第十章成像测井部分（5学时） 第一节、地层微电阻率扫描成像测井 地层微电阻率扫描成像测井是一种重要的井壁成像方法，它利用多极板上的多排钮扣状的小电极向井壁地层发射电流，由于电极接触的岩石成分、结构及所含流体的不同，由此引起电流的变化，电流的变化反映井壁各处的岩石电阻率的变化，据此可显示电阻率的井壁成像。自80年代斯伦贝谢公司的地层微电阻率扫描测井(FMS)投入工业应用以来，得到了迅速的发展，如今已是井壁成像的重要测井方法。 我们知道，微电阻率测井贴井壁测量，探测深度浅而垂向分辨率高，因而对井壁附近地层的电性不均匀极为敏感。因此，人们利用微侧向测井研究冲洗带和裂缝，利用四条微电导率测井曲线确定地层倾角，识别裂缝，研究沉积相等。但是，这些微电阻率测井无法确定裂缝的产状，无法区分裂缝、小溶洞和溶孔，这些问题都可由微电阻率扫描测井解决。１、电极排列及测量原理 地层微电阻率扫描成像测井采用了侧向测井的屏蔽原理，在原地层倾角测井仪的极板上装有钮扣状的小电极，测量每个钮扣电极发射的电流强度，从而反映井壁地层电阻率的变化。通常把电流电平转换成灰度显示，不同级别的灰度表示
不同的电流电平，这样就可用灰度图来显示井壁底电阻率的变化。 第一代FMS是在地层倾角测井仪两个相邻极板上装上钮扣状电极，每个极板上装有4排27各电极，共有54个电极，每排电极相互错开，以提高井壁覆盖率。对8.5in的井眼，井壁覆盖率为20%。 为提高井壁覆盖率，第二代仪器在4个极板上都装有两排钮扣电极，每排8个共16个电极，4个极板共64电极，对8.5in井眼，井壁覆盖率达40%，这种仪器在电极上作了很大的改进，把原来的4排电极改为2排电极，能更准确地作深度偏移。 ２、全井眼地层微电阻率扫描成像测井(FMI) 斯伦贝谢公司在前述仪器基础上，又研制了FMI。该仪器除４个极板外，在每个极板的左下侧又装有翼板，翼板可围绕极板轴转动，以便更好地与井壁接触。每个极板和翼板上装有两排电极，每排１２个电极，８个极板上共有１９２个电极，对8.5in井眼，井壁覆盖率可达80%，能更全面精确地显示井壁地层的变化。 该仪器可根据用户要求进行三种模式的测井： (1)全井眼模式测井。用192个钮扣电极进行测量，进行 井壁成像。 (2)4极板模式测井。此时用4个极板上的96个电势进行
超声波成像测井技术在套管井中的应用 摘要：超声波成像测井仪利用超声波撞击套管内壁，根据超声波的反射原理，通过记录各个界面的反射波，并对其进行复杂的处理后，可得出水泥的声阻抗，套管壁厚，套管内径（相当于40臂井径）等参数，以此获得直观的高分辨率的水泥评价和套管腐蚀图像。本文主要介绍超声波成像测井技术的基本原理及其在固井质量检测和套管检测方面的应用。 关键词：超声波成像测井套管井换能器 前言 随着油田勘探开发的不断深入，水平井、侧钻井、大斜度井的逐年增加，对固井完井工作提出了越来越高的要求，同时对固井质量的检测技术也提出了更高的要求。由于油田开发后期的难度加大，对窜槽井和套损井的精密检测也变得尤为重要，常规的检测手段（如声幅等）已不能适应高准确度和高分辨率的要求。超声波成像测井是在早期的井下电视基础上发展起来的，但它采用了以下措施改善了成像质量和分辨率，满足了各种套管井复杂情况的需要。 （1）通过改进超声换能器的布局，将换能器与钻井液直接接触，减小了信号的衰减； （2）通过改进换能器，提高了仪器在高密度钻井液中的适应能力。 （3）通过增大采样点数，提高了仪器的成像分辨率。 （4）采用多种尺寸的扫描头和多种频率的换能器，以适应不同尺寸的套管。 基本原理 超声波成像测井仪（环周声波扫描CAST-V），利用在一个高速旋转的扫描头上安装的换能器发射超声波撞击套管内壁，根据超声波的反射原理，通过记录各个界面的反射波，并对其进行复杂的处理后，可得出水泥的声阻抗，套管壁厚，套管内径（相当于40臂井径）等参数，以此获得直观的高分辨率的水泥评价和套管腐蚀图像，对固井质量和套管状况作出更为直观准确的判断。 如图一所示，仪器的换能器既是发射器又是接收器，换能器（这时作为发射器）发射一个超声波脉冲，通过流体传到流体与套管界面，大部能量被反射回换能器（这时作为接收器），另一部分能量折射穿过套管到达套管与水泥界面，同样反射回一部分能量被接收器探测到，其折射与反射能量的多少取决于界面两侧物质的声阻抗差异。这些脉冲在套管内来回反射，引起套管的谐振。接收这些谐振信号并记录下来，对其进行复杂的处理后，可以得出高分辨率的水泥胶结评价和套管腐蚀图像。 图二是胶结好和胶结不好的指数衰减图，可以看出，胶结不好的套管要衰减得慢得多。而且接收器首先探测到的是高幅度的反射首波信号，其后跟着的是按套管内信号的衰减速率取决于套管外物质的声阻抗。
流动成像测井技术的进展 流动成像测井与地面流动成像的不同之处在于：地面测量仪器不受体积大小限制，而油井套管的大小限制了下井仪器的大小；地面流动测量可在塑料或有机玻璃管道中进行，而油井套管通常为钢铁质套管，对测量影响较大；地面流动测量环境通常为常温、常压，而流动成像测井环境为高温、高压。研究实践表明，流动成像测井比地面多相管流成像测量的技术难度更大。 流动成像测井方法适用于水平井、斜井等流体非均匀分布的情况。目前研究提出的流动成像测井方法有光学流动成像方法、电容法和电磁法等。 1.光学流动成像测井 1996年，哈里伯顿公司的Steve Maddox在浅水井中借用特殊制作的井下照相机(Down Hole Video)实现了流动可视化测量。这种技术要求井筒内的流动必须是透明的，而井下流体通常都是不透明的。 2.探针式电导率流动成像测井 探针式电导法采用电导探针构成阵列测量探头，利用油气与水的导电特性差异辨识井内流体，目前在实际测井中已开发出商用技术和仪器。斯伦贝谢公司推出的流体剖面数字图像分析仪(DEFT)有8个电导探针(起初只有4个探针)，分别装在扶正器的8个弹簧叶片上，构成测量探头。仪器测量时根据探针附近流体的导电性区分油气与
水，导电性流体为水(置逻辑0)；非导电流体为油或气(置逻辑1)。测量数据用于确定持水率比较简便，每个探针处的局部持水率的计算可简化为测遇水的时间与总测量时间之比，测量精度约为5%。测量数据用于重建水平井或大斜度井中流体的层状流动图像比较容易和可靠，但对其它流动机构图像的重建则需要先验知识，并且只能做出粗略估计。康普乐公司推出的流体剖面分析仪(FPT)与DEFT相似，探头由3个电导探针装在三臂扶正器上组成，仪器可以通过弹簧片的收缩、伸张或旋转实现对流动截面上不同位置流体的测量，对于持水率的测量精度同样约为5%。无论是DEFT还是FPT，其对流体流动截面的测量仅局限于个别点上，而物场信息投影测量的数据量和分辨率还未达到成像测量的基本要求，充其量只能视为流动成像测井的雏形技术或初级产品。 3.电容层析成像测井 大庆测试技术服务分公司近年来对电容层析成像测井做了初步研究。研究的成像测量方法与地面电容流动的成像测量方法相似，采用了12电极结构，应用有限元方法计算测量敏感场，应用反投影算法实现图像重建。实验室研究取得了较好的结果，但要制作仪器应用到实际生产还有待于进一步的努力。 4.电磁波流动成像测井 在井下电磁波流动成像方面，国内石油大学吴锡令教授的课题组早在1995年开展了研究，目前已经取得了初步成果。该方法综合利用油气与水的介电特性和导电特性差异辨识井内流体。测量探头由8
国外随钻测井发展历程 提高服务质量，降低服务成本是工程技术服务努力追求的目标，就此而言, 随钻测井相对于电缆测井具有多方面的优势。随钻测井资料是在泥浆滤液侵入地层之前或侵入很浅时测得的，更真实地反映原状地层的地质特征，可提高地层评价精度。随钻测井在钻井的同时完成测井作业,减少了井场钻机占用时间,从钻井-测井一体化服务的整体上节省成本。在某些大斜度井或特殊地质环境（如膨胀粘土或高压地层）钻井时，电缆测井困难或风险大以致不能进行作业时，随钻测井是唯一可用的测井技术。因此,随钻测井既提高了地层评价测井数据的质量，又减少了钻井在用时间，降低成本。 在过去的近20年里, 随钻测井技术快速发展, 目前已具备对应电缆测井的所有技术，包括比较完善的电、声、核测井系列，以及随钻核磁、随钻压力等等。同时, 全球随钻测井业务不断增长, 已成为油田工程技术服务的主体技术之一，其业务收入和工作量大幅增加。可以预期, 随着石油勘探开发向复杂储集层纵深发展, 随钻测井技术将更趋完善, 电缆测井市场份额将更多地被随钻测井所取代。 一、随钻测井发展历程 随钻测井技术的发展可追溯到1930年前后，当时电缆测井技术开始出现和发展。20世纪30年代早期，Dallas地球物理公司的J.C.Karaher用一段长4-5英尺的绝缘线将钻头与钻柱绝缘，在每根钻杆内嵌入绝缘棒，用一根导线在绝缘 棒中间穿过，通向地面，通过这根导线传输信号。 用这种方法得到了令人鼓舞的结果，测量到连续 的电阻率曲线。1938年采集到第一条LWD电阻率 曲线[1]，这是用电连接方式传输数据的第一条 LWD曲线（图1）。 20世纪40年代和50年代仅有的几个专利文 献表明，许多发明家和研究组织继续致力于实时 的、可靠的随钻测量系统的研究，遗憾的是，LWD 数据传输技术的发展非常缓慢，技术上很难突破。 在测井技术发展开始的50年时间里，在石油工业
第三章 井壁成像测井方法及地质解释
提纲1．仪器概况2．主要处理方法3．实验研究 4．图像处理方法5．地质应用
公司斯仑贝谢阿特拉斯哈里伯顿系统MAXIS-500ECLIPS-5700EXCELL-2000 井下仪器全井眼微电阻扫描成像仪 (FMI) 阵列感应成像仪(AIT) 方位电阻率成像仪(ARI) 超声成像仪(USI) 偶极子横波成像仪(DSI) 阵列地震成像仪(ASI) 组合地震成像仪(CSI) 声电组合成像测井 (START IMAGER) 多极阵列声波(MAC) 数字井周成像(CBIL) 核磁共振成像(MRFL.C) 微电阻成像(EMI) 声波扫描成像 (CACI) 成像测井系统及仪器
1、井壁成像测井的测量原理 ?微电阻率成像测井的测量原理及性能ùFMI的测量原理 ùFMI的测量方式 ù电阻率成像测井的技术指标 ?声波成像测井原理及性能指标 ùCAST工作原理 ù声波成像测井仪的技术指标
1.1 微电阻率成像测井的测量原理及性能 目前，电阻率成像共有三种测井系列，它们分 别是斯仑贝谢的FMI、哈里伯顿的EMI、阿特拉斯的STAR-Ⅱ。其测量原理相同，只是电极个数有差 异，对井眼的覆盖率有所不同，现仅以FMI为例介 绍电阻率成像的测量原理。
FMI的测量原理图1为FMI仪 器及极板部分的示 意图，FMI有八个 极板，每个极板有 两排24 个电极， 八个极板共计192 个电极，测量过程 中八个极板推靠至 井壁，192个电极 同时测量，每个电 极可测得所在处井 壁视电阻率值。随 着仪器上提可测得 全井段的数据，经 过一系列处理，即 可获得测量井段纵 向上的微电阻率扫 描图像。
测井资料综合解释 目录 绪论 (2) 第一章自然电位测井 (6) 第二章电阻率测井 (11) 第三章声波测井 (26) 第四章放射性测井 (39) 第五章工程测井方法 (61) 第六章生产测井 (82) 第七章测井资料综合解释 (93)
绪论 一、测井学和测井技术的发展测井学是一个边缘科学，是应用地球物理的一个分支，它是用物理学的原理解决地质学的问题，并已在石油、天然气、金属矿、煤田、工程及水文地质等许多方面得到应用。30年代首先开始电阻率测井，到50年代普通电阻率发展的比较完善，当时利用一套长短不同的电极距进行横向测井，用以较准确地确定地层电阻率。60 年代聚焦测井理论得以完善，孔隙度形成了系列测井，各类聚焦电阻率测井仪器也得到了发展，精度也相应得以提高。测井资料的应用也有了长足的发展，随着计算机的应用，车载计算机和数字测井仪也被广泛的应用。到现在又发展了各种成像测井技术。 二、测井技术在勘探及开发中的应用无论是金属矿床、非金属矿床、石油、天然气、煤等，在勘探过程中在地壳中只要富集，就具有一定特点的物理性质，那我们就可以用地球物理测井的方法检测出来。特别是石油和天然气，往往埋藏很深，只要具有储集性质的岩石，就有可能储藏有流体矿物。它不用像挖煤一样。而是只要打一口井，确定出那段地层能出油，打开地层就可以开采。由于用测井资料可以解决岩性，即什么矿物组成的岩石，它的孔隙度如何，渗透率怎么样，含油气饱和度大小。沉积时是处于什么环境，是深水、浅水、还是急流河相，有无有机碳，有没有生油条件，能不能富集。在勘探过程中，可以解决生油岩，盖层问题，也可以对储层给予评价，找到目的层，解释出油、气、水。 在油气田开发过程中，用测井可以监测生产动态，解决工程方面的问题。井中产出的流体性质，是油还是水，出多少水，油水比例如何，用流体密度，持水率都可以说明。注水开发过程中，分层的注入量，有没有窜流，用注入剖面测井都可以解决。生产过程中，套管是否变形，有没有损坏、脱落或变位，管外有无窜槽，射孔有没有射开，都需要测井来解决。对于设计开发方案，计算油层有效厚度，寻找剩余油富集区都离不开测井。测井对石油天然气勘探开发来说，自始至终都是不可缺少的，是必要的技术。它服务于勘探开发的全过程。 三、储层分类及需要确定的参数 1．储集层的分类及特点石油、天然气和有用的流体都是储存在储集层中，储集层是指具有一定储集空间的，并彼此相互连通，存在一定渗透能力的的岩层。储层性质分析与评价是测井解释的主要任务。 1) 碎屑岩储集层 它包括砾岩、砂岩、粉砂岩和泥质粉砂岩等。世界上有40％的油气储集在碎屑岩储 集层。碎屑岩由矿物碎屑，岩石碎屑和胶结物组成。最常见的矿物碎屑为石英，长石和其他碎屑颗粒；胶结物有泥质、钙质、硅质和铁质等。控制岩石储集性质是以粒径大小、分选好坏、磨圆度以及胶结物的成分，含量和胶结形式有关。一般粒径大，分选和磨圆度好，胶结物少，则孔隙空间大，连通性好，为储集性质好。 2) 碳酸盐岩储集层 世界上油气50％的储量和60％的产量属于这一类储集层。我国华北震旦、寒武及奥陶系的产油层，四川的震旦系，二叠系和三叠系的油气层，均属于这类储层。 碳酸盐岩属于水化学沉积的岩石，主要的矿物有石灰石、白云石和过渡类型的泥灰岩。它的储集空间有晶
成像测井技术研究现状及应用 【摘要】 成像测井作为第四代测井技术予20世纪80年代后期开始商业应用。成像测井采用阵列化传感器技术，在井下大量采集丰富的地层信息，利用遥传将采集到的地层信息传到地面，并通过图像处理技术得到井壁二维图像或井壁周围某一探测范围内的三维图像。根据预测，使用成像测井技术进行的油气勘探开发与使用数控技术相比，可提高10％一20％的油气储量。因此，成像测井技术对来来油气勘探与开发的发展起着十分重要的作用。文中阐述了目前常用的井下成像测井的原理、发展现状及其成用，并预测成像测井技术将来的发展趋势。 【引言】 测井起源予1927年的法国，当时只有测量视电阻率、自然电位、井温等仪器，经过近80年的发展。如今发展成为以电法测井仪、声波测井仪与核磁共振测井仪等系列的测井仪器。回顾测井技术的发展历程，测井技术经历了从模拟测井到数字测井、数控测井、成像测井的发展历程。 成像测井技术是美国率先推出的具有三维特征的测井技本，是当今世界最新的测井技术。它是在井下采用阵列传感器扫描测量或旋转扫描测量，沿井眼纵向、径向大量采集地层信息，利用遥传将采集到的地层信息，利用遥传将采集到的底层信息从井下传到地面，通过图像处理技术得到井壁二维图像或井眼周围某一探测范围内的三维图像。因此，成像测井图像比以往的曲线表达方式更精确、更直观、更方便。 传统的测井只能获取井下地层井眼周向和径向上单一的信急，它适用于简单的均质地层。而实际上地层是非均质的，尤其是裂缝性油气层的非均质性最为明显，在地层的周向和径向上的非均质性也非常突出。这促使人们开始利用非均质和非线性理论来设计测井仪器。成像测井技术就是在此理论基础上发展起来的。它能获取井下地层井眼周向方位上和径向上多种丰富的信息，能够在更复杂、更隐蔽的油气藏勘探和开发方面有效的解决一系列问题：薄层、薄互层、裂缝储层、低孔隙低渗透层、复杂岩性储层评价；高含水油田开发中剩余油饱和度及其分布的确定；固井质量、压裂效果、套管井损坏等工程测井问题以及地层压力、地应力等力学参数的求取等等。
一、测井方法的综合概述 测井项目 符号 标准单位 纵向分辨率 测量方式 岩石物理响应机理 地质应用领域 影响因素 井径测井 CAL in 、cm 井眼直径 划分岩性，划分剖面 岩性，钻头直径 自然电位测井 SP mV 6-10ft 地层中自然电流的流动 测两电极及地面参考电极间的电位 划分渗透层，估算泥质含量，地层对比，确定地层水电阻率，确定油水层及油水界面，确定水淹层 地层水矿化度 地层压力 自然伽马测井 GR API 8-12in 总计数率 地层天然GR 放射性强度 划分岩性，进行地层对比，估算泥质含量 层厚，井参数，放射性涨 落误差，测速 自然伽马能谱测井 NGS Ppm,% 8-12in 谱测量率U 、Th 、K 利用、238U 、40K 特征能量 划分岩性，研究流体运移，研究沉积环境，区分粘土矿物 泥浆密度，井径，泥浆性能，地层密度，重晶石 补偿声波测井 BHC Us/ft 声波传播时间 声波时差 消除井径影响，确定岩性和孔隙度 井眼环境，侵入带 声速测井 AC us/ft 声波传播时间 不同介质声波时差的差异 判断岩性，计算孔隙度，气层识别 气层，裂缝，疏松地层及井眼扩径严重的地层 声波全波列测井 AWL Us/ft 纵波首波传播时间，声波全型波列 声波时差 划分岩性、气层，估算孔隙度，判断裂缝 岩性，孔隙度，流体性质 补偿中子测井 CNL % 24in 含氢指数 快中子slowing-down 性质对地层含氢指数的影响 确定地层孔隙度、判断岩性、识别气层 井眼，泥浆矿化度、地层水 矿化度、骨架岩性等 中子寿命测井 TDT us 中子俘获截面，衰减时间 热中子寿命 判断地层含油气性，计算Sw 和Sh 井眼，测井液侵入，储层厚度，背景值 次生伽马能谱测井 GST 脉冲 13-25cm 次生伽马能谱 快中子 计算孔隙度和Sw ，判断岩性，井眼
贝克休斯随钻测井技术介绍
贝克休斯随钻测井 技术介绍
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随钻测量(MWD)
旋转倾斜角
– 旋转钻井过程中的井眼倾斜角
旋转方位角
– 旋转钻井过程中的井眼方位角
方向原始数据
– 用于对钻柱轴向磁场干扰进行修正
振动粘滑动态
– 轴向振动 – 横向振动 – 粘滑振动
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贝克休斯随钻测井技术介绍
高速数据传输 (aXcelerate)
原始信号的形状清晰且容易 确定 泵噪音和反射作用导致到达 地表传感器的信号失真 对泵噪音的消除使得对井下 脉冲发生器信号的识别成为 可能 动态优先级提升（DPP）算 法可消除反射作用和表面噪 音 对信号进行最终过滤，并采 用自适应相关器恢复井下脉 冲发生器的原始信号
4
高速数据传输 (aXcelerate)
3比特/秒的实时数据 密度具有足够分辨率 能确保图像重要特征 的识别 增加至6比特/秒的数 据密度可产生清晰的 图像，可确保特征识 别以及实时倾角选择
5
伽马射线、电阻率和中子放射性测量(OnTrak, LithoTrak)
伽马射线
– 用于识别砂层或页岩 – 用于计算地层倾角
Gamma 伽马射线 Ray
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贝克休斯随钻测井技术介绍
伽马射线、电阻率和中子放射性测量(OnTrak, LithoTrak)
伽马射线
– 用于识别砂层或页岩 – 用于计算地层倾角
电阻率 Resistivity
MPRTEQ
电阻率测量
– 对碳氢化合物或水进行识别 – 通过后处理（MPRTEQ）计算 含水饱和度 – 增强地层导向功能
7
伽马射线、电阻率和中子放射性测量(OnTrak, LithoTrak)
伽马射线
– 用于识别砂层或页岩 – 用于计算地层倾角
Density & 密度与孔 Porosity 隙度
电阻率测量
– 对碳氢化合物或水进行识别 – 通过后处理（MPRTEQ）计算 含水饱和度 – 增强地层导向功能
中子放射性测量
– 确定孔隙度和识别天然气 – 图像可用于构造解译 – 用于计算井径仪
8
伽马射线、电阻率和中子放射性测量(OnTrak, LithoTrak)
伽马射线
– 用于识别砂层或页岩 – 用于计算地层倾角
电阻率测量
– 对碳氢化合物或水进行识别 – 通过后处理（MPRTEQ）计算 含水饱和度 – 增强地层导向功能
中子放射性测量
– 确定孔隙度和识别天然气 – 图像可用于构造解译 – 用于计算井径仪
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测井技术作为认识和识别油气层的重要手段，是石油十大学科之一。现代测井是当代石油工业中技术含量最多的产业部门之一，测井学是测井学科的理论基础，发展测井的前沿技术必须要有测井学科作指导。 二十一世纪，测井技术要在石油与天然气工业的三个领域寻求发展和提供服务：开发测井技术、海洋测井技术和天然气测井技术。目前，测井技术已经取得了“三个突破、两个进展”，测井技术的三个突破是：成像测井技术、核磁测井技术、随钻测井技术。测井技术的两个进展是：组件式地层动态测试器技术、测井解释工作站技术。“三个突破、两个进展”代表了目前世界测井技术的发展方向。为了赶超世界先进水平，我国也要开展“三个突破、两个进展” 的研究。 一、对测井技术的需求 目前我国油气资源发展对测井关键技术的需求主要有如下三个方面：复杂地质条件的需求、油气开采的需求、工程上的需求。 1)复杂地质条件的需求我国石油储量近90%来自陆相沉积为主的砂岩油藏，天然气储量大部分来自非砂岩气藏，地质条件十分复杂。油田总体规模小，储层条件差，类型多，岩性复杂，储层非均质性严重，物性变化大，薄层、薄互层及低孔低渗储层普遍存在。这些迫切需要深探测、高分辩率的测井仪器和方法，开发有针对性、适应性强的配套测井技术。 2)油气开采的需求目前国内注水开发的储量已占可采储量的90%以上，受注水影响的产量已占总产量的80%，综合含水85%以上。油田经多年注水后，地下油气层岩性、物性、含油(水)性、电声特性等都发生了较大的变化，识别水淹层、确定剩余油饱和度及其分布、多相流监测、计算剩余油(气)层产量等方面的要求十分迫切。 3)工程上的需求钻井地质导向、地层压力预测、地应力分析、固井质量检测、套管损坏检测、酸化压裂等增产激励措施效果检测等都需要新的测量方法。 二、测井技术现状 我国国内测井技术发展措施及道路主要有两条：一方面走引进、改造和仿制的路子;另一方面进行自主研究和开发。下面分别总结一下我国测井技术各个部分的现状： 1)勘探井测井技术现状测井装备以MAXIS-500、ECLIPS-5700及EXCELL-2000系统为主;常规探井测井以高度集成化的组合测井平台为主;数据采集主要以国产数控测井装备为主;测井数据的应用从油气勘探发展到油气藏综合描述。 2)套管井测井技术现状目前，套管和油管内所使用的测井方法主要有：微差井温、噪声测井、放射性示踪，连续转子流量计、集流式和水平转子流量计，流体识别、流体采样，井径测量、电磁测井、声测井径和套管电位，井眼声波电视、套管接箍、脉冲回声水泥结胶、径向微差井温、脉冲中子俘获、补偿中子，氯测井，伽马射线、自然伽马能谱、次生伽马能谱、声波、地层测试器等测井方法。测井结果的准确性取决于测井工艺水平、仪器的质量和科技人员对客观影响因素的校正。测井数据的应用发展到生产动态监测和工程问题整体描述与解决。 3)生产测井资料解释现状为了获得油藏描述和油藏动态监测准确的资料，许多公司都把生产测井资料和其它科学技术资料综合起来。不仅测得流体的流动剖面.而且要搞清流体流入特征，因此，生产测井资料将成为油藏描述和油藏动态监测最重要的基础。生产测井技术中一项最新的发展是产能测井，它建立了油藏分析与生产测井资料的关系。产能测井表明，生产流动剖面是评价完井效果的重要手段。产能测井曲线是裸眼井测井资料、地层压力数据、产液参数资料、射孔方案和井下套管设计方案的综合解释结果，其根本目的就是利用油层参数预测井眼流动剖面。生产测井流量剖面成为整个油层评价和动态监测的一个重要方法。 4)随钻测量及其地层评价的进展随钻测井(LWD)是随大斜度井、水平井以及海上钻井而发展起来的，在短短的十几年时间里，已成为日趋成熟的技术了。如今随钻测井已经拥有了
引言 核磁共振测井是一种适用于裸眼井的测井新技术，是目前唯一可以直接测量任意岩性储集层自由流体（油、气、水）渗流体积特性的测井方法，有明显的优越性。本文主要讲解了核磁共振测井的发展历史、基本原理、基本应用、若干问题及展望。 发展历史 核磁共振作为一种物理现象，最初是由Bloch和Purcell于1946年发现的，从而揭开了核磁共振研究和应用的序幕。1952 年，Varian 发明了测量地磁场强度的核磁共振磁力计，随后他利用磁力计技术进行油井测量。1956 年，Brown 和Fatt研究发现，当流体处于岩石孔隙中时，其核磁共振弛豫时间比自由状态相比显著减小。1960年，Brown 和Gamson研制出利用地磁场的核磁共振测井仪器样机并开始油田服务。 但是，地磁场核磁测井方案受到三个限制，即：井眼中钻井液信号无法消除，致使地层信号被淹没；“死时间”太长，使小孔隙信号无法观测；无法使用脉冲核磁共振技术。因此，这种类型的核磁共振测井仪器难以推广。1978 年，Jasper Jackson 突破地磁场，提出一种新的方案，即“Inside-out”设计，把一个永久磁体放到井眼中(Inside)，在井眼之外的地层中(Outside)建立一个远高于地磁场、且在一定区域内均匀的静磁场，从而实现对地层信号的观测。这个方案后来成为核磁共振测井大规模商业化应用的基础。但是由于均匀静磁场确定的观测区域太小，观测信号信噪比很低，该方案很难作为商业测井仪而被接受。1985 年，ZviTaicher和Schmuel提出一种新的磁体天线结构，使核磁共振测井的信噪比问题得到根本性突破。1988 年，一种综合了“Inside-out”概念和MRI 技术，以人工梯度磁场和自旋回波方法为基础的全新的核磁共振成像测井(MRIL)问世，使核磁共振测井达到实用化要求。 此后，核磁共振测井仪器不断改进，目前，投入商业应用的核磁共振测井仪器的世界知名测井服务公司分别为：斯仑贝谢、哈利伯顿和贝克休斯。他们代表性的产品分别是：Schlumberger--CMR、Halliburton--MRIL-P、Baker hughts—MREX。 基本原理 在没有任何外场的情况下，核磁矩(M)是无规律地自由排列的。在有固定的均匀强磁场σ0影响下，这个自旋系统被极化，即M重新排列取向，沿着磁场方向排列。同时，原子核还存在轨道动量矩，象陀螺一样环绕，这个场的方向以频率ω0 进动。ω0与磁场强度σ
INTEQ技术介绍
2009年7月2日
INTEQ –随钻测井、随钻解答的应用
? 钻井危险防范
–油气公司希望在最大限度提高钻完效率的同时，避免 各种安全隐患。实时随钻测井资料提供钻井危险的预 测以预防危险发生。
? 井眼布置
–更多（且更为准确）的测量数据减少了不确定性，确 保在储层的“甜区”内实现最佳的井眼布置。实时随 钻测井资料提供快速更改井眼轨迹的依据（包括钻井 与地质依据）以提高采收率。
? 综合地层评估
–对储层概况更为详尽的了解有利于更好地进行完井与 开采规划并更为准确地进行储量预测。
Answers While Drilling Applications
? 钻井危险防范 ? 井眼布置
? 综合地层评估
INTEQ – OnTrak/LithoTrak伽马射线、电阻率和中子放射性测量服务
? 伽马射线
–用于识别砂层或页岩 –用于计算地层倾角
Gamma 伽马射线 Ray
INTEQ – OnTrak/LithoTrak伽马射线、电阻率和中子放射性测
量服务
? 伽马射线
–用于识别砂层或页岩 –用于计算地层倾角
电阻率 Resistivity
MPRTEQ
? 电阻率测量
–对碳氢化合物或水进行 识别 –通过后处理（MPRTEQ） 计算含水饱和度 –增强地层导向功能
INTEQ – OnTrak/LithoTrak伽马射线、电阻率和中子放射性测
量服务
? 伽马射线
–用于识别砂层或页岩 –用于计算地层倾角
Density & 密度与孔 Porosity 隙度
? 电阻率测量
–对碳氢化合物或水进行 识别 –通过后处理（MPRTEQ） 计算含水饱和度 –增强地层导向功能
? 中子放射性测量
–确定孔隙度和识别天然 气
浅谈中国测井技术的发展方向 随着石油勘探开发的需要，测井技术发展已愈来愈迅速，高分辨阵列感应、三分量感应和正交偶极声波等新型成像测井仪为研究地层各向异性提供了强有力的手段;新的过套管井测井仪器，如电阻率、新型脉冲中子类测井仪、电缆地层测试及永久监测等现代测井技术可以在套管井中确定地层参数，精细描述油藏动态变化；随钻测井系列也不断增加。通过介绍国外如斯伦贝谢、哈里伯顿、阿特拉斯、康普乐、俄罗斯等测井新技术的测量原理和部分仪器结构，寻求我国测井技术的差距和不足，这对于我国当前的科研和生产具有指导和借鉴作用。1测井新技术 油田勘探与开发过程中，测井是确定和评价油、气层的重要手段，也是解决一系列地质问题的重要手段。国外测井技术领先者是斯伦贝谢、贝克—阿特拉斯、哈里伯顿公司三大测井公司。 1.1电阻率测井技术 1.1.1高分辨率阵列感应测井哈里伯顿的HRAI-X由1个发射器和6个子阵列接收器组成，每个子阵列有1对接收器(主接收器和补偿接收器)。线圈间距选择上确保子阵列接收器的固有探测深度接近设计的径向探测深度，所有子阵列接收器均位于一侧，具有5个径向探测深度和3个工作频率。除了感应测量外，还采集自然电位、泥浆电阻率和探头温度。 1.1.2电阻率成像测井把由岩性、物性变化以及裂缝、孔洞、层理等引起的电阻率的变化转化为伪色度，直观看到地层的岩性及几何界面的变化，识别岩性、孔洞、裂缝等。电阻率成像有FMI、AIT及ARI等。斯伦贝谢的FMI有四个臂，每个臂上有一个主极板和一个折页极板，主极板与折页极板阵列电极间的垂直距离为5.7in，8个极板上共有192个传感器，都是由直径为0.16in的金属纽扣外加0.24in的绝缘环组成，有利于信号聚焦，使得钮扣电极的分辨率达0.2in，测量时极板被推靠在井壁岩石上，小电极主要反映井壁附近地层的微电阻率。斯伦贝谢或阿特拉斯的AIT是基于DOLL几何因子的电磁感应原理，通过对单一发射线圈供三种不同频率交流使其在周围的介质中产生电磁场，用共用一个发射线圈的8对接收线圈检测感应电流，从而可以求出介质的电导率。ARI是斯伦贝谢基于侧向测井技术推出的，可以有效的进行薄层、裂缝、储层饱和度等地层评价。 1.1.3三分量感应测井三分量感应用于电性各向异性地层测井，Bak-erAtlas的三维探路者3DEX，用三对相互正交的发射-接收线圈对，采集5个磁场分量Hxx、Hyy、Hzz、Hxy、Hxz。这些信息可导出地层的水平电阻率(Rh)和垂直电阻率(Rv)，从而可描述地层电阻率各向异性。斯伦贝谢的多分量感应测井仪有一个三轴发射器和两个三轴接收器，每个线圈系都含有一个常规的z轴线圈和两个横向线圈，形成正交线圈系。 1.2声波测井技术声波测量能揭示许多储层与井眼特性，可以用来推导原始和次生孔隙度、渗透率、岩性、孔隙压力、各向异性、流体类型、应力与裂缝的方位等。声成像测井是换能器发射超声窄脉冲，扫描井壁并接收回波信号，采用计算图像处理技术，将换能器接受的信号数字化、预处理及图像处理转换成像。斯伦贝谢的SonicScanner将长源距与井眼补偿短源距相结合，在6英尺的接收器阵列上有13个轴向接收点，每个接收点有个以45°间隔绕仪器放置的8个接收器，仪器总计有104个传感器，在接收器阵列的两端各有一个单极发射器，另一个单极发射器和两个正交定向偶极发射器位于仪器下部较远处，可接收在径向、周向和轴向上纵波和横波慢度。 1.3核磁测井技术核磁共振是磁场中的原子核对电磁波的一种响应，处于热平衡的自旋系统，在外磁场的作用下磁化矢量偏离静磁场方向，外磁场作用完后，磁化矢量试图从非平衡状态恢复到平衡状态，恢复到平衡态的过程叫做驰豫。核磁共振NMR信号的驰豫时间与氢核所
ECLIPS5700成像测井系统 系统概述 ECLIPS—5700（E nhanced C omputerised L ogging and I nterpretative P rocessing S ystem）测井系统由ATLAS 公司于上世纪90年代初推出的新一代成像测井系统，ECLIPS—5700成像测井系统是一种增强型计算机化的测井评价处理系统。该系统满足了现代测井仪器阵列化、谱分析化、成像化的大规模数据处理的要求。系统主机为2台HP C3600工作站，软件建立于分布式处理及多任务的UNIX 系统平台上，提供真正的多用户/多任务系统，允许下井仪器处理、记录、储存、显示、传送等同时进行。具有现场快速直观处理解释功能。经过十年的应用和发展，ECLIPS—5700成像测井系统日趋成熟，配备了较为完善的下井仪器系列，其资料采集和处理水平很高，是目前最先进的测井系统之一。 ECLIPS—5700成像测井系统，该系统是胜利测井公司于1997年由美国Wester Atlas公司引进的。ECLIPS—5700成像测井系统又称增强型计算机测井与解释处理系统，3700系统下井仪通过改进扩展可与其兼容。它采用菜单驱动，具备“help”功能，便于操作，ECLIPS可提供广泛的诊断，如为用户提供的可选择的电源和遥传系统诊断程序。通过图形显示和数据处理的实时显示可不断地监视测井质量。ECLIPS—5700成像测井系统，它代表着目前世界的最新测井技术，具有广阔的应用前景，但是由于其昂贵的售价及收费标准，在胜利油田只使用于重点探井和重点开发井。
ECLIPS—5700成像地面测井系统照片 系统构成 ECLIPS—5700成像测井系统主要可分为六部分 一、 5753 HP3600 工作站：基于HP—UNIX操作系统的计算机，根据用户指令对输入数据完成各种处理并将其输出到各种外围设备。 二、人机交互设备（HIL）：包括键盘、鼠标和双显示器等完成用户和计算机之间的联系。 三、 5752Acq panel采集面板：将编码信号或者由LCP送来的原始信号转换成计算机可以接受的信号。 四、 5756LCP接线控制面板：其功能是将电缆接通到合适的面板上并控制下井仪器的换档、马达供电和通讯。 五、外围设备：包括存储设备、输出设备、监视设备和信号模拟设备等。主要有硬盘、软驱、刻盘机、磁带机、绘图仪、示波器、信号模拟面板。 六、安全开关面板：其作用是切换电缆连接并在射孔和取芯以及其他爆炸作业时将地面面板和下井仪器安全隔离。
成像测井简介 第一节、地层微电阻率扫描成像测井 地层微电阻率扫描成像测井是一种重要的井壁成像方法，它利用多极板上的多排钮扣状的小电极向井壁地层发射电流，由于电极接触的岩石成分、结构及所含流体的不同，由此引起电流的变化，电流的变化反映井壁各处的岩石电阻率的变化，据此可显示电阻率的井壁成像。自80年代斯伦贝谢公司的地层微电阻率扫描测井(FMS)投入工业应用以来，得到了迅速的发展，如今已是井壁成像的重要测井方法。 我们知道，微电阻率测井贴井壁测量，探测深度浅而垂向分辨率高，因而对井壁附近地层的电性不均匀极为敏感。因此，人们利用微侧向测井研究冲洗带和裂缝，利用四条微电导率测井曲线确定地层倾角，识别裂缝，研究沉积相等。但是，这些微电阻率测井无法确定裂缝的产状，无法区分裂缝、小溶洞和溶孔，这些问题都可由微电阻率扫描测井解决。 １、电极排列及测量原理 地层微电阻率扫描成像测井采用了侧向测井的屏蔽原理，在原地层倾角测井仪的极板上装有钮扣状的小电极，测量每个钮扣电极发射的电流强度，从而反映井壁地层电阻率的变化。通常把电流电平转换成灰度显示，不同级别的灰度表示不同的电流电平，这样就可用灰度图来显示井壁底电阻率的变化。 第一代FMS是在地层倾角测井仪两个相邻极板上装上钮扣状电极，每个极板上装有4排27各电极，共有54个电极，每排电极相互错开，以提高井壁覆盖率。对8.5in的井眼，井壁覆盖率为20%。 为提高井壁覆盖率，第二代仪器在4个极板上都装有两排钮扣电极，每排8个共16个电极，4个极板共64电极，对8.5in井眼，井壁覆盖率达40%，这种仪器在电极上作了很大的改进，把原来的4排电极改为2排电极，能更准确地作深度偏移。 ２、全井眼地层微电阻率扫描成像测井(FMI) 斯伦贝谢公司在前述仪器基础上，又研制了FMI。该仪器除４个极板外，在每个极板的左下侧又装有翼板，翼板可围绕极板轴转动，以便更好地与井壁接触。每个极板和翼板上装有两排电极，每排１２个电极，８个极板上共有１９２个电极，对8.5in井眼，井壁覆盖率可达80%，能更全面精确地显示井壁地层的变化。 该仪器可根据用户要求进行三种模式的测井： (1)全井眼模式测井。用192个钮扣电极进行测量，进行井壁成像。 (2)4极板模式测井。此时用4个极板上的96个电势进行测量，翼板上的电极不 工作，对于地质情况较熟悉的区域，采用这种方式测井可提高测速，降低采集数据量和测井成本，但对井壁覆盖率降低一半。 (3)地层倾角测井。当用户不需要井壁成像，而需要地层倾角时，可用这种模式 测井。这是只用4个极板上的8个电极测量，得出高分辨率地层倾角仪同样的结果，测速可进一步。 在应用FMI资料时，通常在一个地区，选有代表性的参数井进行取芯，并作FMI测井，通过与岩芯柱的详细对比，研究有关地质特征在井壁图像中的显示，就能充分利用这些特征解决地质问题。
一、名词解释 1、测井：油气田地球物理测井，简称测井well logging ，是应用物理方法研究油气田钻井地质剖面和井的技术状况，寻找油气层并监测油气层开发的一门应用技术。 2、电法测井：是指以研究岩石及其孔隙流体的导电性、电化学性质及介电性为基础的一大类测井方法，包括以测量岩层电化学特性、导电特性和介电特性为基础的三小类测井方法。 3、声波测井：是通过研究声波在井下岩层和介质中的传播特性，来了解岩层的地质特性和井的技术状况的一类测井方法。 4、核测井：是根据岩石及其孔隙流体的核物理性质，研究钻井地质剖面，勘探石油、天然气、煤以及铀等有用矿藏的地球物理方法，是地球物理测井的重要组成部分。 5、储集层：在石油工业中，储集层是指具有一定孔隙性和渗透性的岩层。例如油气水层。 6、高侵：当地层孔隙中原来含有的流体电阻率较低时，电阻率较高的钻井液滤液侵入后，侵入带岩石电阻率升高，这种钻井液滤液侵入称为钻井液高侵，R XO 裸眼井测井资料解释 测井是在勘探和开采石油、天然气、煤、金属矿等地下矿藏的过程中，利用各种仪器测量井下地层的各种物理参数和井眼的技术状况，以解决地质和工程问题的一种边缘性技术学科。 第一部分裸眼井主要测井方法 以物理学基本原理为基础，将裸眼井测井方法分为如下四大类：电磁测井、声波测井、核测井和其它测井。 裸眼井测井方法 声波测井核测井 其它测井 就油气勘探开发而言，测井资料（裸眼井和套管井资料）主要有四个方面的用途： ①地层评价与油气分析 以单井裸眼井地层评价形式完成，包括单井油气解释与储层精细描述两个层次。 单井油气解释对单井作出初步解释与油气分析，即划分岩性与储层，确定油、气、水层及油水界面，初步估算油气层的产能，尽快为随后的完井与射孔决策提供依据。 储层精细描述与油气评价主要内容有岩性分析，即计算地层泥质含量和主要矿物成分；计算储层参数，如孔隙度、渗透率、含油气饱和度和含水饱和度、已开发油层（水淹层）的剩余油饱和度和残余油饱和度，油气层有效厚度等。 ②油藏静态描述 以多井测井评价形式完成，将多井测井信息同地质、地震、开发等信息结合做综合分析评价。目的是以油气藏评价为目标，提高对油气藏的三维描述能力。 ③油井检测与油藏动态描述 在油气田开发过程中，研究产层的静态和动态参数（孔隙度、渗透率、温度、压力、流量、油气饱和度、油气水比等）的变化规律，为单井动态模拟和全油田的油藏模拟提供基础数据，以制定最优的开发调整方案、达到最大限度地提高最终采收率的目的。 ④钻井和采油工程 在钻井工程中，测量井眼几何形态的变化，估算地层的孔隙流体压力和岩石的破裂压力及其梯度，确定下套管的深度和水泥上返高度，检查固井质量，确定井下落物位置、钻具切割等。在采油工程中，进行油气井射孔、检查射孔质量、酸化和压力效果，确定出水、出砂和窜槽层以及压力枯竭层位等。 测井资料最重要、最核心的应用是地层评价（说得更窄些就是油气层评价）。测井解释
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