测井解释的基本理论和方法

第一篇

测井解释基础与测井方法

测井广泛应用于石油地质和油田勘探开发的全过程。利用测井资料，我们不仅可以划分井孔地层剖面，确定岩层厚度和埋藏深度，确定储层并识别油气水层，进行区域地层对比，而且还可以探测和研究地层主要矿物成分、孔隙度、渗透率、油气饱和度、裂缝、断层、构造特征和沉积环境与砂体的分布等，对于评价地层的储集能力、检测油气藏的开采情况，细致地分析研究油层地质特征等具有重要意义。随着测井技术及其解释处理方法的飞速发展，测井资料的应用日益深化，其作用也越来越明显。

第一章 测井解释的基本理论和方法

第一节 测井解释的基本任务

测井资料解释，就是按照预定的地质任务和评价目标选择几种测井方法采集所需的测井资料，依据已有的测井解释方法，结合地质、钻井、录井、开发等资料，对测井资料进行综合分析，用以解决地层划分、油气层和有用矿藏的评价及其勘探开发中的其它地质、工程问题。测井解释的基本任务主要有：

1．进行产层性质评价。包括孔隙度、渗透率、有效厚度、孔径分布、粒径大小及分选性、裂缝分布、润湿性等的分析。

2．进行产液性质评价。包括孔隙流体性质和成分（油、气、水）的确定，可动流体（油、气、水）饱和度、不可动流体（束缚水、残余油）饱和度的计算。

3．进行油藏性质评价。包括研究构造、断层、沉积相，地层对比，分析油藏和油气水分布规律，计算油气储量、产能和采收率；指导井位部署、制订开发方案和增产措施。

4．进行钻采工程应用。在钻井工程中，测量井眼的井斜、方位和井径等几何形状，估算地层孔隙流体压力和岩石的破裂压力梯度，指导钻井液密度的合理配制，确定套管下深和水泥上返高度，计算固井水泥用量和检查固井质量等；在采油工程中，进行油气井射孔，生产剖面和吸水剖面测量，识别水淹层位和水淹级别，确定出水层位和串槽层位，检查射孔质量、酸化和压裂效果等。

第二节 岩性确定方法

储层的岩性评价是指确定储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，进一步确定泥质在岩石中分布的形式和粘土矿物的成分。

1.岩石类别 测井地层评价是按岩石的主要矿物成分确定岩石类别，如砂岩、泥质砂岩、粉砂岩、砾岩、石灰岩、白云岩、石膏、硬石膏、盐岩、花岗岩、变质岩、石灰质白云岩等。

2.泥质含量和粘土含量 泥质含量是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Vcl表示。

岩石中除了泥质以外的其他造岩矿物构成的岩石固体部分，我们称之为岩石骨架，这是测井的专用术语。所谓确定岩石矿物成分及其含量，就是确定岩石骨架的矿物成分及其体积占岩石体积的百分数。由于岩石的矿物成分较复杂，而测井的分辨能力有限，故一般只考虑一、二种主要矿物成分，最多能考虑六种矿物成分，其它忽略不计。

3.泥质分布形式和粘土矿物成分 泥质分布形式是指泥质在岩石中分布的状态，一般有三种形

式：

①分散泥质，是分布在粒间孔隙表面的泥质，其体积是粒间孔隙体积的一部分，故它使泥质砂岩的有效孔隙度减少；

②层状泥质，是呈条带状分布的泥质，其体积取代了相应的纯砂岩颗粒及粒间孔隙度； ③结构泥质，是呈颗粒状分布的泥质，但不改变其粒间孔隙度。

因此，泥质分布形式，对泥质砂岩的有效孔隙度有很大影响。岩石中常见的粘土矿物有高岭石、蒙脱石、伊利石和绿泥石等。

测井项目中的岩性-密度测井、补偿中子、补偿密度、补偿声波、自然伽马能谱等测井方法，可用于确定岩石的矿物成分和含量、粘土矿物成分及其含量（附表1-2-1中列出了地层主要岩石的测井响应特征）。

第三节 储层划分方法

具备下述两个条件的岩石叫做储层：一是具有储存油、气、水的孔隙、裂缝和孔洞等空间场所；二是孔隙、裂缝和孔洞必须相互连通，能够形成油、气、水流动的通道。人们常说的油层、气层、油水同层、含油水层和水层都是储层。储层是形成油气藏的基本要素之一，自然也是形成油气层的基本要素之一，因而是测井地层评价的基本对象。

地层中能够储存油气的岩石很多，但按岩性可以分为碎屑岩储层、碳酸盐岩储层和其它类型储层，前两类是主要的储层。由于孔隙、裂缝和孔洞对测井地层评价有不同的影响，在地层评价中常把储层分为孔隙性储层、裂缝性储层和孔隙-裂缝性储层。在进行测井地层评价时，应突出强调不同储集类型对岩石形成储集性质的决定性作用和它们对测井地层评价带来的差别。下面重点介绍孔隙性和裂缝性储层。

一、孔隙性储层

粒间孔隙对岩石储集性质起决定作用的储层。岩性以碎屑岩为主，以砂岩储层为代表，其它还有鲕状灰岩、生物灰岩、生物碎屑灰岩、内碎屑灰岩及细粒以上白云岩等碳酸盐岩石。孔隙以粒间孔隙为主，也可有溶孔、印模孔、粒内孔隙、生物骨架孔隙、微裂缝等，是成岩作用或后生变化形成的，一般与构造作用无关。孔隙分布均匀，横向变化较小。孔隙度较高，低者10%左右，高者30%左右，一般15%～25%。

孔隙性储层，尤其是碎屑岩剖面内的孔隙性储层，是测井地层评价应用较成熟的一类储层。碎屑岩剖面内的孔隙性储层有以下特点：

① 储层之间有泥岩隔层，而泥岩的性质较稳定，使夹在它们之间的储层较易识别，在钻井液滤液电阻率（Rmf）与地层水电阻率（Rw）有差别的条件下，使用自然电位测井（SP）成了识别储层最简便易行的方法，具有孔隙性和渗透性的储层可形成较明显的自然电位异常；

② 储层孔隙度较高，地层因素对电阻率的贡献下降，使储层的定性评价和定量评价都有良好的效果；

③ 储层的岩性、物性、含油性较均匀，横向变化小，使各种探测特性不同的测井方法具有良好的重复性，容易实现比较理想的组合，评价效果较好。

对孔隙性储层来说，研究孔隙大小、形状及其分布，研究泥质含量、粘土类型、分布形式对储层性质和测井解释方法的影响，是现代测井解释的主要课题。

二、裂缝性储层

因裂缝较发育而使岩石具有储集性质的储层。裂缝性储层以碳酸盐岩中最多，也曾在火成岩、

变质岩、砾岩甚至泥岩中发现此类储层。除了泥岩裂缝储层，这些裂缝性岩石一般比较纯（不含泥质或泥质含量很低），性脆，基质孔隙度很低（一般小于5%），因构造作用、成岩作用、水流作用而生成构造缝、层间缝、成岩缝、压溶缝（缝合线）及溶蚀裂缝和孔洞，才使这些岩石具有储集性质。因此，其孔隙结构复杂，孔隙类型多，分布不均匀，横向变化较大。其中以构造缝对岩石的储集性质影响最大，尤其是近于垂直的构造缝。构造缝发育程度与局部构造的形成有关，一般在构造高点、长轴、断裂带附近较发育。

裂缝发育和孔隙度较高（一般10%左右）的裂缝性储层，测井地层评价的效果较好。而裂缝发育程度有限、孔隙度很低（5%～7%）的裂缝性储层，常规测井资料的应用效果相对差一些。低孔隙度裂缝性储层的地层评价，有以下特点值得注意：

① 储层之间是比较纯的低孔隙度致密岩石，或者说储层是这些纯岩石中孔隙度稍高的部分，即裂缝性储层具有岩性纯（不含泥质或泥质含量低）、孔隙度稍高、有缝洞孔隙等地质特征，这是识别这类储层的地质依据；在常规测井资料上表现为：a）无铀自然伽马呈低值；b）深侧向电阻率呈相对低值，深-浅双侧向出现差异，微聚焦电阻率出现跳动；c）补偿中子、补偿声波数值增大而密度测井数值降低。

② 储层上下方的致密围岩使井内自然电流不能在储层界面附近形成回路，因而不能用自然电位划分储层，而要根据测井资料综合识别储层。

③ 识别裂缝、溶孔、溶洞的发育程度是这类储层评价的关键，因而除了常规测井方法以外，还应增加一些专门识别裂缝的测井项目，如声、电成像测井、偶极子阵列声波测井、核磁共振测井等，这些测井技术对裂缝性储层的评价具有快速、直观、有效的特点。

裂缝性储层的测井评价与其它类型储层的测井评价一样，都需要解决有效储层划分、流体性质识别和储层参数计算等基本问题。由于裂缝的数量、形状和分布极不均匀，使裂缝性储层的孔、渗和孔隙结构具有多变性，油水分布也很不规律，而且裂缝还具有渗透率高和钻井液侵入深的特点，使测井地层评价变得相对困难，使用通常适用于孔隙性储层的那些测井资料和解释方法常常不能有效区分油气水层。因而除了要加强测井新技术的推广应用、测井质量控制和解释方法的研究以外，还应加强地质综合研究和分析。

第四节 主要储层地质参数计算方法

储层的油气评价是测井解释的主要任务，是向地质分析人员提供孔、渗、饱等反映储层性能的地质参数和油气水层解释结论。下面是孔隙度、渗透率、饱和度等主要储层地质参数常用的计算方法。

1.泥质含量（SH或Vsh）计算

一般采用如下公式计算：

2GCUR?SH1?1SH?2GCUR?1 （1-4-1） SH1?SHLG?GMINGMAX?GMIN （1-4-2）

式中 SH—泥质含量；

SH1—相对泥质含量；

GMIN—用来计算泥质含量的曲线在纯岩石的测井值； GMAX—用来计算泥质含量的曲线在纯泥岩的测井值；