地球物理测井课程设计报告.doc

《测井方法原理》课程设计

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年 月 日 一、课程设计的目的和基本要求

本课程设计是地球物理测井教学环节的延续（独立设课），目的是巩固课堂所学的理论知识，加深对测井解释方法的理解，会用所学程序设计语言完成设计题目的程序编写，利用现有绘图软件完成数据成图，对所得结果做分析研究，最终完成报告一份。

二、课程设计的主要内容

1. 运用所学测井知识对某油田实际测井资料进行（手工）定性和（计算机）定量分析。

2. 使用自然伽马、自然电位、井径及微电阻率测井曲线进行岩性识别。

3. 使用自然伽马、自然电位、井径及微电阻率测井曲线进行储层划分，用声波速度、密度及中子曲线进行储层物性评价。

4. 根据划分出的渗透层，读出储层电阻率值。并根据阿尔奇公式计算裸眼井原始含油饱和度和剩余油饱和度。

5. 上述岩性识别、物性评价及含油气性评价定量分析程序要求学生用所学C语言独立编写。

三、基本原理

“四性”关系及其研究方法：

1.岩性评价

岩性是指岩石的性质类型等，包括细砂岩、粉砂岩、粗砂岩等，同时还包括碎屑成分、填隙物、粒间孔发育、颗粒分选、颗粒磨圆度、接触关系、胶结类型等方面。通过划分岩性和分析岩心资料总结岩性规律，其研究主要依据岩心资料，地质资料和测井资料等。通过分析取心井的岩心资料和地质资料以及测井曲线的响应特征来识别岩性，并建立在取心井上的泥质含量预测解释模型。一般常用岩性测井系列的自然伽马GR、自然电位SP、井径CAL曲线来识别岩性。

a．定性分析

定性划分岩性是利用测井曲线形态特征和测井曲线值相对大小，从长期生产实践中积累起来的划分岩性的规律性认识。首先要掌握岩性区域地质的特点，如井剖面岩性特征、基本岩性特征、特殊岩性特征、层系和岩性组合特征及标准层特征等。其次，要通过钻井取心和岩屑录井资料与测井资料作对比分析，总结出用测井资料划分岩性的地区规律。表1为砂泥岩剖面上主要岩石测井特征，在应用表中总结的特征时不能等量齐观，而应针对某一具体岩性找到有别于其他岩性的一两种特征。

岩性 自然电位 自然伽马 微电极 电阻率 井径 声波时差

泥岩

泥岩基线 高值 低、平值 低、平值 大于钻头直径 大于300且不稳定

页岩

近于泥岩基线 高值 低、平值 低、平值较泥岩高 大于钻头直径 大于300 表1 主要岩石的测井特征

在对淡水泥浆井，地层剖面由砂岩、粉砂岩、煤层和泥岩四种岩石组成。如果测井资料有自然电位、自然伽马、微电极、密度和电阻率曲线，则可按下列步骤区分它们：

（1）用自然电位和微电极测井曲线把渗透层和非透层区分开：砂岩和粉砂岩的自然电位有明显负异常，微电极有正幅度差，而煤层和泥岩自然电位无异常，微电极无幅度差。

（2）利用自然电位、自然伽马和微电极测井曲线区分砂岩和粉砂岩：砂岩的自然电位、自然伽马测井曲线的异常幅度大于粉砂岩的曲线异常幅度，在微电极测井曲线砂岩异常幅度差大于粉砂岩异常幅度差。

（3）利用电阻率和密度曲线可区分泥岩和煤层，煤层为高阻，泥岩为低阻；泥岩密度测井值较高而煤层密度测井值在剖面上看则很低。

b．定量计算

储集层的岩性评价的定量解释主要是指确定储集层岩石所属的岩石类别，计算岩石主要矿物成分的含量和泥质含量，还可以进一步确定泥质在岩石中分布的形式和粘土矿物的成分。在定量计算方面主要是计算泥质含量和粘土含量。泥质含量是指岩石中颗粒很细的细粉砂(小于0.1mm)与湿粘土的体积占岩石体积的百分数，用符号Vsh表示；当需要把泥质区分为细粉砂和湿粘土时，则要计算岩石的粘土含量，它表示岩石中湿粘土的体积占岩石体积的百分数，用符号Vclay表示。

本次课程设计中用的是：自然伽马确定泥质含量

除钾盐层外，沉积岩放射性的强弱与岩石中含泥质的多少有密切的关系。岩石含泥质越多，自然放射性就越强。

一般常用的经验方程如下：

Vsh GCUR•△GR - 1GCUR - 1

△GR GR - GRmin GRmax- GRmin

式中Vsh为地层泥质含量；△GR为自然伽马相对值;GR为自然伽马测井读数；GRmin为目的层段自然伽马测井读数最小值，即纯砂岩层段的自然伽马测井读数；GRmax为目的层段自然伽马测井读数最大值，即纯泥岩层段的自然伽马测井读数；GCUR为经验系数，与底层的地质时代有关，可按地层时代在较广泛的地区由岩心分析资料求得。通常，对第三纪地层GCUR=3.7，老地层GCUR=2.0。

2.物性评价 物性是指是指岩石的物理性质，主要包括孔隙度、渗透率等方面。一般常用孔隙度测井曲线来判断物性，包括声波时差AC、密度测井DEN，中子测井CNL等。

储层物性反映的是储层质量的好坏，决定了油区的丰度和储量。应用测井资料对储层物性评价，主要是通过储层的有效孔隙度、绝对渗透率、有效渗透率、孔渗关系等进行储层的粉砂岩

明显异常 中等值 中等正幅度差异 低于砂岩 小于钻头直径 260-400

砂岩

明显异常 低值 明显正幅度差异 中等到高，致密砂岩高 小于钻头直径 250-450且较为稳定

煤层

异常不明显 低值 无幅度差异 高阻 接近钻头直径 350-450 评价分类。

测井计算反映储层物性的参数主要有孔隙度、渗透率、泥质含量以及粒度中值，甚至颗粒分选系数等，显然储层孔隙度高、渗透率大、泥质含量低、粒度大而均匀则储层物性好，相反，储层孔隙度低、渗透率小、泥质含量高、粒度细或颗粒不均匀则储层物性差。

A. 孔隙度

孔隙度是反映储层物性的重要参数，也是储量、产能计算及测井解释不可缺少的参数之一。目前，用测井资料求取储层孔隙度的方法已经比较成熟，精度完全可以满足油气储量计算和建立油藏地质模型的需要。

本次课程设计用的是：声波时差测井定量计算孔隙度

含水纯地层：Φ=Φs=tma△-tf△tma△-t△

含泥质水层：Φ=Φs-SHtma△-tf△tma△-tsh△

B. 渗透率

渗透率是评价油气储层性质和生产能力的又一个重要参数。由于受岩石颗粒粗细、孔隙弯曲度、孔喉半径、流体性质、粘土分布形式等诸多因素影响，使测井响应与渗透率关系非常复杂，各影响因素之间尚无精确的理论关系，所以只能估计渗透率。

本次课程设计估计渗透率的公式：PERM=0.6021*e(21.88*POR)

3.含油气性评价 含油性是指还油的多少，其研究主要根据已有的岩心资料、试油资料、测井资料。储集层的含油性是指岩层孔隙中是否含油气以及油气含量大小。地质上对岩心含油级别的描述分为饱含油、含油、微含油、油斑及油迹，其含油性依次降低。应用测井资料可对储集层的含油性作定性判断，更多的是通过定量计算饱和度参数来评价储集层的含油性。

通常计算的饱和度参数有：地层含水饱和度Sw，束缚水饱和度Swb，可动水饱和度Swm；含油气饱和度Sh或含油饱和度So，含气饱和度Sg，残余油饱和度Sor，可动油饱和度Som以及冲洗带可动油体积Vom=φSom和残余油体积Vor=φSor。应用这些参数来评价储集层的含油性。

本次课程设计运用阿尔奇公式来计算地层的含水饱和度以判断含油气情况。

1000()(1)twnwmnnmWwtRRabRabbFISRRSSR,

其中Sw为含水饱和度；a为与岩性有关的比例系数，一般为0.6~1.5；m为岩石胶结指数，常取2左右；b为与岩性有关的常数，常取1；n为饱和度指数，常取2；Rw为地层水电阻率；Rt为地层含油时的电阻率；Φ为岩石孔隙度。

虽然阿尔奇公式本来是对具有粒间孔隙的纯地层得出的，但实际上，它们可用于绝大多数常见储集层。在目前常用的测井解释关系式中，只有阿尔奇公式最具有综合性质，它是连接孔隙度测井和电阻率测井两大类测井方法的桥梁，因而成为测井资料综合定量解释的最基本解释关系式。

4.电性评价

电性是指一切测井响应特征，测井曲线的质量和来源地可靠度成为首要条件。通过研究分析关键井的测井响应曲线，结合岩心分析资料、录井资料、试油资料等，建立关键井的“四性”关系，从而就未取心的井开展电性，岩性，物性及含油性研究。

四、实例分析

本次课程设计是利用赵老师的测井资料，利用CARBON软件进行数据处理，绘制图件，对该井的储集层进行相应的岩性、物性和含油饱和性评价。本课程设计对1250m到1320m段进行分析评价。成果图如下：（见下页）

1.岩性评价

a.定性划分岩性

①1252.65m-1255.10m井段：SP曲线偏离泥岩基线出现负异常，GR值为低值，微电极RNL﹥RMN，用微电极划分薄层，故这一井段为薄层渗透性岩层。

②1272.65m-1283.95m井段：SP曲线偏离泥岩基线出现明显负异常，GR值为低值，微电极RNL﹥RMN，可运用SP曲线半幅值法划分岩性剖面，也可根据微电极分离处确定界限位置。

③1290.95m-1312.35m井段：SP曲线偏离泥岩基线出现明显负异常，GR值为低值，微电极RNL﹥RMN，可运用SP曲线半幅值法划分岩性剖面，也可根据微电极分离处确定界限位置。

b.定量计算泥质含量

经验方程如下：

Vsh GCUR•△GR - 1GCUR - 1

△GR GR - GRmin GRmax- GRmin

1252.65m-1255.10m井段：GR=2.213,代入上式，得出Vsh=0.17117

1272.65m-1283.95m井段：GR=1.466,代入上式，得出Vsh=0.058346

1290.95m-1312.35m井段：GR=1.359,代入上式，得出Vsh=0.044398

2.物性评价

a.定性评价

孔隙度测井系列曲线主要有：声波时差测井，密度和中子测井。从声波时差曲线中可以看出：上述划分的砂岩段中的曲线幅度较为稳定，泥岩井段严重坍塌，出现“周波跳跃”现象。对于渗透率，一般认为孔隙度大的井段渗透率也相应较好。

b.定量计算

对储集层的物性评价是通过对相应砂岩层的孔隙度和渗透率计算，本课程设计运用的公式：

mashmashfmafmattttVtttt•，

K=0.6021*e（21.88*Φ）

①1252.65m-1255.10m井段：△t=240.948，代入公式得，Φ=0.180083，K=30.96549

②1272.65m-1283.95m井段：△t=236.378，代入公式得，Φ=0.17226，K=26.09449

③1290.95m-1312.35m井段：△t=240.948，代入公式得，Φ=0.173777，K=26.97514

3.含油气性评价

含油气评价主要是根据已给数据的电阻率曲线形态及相关数据分析其含油性好坏，计算