微电阻率扫描成像测井资料解释方法研究

微电阻率扫描成像测井仪（MCI）Micro Scan Imaging一、仪器测量原理推靠器极板发射的交变电流通过井内泥浆柱和地层回到仪器顶部的回路电极；推靠器、极板金属体起到聚焦的作用，使极板中部流出的电流垂直于极板外表面进入地层；通过测量电扣上的电流强度，可以反映出电扣正对着的地层由于结构或电化学上的非均质所引起的电阻率变化；电扣电流信息经过适当处理，可刻度出彩色或灰度等级图像，从而反映出地层微电阻率的变化。

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的电阻率的变化二、仪器组成仪器组成自下而上依次为推靠系统部分、预处理短接、采集短接、绝缘短接和护冒。

推靠系统部分：最下面是推靠臂即6个极板，在推靠短接最上方有一个键槽正对下方的那个极板为一号极板（P1AZ为一号极板方位），安逆时针方向依次为2号3、4、5、6号极板。

每个极板上分布24个电扣分2横排，测井时每个极板上最多允许有2个纽扣是坏的。

推靠器内部有六个电位器测量井径值最终可以得到3组井径值。

预处理短接：预处理短节首先将极板送来的电扣信号进行低通滤波，把交变的模拟信号转化成较为稳定的直流信号，然后经过模拟开关和信号缓冲器送到采集系统。

预处理短节内测斜探头包括3个加速度计和3个磁通门完成AX、A Y、AZ、FX、FY、FZ信号的采集工作。

确定每个极板在井内测井时所对应的方位。

采集短接：在采集系统内进行A/D转换并对数据进行打包处理，最后由遥传短节将其送到地面系统进行进一步处理。

三、主要技术参数分辨率 5 mm覆盖率60% (8″井眼)测井速度225 m/h仪器长度8300 mm最大直径127 mm耐温155℃耐压100 MPa适应泥浆水基传输速率100 kbps泥浆电阻率范围0.1Ω·m～50Ω·m100k的遥传与300K的区别在于300K的把GR取出来，单独用一支GR仪器，然后将测斜部分做在里面了，300k的遥传比100k的长。

文章编号:1004—5716(2004)12—0093—03中图分类号:TE122.24　文献标识码:A 地层微电阻率扫描成像测井沉积学分析及储层评价陈本才,马俊芳,高亚文(江苏石油勘探局地质测井处,江苏江都225265)摘　要:根据我国陆相油藏的特点和地层微电阻率扫描成像测井的特点,分析了该测井技术的基本表现形式,并概括总结了地层微电阻率扫描成像测井的沉积学分析的基本内容及在苏北盆地的实际应用。

关键词:成像测井;储层;沉积学分析;评价 我国石油储量近90%来自于陆相沉积为主的油藏,其储层类型多,岩性复杂,储层非均质性强,物性变化大,薄互层、低孔低渗储层多,单纯使用常规解释方法评价储层有一定的难度。

地层微电阻率扫描成像测井就是为了适应这些油气藏的勘探开发而于20世纪90年代开始推广应用的测井新技术,它具有纵向分辩率高、成果可视化、适用范围广等优点。

对低阻油藏、特殊岩性油藏、裂缝/孔洞型油藏采用新的测量评价技术,以获得更多的储量。

针对陆相油藏的特点和地层微电阻率扫描成像测井的特点主要从以下几方面进行讨论。

1　地层微电阻率扫描成像测井简介地层微电阻率扫描成像测井主要包括阿特拉斯Eclips5700的STAR、斯仑贝谢Max500的FMI和哈里伯顿Excell2000的EMI。

这里,我们主要对Eclips5700的STAR成像测井原理作一简介。

地层微电阻率扫描成像测井(STAR)有6个独立的极板,每个极板有24个纽扣电极,分上下两排交错排列,每排有12个纽扣电极,6个极板共装有144个纽扣电极,每个电扣的直径为0.2in,电扣间距为0.1in。

测量时极板被推靠在井壁上,记录电极的电流强度及所施加的电压,其中电流强度的变化反映了井壁周围微电阻率的变化。

其采样密度为0.1in,其密集的采样数据经过深度校正、加速度校正、电压校正、井眼集合校正等一系列校正处理就可形成电阻率图像,反映地层的电学特征,以北方向为基准展开,0°～360°方位的伪成像,其色彩的细微变化代表着岩性、物性及井壁结构的相应变化。

• (2)浅三侧向
•
主电极:A0;
•
屏蔽电极:A1 A2
•
回路电极:B1 B2
4
2测量原理
主电极 A0发出主电流
I
，屏蔽电极
0
发出屏蔽电流
I
，使
s
U
A0
U A1 U A2
测量主电极中点与对比 电极 N的
电位差
U，记录
Ra
K
U I0
Ra反映主电极中点附近地 层电阻率
的变化，因此记录点为 主电极的中点
屏蔽电极发出屏蔽电流
I
，
s
使 U m1
U
，测量电极
m
' 1
M
电位
1
记录
Ra
K
U M1 I0
（ U N 0）
8
三双侧向测井
三侧向测井探测深度浅而七 侧向 探测深度虽然有所改进但深浅七侧向 电极距不同,所测两条视电阻率曲线受 围岩影响不同给解释工作带来一定的 困难因此提出双侧向(8侧向)测井.
1 双侧向测井电极系 双侧向测井电极系是三 七侧向测井电极系结合
• 为了求地层径向各带电阻率设计各种侧向测井 .
• 如三侧向 七侧向 双侧向 微侧向等等 3
一三侧向
• 三电极侧向测井简称为三侧向.为了 测准确渗透层井段侵入带和原状地 层电阻率设计深/浅三侧向,两种电 极系探测深度不同但测量原理相同.
• 1 电极系:(如图)
• (1)深三侧向
•
主电极:A0;
•
屏蔽电极:A1 A2
微电阻率测井包括:
微电极 微侧向 邻近
侧向
微球形聚焦测井等
14
一微电极测井

图 1 平行层理和成岩结核 (济阳坳陷××井)
图 2 交错层理 (济阳坳陷××井)
图 3 冲刷面和生物扰动构造 (济阳坳陷××井)
图 4 负载构造 (济阳坳陷××井)
·62·
测 井 技 术
2000 年
3. 变形构造 变形构造也称同生变形构造, 是指在沉积作用的 同时或在沉积物固结成岩之前处于塑性状态时发生变 形所形成的各种构造。
图 5 包卷层理和逆断层 (济阳坳陷××井)
图 6 滑塌构造和逆断层 (济阳坳陷××井)
第 24 卷·第 1 期
吴文圣等: 用地层微电阻率扫描成像测井识别沉积构造特征
·63·
图 7 同生结核 (济阳坳井)
育良好的层理被破坏以及泥质沉积物中, 有砂质潜穴 呈不规则斑点状分布的特征来识别出来。
同生结核是指与沉积作用同时形成的, 可以是胶 体物质围绕某质点凝聚或成凝块状析出。在 FM I 图像 上显示为同心似球状特征, 中央的核为高阻白色或低 阻黑色, 结核不切穿层理, 层理绕结核呈弯曲状经过 (如图 7 所示)。
成岩结核是成岩阶段物质重新分配的产物。 在 FM I 图像上结核中央显示为白色或黑色, 可看出结核 切穿部分层理, 又有层理绕结核弯曲, 而且结核内保留 有残余的围岩层理 (如图 1 所示)。 后生结核形成于沉 积物固结以后, 常沿裂缝带或层理分布。 在 FM I 图像 上, 它切穿层理, 而无层理绕其弯曲现象, 而且形状较 为不规则, 这在 FM I 图像上很常见。 5. 生物成因构造 除了由于生物的死亡、埋藏和保存留下它们的遗 体形成化石之外, 生物在沉积物内部或表层活动时, 常 把原来的沉积构造破坏或变形, 而留下它们活动的痕 迹, 这些构造称为生物成因构造, 包括虫孔、生物扰动 构造等。 生物的活动特别是生物的钻孔活动对原生层 理构造的改造、破坏十分强烈, 这种由生物扰动作用形 成的种种不规则构造即为生物扰动构造。 可以借助发

水层：低阻，高侵剖面
深感
2.与孔隙度测井组合，计算地层
应
水电阻率
3.确定地层真电阻率，计算含
水饱和度
中感
4.油田地质应用
应
油层对比和油层非均质性研究
D、声波测井
资料应用
1.确定地层岩性和计算孔隙度 2.识别气层和裂缝
声波时差：△t水<△t油<△t气 气层特点：① 周波跳跃
② 声波时差增大 3.合成地震记录 4.检测压力异常和断层
（U/K：估计泥岩生油能力，愈高愈好）； 6、地层对比； 7、划分水淹层； 8、判断地层界面。
H、井径测井
资料应用： 1、计算固井水泥量； 2、测井解释环境影 响校正：
井径
3、提供钻井工程所 需数据；
4、辅助判断储集层。
I、其它测井技术
地层倾角
地层压力测试 FMT SFT RFT MDT
井温+泥浆电阻率（TEMP+RM） 井斜+方位（DAZ、DEV） 井径（CAL）
❖ 5、烃源岩评价
❖ 传统的烃源岩评价采用钻井岩心、井壁取心、录 井岩屑在实验室进行测量获得有机碳的含量。这种方 法受岩样数量的限制，给出的结果在纵向上往往是不 连续的，不能反映生油岩层的全貌，同时存在着实验 分析周期长、价格昂贵以及在一盆地内只能对少数井 的岩样进行分析。利用连续的密度、声波、电阻率、 自然伽马能谱等测井数据评价生油岩的有机质丰度， 对盆地资源的评价起着非常重要的作用。
❖ 6、产能预测
❖ 综合利用测井资料，特别是地层压力测试、核磁 共振测井资料，建立束缚水、相对渗透率、可动水等 参数模型，可进行储层产能预测。
❖ 7、地震资料层速度标定
❖ 利用声波测井纵、横波速度测量结果，对地震资 料进行约束处理，更准确确定地震层速度，制作合成 地震记录，标定地层，追踪储层。

２１ 年 ８ ０ １ 月
基本类型 ， 然后根据动态图像内部结构 的不同又细 分为 １ 个 小类 。 ５ ２ 常规 测井相 类型划 分及特 征 、
电测 井 曲线 可 以提 供 一 口井 所 穿 透地 层 的 连 续记录 ， 而且包含着有关岩性 、 结构、 构造、 隙度、 孔
的石灰岩 。根据颗粒成 因不 同可 以细分为砂屑灰 岩、 生屑 灰岩 、 粒灰 岩 、 鲕 藻粒 灰 岩 等类 型 。颗粒 灰 岩在 Ｆ 成 像测 井 相上 主要 表现 为 ３ 相 ， 状相 、 ＭＩ 种 块 斑 状相 和层状相 。
王二伟
摘
杨薇 王振 宇 张云峰
西南石 油大 学
要 ：ＭＩ Ｆ 成像测井具有分辨率高、 息量 大、 信 和成像直观等优势 。本文通过将其与常规测井技
术相 结合 ， 再根据 水 平井 已有 的邻 井的沉 积相研 究成 果 ， 先 建立起 水平 井周 围小 范围 内的成像 测 首 并相 一 岩性 岩 相模 板 、 常规 测 井相 一 沉积相 模 板 ， 而将其 推 广应 用 到 未取 芯 水 平 井的沉 积相 的识 进
（） 状 相 如 塔 中 ７ １ ５ ２．ｍ ５４ ．ｍ岩 １块 ２ 井 ０ １ ～ ０２ １ ２ 芯为核形石灰岩 ， 成像测井相表现为厚层黄白色系
（ ２。 图 ）
Ｊ 车 醉 盎ｆ 愎 ！ ！ ； 前奎 埕 嵩以蝌
流体成分及垂 向层序等的大量信息。因此 ， 测井信
息分析是研究无岩心段沉积相 的有效方法 。针对 所研究 的塔 中 Ｉ 号坡折带奥陶系地层 以碳酸盐岩 为主 ， 在测井相组合中主要选择 自然伽玛（ Ｒ 曲线 Ｏ）
２ １ 年第４ ０１ 期 总第 １４ ８ 期
・
国 外 测 井 技 术

微电阻率扫描成像(FMI )测井在缝洞型储层识别中的应用X罗仁杰,魏　霞,卢军海,李秀菊,王正兰(中原石油勘探局地球物理测井公司,河南濮阳　457001) 摘　要:微电阻率扫描成像(FMI)测井资料具有高分辨率、高井眼覆盖率和可视性的特点,在裂缝孔洞型储层裂缝类型识别、裂缝定量计算、孔洞识别、孔洞孔隙度定量计算上具有独到的优势,较好地解决了缝洞型储层识别的难题。

关键词:裂缝;储层;孔隙度;微电阻率扫描成像 中图分类号:P 631.8+1 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)13—0024—02 FMI 是目前石油工业中使用的最新一代电阻率成像测井仪,其最大的优势在于它可以提供高分辨率、高覆盖率以及具方位信息的数据。

仪器通过特殊的聚焦电路确保电流垂直进入地层,地层电阻率的变化引起电流大小的变化,从而反映地层的岩性或物性变化。

F MI 是非常有效的地质评价测井项目,0.2英寸(5mm)的分辨率可以对裂缝进行很好的表征,基本上可以代替岩心进行裂缝描述和参数计算。

1　用微电阻率扫描成像识别裂缝1.1　裂缝类型FMI 成像图中所见到的裂缝常见高导缝及钻井诱导缝。

高导缝属于以构造作用为主形成的天然裂缝,对于储层的形成和改造具有重要作用,对油气的储渗具有现实意义;诱导缝属于钻井过程中产生的裂缝,对储层原始储渗空间没有贡献,但可用于现今地应力分析,为后期的射孔、压裂等工程作业提供指导。

图1　钻井诱导缝分析识别裂缝的类型,一方面是为了统计不同类型裂缝的产状或走向,以推断构造应力与其关系,进而预测有效的天然裂缝的发育范围或裂缝发育的构造部位;另一方面,对有效的天然裂缝进行定量计算,为储层评价提供定量依据。

1.1.1　钻井诱导缝钻井诱导缝属于钻井过程中所产生的裂缝,是由钻具震动、应力释放和钻井液压裂等因素诱导形成的,对储层原始储渗空间没有贡献,图像上往往表现为两组羽状排列的暗色线条,沿井壁的对称方向出现。

每个极板所发射强度随 其贴靠的井壁岩石及井壁 条件的不同而变化 。
三、FMI仪器特点
FMI仪器的独特设计，使其具有以下特点：
• 具有高的分辨率，其钮扣电极的分辨率为0.2英寸。 • 具有高的采样率，其纵向采样率为0.1英寸/点。 • 对于高电阻率地层（如碳酸盐岩）效果好。 • 高的灵敏度，只要电阻率有较小的变化，就能反映 出来，它能区分出几～几十微米的薄层（或裂缝）。 • 井眼形状影响小，因为它是贴井壁测量。
四、 FMI测量方式
FMI提供三个测量模块，即全井眼模块，4极 板模块，倾角模块，供用户选择。
•全 井 眼 模 块 ： 使 用 8 个 极 板，测量192条微电阻率曲 线，其优点是具有最高的 方位覆盖率。
需要详细了解地层特征 时采用此模块，如对于目 的层和复杂地层的测量。
•4 极 板 模 块 ： 只 用 4 个 主极板，测量96条电阻 率曲线，其缺点是方位 覆盖率较全井眼模块低。
探头数
192
96
8
81/2井眼中覆盖率 80% 40%
/
最大测速（ft/h) 1800 3600 5400
第二节 FMI图象处理与分析
BorScan处理：数据校正，生成FMI图象 DIPScan处理：自动地在FMI图象上提取倾角 DipTrend：根据处理的倾角结果识别地下构造 FLIP：对井眼成像进行交互解释 FracView：裂缝分析 SPOT：孔洞参数分析 POROSPECT：计算孔隙度（原生孔隙度与次生孔 隙度）
二、测量过程
测量时由推靠器把极 板推靠到井壁上，由推 靠器极板发射一交变电 流，使电流通过井筒内 钻井液柱和地层构成的 回路到达仪器上部的回 路电极。
极板中部的阵列电极 向井壁发射电流，为了使 阵列电极发射的电流垂直 进入地层，在极板推靠器 和极板金属构件上施加一 同相电位，迫使阵列电极 电流聚焦发射。

摘
要 ：成像测井 系统相 比以前的测井 系统 ， 在数据传输速 度、 集的信息量 、 据处理精度 以及 系统 可靠性 等方面 采 数
都有 大幅度的提 高。微 电阻率成像仪 器与超声成像仪 器组合测 井试验成功， 标志着国内测 井技术又向前 迈进 了一大步。
两种 成像 仪 器组 合 测 井 可 以 大 大提 高勘 探 油 气 藏 的 效 率 。 关 键 词 ： 电 阻率 成像 ； 声 成像 ；组 合 测 井 ； 字 相敏 检 波 ；Ｃ Ｎ接 口 微 超 数 Ａ 中 图 法分 类 号 ： ６ １８ ３ Ｐ ３ ． ＋ 文 献标 识 码 ：Ｂ 文 章 编 号 ：１０ —１４ ２ １ ）３ ０６０ ０４９ ３ （００ ０ — ２ ．３ ０
２ 微 电阻 率成 像 仪 器 系统设 计
微 电 阻率 成像 仪器 包 括 ： 绝缘 短节 、 电源 电子 仪 、 采集 电子仪 和六臂 液压推靠 器 。绝 缘短 节是 将 Ｅ Ｘ ＭＥ 信号源 的两个 电极 隔开 ， 源 电子 仪 是为 仪器 的 采集 电
理， 可刻度 为彩色 或灰度 等级 图像 ， 即反 映 出地层 微 电
阻率 的变化 …。
处 理 电路 提供所 需直 流 电源 ， 臂 液压 推靠 器 的 电机 六
启 动电源 由地面 电源箱体 直接供 给 。
第一作者简介 ： 李向峰， ，９９年生 ， 男 １７ 工程师 ，０ ６年毕业 于中国石油大学 （ ２０ 华东 ） 地球探测与信息技术专业 ， 硕士 ， 主要从事测井仪器 的 议 ， 据 传 输 率 可 以达 到 １ Ａ 数 Ｍｂｓ ／。遥传 与地面系 统通过 ７ｏｏｎ铠装 电缆可实 现 ｏ ｌ ４０ｋ／ 的传输 速率 ， ３ ｂ ｓ 高速的遥传 系统解 决 了声 、 电成 像 仪器组 合测井 数据传输 量大 的问题 ＿ 。两种 成像仪 ３ ］

>>>
文献标识码 -< ,
文章编号 -0 , 1 1 1 = 2 3 4" 4 1 1 4 #1 0 1 1 4 7 1 ;
成 像测井是 4 主要以扫描或阵列的 1世纪 : 1年代中后期到 = 1年代初期陆续走向商业化的测井技术 ! 方式 ! 测量岩石的某个物理量 " 如电阻率 / 声阻抗等 # 沿井壁或井周的二维或三维分布 ! 形成井剖面的 数字图像 ! 间接显示出裂缝 / 层理 / 孔洞等地质现象 . 我国于 4 1世纪 = 1年代初系统引进了成像测井技 0 ?; 术 !并在裂缝识别 /岩相分析 /储层划分等诸方面见到了良好的地质效果 , .然而对于图像的地质解释 一直停留在 @ 相面 A" 定性 #的水平 !很大程度上取决于解释人员的经验 .因而 !通过岩心的对比刻度和 对图像本身的理论分析 ! 将典型的图像特征与特征地质现象建立相对应的解释模式 ! 就显得尤为必要 . 成像测井地质解释的一般思路是 B 遵循岩心为第一性参照标准 ! 针对岩心和测井图像兼有良好反映 的层段 ! 详细观察和描述其地质现象 ! 采用照片或岩心扫描等方式记录岩心信息 ! 将测井图像和岩心信 息同时输入成像测井交互处理系统进行对比解释 ! 经过同种地质现象的多次成像匹配处理 ! 建立该种地 质现象的图像解释图版 ! 为后续解释提供指导性模型 .
第+ -卷第 (期
耿会聚等 1 成像测井图像解释模式及典型解释图版研究
[+ 5 [
亮斑为高阻砾石的响应 !
" 结
语
典型图像模式的提出 # 由图像特征出发 # 阐明了不同模式所代表的地质意义 # 为成像测井解释提供 了面向地质目标的图像分类 ! 特征地质现象的解释图版更是直接建立了联系成像测井图像与不同地质现 象之间的桥梁 # 将为同类地质现象的解释起到参照标准的作用 # 对于今后的成像测井解释具有重要的指 导意义和实用价值 ! 但是 # 应当强调 # 所有的成像测井解释都是在地层时代 $ 岩性序列 $ 基本储层特征 确定的前提下进行的 # 脱离了特定的地质背景 # 单纯地套用图版势必会遇到其局限的一面 ! 在本研究过程中得到了郭荣坤 $ 管守锐等教授的指导 # 塔里木油田测井站 $ 新疆油田公司研究院等 有关单位给予了大力帮助 # 在此一并致谢 % 参考文献 ’ &

对地层的电阻率变化非常灵敏，在岩性不 同的界面处都有明显的变化，因此纵向分 辨率较强，可以较好用来划分薄层和薄夹 层。
• （2）确定 RXO • 确定冲洗带地层电阻率是微球形聚焦测井
另一个重要的应用。 • ①微球形聚焦测井的影响因素 • 由于微球形聚焦测井的探测深度较浅，因
此主要受泥饼的影响。 • ②泥饼校正图版说明
• 分类：微梯度电极系，A0.025M10.025M 2
• 电极距为3.75cm，探测深度为40mm左右， 测量结果主要反映泥饼电阻率；
• 微电位电极系，A0.05M 2 • 电极距为5cm，探测深度为100mm左右，
主要反映渗透层井段的冲洗带电阻率。
• 2、测井原理Biblioteka 影响因素:主要受到泥饼、 侵入带和原状 地层的影响以 及极板的形状 和大小。
• 自动调整I0和Ia的大小，使得监督电位之间 的电位差为0，即UM1=UM2,并使测量电极与两 个监督电极中点O之间的电位差保持一定值，
称为参考电压，即
U M0O Vref 。
• 测井过程中，随着环境的改变，上述平衡
必然被破坏，自动调整屏流和主电流的大
小，始终维持参考电压不变（即所谓的恒
压法），同时满足监督电极之间的电位相
• 1、微球形聚焦电极系
图4 微球形聚焦测井电极系及其电场分布
• 中间矩形片状电极是主电极A0，靠外依次是 测量电极M0、辅助电极A1、监督电极M1、M2。
• 测量方式：借助于推靠器使电极系贴靠在井 壁进行测量。
• 2、测量原理 • 测井时，主电极发出总电流I，其中一部分
电流和辅助电极A1形成辅助电流Ia，分布在 泥饼中；另一部分与B形成主电流I0 ，主要 分布在冲洗带中，主电流的流线呈辐射状， 等位面成球形(球形聚焦得名依据)；

电阻率测井
1、根据对比区内的井位分布图选定对比剖面线。 2、根据该区标准层的测井显示特征，找出各井的标准层位 置。 3、在所找出的标准层的控制下，根据测井曲线的形态和异 常幅度的大小等特征，进行井间对比。对比时，先卡出大的层 段，并进一步在大的层段内分出小的层组，然后根据每口井内 各层位的对应关系，逐层进行详细对比。 4、绘制地层对比图 通过上述步骤进行对比的结果，按一定方式用对比线将每 一口井中相同层位的地层连结起来，就构成了地层对比图。
主电极A0发出主电流I 0， 屏蔽电极A1 , A1'发出屏蔽
' 电流I1，屏蔽电极A2 , A2
发出屏蔽电流I1 ，使 U A1 / U A2 a(常数） U M‘ U M ’，
1 2
'
记录Ra K
U M1 I0
长江大学工程技术学院
电阻率测井
侧向测井对比
三侧向 探测深度 纵向分辩 率 浅 高(深浅侧 向分辩率 不同) 不方便 七侧向 深 低(深浅侧 向分辩率 不同) 不方便 双侧向 深 低(深浅侧 向分辩率 相同) 方便
1.4 1.3 1.2 1.1 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5
2.5
100
2.0
22 20
RLLDc / RLLD
18
1.5
16 t 14 xo 12
S
RLLDc/RLLD
LLD
10
i
10
8
RLLD/Rxo
1.0
t
LLD
6
0.5
1
1
0.0
10
100
1000
10000
1
10
LLD
m

成像测井解释模式
成像测井的图形仍然是一种物理属性，它只是地下地 质特征的间接反映，只有充分利用岩芯资料对各种成像测 井特征进行刻度，建立起电图像特征与各种地质属性之间 的关系，才能对复杂的地质现象进行正确的评价。 标准图象模式是成像测井资料地质解释的基础，按成 像图的颜色、形态，综合动静态图象基本特征，结合录井 岩心资料，以及所包含的地质意义，可以将图象分为两大 类，十小类标准图象模式。
6、对称沟槽模式
特指由于地应力不平衡造成的椭圆形井眼崩落，在成像图 上，一般表现为沿井壁分布的两条互呈度对称的垂直暗色沟槽。
7、斜纹模式
这种模式不是斜交井轴的平面在成像图上的反映特征，因 为一般斜交井轴的平面在成像图上呈正弦曲线形态，而该模式 在成像图上表现为不对称的倾斜纹理，因而它不是地层本身的 特征，而是由于钻井过程中，使用特殊工具螺扶或特殊钻头对 井壁造成的螺旋形划痕。这种模式在声波成像图上有时会见到， 一般出现在岩性较致密的层段，因为它近似一种组合线状模式， 往往被误解为层理的显示特征。
井周声波成像测井是使用一个以脉冲回波方式工 作的旋转换能器来实现对整个井壁的扫描。岩性及 岩石物理特征的变化以及井壁介质几何界面的变化 将导致被测量的回波幅度及传播时间的变化。将其 汇总即可得到井壁的图像。回波幅度强弱主要取决 于井壁地层与井中流体的声阻抗差异和井壁规则程 度，声阻抗大，则回波幅度图像亮反之则图像暗。 传播时间图像主要反映井眼几何形态，作为回波幅 度图像解释的辅助工具。
断层成像图上表现为正弦暗线条，与层面斜交，倾角较大， 当胶结作用强烈时，也可表现为亮线。断层两侧的地层有明显 的错动。
5、杂乱模式
动静态图象上反映颜色混杂无序，但这种模式仍有一定的 地质意义。如沉积过程中的扰动构造、重力滑塌和某种快速堆 积的沉积环境。此外，当成像图上碳酸盐岩或火成岩中溶蚀孔 洞裂缝及孔洞十分发育或不均匀分布着泥质时，当井眼存在不 规则状滑塌时，当测井资料较差时，均有可能导致杂乱模式的 出现。

u ra l fractu re induced fractu re p a t tern recogn it ion
引言
裂缝性油气藏是勘探的难点和重点, 裂缝不仅是 重要的储集空间, 还是重要的流体渗滤通道。在碳酸盐 岩地层中, 裂缝还控制着溶孔、溶洞的发育, 影响着地 层中原始流体的分布状况和泥浆侵入特性; 在火成岩 地层中, 裂缝是地层产能的最重要、最直接的影响因 素。因此, 研究地下裂缝的发育及其分布规律就显得尤 为重要。常规的测井方法是难以准确、有效地识别裂 缝, 尤其对裂缝的产状、分布密度更难确定, 而 FM I 成 像测井在识别裂缝系统方面具有独到的成功之处。
第三种闭合裂缝在图像上表现极不规则电阻率反差明显高阻短线排列杂乱这在图像上时常见钻井诱生裂缝由于钻开地层后原始地层应力释放挤压井眼周围的地层在井壁上产生了钻井诱生裂缝
第23卷 第4期
测 井 技 术
279
利用地层微电阻率成像测井识别裂缝
陈钢花 吴文(石圣油大 学王华东中) 文 雍世和 毛(胜克利宇油田 测李井公厚司裕)
图像解释
1. 天然裂缝 根据裂缝的形成原因, 天然裂缝分为两类。 (1) 非构造裂缝 非构造裂缝主要是由于岩石失水体积收缩或岩浆 冷却过程中体积收缩而形成的收缩裂缝以及压溶作用 形成的缝合线。 收缩裂缝是与岩石总体积的减小相伴生的扩张裂 缝或拉伸裂缝的总称。形成这类裂缝的原因有: 干燥、 脱水作用、冷凝收缩作用、热梯度、矿物的相变。最常见 的有两种, 一种是岩浆岩在冷凝过程中因体积收缩而 产生的裂缝, 其发育程度反映了岩浆冷却速度的快慢; 另一种是碳酸盐岩在成岩过程中由于脱水体积收缩而 产生的裂缝。在 FM I 图像上它们均显示为黑色特征,
摘要
陈钢花, 毛克宇等. 利用地层微电阻率成像测井识别裂缝. 测井技术, 1999, 23 (4) : 279～ 281 地层微电阻率扫描测井是90年代成像测井技术的典型代表。所得的图像可以直观地显示出井壁地层的微细变化, 可 以对组成地层的岩石类型、岩石结构、沉积构造、裂缝等特征进行精细描述。尤其是能够有效地识别裂缝, 指示裂缝的形 态、位置、密度、闭合情况等。文章以胜利油田几口井的微电阻率图像 (FM I) 为基础, 通过岩心观测, 提出用 FM I 图像识 别裂缝的模式。 主题词: 地层微扫描测井 图像 裂缝识别测井 [ 天然裂缝 ] 派生裂缝 模式识别

FMI成像测井解释方法及应用李全厚;裴警博【摘要】Fullbore Formation Micro-resistivity Scanning Imaging Logging is called FMI for short.In order to better apply FMI data, make it play a greater role in petroleum exploration and development, the standard FMI image model was established, and the geological phe-nomenon was explained with these image model by observing FMI image, analyzing and sum-marizing the display characteristics of different lithology, structure and construction on FMI images.In practical application, it solved many problems which could not be solved by con-ventional logging.It had unique advantages especially in the detection of complex inhomoge-neous reservoirs and fractured reservoirs, and has been widely used in the world, and a-chieved very good effect.It showed that this interpretation method had high accuracy and strong application value.%全井眼地层微电阻率扫描成像测井，简称FMI．为了更好地应用FMI资料，使其在石油勘探开发中发挥更大的作用，通过观察FMI图像，分析总结出不同的岩性、结构和构造在FMI图像上的显示特征，建立起标准的FMI图像模式，再应用这些图像模式解释地质现象．在实际应用中，解决了很多常规测井无法解决的问题，尤其在探测复杂的非均质油气藏和裂缝性油气藏等领域具有独特的优势，在国际上得到了广泛的应用，取得了很好的效果．表明了该解释方法准确性高，应用价值强．【期刊名称】《哈尔滨商业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(000)006【总页数】6页(P715-719,735)【关键词】FMI;图像模式;构造;沉积相【作者】李全厚;裴警博【作者单位】东北石油大学地球科学学院，黑龙江大庆163318;东北石油大学地球科学学院，黑龙江大庆163318【正文语种】中文【中图分类】P631FMI是最先进成像测井技术之一，是由斯伦贝谢公司研制的微电阻率扫描成像测井仪，仪器工作时记录了很多条微电阻率曲线，这些曲线反映了极板所扫过的地层的电阻率的变化特征，具有非常高的采样率和分辨率，可覆盖80%的井壁.经过数据处理和图像处理，将这些微电阻率曲线转换成图像，即FMI图像，其外观类似于岩心剖面，颜色的深浅表示电阻率的大小，电阻率越低，颜色越深.很适合用于识别裂缝、分析薄层、储层评价和沉积学研究[1]，具有常规测井无法比拟的优势，在复杂油气储层的解释评价中发挥着越来越重要的作用.1 FMI基本原理1.1 仪器结构FMI仪器有四个臂，每个臂上有一个主极板和一个折页极板(仪器外形结构如图1，极板结构如图2)，每个极板上有两排电极，每排有12个电极(上下电极互相错开)，上下两排电极之间距离0.3英寸，电极之间的横向间隔0.1英寸，主极板和副极板之间的垂向距离为5.7英寸.共计有4×2×2×12=192个测量钮扣电极，直接记录每个电极的电流强度及所施加的电压，再由仪器系数换算出反映井壁四周的地层微电阻率.深度采样间隔为0.1英寸，探测深度为 2英寸，仪器在测量深度方向和径向的分辨力均为0.2英寸，测井数据只是部分覆盖井壁，对于8英寸井眼的覆盖率为80%.图1 仪器外形结构图2 极板结构1.2 测量原理FMI仪器的测量原理如图3所示，下部电极(包含极板和测量电极)和上部返回电极(金属外壳)之间保持一个已知电位差，它们之间用绝缘体隔开，这样保证电流从下部电极经过地层返回上部电极，在测井过程中，借助液压系统，各个测量极板紧贴井壁，外加电压驱使低频交流电从极板上的小电极通过导电泥浆流向地层，经过地层到达仪器上部的金属外壳形成回路，由于极板周围电位基本相同，沿着井壁方向产生了等电位面，同时对极板和测量电扣施加同极性的电流，同性相斥的原理使得极板电流对测量电流起到了聚焦的作用，确保测量电流以最佳角度流入地层，由于测量电扣接触的岩石成分、结构及所含流体的不同而引起电流的变化，记录下变化的电流即反映出井壁附近地层的电阻率的变化.图3 测量原理2 FMI图像分析2.1 图像的生成测得的192条微电阻率曲线经过主副极板上四排电极的深度对齐、平衡处理、加速度校正、标准化、坏电极处理、图像生成等一系列步骤得到FMI图像.通常首先计算出微电阻率资料的频率直方图，然后把它们分成42个等级，每个等级具有相同的数据点(这使得每种颜色在最终图像上具有相同的面积)，42个等级对应着42种颜色等级，从白色(高电阻)到黄色，一直到黑色(低电阻).或者由灰色变化到褐色，直观地反映地层电阻率的变化，从这些测量信息中，可提取井壁周围地层的信息2.2 图像的类型FMI可提供三种图像：1)静态平衡图像，该类图像全井段统一配色，每种颜色代表着固定的电阻率范围，因此反映了整个测量井段的相对电阻率变化.2)标定到浅侧向的静态图像，它是专门为了计算裂缝宽度等参数设计的，标定后的静态图像不仅反映井段微电阻率变化(不是相对变化)，而且与浅侧向测井值对应，可用于岩相分析和地层划分.3)动态加强图像，它是一种在用户选定的滑动深度窗口内(通常不超过3英尺)，重新进行颜色刻度，突出局部井段电阻率变化，使得图像显示更详细的局部静态(全井段内动态)的图像显示方法.此时颜色更能揭示各种地质事件，如结构、构造、裂缝、结核、粒序变化、层理等，但此时颜色不再与电阻率具有一一对应关系，解释时需特别注意.2.3 图像的模式FMI图像的颜色、形态能充分反映地质、地球物理信息，可以结合区域地质资料刻度FMI资料，建立起标准图像模式，分类如下：1)按照颜色不同，可分为：亮色、浅色、暗色和杂色.2)按照形态不同，可分为：段状模式、条带状模式、线状模式、斑状模式、杂乱模式、递变模式、对称沟槽模式、空白模式、规则条纹模式和不规则条纹模式.3)按照有无地质意义的形态模式[2]可分为两种：a)有地质意义的模式，包括段状模式、条带状模式、线状模式、斑状模式、杂乱模式、递变模式、对称沟槽模式；b)无地质意义的模式，包括空白模式、规则条纹模式和不规则条纹模式.3 FMI图像的应用FMI图像比常规测井曲线直观得多，在岩性识别、裂缝评价、薄层划分、复杂储层评价、地应力分析等有明显的优势，对油气勘探开发意义重大[3].3.1 判断岩性及划分砂泥岩薄互层不同岩性的电阻率不同，因此在FMI图像能判断泥岩、砂岩和砾岩等岩性.通过实践发现，FMI图像识别颗粒较粗的岩性效果很好，但识别较细的岩性效果不明显，这就需要结合常规测井资料，以得到更准确的结论.1)泥岩泥岩在图像上为黑色，因为泥岩的电阻率很低，如图4；但泥岩颗粒很细，需要结合常规测井曲线，才能识别更准确，比如：自然电位与基线基本重合，自然伽马值高.2)砂岩砂岩由碎屑岩、基质和胶结物组成，因此图像中显示为浅色或白色的点状，如图4；常规测井曲线上，自然伽马、电阻率、密度值较高，自然电位的异常幅度较大，声波时差值较低.3)砾岩砾石电阻率高，但充填物和胶结物电阻率低，因此图像中显示为亮色斑点，斑点有大有小，反映砾石大小不等，如图5.常规曲线上，自然电位幅度较低，电阻率和密度值较高，声波时差值较小.在岩性划分的基础上，FMI纵向分辨率非常高，能识别出5 mm的薄层，不同颜色和特征的界面就是地层界面，很容易识别，所以能有效地划分薄互层.图4 砂岩、泥岩图5 砾岩3.2 裂缝识别FMI图像类似于岩心照片，使裂缝识别变得更加直观和深化.通过图像可以对裂缝的产状、类别、有效性、裂缝参数及分布格局进行深入细致的研究.井壁上的裂缝[4]分为天然裂缝和诱导裂缝.3.2.1 天然裂缝1)按照产状，可分为水平裂缝、垂直裂缝和斜交裂缝.a)水平裂缝呈水平电导率异常；b)垂直裂缝呈两条垂直的电导率异常；c)斜交裂缝的电导率异常为正弦波形，依据正弦波的高点和低点的深度和在展开图上的方位可确定裂缝的倾角和方位.2)按照成因可分为:由构造作用形成的开启裂缝、闭合裂缝；成岩作用和压溶作用形成的收缩裂缝、缝合线.a)开启裂缝常充填泥浆，电阻率较低，在FMI图像上显示为深色线条，见图6；b)闭合裂缝常充填其他矿物，电阻率较高，在FMI图像上显示为浅色线条，见图7；c)收缩裂缝无固定充填物质，在FMI图像上颜色不固定，如图6；d)缝合线在FMI图像上显示为深色线条，近似正弦曲线，缝合面呈锯齿状，见图8.3.2.2 诱导裂缝诱导裂缝有三种，即钻井过程中重钻井液与地应力不平衡造成的压裂缝和应力释放缝、由于钻具震动形成的震动裂缝.1)压裂缝在FMI图像上显示为暗色线条，以180°或近于180°之差对称地出现，以一条高角度张性缝为主，在两侧有羽毛状的较细的剪切缝，如图9.2)应力释放缝在FMI图像上呈高角度羽毛状，缝面规则.3)震动裂缝在FMI图像上很细小，成组出现，形态相似，犹如羽毛状.4 构造特征分析地下的构造中，褶皱、断层、层理、层面构造和同生变形构造是最常见的，它们使地层发生错动或变形，这些特征在FMI图像上都有直观、清晰的显示.褶皱的特征是地层产状连续、有规律地变化，小规模的褶皱在FMI图像上显示为穹隆状、箱形或扇形，可以直接识别出来.较大规模的褶皱在图像上不能直接识别，需要结合裂缝和地层的产状关系才能识别出来.图6 开启裂缝、收缩裂缝图7 闭合裂缝图8 缝合线图9 压裂缝断层在图像上的特征是断层面处，地层发生错动，断层两盘有明显的位移，相同厚度的地层不连续，或两盘岩性突变，见图10.层理在图像上通常是一组互相平行(或接近平行)的电导率异常，而且异常的宽度窄而均匀，很有规律，通常低角度或水平，它能直接反映沉积时的水动力条件，是沉积环境的标志之一.常见的有水平层理、交错层理、波状层理和透镜状层理等，见图10～12.层面构造，最常见的是冲刷面，在图像上通常上覆地层为浅色，下伏地层为深色，接触面凹凸不平，而且在井径曲线冲刷面处变大或变小.同生变形构造，最常见的是包卷层理、负载构造和滑塌构造.在图像上，包卷层理特征最明显，纹层成圆形、半圆形、椭圆形，甚至近圆形等不规则形状，见图13.4.1 沉积学研究图10 断层、水平层理图11 交错层理图12 波状层理图13 包卷层理FMI图像可直观识别出岩石颗粒大小、结构、粒序特征和层理类型，根据这些沉积特征，可以划分沉积相[5]，分析沉积环境[6].再根据解释出沉积特征(层理、冲刷面等)，可以计算地层的方位，经过构造和倾角校正，可以推测出沉积相的展布和几何形态，很利于进行连井相对比和平面相展布分析，预测有利相带的分布. 4.2 地应力分析在钻井过程中，造成地应力和岩石应力的不平衡，会出现井眼崩落和产生诱导裂缝.在FMI图像中，可以根据它们类型和发育方位来分析地应力方向[7].一般井眼崩落的方位是最小主应力方位，发育诱导裂缝的方位是最大主应力方位.5 结语FMI作为新一代的成像测井技术，解决了很多常规测井无法解决的问题，可以直观地识别各种岩性、构造特征，在研究裂缝性油气藏和非均质性油气藏更有独特的优势，广泛应用于油气勘探开发，取得了非常好的效果.与此同时，FMI也存在一些问题，如费用太高，测速慢，在不导电地层会漏测，井眼不规则时测量效果不太好，有时识别地质特征存在多解性等.相信通过技术水平的提高[8-9]，FMI会取得更好的效果，在油气勘探开发中发挥更大的作用.参考文献：[1] 吴文圣. 地层微电阻率成像测井的地质应用[J].中国海上油气, 2000, 14(6) : 438-441.[2] 徐晓伟. 能够解决地质问题的成像测井新技术[J]. 国外测井技术，2005，20(3): 10-12.[3] 熊伟, 运华云, 赵铭海, 等. 成像测井在砂砾岩体勘探中的应用[J]. 石油钻采工艺, 2009, 31(增刊1): 48-52.[4] 贺洪举. 利用FMI成像测井分析井旁构造形态[J].天然气工业, 1999, 19(3) : 94-95.[5] 孙鲁平, 首皓, 赵晓龙, 等. 基于微电阻率扫描成像测井的沉积微相识别[J].测井技术, 2009, 33(4) : 379-383.[6] 闫建平, 蔡进功，赵铭海, 等. 电成像测井在砂砾岩体沉积特征研究中的应用[J] .石油勘探与开发, 2011, 38(4) : 444-451.[7] 周伦先．成像测井技术在车镇凹陷地应力研究中的应用[J]．新疆石油地质，2009，30(3)：369-372．[8] 李清松, 潘和平, 张荣. 电阻率成像测井进展[J].工程地球物理学报, 2005, 2(4): 304-310.[9] 张斌弛，马世忠，刘鈺.P油田H油组参数解释研究[J].哈尔滨商业大学学报：自然科学版，2014，30(2)：211-214，228.。

石 油 仪 器 Ｐ Ｔ ０ Ｅ Ｍ Ｉ Ｓ Ｒ ＭＥ Ｔ Ｅ Ｒ Ｌ Ｕ Ｎ Ｔ Ｕ Ｎ Ｓ
２０ ０ ８年 １ 月 Ｏ
的正弦波 信号 ， 过 接有 某 数 值 固定 电阻 的 导线 分 别 通
碰触 电扣 ， ６个极 板 １４个 电扣 进 行 测试 。 每次 点 对 ４
一
回路 不 同的 电阻 ｌ 。 ３ Ｊ 当波段 开关 处在 “ ” 位 置 时 ， 示 波器 上 显 示 高 档 在
陕 西 西 安 ） （ ．中 国石 油 集 团 测 井 有 限 公 司技 术 中心 陕 西 西 安 ） ２ 陕西 西 安）
（ ．中 国石 油 集 团测 井有 限公 司测 井 仪 器 厂 ３
摘
要 ： 电 阻 率扫 描 成 像 测 井 ４ （ Ｉ是 中 国石 油 测 井 有 限公 司研 制 的 一种 新 型 仪 器 ， 够 直观 地 显 示 井 壁地 层 的 微 ￣ ＭＣ ） 能
个 电扣 ， 信号通 过极板 电路分 别进 入预 处理 短节 、 采
的 图像如 图 ４所 示 。这个 形状 代表 的是 “ 微扫 ” 仪器 中
“ ” 的汉 语 拼音 第 一 个 字 母 。如 果 极板 上 的 ２ 微 字 ４个 电扣 都正 常 ， 么检 测 的 图像 很美 观 ， 果某个 电扣 出 那 如 现异 常 ， 么 ， 该 电 扣 对 应 的位 置 图像 就 会 发 生 畸 那 在
到地 面系统 ， 终形 成 图像 资料 … 。 最
系 统连 接起 来 。
地 面 系 统 供 电之 后 ， ＭＥ Ｅ Ｘ电源 产 生 一个 １ Ｈｚ ０ｋ
第 一 作 者 简 介 ：王 淑 明 ， ，９ ６年 生 ， 级 工 程 师 ，９ ８年 毕 业 于 石 油 大学 （ 东 ） 场 地 球 物 理 专 业 ， 在 中 国石 油 集 团 测 井 有 限公 司 刻 度 中 心 男 １６ 高 １８ 华 矿 现 从 事 计 量 管理 工作 并 为 西安 石 油 大 学 电 子 工 程学 院 在读 工 程 硕 士 。 邮 编 ：１０ ４ ７ ０ ５

王禧润:微电阻率扫描成像测井仪在伊拉克米桑油田地层评价中的应用第25卷 第1期微电阻率扫描成像测井仪在伊拉克米桑油田地层评价中的应用王禧润(中海油田服务股份有限公司,北京 101149)摘 要:为了更好地发挥中海油田服务股份有限公司自主研发的微电阻率扫描成像测井仪(E R M I)在勘探开发和地质评价中的作用,提高其在伊拉克米桑(M i s s a n )油田等复杂地层的应用效果,本文通过介绍E R M I 电成像测井仪器的工作原理,分析伊拉克米桑油田的地质情况和构造特点,根据前期在米桑油田的实际作业情况,从E R M I 电成像测井作业前的准备工作㊁仪器参数优化组合㊁测井资料质量控制㊁现场操作注意事项等方面总结出了一套适合该地区地层特性的操作技巧,并在数据处理和综合解释方面取得了丰富的应用成果㊂关键词:微电阻率扫描成像测井仪;成像测井;米桑油田;构造;岩性中图分类号:T E 51 文献标识码:B 文章编号:1009282X (2024)01001808A p p l i c a t i o n o f e n h a n c e d r e s i s t i v i t y m i c r o -i m a ge r i nf o r m a t i o n e v a l u a t i o n o f M i s s a n o i l f i e l d i n I r a qW A N G X i r u nC h i n a O i l f i e l d S e r v i c e s L t d C O S L B e i j i n g 101149 C h i n a A b s t r a c t I n o r d e r t o b e t t e r l e v e r a g e t h e r o l e o f t h e e n h a n c e d r e s i s t i v i t y m i c r o -i m a g e r E R M I i n d e p e n d e n t l y d e v e l o p e d b yC O S L i n e x p l o r a t i o n d e v e l o p m e n t a n d g e o l o g i c a l e v a l u a t i o n t o e n h a n c e i t s a p p l i c a t i o n e f f e c t i n c o m pl e x f o r m a t i o n s s u c h a s t h e M i s s a n o i l f i e l d i n I r a q t h i s p a p e r i n t r o d u c e s t h e w o r k i n g p r i n c i p l e o f E R M I e l e c t r i c a l i m a g i n g l o g g i n g t o o l a n d a n a l yz e s t h e g e o l o g i c a l c o n d i t i o n a n d s t r u c t u r a l c h a r a c t e r i s t i c s o f M i s s a n o i l f i e l d i n I r a q B a s e d o n t h e a c t u a l o p e r a t i o n i n M i s a n g oi l f i e l d i n t h e e a r l y s t a g e a s e t o f o p e r a t i o n a l t e c h n i q u e s s u i t a b l e f o r t h e f o r m a t i o n c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e r e gi o n h a s b e e n s u m m a r i z e d f r o m t h e p r e p a r a t i o n w o r k b e f o r e E R M I e l e c t r i c a l i m a g i n g l o g g i n g o p e r a t i o n i n s t r u m e n t p a r a m e t e r o p t i m i z a t i o n c o m b i n a t i o n l o g -g i n g d a t a q u a l i t y c o n t r o l o n -s i t e o p e r a t i o n p r e c a u t i o n s a n d o t h e r a s p e c t s R i c h a p p l i c a t i o n r e s u l t s h a v e b e e n a c h i e v e d i n d a t a p r o c e s s i n g a n d c o m p r e h e n s i v e i n t e r pr e t a t i o n K e yw o r d s e n h a n c e d r e s i s t i v i t y m i c r o -i m a g e r E R M I i m a g i n g l o g g i n g M i s s a n o i l f i e l d s t r u c t u r e l i t h o l o g y 收稿日期:20230615作者简介:王禧润(1985-),男,工程师,主要从事油气田勘探开发㊁地球物理测井㊁地球物理勘探㊁储集层评价㊁非常规油气勘探㊁石油天然气地质㊁油气资源评价㊁海洋油气勘探㊁油气田开发㊁海洋地质学等方面的工作,E -m a i l :w a n gx r 8@c o s l .c o m .c n ㊂0 引言微电阻率扫描成像技术由于其可视性㊁高分辨率㊁高井眼覆盖率和可以提供完整的地层岩性剖面等优点,可以近似于岩心描述,近年来迅速发展并被广泛应用于油气藏勘探开发作业中[1-6]㊂E R M I 是中海油田服务股份有限公司自主研发的微电阻率扫描成像测井仪,是一种适用于导电型泥浆裸眼井,能对井周地层进行阵列扫描成像测量,生成井壁地层视电阻率图像的测井仪器[7]㊂E R M I 测井图像可以直观显示井壁地层的层理㊁裂缝㊁孔洞与断层等信息,通过软件处理还可以对砂泥岩地层㊁缝洞型地层㊁碎屑岩地层以及各种复杂岩性地层进行精细评价㊂目前已形成了系列化的电成像仪器装备,能够满足绝大多数井况的电成像测井作业㊂1 E R M I 微电阻率扫描成像测井仪简介E R M I 电成像仪器配套使用的地面系统是中海油田服务股份有限公司自主研发的海洋石油测井成像系统(E L I S )㊂E R M I 仪器由电子线路短节(包括绝缘短节)和推靠器短节两部分组成㊂电子线路短812024年2月地质装备节用于完成仪器控制㊁信号发射㊁采集㊁处理和传输任务,金属外壳的外面套有用来屏蔽电流的玻璃钢管;绝缘短节通过绝缘陶瓷隔离其下部的电子线路短节和其上部的仪器金属外壳之间的电性㊂测井作业时,位于绝缘短节以上的仪器作为回路电极,仅有下部金属推靠器(包括极板)发射电流,推靠器短节用于完成6个极板的推靠任务㊂2E R M I微电阻率扫描成像测井仪测井原理微电阻率扫描成像测井是基于电法测井的基本原理,通过密集组合的电扣传感器,阵列测量地层电阻率或电导率的微小变化,接收到的信号通过仪器高分辨率阵列扫描和数据处理,最终形成井壁图像㊂测井作业时,6个极板借助仪器马达的推力紧贴井壁,下部的推靠器发射交变电流,推靠器和极板体等金属起着聚焦电极作用,井筒内的泥浆和井壁构成回路,电流通过该回路回到仪器顶部的回路电极,如图1㊂地面软件对回路电极接收的电流进行一定的处理,把由岩性㊁物性变化以及裂缝㊁孔洞㊁层理等引起的井壁附近岩石电阻率的变化,转化为彩色或灰度图像,深色代表低电阻率,浅色代表高电阻率,从而可以直观而清晰地看到地层的岩性及几何界面的变化㊂仪器采样间隔为0.1i n,分辨率可以达到0.2i n㊂图1仪器测量原理图F i g.1I n s t r u m e n t m e a s u r e m e n t s c h e m a t i c d i a g r a m发射电极发射的低频交变电压信号通过变压器加载到仪器上部的回流电极和仪器下部的发射电极(主要为推靠器极板体和其上的电扣)之间,上部连接的自然伽马和方位仪器作为电扣发射电流经由地层回到仪器上的回流电极㊂推靠器上端和电子线路上的玻璃钢套筒可以保证电扣上发射的电流只能从电子线路顶端和自然伽马等仪器处回流到仪器中㊂3E R M I在伊拉克米桑油田地层评价中的应用伊拉克米桑(M i s s a n)油田地区地层岩性复杂多样,包括砂岩㊁白云岩㊁灰岩以及石膏等多种岩性,利用单一的常规测井资料来进行储层评价,存在一定的困难㊂尤其是在碳酸盐岩地层中,其构造特征复杂多样,储层㊁非储层岩性类型复杂,流体性质和界面不易识别,不同层位非均质性强,孔隙结构差异明显,在评价这种类型的储层时,常规测井方法具有较大的局限性㊂利用电成像测井资料丰富的信息,可以有效识别岩性㊁岩相,完成裂缝㊁孔洞评价和地层沉积环境分析,解决储层有效性定量评价等难题[8-10]㊂3.1米桑油田地质情况简介米桑油田群位于伊拉克东南部的米桑省,距离首都巴格达350k m,靠近伊朗边界(图2)㊂油田群包括F a u q i油田,A b u G h r a b油田和B u z u r g a n油田等三个油田㊂由三个构造总体呈北西 南东走向的断背斜带组成,A b u G h r a b和B u z u r g a n油田的主体都位于伊拉克境内,F a u q i油田的主体位于伊朗境内㊂图2米桑油田群区域概况F i g.2O v e r v i e w o f M i s s a n o i l f i e l d g r o u p目前油田采出程度不到10%,油田群总体上处于开发初期㊂油田群内有两套储层,分别为发育在B u z u r g a n油田和F a u z q油田的白垩系M i s h r i f灰岩储层,以及发育在A b u G h i r a b油田和F a u q i油田的第三系A s m a r i白云岩+灰岩+砂岩储层㊂该区域内岩性类型复杂,裂缝和溶孔发育非常丰富,隔层发育现象明显,井眼垮塌的情况较为严重,给现场作业91王禧润:微电阻率扫描成像测井仪在伊拉克米桑油田地层评价中的应用第25卷第1期带来了较大的挑战和风险㊂米桑油田群钻遇的岩性剖面主要目的层为A s-m a r i和M i s h r i f㊂A s m a r i埋深约2800~3200m,主要岩性为白云岩㊁灰岩以及砂岩并有石膏夹层,岩性复杂,主要的储集空间有原生孔隙和次生孔隙(碳酸盐岩以溶蚀孔为主,并发育裂缝和微裂缝),储集空间复杂㊂M i s h r i f埋深约3800~4100m,岩性为灰岩,溶蚀孔和微裂缝发育,构成了主要的储集空间㊂鉴于目的层段岩性以及储集空间的复杂性,高端测井技术的应用是必须的㊂3.2测井作业前的准备工作针对该油田复杂的地质情况,必须做好测前设计,作业前应了解钻井设计和地质设计,并根据井眼尺寸㊁临井资料和钻井时起下钻的情况选取合适的扶正器,确保仪器居中效果良好的同时又不会导致仪器卡死[11]㊂大斜度井作业中,由于仪器串长度超过20m,在狗腿度较大的地方容易遇阻遇卡,应在仪器串中增加柔性短节㊂如果使用油基钻井液,需提前更换为O G I T电成像仪器㊂对于井眼垮塌严重和井况较差的地层,应提前优化测井时的极板压力,在保证能取得合格电成像资料的前提下,使用最小的极板压力,减小仪器剐蹭井壁产生掉块的几率㊂仪器遇卡后成像资料可能出现拉伸的情况,应根据拉伸长度重新测量该井段或补测该遇卡的井段,如果在补测过程中再次遇卡,应考虑通井或采取如减少极板压力等其他解决措施,提前做好风险预判并提出应对措施㊂作业前要检查推靠器短节中液压油的容量,还需要对仪器进行相应的刻度和校验检查,确保仪器处于正常状态㊂E R M I仪器刻度包括井径和极板压力刻度㊁电阻率刻度和方位刻度三个部分㊂刻度井径和极板压力一定按照软件提示的先后顺序进行刻度,小环177.8m m(7i n)㊁大环381.0m m(15i n)㊁极板压力最小㊁极板压力最大(极板压力大小的刻度顺序可互换)㊂如果为了减少刻度中仪器开收腿次数而不按照上述操作步骤,那么刻度的井径结果与标准值会有很大偏差,而且极板压力刻度也会出现异常㊂刻度极板压力时,一定要在仪器开收腿到最大或最小,电流突然跳变这个过程结束后进行,而且电流跳变后应立刻关闭直流电进行刻度操作㊂如果没有出现跳变或者在电流出现多次跳变后,再关闭直流电进行刻度,会导致极板压力刻度的不准确㊂极板发射电流打开时,必须确保极板周围没有导电回路,避免造成极板短路损坏仪器㊂3.3测井资料质量控制3.3.1测井速度控制采用成像模式测井时,速度应ɤ6m/m i n;采用倾角模式测井时,速度应ɤ19m/m i n㊂测井作业过程中,E R M I仪器的1号极板相对方位曲线(R B)显示仪器转动一周时,仪器在深度上移动距离应> 12m㊂3.3.2曲线质量(1)井径曲线㊂测井时,三井径曲线应变化正常,不能出现负值与异常大值㊂当仪器进入套管时,可以在套管中进一步测量井径,仪器的井径读数应与套管内径的误差<5.08m m(0.2i n)㊂(2)方位曲线㊂方位曲线应该平滑连续,无异常变化(没有抖动㊁台阶与负值)㊂(3)加速度计曲线㊂加速度三分量的平方和理论上为固定常量(曲线A C C Q的值理论上为1g,误差不超过0.001g),z轴加速度值应基本稳定,不能频繁大幅度变化㊂(4)磁力计及相关曲线㊂磁力计三分量的平方和在理论上也为固定常量(曲线M A G Q的值应在1.0附近小幅波动)㊂Q M读值应与井位所在地区的地磁倾角一致,Q B读值应与井位所在地区的大地磁场强度一致㊂(5)倾角曲线㊂六条倾角曲线必须具有良好的相关性,曲线相似性对决定测井质量和判断极板与井壁贴靠情况非常重要㊂所有曲线不能有过多的饱和情况,增加极板压力有助于改善贴靠情况,但也会影响仪器运动,严重时可能造成仪器遇卡㊂(6)成像曲线㊂测井图像应颜色对比合理㊁图像清晰㊁特征明显㊁容易辨认,不应出现与地层特征和井眼状况无关的抖动㊁跳跃或 木纹 现象,相应的方位曲线没有异常变化,图像上反映的地层特征和方位应该与声成像具有一致性,并且与常规测井资料相对应㊂在仪器的动态范围内,成像资料图像出现连续饱和的测量井段不得超过1m,出现饱和图像的累计测量井段不应超过总测量井段的1%㊂在目的层段,数据中断造成的图像和数据缺失井段应< 0.5m㊂在全井段,图像上因仪器遇卡引起的拉伸井段累积长度不得超过总测量井段长度的5%,仪器因遇卡造成的图像拉伸现象在深度连续超过1m 以上时应进行补测㊂022024年2月地质装备3.4现场操作注意事项极板表面与地层接触的地方必须光滑,例如电扣表面必须与极板盖在同一高度,不能有螺钉高于电扣表面㊂仪器保养后要仔细地安装极板,如果有条件可打磨极板表面使极板更平滑㊂极板表面不光滑可能会造成电扣之间微小的高度差,就会引起图像出现条带的情况㊂注意保持极板清洁,不能有油污附着在电扣上,每次下井后需彻底清洁极板㊂如有条件可用细砂纸轻轻打磨电扣,但尽量不要在电扣上留下划痕㊂测井前,分别用8i n与12i n井径环对仪器的井径测量进行检验,误差要小于0.2i n㊂在套管内不要打开极板发射,否则会烧毁仪器㊂如果出现一条或几条倾角曲线缺失(如极板损坏或松动),E L I S后处理软件可以根据其他5条曲线(最少4条)进行倾角计算㊂如果井眼过大,极板可能贴靠不好,在冲洗带中由于响应不好会造成极板悬浮的状态,当仪器转动或离开冲洗带后这种现象会恢复㊂由于6个推靠臂的独立运动,仪器能保证与井壁的良好接触,极板与平面有ʃ30ʎ的转动范围㊂水基泥浆在高阻地层中(2000Ω㊃m)偶尔出现曲线饱和㊂极板的误差可能导致负的偏差,结果导致电阻率曲线值超过2000Ω㊃m甚至负数㊂在某个极板悬空时,会导致极板的成像模糊㊂在防转短节太松㊁极板机械连接未调整好㊁或是极板上粘有泥饼时会出现这种现象,悬空极板的成像会比其他极板的图像更黑㊂如果有太多的泥饼粘附在电扣上,图像也会变得模糊,这会影响到细节的分辨㊂出现上述情况时,应将仪器提出并清洗极板,重新测井㊂4E R M I在米桑油田的应用成果E R M I仪器在米桑油田已经完成了数十口井的测井作业,作业成功率高,作业效果优秀,取得的测井资料质量较高,在识别岩性㊁裂缝和溶孔㊁构造分析和地应力分析等方面起到了关键性的作用,处理解释成果丰富,为该地区的勘探开发做出了较大的贡献㊂4.1识别岩性米桑油田A s m a r i地层中岩性复杂,包括白云岩㊁灰岩㊁砂岩以及石膏等4种岩性,如果不能进行准确识别,将无法对储层进行有效评价㊂成像测井图代表了沿井壁的地层电阻率非均质特征的变化,而这种变化往往是由于地层的孔隙结构㊁岩石类型和泥质含量的变化所引起的㊂通过对比岩心资料,认识各种岩性在成像图上的显示特征,就能有效地对岩性进行识别[12-13]㊂4.1.1石膏石膏属于蒸发岩类,位于A s m a r i油藏的顶部㊂相比于其他岩性,石膏是高阻致密岩层,在E R M I 静态图像上显示亮白色,很容易和其他岩性进行区分,见图3㊂图3石膏的成像图F i g.3I m a g i n g i m a g e o f g y p s u m4.1.2白云岩白云岩属于沉积岩,主要分布在A s m a r i油藏的上部,通常和石膏共生㊂在E R M I静态图上显示亮黄色(但比石膏稍暗),并可见伴生的石膏团块㊂该地层微裂缝和溶孔发育,是主要的储集空间,见图4㊂图4白云岩的成像图F i g.4I m a g i n g i m a g e o f d o l o m i t e4.1.3灰岩灰岩属于沉积碳酸盐岩,主要分布在A s n a r i油藏的下部和M i s h r i f油藏㊂E R M I静态图像上显示为亮黄色,动态图像上显示溶孔发育,见图5㊂4.1.4砂岩砂岩属于沉积碎屑岩,分布于A s m a r i油藏的中下部㊂E R M I静态图上显示为暗黄色,层状结构发育,见图6㊂12王禧润:微电阻率扫描成像测井仪在伊拉克米桑油田地层评价中的应用第25卷 第1期图5 灰岩的成像图F i g .5 I m a g i n g i m a ge of l i m e s t o ne 图6 砂岩的成像图F i g .6 I m a g i n g i m a ge of s a n d s t o n e 4.1.5 其他岩性泥岩在米桑油田地区分布稳定,是划分地层的重要标志㊂从成像图上来看,泥岩主要有块状构造(图7)和层状构造(图8)㊂图7 块状泥岩F i g.7 M a s s i v e m u d s t o ne 图8 层状泥岩F i g .8 L a ye r e d m u d s t o n e 4.2 识别裂缝在测井资料图像中识别的裂缝,既有真实的地质构造特征,也有因钻井施工造成的诱导痕迹,还有由于测井方法本身造成的异常㊂为了得到准确的测井解释成果,必须使用电成像测井资料结合测井解释,仔细辨别图像特征,推断该现象的成因[14-17]㊂4.2.1 真假裂缝裂缝总是与构造运动和溶蚀相伴生,宽度不均且不规则;层理一般是一组平行或者接近平行的高电导异常,非常窄且均匀;缝合线是压溶作用的结果,两端有细微近似垂直的高电导异常,一般平行于层界面且不具有渗透性;泥质条带的高电导异常通常与层界面平行且比较规则㊂裂缝图像见图9㊂图9 真假裂缝F i g.9 T r u e a n d f a l s e c r a c k s 4.2.2 天然裂缝与诱导缝诱导裂缝和天然裂缝都是应力㊁岩石强度和孔隙压力综合作用的结果,成因是环境压力超过了岩石的破裂压力梯度㊂可根据成像测井资料区分天然裂缝和诱导裂缝,主要通过裂缝的一些特征面标记㊁矿化作用和几何形状等特征来判断,见图10㊂222024年2月地质装备图10 天然裂缝与诱导裂缝F i g.10 N a t u r a l c r a c k s a n d i n d u c e d c r a c k s 4.3 孔洞识别米桑油田主要目的层裂缝和孔洞发育,尤其是溶蚀孔构成了储集层主要的储集空间㊂溶蚀孔在地层中主要的分布形式及成像特征见图11㊁图12和图13㊂图11 孔洞在地层中的分布形式F i g.11 T h e h o l e d i s t r i b u t i o n p a t t e r n i n f o r m a t i on 图12 孔洞在成像图上的特征F i g .12 C h a r a c t e r i s t i c s o f h o l e s o n i m a g i n g i m a ges 图13 泥岩碎屑在成像图上的特征F i g .13 T h e c h a r a c t e r i s t i c s o f m u d s t o n e d e b r i s o n i m a g i n gpi c t u r e 4.4 构造分析和地应力分析4.4.1 构造分析一般认为泥岩沉积发生在低能量的沉积环境中,水流比较平缓,形成的层理沉积构造一般平行于地层的原始沉积[18-20]㊂在构造分析中,一般找一段泥岩,分析泥岩层理的构造,认为这个构造反映了原始地层的构造㊂图14是米桑油田某井的构造分析图,从图14(a)电成像测井图可以看出地层比较平缓,通过成像程序分析,地层倾角8ʎ~10ʎ,方位是南西向,210ʎ左右㊂得到的成果与图14(b )构造图对应的较好,说明构造分析的准确性较高㊂图14 构造分析F i g .14 S t r u c t u r e a n a l ys i s 4.4.2 地应力分析在钻井过程中发生的井壁崩落和诱导缝都与地应力密切相关㊂由于井壁崩落造成的椭圆井眼的长轴方向为最小主应力方向,而垂直于长轴的方向就为最大主应力方向㊂诱导缝的走向也代表了最大主应力的方向[21-22]㊂32王禧润:微电阻率扫描成像测井仪在伊拉克米桑油田地层评价中的应用第25卷第1期图15是该井目的层地应力分析㊂由图15(a)可见,地层最大主应力方向是北向㊂该井同时测量了交叉偶极声波,通过图15(b)交叉偶极声波资料各向异性分析得到的最大主应力方向和由成像资料得到的最大主应力方向相一致㊂图15最大应力分析F i g.15M a x i m u m s t r e s s a n a l y s i s5结论米桑油田岩性复杂多样,孔洞和裂缝发育,仅依靠常规测井资料难以进行精确评价㊂而电成像测井具有分辨率高㊁直观的特点,可以用来识别岩性㊁孔隙类型及结构,评价地层构造㊂成像测井技术可以判断裂缝发育程度,提供产状和发育层段,结合双侧向和斯通利波资料,可以判断裂缝的径向延伸特征及裂缝的有效性㊂根据成像测井资料可以获得地层的倾向和倾角,应用井壁崩落和钻井诱导缝的方法,根据成像测井资料可以确定地应力方向㊂参考文献(R e f e r e n c e s):[1]王亚青,林承焰,邢焕清.电成像测井技术地质应用研究进展[J].测井技术,2008,32(2):138142.W A N G Y a q i n g,L I N C h e n g y a n,X I N G H u a n q i n g.A d v a n c e s i n t h e g e o l o g i c a p p l i c a t i o n s o f e l e c t r i c a l i m a-g i n g l o g g i n g t e c h n o l o g y[J].W e l l L o g g i n g T e c h n o l o-g y,2008,32(2):138142.[2]杨玉卿,崔维平,王猛.成像测井沉积学研究进展与发展趋势[J].中国海上油气,2017,29(03):718,140.Y A N G Y u q i n g,C U I W e i p i n g,W A N G M e n g.A r e-v i e w o n t h e r e s e a r c h p r o g r e s s a n d d e v e l o p m e n t t r e n d o f i m a g i n g l o g g i n g s e d i m e n t o l o g y[J].C h i n a O f f s h o r eO i l a n d G a s,2017,29(03):718,140.[3]何小胡,王亚辉,焦详燕,等.电成像测井在莺琼盆地大型重力流储集体勘探中的应用[J].测井技术, 2017,41(3):336344.H E X i a o h u,W A N G Y a h u i,J I 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