测井地质解释的研究方法论

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-06-27
测井资料解释方法与技术

测井资料解释可分为定量、半定量和定性三种类型。前者主要由计算机来实现,而后者则主要通过人工分析来完成,两者起着相互补充、相互印证的作用。应当承认,先进的计算机解释技术是实现各种复杂地质分析和数值运算的有力手段,也需要指出,单纯的计算机数据处理,并不能完全解决测井解释面临的各种问题。这是因为测井所要解决的地质、工程问题,一般不能仅用单纯的地质-数学模型及相应的解释方程所描述。它既有数值运算,也包含着由多种经验法则组成的非数值运算。大量事实也证明,使用常规的计算机处理方式,只能为测井解释提供分析问题的手段,而不能最终提供综合解题的能力和自动决策的最佳答案。因此,在测井解释中,充分利用各种有用信息(包括地质、录井、测试和岩心分析资料),认真分析各种可能的情况,借助专家的知识和经验,对提高测井解释的地质效果是十分必要的。下面我们通过对一些地质问题的解决的阐述,说明测井解释的一般方法。
15.6.1 划分钻井地质剖面和识别储集层
测井资料是划分钻井地质剖面的可靠手段,它不仅可以准确确定不同性质岩层的顶底界面,而且可以判别岩性,确定储集层及其储集特性。下面讨论两种主要岩层剖面。
15.6.1.1 碎屑岩剖面
碎屑岩剖面的主要岩类是砂岩(各种粒级)、泥岩和它们的过渡岩类,有时也有砾岩及砂岩与砾岩的过渡岩类。利用目前常规的测井方法,可以较好地解决划分其岩性剖面和确定储集层问题。其中较有效的方法是自然电位、自然伽马和微电极测井,其他测井方法如电阻率和声波等也有重要的辅助作用。
通常,泥岩层都具有正的自然电位和较高的自然伽马读数,微电极系曲线读数最低且无幅度差。砂岩层的显示特征正好与此相反。砂岩岩性纯、孔渗性好,有较明显的自然电位负异常,自然伽马低读数以及微电极系曲线的正幅度差等特征,且井径曲线常表现为实测井径值小于钻头直径。据此,也不难将剖面上的砂岩储集层划分出来,并可进一步根据这些曲线特征的明显程度判断其渗透性的好坏。
剖面上的非渗透性致密岩层,如致密砂岩、砾岩等,其自然电位和自然伽马曲线特征与一般砂岩基本相同,但它们有明显高的电阻率值和低的声波时差读数,容易根据微电极系或球形聚焦曲线,再配合径向电阻率曲线和声波时差曲线将它们划分出来。
利用渗透性地层与非渗透性泥页岩和致密层之间的电性差异,可以划分出储层中的非渗透夹层,进而确定储层的有效厚度。岩层界面的划分,通常是用直观性较好的自然电位或自然伽玛曲线和分层能力较强的微电阻率曲线,同时参考径向电阻率曲线和孔隙度测井曲线来实现。如图15-11是碎屑岩剖面上主要岩性在常规测井曲线上的显示特征和用这些曲线划分岩层剖面及确定储集层的实例。
在实际工作中,我们也可能遇到与所述规律不相符合的一些特殊情况,如含放射性矿物的高伽马储层,含高矿化度地层水的低电阻率储层,以及由于泥浆滤液矿化度大于地层水矿化度而使储层的自然电位曲线表现为正异常等等,对此需根据有关资料做出具体分析。
15.6.1.2 碳酸盐岩剖面
碳酸盐岩剖面的主要岩类是石灰岩、白云岩,也有泥岩、部分硬石膏以及这些岩类的过渡岩。储集层主要是在致密、巨厚石灰岩或白云岩中的孔(洞)隙和裂缝发育带,因此与砂岩储集层不同之处是,它与周围围岩具有相同的岩性。
划分碳酸盐岩剖面的岩性可用常规的自然伽马、径向电阻率和孔隙度测井(声波、密度和中子)曲线。通常,泥岩层具有高伽马、低电阻率和高时差、低密度及高中子孔隙度等特征;致密的纯石灰岩、纯白云岩,具有低的自然伽马和电阻率值高达数千甚至上万欧姆·米的特征,且在孔隙度测井曲线上有较典型的特征值。如石灰岩:Δt=47.5μs/ft(1 ft=0.3048 m),ρb=2.71g/cm3,ΦN=0;白云岩:Δt=43.5μs/ft,ρb=2.87g/cm3,ΦN=0.04;硬石膏的典型特征是,自然伽马为剖面最低值,电阻率为最高值,且体积密度最大(ρb=2.98g/cm3),很容易加以识别。
碳酸盐岩剖面上的储集层,由于其孔隙或裂缝发育,泥浆滤液的侵入造成电阻率明显降低(低于围岩),成为区分碳酸盐岩储层与非储层的一个重要标志。电阻率降低的数值与裂缝的发育程度有关。通常可低达数百欧姆·米甚至数十欧姆·米。在孔隙度测井曲线上,储集层的显示特征也较明显,即相对于致密层有较高的时差值,较低密度值和较大的中子孔隙度读数。特别是当裂缝较发育时,声波曲线还常显示出较明显的周波跳跃特征。
在实际划分碳酸盐岩剖面上的储集层时,应首先寻找低电阻率地层;其次,利用自然伽马曲线的相对高值排除其中的泥质层。然后,根据径向电阻率曲线的差异和孔隙度测井曲线的显示特征圈定出储集层,并进一步判断其渗透性的好坏。如图15-12是碳酸盐岩剖面上主要岩性及储层的测井响应特征实例。
15.6.2 确定储集层参数
在前述的测井分析程序中,我们已经介绍了几种主要储集层参数(孔隙度、饱和度和渗透率等)的常规确定方法,这里仅就程序中未能涉及到的一些问题作进一步补充。

图15-11 碎屑岩剖面主要岩性及储层的测井响应特征实例


图15-12 碳酸盐岩剖面主要岩性及储层的测井响应特征实例

15.6.2.1 确定孔隙度
在用孔隙度测井资料确定储层孔隙度时,对于高、中、低孔隙度的地层剖面,使用三孔隙度系列,一般都有较强的求解能力。也广泛使用单一的声波测井方法计算孔隙度,因为它的探测深度较深,对井眼条件的敏感性较低,且受岩石中可能存在的重矿物的影响较小。若再用岩心分析数据对声波测井资料求得的孔隙度作进一步刻度,一般都能满足储层评价中定量计算孔隙度的要求。
也需要指出,岩石的声波速度不是仅与孔隙度有关,它还受岩性、压实程度、胶结程度、孔隙结构,以及孔隙流体性质等诸多因素的制约。因此,线性形式的威利时间平均公式常常不足以表达这种复杂的关系。1986年,法国道塔尔石油公司通过声波时差与孔隙度之间关系的研究,提出了“声波地层因素”概念,其表示式为

勘查技术工程学



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式中:Fac为声波地层因素;x为岩性指数,与岩性和孔隙结构有关。对于砂岩、石灰岩和白云岩,x的经验值分别为1.6,1.76和2.00。
由于式(15.6-1)与电阻率地层因素-孔隙度关系式十分相似,故有“声波地层因素公式”之称。将其表示成孔隙度的计算形式为

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在给出岩石的岩性指数和骨架声波时差之后,可由该式计算孔隙度。它的特点是不需要作声波压实校正,也不需要流体声波时差,因而避免了这两个参数引起的误差。该式不适用于天然气层。
对于天然气储层,特别是疏松的高孔隙砂岩含气层,当声波曲线出现周波跳跃时,将无法用声波曲线计算可靠的孔隙度值。此时可用中子、密度测井由下式近似估算气层孔隙度

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式中:φN、φD分别是中子、密度测井计算的孔隙度值(%)。
对于裂缝性储层,提出了一种利用电阻率测井资料计算裂缝孔隙度的方法。由于这类储层的总孔隙度由岩块孔隙度φb和裂缝孔隙度φf两部分构成,假定岩层浅部裂缝中有泥浆侵入而岩块孔隙及岩层深处的裂缝中无泥浆侵入,则根据并联电路原理和阿尔奇方程可导出计算裂缝孔隙度的方程为

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式中:Rm为泥浆电阻率;mf为裂缝的孔隙度指数,通常为1~1.3。
15.6.2.2 确定饱和度
目前,在常规测井解释中主要是利用电阻率测井资料,由阿尔奇方程计算油气储层的含水饱和度。尽管阿尔奇方程在应用中也暴露出了许多问题,但它仍是目前指导油气层测井解释的理论基础。实践表明,用好阿尔奇方程的关键,是根据岩石类型和岩石结构正确确定方程中的经验系数a、m、n和b,或根据对具体储层的研究,提出一些针对性强和更加适用的派生公式。下面列举几种评价泥质砂岩和碳酸盐岩油气层的几种派生饱和度公式。
(1)分散泥质砂岩油气层饱和度方程

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式中:q为分散泥质含量,它是分散泥质体积占岩石总孔隙体积之比,即q=VSH/Vφ,

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(2)层状泥质砂岩油气层饱和度方程

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式中:VSH为层状泥质砂岩的泥质含量;φ为层状泥质砂岩的有效孔隙度,它与纯砂岩部分的有效孔隙度φSD之间的关系为φ=φSD(1-VSH)。
(3)混合泥质砂岩油气层饱和度方程

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(4)裂缝性碳酸盐岩油气层饱和度方程
岩块含水饱和度由下式计算

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式中:Rtb为岩块电阻率;mb和nb分别是岩块孔隙度指数和饱和度指数;Rtb为岩块真电阻率,可由下式确定

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mf为裂缝的孔隙度指数。
裂缝含水饱和度目前还很难根据测井资料直接确定,它与裂缝壁的束缚水厚度hbW成正比,而与裂缝宽度b成反比。通常认为,只要裂缝宽度大于10μm,裂缝含水饱和度将小于5%。因此,一般情况下,裂缝性油气层的裂缝含油气饱和度特别高。
裂缝性油气层的总含水饱和度SWt等于裂缝含水饱和度与岩块含水饱和度的算术加权和。若用Vf表示裂缝孔隙度占岩石总孔隙度的是百分数(称为裂缝分布指数),则

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另外,也可用电阻率测井资料计算,即

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式中m和n为总孔隙度指数和总含水饱和度指数,RTC为裂隙性地层的真电阻率。
15.6.2.3 确定渗透率
确定储集岩石的渗透率是测井解释的一个难题,主要原因是影响岩石渗透率的因素较多,随机性较强,加之目前还缺乏能直接反映岩石渗透率的测井手段。因而,现有的方法基本上都是通过统计分析建立由测井计算的孔隙度、束缚水饱和度与岩心分析渗透率之间的经验关系式。局限性较大,很难达到地质分析所要求的精度。
应用核磁共振测井资料计算储层渗透率是目前较有效的方法。岩心实验分析得出的计算渗透率的两个主要经验公式是
SDR方程

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Timur方程

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式中:φNMR为核磁测井求得的孔隙度;φF和φB分别是自由流体和束缚水孔隙度;T2log为T2的对数平均,C、a1、a2、b1和b2为经验系数。对于砂岩地层,通常取a1=4,a2=2,b1=1,b2=2。系数C1和C2对于不同地区或层段可能不一样,可通过实验分析确定。一般情况下(砂岩),C1=4,C2=10。

李浩1,2
(1.中国石化石油勘探开发研究院,北京100083;2.中国石油大学,北京102249)
摘要 以岩电实验为基础的测井分析方法,主要应用测井技术的地球物理属性。随着油气勘探开发目标的日益复杂,该方法的局限性日益显现。本文提出“测井信息的地质属性”这一概念,并讨论了其3个类型:对应性、专属性和统一性。其中,研究测井信息与地质背景的对应性,有助于利用测井信息还原某些地质事件;研究测井响应与某些地质事件的专属性,有助于推测测井信息隐含的重要地质现象;研究测井信息与其地质背景间存在宏观地质作用与微观岩层结构的统一性,有助于测井技术的地质预测研究。应用测井信息的地质属性分析,成功地预测出沙特某探区下古生界储层具备产能,确定了澳大利亚某探井意外钻遇的1000m泥岩地层的时代归属问题。
关键词 测井分析方法 地球物理属性 地质属性
Geological Characteristics Study on Logging Information
LI Hao1,2
(1.Exploration & Production Research lnstitute,SlNOPEC,Beijing 100083;2.China University of Petroleum,Beijing 102249)
Abstract Based on rock electrical properties testing,geophysical characteristics is mainly used in well logging evaluation.However,complication with invisibility in the targets of oil/gas exploration and development make logging evaluation technology facing challenge.The paper put forward a concept—geological characteristics of logging information and discuss three types of geological characteristics:correspondence,specialization and unification.Study the correspondence of logging information and geological setting can help to use the log curves’ shape to describe or revert some geological events;study the specialization of logging response and some geological events can help to conjecture important connotative geological phenomena with logging information;study the unification of macroscopical geological process and microcosmic reservoir structure in logging information and geological setting can help to geologic prediction.
During the oversea oil/gas resource evolution in Sinopec,it succeeded to predict a exploration area in lower Paleozoic with reservoir productivity in Saudi Arabia,and determined the time ownership of claystone unexpected encountered in a exploration well,Australian,etc.
Key words well logging evaluation geophysical characteristics geological characteristics
目前,测井评价技术面临的主要问题是其测量方法本身存在的认识多解性与油气勘探开发目标的日益复杂化、隐蔽性之间的矛盾[1~4]。事实证明,用单一技术、方法开展测井评价已暴露诸多弊端。将测井评价技术与宏观地质背景相结合,减少测井评价认识的多解性和提高测井信息的地质应用已成为测井技术发展的共识。深化测井地质学研究方法,不仅可减少评价的多解性,而且能提供一些地质研究所需的关键证据。
1 地质背景的差异决定了测井响应的差异
地质内因从根本上决定了不同地质条件下的测井信息响应特征。深刻地认识到这一点,就有可能利用测井技术识别地质事件或揭示隐含的重要地质现象,为地质学家提供研究和参考的依据,为特殊油气层的预测提供指向。
图1和图2分别为伊朗Y油田K-1井上白垩纪和下白垩纪地层测井响应特征,其储层岩性虽然同为碳酸盐岩,但测井曲线所表现出的电阻率和孔隙度响应特征却差别很大。分析原因,推测为沉积背景因素所致。其中,图1的上白垩纪储层在岩心照片中见到大量砂屑,极可能与海侵期陆源物质大量进入海水,造成陆源物质与碳酸盐岩混积有关,这类储层在测井曲线上的电阻率和孔隙度变化稳定,当裂缝因素影响小时,用阿尔奇公式解释储层含水饱和度(Sw),与地下地质符合程度较高;图2的下白垩纪储层为纯碳酸盐岩地层,这种地层可能与海退因素有关,海退期的陆源供给不足,使碳酸盐岩自身的韵律构成沉积地层的主体[5]。这类储层韵律性使测井曲线上的电阻率和孔隙度变化不稳定,用阿尔奇公式解释储层含水饱和度,与录井含油显示差别较大。图中可见,非储层段常常处理出较高的含油饱和度(Sw为低值),这种韵律性变化大的储层很难用数学分析模型解释。

图1 水进期碳酸盐岩测井响应特征

2 测井信息地质属性的提出及其研究目的
以上两例说明,测井信息与地质演化息息相关,内含地质属性。研究测井信息与地质背景演化的内在联系,对于能否将测井信息转换成地质分析模型具有探索价值。

图2 水退期碳酸盐岩测井响应特征

属性的定义是指事物所具有的性质与特点。就测井信息的形成而言,它同时具备地球物理属性和地质属性。前者来自测井仪器由发射、传输到接收形成的地球物理响应,不同仪器测出不同的地球物理数据结果;后者来自测井数值对储层地质背景的信息表现,不同地质背景测出不同的曲线特征。测井信息的这两种属性是对地下真实情况的间接表达。目前的测井评价主要是用其地球物理属性,对其地质属性的认识和应用相对不足。
测井信息地质属性的具体表现在于,地质演化过程中的特征现象,必有特征响应被测井记录。只要建立正确的测井-地质转换关系[6~7],就有可能用测井信息恢复部分或主要的储层地质原貌,因此,测井地质属性有可能是深化测井地质学的理论依据。
根据应用,测井信息应存在3类地质属性:①对应性,即测井响应与其地质演化背景有对应关系,根据该属性可用测井曲线形态描述或还原某些地质事件,如测井相建模及地层倾角描述断层、不整合等;②专属性,测井信息的某些特殊响应常专属于某一特定地质现象,如异常高压与泥岩声波时差增大、强地应力与泥岩电阻率变高等;③统一性,地质问题都是宏观地质作用与微观储层结构的统一,除去施工因素,局部测井信息的特殊变化,必然是宏观地质内因的一种响应,因此,宏观与微观的统一性有助于精确的地质预测。
开展测井信息地质属性研究的目的,是希望利用测井信息恢复和推导部分地质演化过程中的本质特征,通过正演或反演分析,建立测井信息与地质背景的转化模式,提高测井信息的应用效率和开发测井信息的预测功能。
3 测井信息地质属性在海外油气资源评价中的应用
3.1 识别意外钻遇的未知地层
V1井位于澳大利亚西北大陆架Bonaparte盆地西部Vulcan次盆内部的背斜高点,研究区下—中侏罗统至下白垩统钻井揭示地层主要有Plover组、Montara组、Lower Vulcan组、Upper Vulcan组、Echuca shoals组和Jamieson组等多套地层。次盆东部的高台阶部位钻井近20口,均钻遇下侏罗统的Plover组地层(图3)。V1井设计目的层亦为Plover组地层,但出乎意料的是,在预计深度3400m以下,钻遇1000m泥岩,地层归属成为焦点。

图3 V1井构造背景模式图

3.1.1 地层对比及沉积相研究
地层对比识别出3套对比标志层:Jemieson组底的不整合面、Lower Vulcan组顶部的100多米灰质泥岩及东部垒台区Plover组顶部的不整合面。上述标志层放在联井剖面和地震剖面追踪均表现出良好的一致性,表明地层对比的结论正确可靠。
历年的沉积相研究表明,下侏罗统Plover组为河道-三角洲沉积背景,是典型的浅水沉积特征;而上侏罗统Lower Vulcan组发育海相页岩和局部的海底扇,为深水沉积特征。
测井信息研究表明,Plover组与Lower Vulcan组地层存在不同的测井地质属性。一是测井相不同,Plover组为厚层箱形砂岩,自然伽马数值低且平稳、光滑;Lower Vulcan组发育厚层泥岩,自然伽马数值高且平稳,大段的厚层泥岩中,往往难见薄层砂岩。二是物质组成有所不同,Plover 组的沉积地层,在测井曲线上,难以见到含钙质薄层的发育;Lower Vulcan组的沉积地层,在测井曲线上,则常见有含钙质薄层的发育,说明,两套地层之间物源可能有所变化(图4)。
以上是利用测井信息区别两套地层的较为明显的测井证据。
3.1.2 新钻探井1000m泥岩的地层归属分析
经测井信息的地质属性研究,认为V1井3400m以下钻遇的1000m泥岩应归属于上侏罗统的Lower Vulcan组。
(1)V1井1000m泥岩的测井相指示深水沉积环境,与Lower Vulcan组发育海相页岩相吻合。
(2)大套泥岩中常见有含钙质薄层的发育,说明其物源与Lower Vulcan组接近。

图4 未知钻遇地层的测井地质分析图

(3)1000m泥岩中,极难见到砂岩或薄层砂岩沉积,这也是最为重要的证据。由于东部垒台区Plover组是典型的浅水沉积特征,即使与该井发生很大的沉积相变,在较深水区的Plover组也理应见到或多或少的、由强水动力搬运而来的砂岩。
外国合作公司提供的孢粉分析表明,该段泥岩属于晚侏罗纪地层,同样支持本研究结果,这一研究成果为该区块的下一步勘探提供了决策。
3.2 沙特某探区下古生界储层的异常地层压力分析
沙特某区块是中石化的一个天然气勘探区,是在前寒武纪末由裂谷作用形成的一个含盐地堑的基础上发育起来的坳陷盆地,整个显生宙不断下沉,沉积了寒武纪至新近纪地层,局部地区沉积岩累计厚度超过9000m。其古生界以碎屑岩为主,中生界和新生界则以碳酸盐岩为主。在2005 年之前的研究中,一直将泥盆系J组和二叠系的K组以及U 组作为主要储层,因此,在初期的研究评估时,对于储层只评价到U组,下古生界储层未能给予应有的重视,如MK-1井钻深达5510m,但测井解释的深度仅仅达到4580m。

图5 MK-1井目的层地层压力分析图

2005年对MK-1井重新解释时,发现其下古生界地层有异常高压,很有可能具备产能(图5),这一认识为油气勘探提供了重要指向,2006年新钻的S2井在二叠系失利而在下古生界试出油气,证实上述推测。
图6为MK-1井和S2井的下古生界地层测井曲线图,其中,S2井的1 号层层厚14.7m,电阻率为99.22Ω·m,孔隙度为3.95%,渗透率为0.02×10-3μm2,含水饱和度(Sw)为36.54%;2 号层厚31.7m,电阻率为55.68Ω·m,孔隙度为4.5%,渗透率为0.03md,含水饱和度(Sw)为34.97%(据申本科等)。钻井过程中发现在奥陶系Sarah组顶部总烃含量开始增加,在5703.4mTG为3.02%,对该井下古生界先后测试两次,第二次测试诱喷成功,获日产气400~8000m3/d,证实该层为储含气层,为下一步的油气勘探提供了依据。

图6 下古生界地层测井曲线图

4 结论
(1)地质演化过程中的特征现象,必有特征响应被测井所记录,因而测井信息具有地质属性。
(2)深入研究测井信息内含的地质背景及其演化特征,可减少测井评价认识的多解性和提高测井信息的地质应用。
(3)深入研究测井信息与其地质背景间的对应关系,建立测井信息与地质信息之间的转换分析模型,是测井地质学进一步发展的关键。
参考文献
[1]李国欣,刘国强,赵培华.中国石油天然气股份有限公司测井技术的定位、需求与发展[J].测井技术,2004,28(1):1~6.
[2]赵江青,匡立春,刘应.非均质储层孔喉结构的测井评价方法[J].测井技术,1998,22(增):60~63.
[3]欧阳健.加强目标区块岩石物理研究提高测井识别评价油层能力[J].中国石油勘探,2001,6(1):24~30.
[4]欧阳健.加强岩石物理研究提高油气勘探效益[J].石油勘探与开发,2001:28(2):1~5.
[5]梅冥相.碳酸盐旋回与层序.贵阳:贵州科技出版社[M],1993.
[6]王贵文,郭荣坤.测井地质学.北京:石油工业出版社,2000.
[7]王贵文,郭荣坤.测井地质学.北京:石油工业出版社,2000.

测井地质学的研究建立于地质学和岩石物理学理论基础之上,以地质信息和测井信息的提取为依据,通过地质信息和测井信息间的正演和反演过程,建立测井解释地质模型,以期解决地质问题。

(一)测井地质解释研究的逻辑步骤

1.钻井岩心和野外露头的观察

露头和岩心观察是地质学及测井地质学研究的基础,通过露头和岩心的观察可获取诸如地层、岩性、岩石物质成分、结构、构造、沉积组合、生、储、盖条件等大量的地质信息和第一性资料。以此为基础,可建立起地层层序、沉积相和生、储、盖组合等概念模型。

2.地质刻度测井

应用野外露头,钻井岩心和实验室分析化验获取的地质信息和参数,进行各种测井曲线的标定和刻度。通过建立正演和反演模型,建立正确可靠的岩电关系,为提高测井地质解释的精度奠定坚实的基础。

3.测井资料的处理

根据各种地质基础资料和测井系统,进行资料的可行性评价及数据处理;并对测井曲线校正和资料处理,是测井地质学研究的重要环节。

4.测井资料的地质解释

在岩石物理研究的基础上,以大量的地质资料所建立的地质模型和测井资料处理结果为依据,完成测井地质解释工作。

(二)测井地质解释的数据资料向地质信息的转换

地球物理测井资料实质上是井剖面岩层各种物理性质(如导电性、放射性、电化学特性等)的二维或三维分析,是一组数据。这些数据仅仅间接地反映了岩石地质特性(如,岩石的成分和结构),而岩石性质的描述信息大量的是不便于数量化的知识信息。

测井地质解释理论和技术的发展,其主要目的是指导测井问题得到正确分析解,解决井中物理场的计算和非均匀介质中测井仪器的测量值问题,即深刻完成由测井数据信息到地质信息知识信息的转换。原理如下:

1.测井数据特点

测井结果(Y)由地质剖面的影响因素参数(W)、井的影响和测量误差(V)所确定。其科学关系表示为

地球物理测井

式中:A为测量转换系数。上式仍可表示为

地球物理测井

式中:U=(W,V),为全影响因素集。这是一种初等函数关系,U为自变量,Y为因变量,Y是U的复合函数。

通过上述分析可以看出,不能直接对地质剖面(岩性与含油性等)进行观测。测井分析者只能用Y数值估计地质环境性质W。因此,测井分析者在解释过程中必须进行以下三种转换,才能得到最终地质成果。它们如下。

1)仪器转换和测量干扰:

地球物理测井

2)测井地球物理场转换为地质环境参数:

地球物理测井

3)根据岩性与物性关系进行地质环境参数转换:

地球物理测井

综合以上三种地质和测井数据的转换,其测量转换系数有如下形式:

地球物理测井

式中:Apf为岩性转换系数;Agf为物性转换系数;Ain为仪器响应转换系数。

地质环境性质是受许多地质和钻井条件影响所赋给的特性。其中包括:沉积相、成岩作用、后生变质作用和钻穿地层影响等因素。假设地质和钻井过程为AG,则可写出:

地球物理测井

式中:ω(t)为环境的函数,与地质时代(t)有关。为定义上述参数而列入目的转换系数(C),按照下式定义特征(X)的真值:

地球物理测井

或按更为复杂的形式:

地球物理测井

测井解释和数字处理工作只能把测井资料转换为可定义地质特征的估计值:

地球物理测井

式中:表示为估计值以区别于地质特征真值;B为处理系数。系数A、B和C之间的关系可由下述表达式表示:

地球物理测井

地球物理测井

式中:P表示和X之间的差别,即平均解释或处理误差;P0为地质状况QU与概率分布Φ(U)的平均误差;S(P)=minP0(A,B,C)称为“最佳准则”。

通过以上对测井数据特点的分析,要达到高质量的定量解释或处理效果,应当合理选择测井解释模型,使A,B,C系数合理,误差P0为最小。

2.解释方法(或数字处理方法)选择

定量解释方法,目前主要有三类。即体积模型方法、最优化模型方法和概率统计模型方法。最优化模型方法基础仍然没能脱离体积模型,故上述三种方法中的前两种可视为一类方法。

目前,已经提出和发展了概率统计模型测井解释理论。相应地形成了使成果误差达到最小的以下数字处理方法。

1)进行反褶积运算和方差分析,消除随机影响和最佳划分测井剖面。

2)进行相关和判别分析,实现分类的研究(划分油气水层、裂缝类型等)。

3)进行聚类分析,研究沉积相和环境。

4)人工神经网络算法,进行沉积微相的划分。

5)利用米兰柯维奇、小波分析等周期性模型,进行测井层序地层分析。

6)混沌及随机行走分析方法,进行非线性反演计算。



  • 测井地质解释的研究方法论
    答:(一)测井地质解释研究的逻辑步骤 1.钻井岩心和野外露头的观察 露头和岩心观察是地质学及测井地质学研究的基础,通过露头和岩心的观察可获取诸如地层、岩性、岩石物质成分、结构、构造、沉积组合、生、储、盖条件等大量的地质信息和第一性资料。以此为基础,可建立起地层层序、沉积相和生、储、盖组合等...
  • 测井解释基本理论和方法
    答:测井资料处理解释就是根据所要解决的问题应用适当的数学物理方法,建立相应的测井解释模型,推导出测井响应值与地质参数之间的数学关系; 然后对测井资料加工处理和分析解释,把测井信息转变为尽可能反映地质原貌特征的地质信息,供地质勘探开发使用。 目前,在测井数据处理中采用的解释模型有许多种,可按不同角度对它们大致分类。
  • 测井解释模型、单井评价与地层对比
    答:为了提高测井数据对地下地质特性的直接求解能力,还应采用岩心分析资料来刻度测井信息的方法,研究储层岩性、物性、含油性和测井响应特征间的关系(即所谓四性关系);从而利用数理统计方法来建立适合于本油田的经验解释模型及参数转换关系。然后利用这些经验解释模型与参数转换关系对测井数据进行计算机处理解释。...
  • 地球物理测井是什么?
    答:地球物理测井(以下简称测井)是用专门的仪器沿钻井井身测量岩石的各种物理特性、流体特性(如导电性、导热性、放射性、弹性,等等),根据不同岩石及其内部流体的这些特性的差别,可以间接划分地层,判别岩性和油、气、水层。测井具有工艺简便、成本低、获取资料迅速、效果好等特点,取得的资料是油气田地质研究、油气田开发工...
  • 测井解释的测井解释流程
    答:1、测井解释收集的第一性资料:①钻井取芯②井壁取芯和地层测试③钻井显示④岩屑录井⑤气测录井⑥试油资料2、测井数据预处理在用测井数据计算地质参数之前,对测井数据所做的一切处理都是预处理。主要包括:①深度对齐:使每一深度各条测井数据同一采样点的数据。②把斜井曲线校正成直井曲线③曲线平滑处理...
  • 油气田勘探方法简介是什么?
    答:目前,勘探油气田的方法有地质法、地球物理勘探法、地球化学法和钻井法四类。 一、地质法 地质法是油气田勘探工作中贯彻始终的基本工作方法,主要包括通过观察、研究出露在地面的古地层、岩石及油气显示,获取相关地质资料并进行分析、解释,判断一个地区有无生成油气和储存油气的地质条件,对该地区的地下含油气远景进行评...
  • 井壁成像测井
    答:FMI图像主要的地质应用包括以下几个方面:①裂缝识别及评价;②地质构造解释;③地层沉积相和沉积环境解释;④储层评价;⑤地应力方向确定;⑥岩心深度归位和定向;⑦高分辨率薄层分析与评价。 通常在一个地区,选有代表性的参数井进行取心,并作全井眼微电阻率扫描成像测井,通过与岩心柱的详细对比,研究有关地质特征在井壁图...
  • 地震勘探的勘探方法
    答:包括反射法、折射法和地震测井(见钻孔地球物理勘探)。三种方法在陆地和海洋均可应用。研究很浅或很深的界面、寻找特殊的高速地层时,折射法比反射法有效。但应用折射法必须满足下层波速大于上层波速的特定要求,故折射法的应用范围受到限制。应用反射法只要求岩层波阻抗有所变化,易于得到满足,因而地震勘探中广泛采用的是反...
  • 倾角模式及其地质含义
    答:地层倾角测井研究构造和沉积时,在矢量图上可以把地层倾角的矢量与深度关系大致分为四类(图4-14)。图4-14 地层倾角模式及地质解释 1)红模式。倾向大体一致,倾角随深度增加而增大的一组矢量,它可以指示断层、砂坝及河道等。2)蓝模式。倾向大体一致,倾角随深度增加逐渐变小的一组矢量。它一般反映...
  • 地震地层解释方法部分应用简介
    答:通常包括依据地震反射终端代表各种类型不整合面的地震层序的识别和划分;依据常规的测井资料(SP测井)以及井下地质解释进行的测井层序的识别和划分;依据出露地层的产状和生物化石进行的露头层序的识别和划分三种途径。 2.地震层序的空间分布 地震层序的二维形态可由地震剖面地震地层解释直接给出。在未作地质解释(沉积相或...