测井技术手册

器，围岩对浅探测仪器的影响又明显小于深探测仪器；非贴井壁的测井仪器受井内钻井液的影响，远大于带推靠器的测井仪器。

上述这些非地层因素的环境影响，往往是随机而复杂的，其直接结果是使原始测井数据畸变与失真，给测井解释与地层评价带来许多困难，直接影响到测井数据的处理解释、产层评价、地层分析的效果与精度。

特别是在井眼条件与钻井液质量很差的情况下会造成测井仪器的遇阻、遇卡，使测井曲线发生严重歪曲，甚至不能反映地层及孔隙流体的性质，造成无法进行正常的测井解释或计算机处理中的无用输入和无用输出。例如，在井眼严重扩径条件下，自然伽马曲线幅度明显偏低，能谱测井的铀、钍、钾曲线也明显降低，密度曲线数值大大减小，声波曲线出现显著的周波跳跃或数值增大，中子孔隙度也增大，微电极曲线在渗透层处出现反常的显示，电阻率曲线出现程度不同的降低，尤其是浅探测视电阻率曲线幅度降低得更明显等。在严重扩径的井眼中，往往出现井眼几何形状极不规则、井壁凹凸不平、测井仪器常常遇卡，贴井壁仪器与井壁接触很差，导致测井曲线严重畸变，不能真实反映地层性质。因而，在井眼条件很差的井中，无法用测井信息进行有效的油气层评价与地质解释。钻井液性能对测井质量也有严重的影响，用盐水钻井液钻井时，由于井眼内高电导率钻井液在井轴方向的分流作用，导致测量的视电阻率明显降低，形成的低电阻率侵入带，更导致视电阻率偏低。在钻井液侵入时尤为突出，严重时，可能造成油气层呈低电阻率的水层显示，导致油气层评价失误；当钻井液滤液电阻率(Rmf)与地层电阻率(R。)接近时，储层自然电位(SP)曲线几乎呈直线显示，失去了区分渗透层的能力。当钻井液中含有大量重晶石时，使岩性密度测井曲线严重失真；特别是，具有良好鉴别岩性能力的有效光电吸收截面指数(户。)曲线严重畸变，无法应用。同时，钻井液密度过大，也易造成仪器严重遇卡，导致所测曲线严重畸变。当采用氯化钾钻井液时，钾盐将使自然伽马和能谱测井中的钾曲线数值明显偏大，造成不能真实反映地层的自然放射性；钻井液中氯离子又会造成中子测井曲线发生明显的畸变。实践表明，水基钻井液的浸泡引起泥岩的蚀变和井径扩大，从而使测量的声波时差和中子孔隙度明显增大，密度值明显偏低。因此，钻井液性能对测井质量起着至关重要的作用。当采用不适当的钻井液时，导致测井曲线严重畸变，不能真实地反映地层及孔隙流体的性质，不能用于有效的油气层解释。

由此可见，良好的钻井液和井眼条件是保证测井信息质量和解释成功率的必要条件。同时说明，对测井信息进行环境影响校正的必要性与重要性。因此，在测井解释前，特别是在用计算机对测井数据作定量计算之前，均必须对原始测井曲线进行必要的和适当的环境影响校正，尽可能地消除环境因素的影响，使校正后的测井曲线尽可能真实地反映地层及孔隙流体的性质。只有这样，才有可能使测井数据处理与解释结果获得良好的地质效果。 （3） 测井曲线数字滤波处理

核衰变、中子与原子核的作用、伽马量子与核外电子的作用等均具有随机性质，从而导致核(放射性)测井曲线出现许多与地层性质无关的统计起伏变化。有时候，由于某种原因使某些测井曲线会出现许多与地层性质无关的毛刺干扰。有的碳酸盐岩剖面的声波曲线也出现许多毛刺。显然，用这些具有统计起伏或毛刺干扰的测井曲线作数据处理，会给计算的地质参数带来很大的误差；统计起伏或毛刺干扰严重的曲线，根本不能直接用作数据处理。因此，在测井数据预处理中，必须设法把这些与地层性质无关的统计起伏和毛刺干扰滤掉，只保留曲线反映地层特性的有用成分。

显然，带有统计起伏与毛刺干扰的测井曲线具有两种成分：短周期的干扰信号，它具有随机性质，与地层性质无关；较长周期的有用信息，它是反映地层性质的趋势

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成分。我们的目的是要有效地抑制或消除这些毛刺干扰，同时又能很好地保持和分离出代表地层性质的有用信息。为此，可采用滑动平均数字滤波法来实现这个要求。 2．交会图技术

（technic of cross plot and frequency cross plot）

交会图是用于表示地层测井参数或其他参数之间关系的图形。在测井解释与数据处理中，常用的交会图有交会图版、频率交会图与Z值图、直方图等。测井分析者常用它们来检查测井曲线质量、进行曲线校正、鉴别地层矿物成分、确定地层的岩性组合、分析孔隙流体性质、选择解释模型和解释参数、计算地层的地质参数、检验解释成果及评价地层等，用途十分广泛，成为测井解释与数据处理强有力的工具。 （1）交会图版

交会图版是用来表示给定岩性的两种测井参数关系的解释图版。它们都是根据纯岩石的测井响应关系建立的理论图版，是测井解释与数据处理的依据。主要有岩性一孔隙度测井交会图版、用于识别地层岩性的M—N和MID等交会图版、用于鉴别地层中粘土矿物及其它矿物的交会图版等。

岩性一孔隙度测井交会图版是当前测井解释与数据处理中广泛用来研究解释井段的岩性和确定地层孔隙度的交会图版。这类交会图版主要有中子一密度、中子一声波、声波一密度、密度一岩石光电吸收截面指数等交会图版。它们都是对饱含水的纯地层制作的，井内为淡水或盐水钻井液。

根据单矿物岩性的ρb与υCNL值确定的点在图中位置，可由相应纯岩性的孔隙度标尺求得该岩石的υ值。

当用岩性—孔隙度测井交会图版作解释时，首先要对测井值作环境影响校正；然后再用图版解释。如果岩石骨架是由一种单矿物组成，则由交会点位置便可以直接确定岩石性质和孔隙度值。如果岩石骨架是两种矿物组成的，则根据交会点的位置，用线性比例算法，即可求出地层孔隙度和这两种矿物的相对含量（百分比）。这种解释方法称为双矿物法。相对来说，用中子—密度交会图版确定常见岩石性和孔隙度最好，它对各种常见岩性都有较高的分辨力（各纯岩性之间的距离较大），还可用作油气校正；其次是中子—声波交会图版，对常见岩性的分辨力也较强，特别是对砂岩—石灰岩的分辨办还略优于中子—密度交会图版，因声波测井要受地层压实程度的影响，又不能用作油气校正，声波一中子交会图的应用不及中子一密度交会图广泛；声波一密度交会图版中常见岩性线间的距离均较近，对常见岩性的分辨力最差，它对盐岩、石膏和硬石膏等蒸发岩类的分辨菌较强，用在膏盐剖面判断岩性较好。

在使用上述交会图版时，常常发现由于地层中的泥质、天然气、次生孔隙以及井眼扩大的影响而使交会点发生有规律的偏离。因此，在用上述岩性—孔隙度测井交会图版确定地层岩性和孔隙度时，应先对测井值进行井眼、泥质、油气等影响作适当校正。当然，也可以利用交会点有规律的偏离现象，来探测含天然气层。 （2）频率交会图和z值图

频率交会图就是在xy平面坐标（可分为100×50或100×100个单位网格）上，统计绘图井段上各个采样点的数值，落在每个单位网格中的采样点数目（即频率数）的一种直观的数字图形，简称为频率图。

Z值图是在频率交会图基础上引入第三第曲线z（称z曲线）作成的数据图形。Z值图的数字表示同一井段的频率图上，每个单位网格相应采样点的第三条线z的平均级别。

采用z值图的主要目的是为了识别岩性、含泥地层和检验井壁垮塌或凹凸不平的井段。通常，选用自然伽马GR、自然电位SP、电阻率或井径作为z值。

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（3）直方图

直方图是表示绘图井段某测井值或地层参数或频率分布的图形。直方图的绘制方法是用横坐标轴代表测井值或地层参数，并将它分为若干个等间距的区间，统计给定井段内落入各个区间的采样点个数（称为频数。）以频数为纵轴显示出来，便得到频数分布直方图。相对频率用纵轴显示出来，便得到频率分布直方图。 3、测井解释油气层的判别标准

（limits for oil and gas bearing bed on logging）

作为测井解释最常规的技术—油气层评价，它是油藏描述的基础与核心。

测井解释油气层是一个复杂、带有实践性与经验性的技术分析过程。它是对来自于测井与非测井两大系统的信息，及其数据处理成果的分析与综合，当通过手工解释与计算机处理，把采集的测井信息还原为地质信息之后，所进行的综合评价包括以下的内容。

(1)分析地层的储集特性，找出有意义的产层。特别注意，不要漏掉裂缝性及其它次生作用形成的产层。

(2)根据地区经验和人一机联作方式，把测井信息还原为地质信息，计算反映地层特性的主要地质参数，并分析其可信度。重点在于评价产层的储渗性能、含油性及可动油量。

(3)分析产层的束缚水含量，揭示油气层的特性及含油(气)饱和度界限的变化，把握判断油气层的趋势。尤其要特别注意分析是否有低电阻率油气层存在的可能性。 (4)综合来源于测井与非测井的信息，进行判断分析，搞清储层的气、油、水分布出有关油、气、水层的最佳答案。

(5)评价油气层丰度和产能，预测产层的含水率。

从广义上说，测井解释油气层主要包括两方面的内容：一是确定储层所产流体的性质；二是评价油气层的质量，包括产层的储集能力、渗透性能及估价产层的生产能力。如何判断复式油气区多种复杂油气层所产流体的性质，更是测井分析首先面临的难题。当通过人工和计算机数据处理，把各种测井信息综合还原为反映地层特性的地质参数之后，为了达到有效划分油、气、水层的目的。首先要考虑的是地层的含油性，因为它确实是判断储层能否产油气的基本特性与重要前提。一般情况下，含油(气)饱和度的大小常常被认为是识别和判断油气层的主要尺度，甚至是唯一的标准。从对油气层的直观与感性认识出发，在油气层的储集空间中，油气饱和度大于含水饱和度是地层产油气的必要和充分条件。但是不能将此完全概括油气层自身固有的特点。实际资料表明，有相当一部分油气层的含油(气)饱和度小于50％。

油气层在生产过程中之所以不产水，并非产层的储集空间不含水。大量的实际资料表明，任何油气层总有一定的含水饱和度，即使是最好的油气层一般也是如此。更耐人寻味的是，不少油气层的含水饱和度大于50％，甚至高达60％～70％，竟然只产油气，不产水。

含油性毕竟只是产层静态特性的反映，它只是描述和判别油气层的必要条件，并非充分条件。油气层饱和度的大小归根结底取决于产层的束缚水含量，以致单纯依据油(气)饱和度的数值，很难对储层所产流体的性质作符合实际的描述和解释。

（1）油气层含油（气）饱和度的大小主要取决于自身的束缚水含量，随着产层孔隙结构伯不同，其数值变化范围很大。

（2）油气没有统一的含油（气）饱和度的界限。

（3）含油（气）饱和度的大小，并不是产层在产测试过程中能否出水的唯一与必然标志。对于高束缚水含量的产层，即使油气饱和度小于50%，仍然可产无水的油气。

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4．油气层界限分析

（bourn analysis for oiliness stratum） （1）基本原理

在地下油、气、水层的动态规律可由多相流体的渗流理论来描述。油、气、水在储层微观孔隙中的流动，主要取决于它们的相渗透率。这就是说，一个储层到底是产油气，还是产水，或是油水同出，归根结底取决于油（气）水相对渗透率的大小。无论是两相或是三相流动，都要引入迂回系数的概念，下式是分析相对渗透经规律的基础。

分析上面列举的相对渗透率表达式可以看出，当饱和度（S0或SW）数值一定时，随着SW增大，储层的Krw相应减少。对于一定的S0或SW数值，高束缚水含量的产层比低束缚水含量而变化。低束缚水含量产层的含油饱和度界限往往比较高，高束缚水含量的油气层其数值明显偏小。采用不同渗透率数值的岩样在条件相同的情况下实际测定的相对渗透率曲线。它们都能清楚地反映渗透率的变化对Swi、Kro、Krw以及油气层含油饱和度界限的影响。随储层渗透率变小，其Swi增大，Krw减少，而Kro相对增大（对同一饱和度数值而言），油层的含油饱和度界限（指与Kro=0相对应的含油饱和度数值）也相应变小。通过以上分析不难理解，为什么低含油饱和度油气层（通称低电阻率油气层）经常出现在粘度小，泥质含量高、渗透率较低的地层。

原油粘度也是影响油层界限的另一个重要因素。由相对渗透率的表达式和方程可以得出，油质变稠的结果将使Sor增大，K0及Kro减少，以及储层产水率增大，即相当于Krw增大。这就是说，在油水共渗体系中，油质变稠将使油的流动性变差，水显得更为活跃。所以，稠油层的含油饱和度界限普遍比稀油层高，只有当含油饱和度数值高时，稠油层才有可能出纯油。

在分析油气层的饱和度界限时，还应注意岩石润湿性的影响，这是因为亲水地层比亲油地层具有更高的束缚水饱和度。

之所以出现岩性细、泥质含量高的低渗透率油气层或稀油层容易解释偏低，高渗透率的产层或稠油层解释偏高这样两种倾向，其原因在于对上述规律缺乏应有的分析和认识。

（2） 评价油气层的基本途径

既然储层产流体的性质主要取决于油、气、水在地层孔隙内部的相对流动能力，油气层的最终评价取决于对产层相对渗透率的分析。因此，从这一原理出发，通过测井分析达到这一目的的基本途径主要有两种：一是分析产层Sw与Swi的关系；二是计算产层的相对渗透率与产水率，定量描述地层的产液性质。

产层Sw与Swi的关系：这是一条比较容易实现的途径，已由过去的定性分析发展到“可动水分析法”等定量解释方法。其原理是通过分析Sw与Swi的关系，达到揭示储层相对渗透率的变化和最终评价油气层的目的。

解释模型：根据上述原理，可建立相应的解释模型。它不仅具有简明、逻辑严密的特点，而且与产层的实际情况十分逼近。由此可找出油气层进行最终评价的逻辑方程。

? 油层：

?SO?Swi?SO?Sw?1?S?S;则S?0

wiwm?w 表明产层只含束缚水（不动水），不含可动水，其孔隙空间为油（气）和束缚水所

饱和。在这种情况下，指示产层的Krw=0, Kro→1。

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