测井解释基础与数据采集PDF电子书下载

目录 1

第一章　基本概念回顾 1

1.1．“测井”的定义 1

1.2．测井的重要性 1

1.3．确定岩石成分 2

1.3.1．骨架 3

1.3.2．泥岩——粉砂和粘土 3

1.3.3．流体 4

1.4．岩石的结构和构造① 10

1.4.1．孔隙度与电阻率之间的关系——地层因素 10

1.4.2．饱和度与电阻率之间的关系——阿尔奇（Archie）公式 12

1.4.4．泥质分布的影响 15

1.4.3．泥质含量对电阻率的影响 15

1.4.5．渗透率 18

1.4.6．地层厚度和内部结构 25

1.5．结论 28

第二章　测井技术和测量方法 35

2.1．测井分类 35

2.1.1．自然现象 36

2.1.2．测量地层次生响应的物理性质 36

2.2．测井测量方法特有的问题 37

2.2.1．井眼影响和侵入问题 37

2.2.2．井下仪器几何形状的影响 40

2.2.3．测井速度 43

2.2.4．恶劣环境 44

2.3.1．测井车和海上测井拖撬 46

2.3．测井装备——地面设备和井下设备 46

2.3.2．电缆 49

2.3.3．井下仪器 52

2.3.4．记录设备 53

2.3.5．井下仪器组合 55

2.3.6．记忆装置 55

2.4．测井显示 55

2.5．重复性和刻度 59

2.6．数据传输 59

第三章　电阻率测量 64

3.1．引言 64

3.2．非聚焦长源距测井仪 64

3.2.1．测量原理 64

3.2.2．电流路径 67

3.2.3．测量点（深度零点） 68

3.2.4．探测半径 68

3.2.5．环境校正 70

3.2.6．视电阻率曲线形状 70

3.3．聚焦长源距测井仪 72

3.3.1．感应测井（IL） 72

3.3.2．侧向测井（LL） 83

3.3.3．球形聚焦测井（SFL） 89

3.4．非聚焦微电阻率仪器——微电极测井（ML） 90

3.4.1．原理 90

3.4.2．环境影响 90

3.4.3．测井仪响应 90

3.5.1．微侧向测井（MLL） 92

3.5．聚焦微电阻率仪器 92

3.5.2．微邻近测井（PL） 93

3.5.3．微球形聚焦测井（MSFL）（微SFL） 94

3.5.4．高分辨率地层倾角仪（HDT） 94

3.6．结论 95

3.6.1．影响电阻率的地质因素 95

3.6.2．应用 96

第四章 自然电位（SP） 100

4.1．动电电位的起因 100

4.2．电化学电位的起因 103

4.2.1．薄膜电位 103

4.2.2．液体的结或扩散电位 104

4.2.3．电化学电位（E？） 104

4.3．离子活度、浓度和电阻率 105

4.4．静自然电位 107

4.5．自然电位峰的大小和形状 107

4.5.1．井径 107

4.5.2．侵入深度 107

4.5.3．层厚 107

4.5.4．地层电阻率 107

4.5.5．致密地层 108

4.5.6．泥岩基线移动和漂移 108

4.5.7．不规则的侵入剖面 110

4.5.8．自然电位异常 111

4.6．地质因素与自然电位 113

4.6.1．岩石成分 113

4.6.3．温度 114

4.6.2．岩石结构 114

4.6.5．沉积环境和层序的演变 115

4.7．应用 115

4.6.4．压力 115

第五章　核测井介绍 117

5.1．定义 117

5.2．记录性能 118

5.3．统计起伏 118

5.4．死时间 119

5.5．测井速度 120

5.6．层厚 121

5.7．测量点 122

6.2．基本概念 125

6.2.1．α辐射 125

第六章 自然伽马放射性测井 125

6.1．自然放射性的定义 125

6.2.2．β辐射（β+或β-） 127

6.2.3．γ辐射 127

6.2.4．放射性衰变 128

6.2.5．放射性平衡 130

6.2.6．放射性单位 130

6.3．岩石的自然放射性的来源 130

6.4．含放射性元素的矿物和岩石 133

6.4.1．含钾矿物和岩石 133

6.4.2．含铀矿物和岩石 134

6.4.3．含钍矿物和岩石 139

6.4.4．小结 141

6.5．伽马射线的测量 142

6.5.1．盖格—米勒计数器 142

6.5.2．电离室 142

6.5.3．闪烁计数器 142

6.5.4．测井仪的响应 143

6.6．测量点 144

6.7．探测半径 144

6.9.1．统计起伏 145

6.9.2．测井速度 145

6.9.3．井眼条件 145

6.9．影响伽马射线响应的因素 145

6.8．垂直分辨率 145

6.9.4．层厚 146

6.10．应用 147

6.11．刻度 148

第七章 自然伽马能谱测井 150

7.1．原理 150

7.2．井下仪器描述 151

7.3．探测器 154

7.4．刻度 156

7.5．探测半径 157

7.6．影响测量的基本因素 158

7.7．钍（Th）、铀（U）和钾（K）含量的计算 158

7.8．滤波 158

7.9.1．确定岩性 160

7.9．应用 160

7.9.2．井间地层对比 169

7.9.3．探测不整合 169

7.9.4．探测裂缝与缝合线 169

7.9.5．油气含量 169

7.9.6．识别火成岩 169

7.9.7．沉积学 171

7.9.8．成岩作用 172

7.10.5．层厚 173

7.10.4．套管 173

7.10.3．井下仪器位置 173

7.10.2．井眼 173

7.10.1．时间常数（纵向平滑）、测井速度、死时间 173

7.10．环境及其它影响 173

7.9.11．放射性生垢现象 173

7.9.10．计算阳离子交换能力 173

7.9.9．估计铀含量 173

第八章　中子测井 179

8.1．概论 179

8.2．视含氢指数的测量（中子—伽马，中子—超热中子及中子—热中子测 179

井） 179

8.2.1．原理 179

8.2.2．热中子及俘获伽马射线的空间分布 183

8.2.3．中子测井 183

8.2.4．中子源 184

8.2.6．斯仑贝谢中子测井仪器 185

8.2.5．刻度和测井单位 185

8.2.7．探测深度 186

8.2.8．垂直分辨率 187

8.2.9．测量点 188

8.2.10．影响测量的因素 188

8.2.11．解释 191

8.2.12．环境影响 193

8.2.13．影响氢指数的地质因素 194

8.2.14．应用 194

第九章　次生伽马射线能谱测井 198

9.1．早期的俘获伽马射线能谱测井——氯测井 198

9.1.2．测量特征 199

9.1.1．氯测井的原理 199

9.1.3．泥质补偿氯测井（SCCL） 201

9.1.4．应用 202

9.2．现代次生伽马射线技术——非弹性及俘获能谱测量 203

9.2.1．概论 203

9.2.2．快中子散射 203

9.2.3．热中子俘获 205

9.2.4．用能谱分析储集层 206

9.2.5．测量的谱线 206

9.2.6．测量技术——窗口法 207

9.2.7．“加权最小二乘法”（WLS）法 211

10.2．仪器原理 227

10.2.1．中子俘获 227

10.1．基本原理 227

第十章　热中子衰减时间测井 227

10.2.2．中子扩散 229

10.2.3．测量中子密度 230

10.2.4．测量俘获截面 230

10.3．中子源 236

10.4．探测器 237

10.5．源距 237

10.6．单位 237

10.7．刻度（见附录5） 237

10.8．测量点 237

10.9．垂直分辨率 237

10.11.1．骨架（∑ma） 238

10.11．影响∑测量的因素 238

10.10．探测深度 238

10.11.2．孔隙度、流体 240

10.11.3．泥岩 242

10.11.4．酸化 243

10.12．环境影响 244

10.12.1．井眼信号及扩散 244

10.12.2．仪器偏心 245

10.12.3．侵入 245

10.12.4．时间常数、测速、层厚和垂直分辨率 245

10.13．影响∑测量的地质因素 246

10.13.1．岩石成分 246

10.13.2．岩石结构 246

10.13.3．温度 246

10.14.1．孔隙度 247

10.13.4．压力 247

10.14．孔隙度和天然气指示 247

10.14.2．用计数率指示天然气 248

10.15．应用 248

10.15.1．响应方程 248

10.15.2．残余油饱和度 250

10.15.3．地层流体 250

10.15.4．老井 250

10.15.5．补充应用 250

11.1.1．电子对形成 253

11.1.2．康普顿散射 253

11.1.3．光电效应 253

11.1．原理 253

第十一章　地层密度测井（伽马—伽马测井或密度测井） 253

11.2．吸收方程 255

11.3．电子密度与体积密度间的关系 257

11.4．伽马射线源 258

11.5．探测器 258

11.6．刻度单位 258

11.7．下井仪器 258

11.8．探测深度…………………………………………………………………（259 ）11.9．垂直分辨率………………………………………………………………（260 ）11.10．测量点 260

11.11．影响测井的基本因素 260

11.11.1．泥质 260

11.11.2．水 260

11.11.3．烃 260

11.12．解释 261

11.13.2．井眼 262

11.13．环境影响 262

11.13.1．时间常数、记录速度、死时间、层厚 262

11.13.3．泥饼 263

11.13.4．套管 263

11.13.5．侵入 263

11.14.4．温度 264

11.14.6．沉积环境—层序演变 264

11.14.5．压力 264

11.15．应用 264

11.14.3．沉积构造 264

11.14.2．岩石结构 264

11.14.1．岩石成分 264

11.14．地质因素 264

第十二章　平均原子序数测井（岩性—密度方法） 266

12.1．方法的物理原理…………………………………………………………（266 ）12.1.1．光电效应 266

12.1.2．光电吸收指数的定义 267

12.1.3．混合物质的Pe 268

12.2．斯仑贝谢岩性—密度测井仪（LDT） 270

12.3．测量原理 270

12.4．探测半径 271

12.5．垂直分辨率 271

12.6．测量点 271

12.7．统计起伏 271

12.8．影响测井的地质因素 271

12.10．应用 273

12.10.1．地层的矿物成分 273

12.9．环境对测井的影响 273

12.10.2．探测裂缝 274

12.10.3．沉积学研究 274

第十三章　声波测井概论——基本原理 277

13.1．声信号 277

13.1.1．周期（T） 277

13.1.2．频率（f） 277

13.1.3．波长（λ） 277

13.2．声波 278

13.2.1．压缩波或纵波（或P波） 278

13.2.2．剪切波或横波（或S波） 279

13.2.3．面波 279

13.3．岩石的弹性 280

13.4．声波速度 281

13.5．声波的传播、反射和折射 281

13.6．声阻抗 282

13.7．反射系数 282

13.8．波的干涉 282

第十四章　声速测井（声测井） 285

14.1．原理 285

14.2．井眼补偿声波测井 290

14.3．测量点 292

14.4．探测深度 292

14.5．垂直分辨率 292

14.6．测量单位 292

14.7.2．孔隙度和流体 293

14.7.1．骨架 293

14.7．影响测量的因素 293

14.7.3．温度和压力 295

14.7.4．结构 295

14.8．解释 297

14.9．环境和其他影响 300

14.9.1．传播时间拓宽 300

14.9.2．周波跳跃 300

14.9.3．较小△t的低跳 301

14.9.4．井眼影响 301

14.9.5．侵入影响 301

14.9.6．径向裂缝影响 303

14.10．传播时间积分 303

14.11．声波测井的再刻度（或叫地震测井） 304

14.12．应用 306

14.13．应用测井资料确定弹性参数 308

第十五章　声波衰减和幅度测井 311

15.1．衰减的产生机理 311

15.1.1．由热损耗引起的能量损失 311

15.1.2．能量的再分配 311

15.2．在井眼中的衰减起因 313

15.2.1．裸眼井 313

15.2.2．套管井 315

15.3．衰减测量 315

15.3.1．水泥胶结测井（CBL） 315

15.3.2．衰减指数 319

15.5．变密度测井（VDL） 320

15.4．在裸眼井中衰减定律的表达式 320

16.1．概论 327

16.2．基本概念 327

第十六章　电磁波传播时间和衰减率测井（EPT） 327

16.3．测量原理 328

16.4．测量技术 329

16.5．探测深度 332

16.6．垂直分辨率 333

16.7．影响测井响应的环境因素 333

16.7.1．井眼尺寸和形状 333

16.7.2．流体 333

16.7.3．泥饼 333

16.7.4．温度 333

16.8.2．无损地层的解释 334

16.8.3．有损地层的解释 334

16.8．解释 334

16.8.1．能量损耗 334

16.9．影响测井的地质参数 335

16.9.1．矿物成分 335

16.9.2．结构 335

16.9.3．构造 335

16.9.4．流体 335

16.10．应用 335

第十七章　井径测量 342

17.1．原理 342

17.2．仪器 342

17.4．应用 344

17.3．影响井径测量的地质因素 344

第十八章　温度测量（温度测井） 345

18.1．温度测量方法 347

18.1.1．点测 347

18.1.2．连续温度测量 349

18.2．应用 350

18.2.1．裸眼井 350

18.2.2．套管井 351

第十九章　地层倾角测量（地层倾角测井） 354

19.1．目的 354

19.2．原理 354

19.3．测量过程（图19—2） 354

19.4.2．连续地层倾角仪 356

19.4.1．非连续地层倾角仪 356

19.4．地层倾角测井仪 356

19.5．地层倾角电阻率曲线的应用 361

19.5.1．原始测井资料的描述 361

19.5.2．计算地层倾角——手工方法 362

19.5.3．高分辨地层倾角仪的野外磁带——HDT 366

19.5.4．计算地层倾角——自动交叉对比法 366

19.5.5．地层倾角计算中的图形识别法 374

19.6．成果显示 377

19.6.1．列表显示 377

19.6.2．图形显示 381

19.6.3．穿孔卡片或磁带成果显示 385

19.6.5．GEODIP成果的特殊显示 387

19.6.4．井眼水平或垂直投影 387

19.7．成果处理 388

19.7.1．点群法 388

19.7.2．确定构造倾角（倾角趋势） 394

19.7.3．地层倾角的扣除 395

19.8．应用 395

19.8.1．构造应用 396

19.8.2．沉积应用 396

19.8.3．地层应用 397

第二十章　电缆取样器 399

20.1．取心器 399

20.2．流体取样和压力测量 400

20.2.1．地层测试器（FT） 400

20.2.2．地层间隔测试器（FIT） 401

20.2.3．重复式地层测试器（RFT） 404

20.2.4．流体取样器的应用 406

第二十一章　其他测量 413

21.1．井下电视（BHTV） 413

21.1.1．原理 413

21.1.2．仪器描述 413

21.1.3．数据记录和显示 413

21.1.4．影响测量的参数 413

21.1.5．数据处理 414

21.1.6．解释 416

21.1.7．应用 416

21.2.4．数据处理 417

21.2.3．数据记录 417

21.2.1．原理 417

21.2.2．仪器描述 417

21.2．垂直地震剖面（VSP） 417

21.2.5．应用 419

21.3．核磁测井（NML） 420

21.3.1．提要 420

21.3.2．原理 420

21.3.3．仪器描述 423

21.3.4．测井方法 423

21.3.5．信号处理 423

21.3.6．影响测井的地质因素 423

21.3.8．解释及应用 426

21.3.7．环境因素 426

第二十二章　测井在石油勘探中的地位和作用 430

附录1 裸眼井测井仪及其符号表 435

和裸眼测井仪技术规格 435

附录2　手工计算地层倾角的数学方法 452

附录3　手工计算地层倾角实例 454

附录4　快速直观确定地层倾斜方位角的方法 460

附录5　测井质量控制和各种操作方法的一般性介绍 461

附录5A　斯仑贝谢公司普通测井刻度与重复井段测井实例 467

附录5B　数控测井（CSU）刻度 484

附录6　国际单位（SI）、国际基本单位和导出单位转换表 493

附录7　变量及其符号和缩写 513

索引和词汇表 551