比值符合技术要求。作完车间刻度后必须立距记数率的比值符合技术要求。作完车间刻度后必须立即做主校验，测前校验与主校验之间
23、的误差容限为即做主校验，测前校验与主校验之间的误差容限为 2PU，测后校验与测前校验间的误差容限为，测后校验与测前校验间的误差容限为 1PU；l测井曲线与测井曲线与DEN、AC及及GR曲线有相关性，所测地层孔曲线有相关性，所测地层孔隙度与其它孔隙度测井计算的地层孔隙度基本相同；隙度与其它孔隙度测井计算的地层孔隙度基本相同；l在致密的碳酸盐岩地层，测井值应与岩石骨架值相吻合；在致密的碳酸盐岩地层，测井值应与岩石骨架值相吻合；l重复曲线、重复测井接图与主曲线对比形状基本相同。井重复曲线、重复测井接图与主曲线对比形状基本相同。井眼规则处，当测量孔隙度大于眼规则处，当测量孔隙度大于7PU时，重复误差容
24、限为时，重复误差容限为测量值的测量值的7；当测量孔隙度不大于；当测量孔隙度不大于7PU时，重复误差容时，重复误差容限为限为 0.5PU。l在直井或井斜较小的井中，补偿中子测井必须加偏心器。在直井或井斜较小的井中，补偿中子测井必须加偏心器。6.5主要应用主要应用l确定地层孔隙度确定地层孔隙度 测井给出了石灰岩刻度的测井给出了石灰岩刻度的N曲线，其它岩性需要曲线，其它岩性需要校正。校正。lCNL与与DEN测井交会求孔隙度测井交会求孔隙度lDN曲线重叠直观确定岩性曲线重叠直观确定岩性（视石灰岩刻度）（视石灰岩刻度）砂砂岩：岩：D真真N石灰岩：石灰岩：D真真N白云岩：白云岩：D真真NlDEN与与CNL石灰岩孔隙度曲线重叠，定性判断气层石灰岩孔隙度曲线重叠，定性判断气层气层使密度测井值减小，中子测井孔隙度减小。气层使密度测井值减小，中子测井孔隙度减小。（声波时差增大）（声波时差增大）结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！30