什么是地球物理测井技术? 地球物理测井,主要有哪些方法以及原理

作者&投稿:狐鸿 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
井下地层是由各类岩石所组成的,不同的岩石具有不同的物理、化学性质,为了研究各类岩石的物理性质及井下地层是否含有石油天然气和其他有用矿产,建立了一门实用性很强的边缘学科——测井学,简称“测井”。它以地质学、物理学、数学为理论基础,采用计算机信息技术、电子技术及传感器技术,设计出专门的测井仪器,沿着井身进行测量,得出地层的各种物理化学性质、地层结构及井身几何特性等各种信息,为石油天然气勘探、油气田开发提供重要数据和资料。测井的井场作业由测井地面仪器、绞车和电缆组成,通过电缆把下井仪器放到井底,在提升电缆过程中进行测量。地球物理测井包括以下方法:
(1)电测井,如视电阻率测井、侧向测井、感应测井、阵列感应测井等,能在各种井眼条件下测量地层电阻率。
(2)电磁波传播测井,测量岩石介电常数,利用地层电阻率和介电常数能准确地划分出油气层。
(3)地层倾角测井,确定井下地层的产状和构造。
(4)全井眼地层微电阻率扫描成像测井,能研究地层结构、层理及裂缝等,并能给出井壁成像。
(5)声波测井,如声速测井、阵列声波测井、偶极声波成像测井等,可用于确定地层孔隙度、渗透率、裂缝及机械特性等。井下声波电视可提供井壁图像,是成像测井系列的重要方法之一。
(6)核测井(放射性测井),自然伽马测井用于测量岩石的自然放射性,自然伽马能谱测井可确定岩石中铀、钍、钾的含量。用伽马射线源照射地层可确定地层的岩性和密度,称为岩性密度测井。用中子源照射地层可研究地层的中子特性,包括中子测井、中子寿命测井、碳氧比测井、中子活化测井等,用于确定井下地层的岩性、孔隙度及含油饱和度,是划分油、气、水层的重要方法。
(7)近年来又兴起一种新的测井方法——核磁共振测井,能测量地层孔隙度、束缚水及可动流体饱和度。
(8)热测井,测量井下地层温度。
在油井生产过程中测量各地层的油气产量的方法统称生产测井。
地球物理测井已成为勘探地下油气藏及其他有用矿产的重要方法,在能源、矿产资源建设中起着重要作用。
测井技术是油气勘探的“眼睛”。中国的隐蔽性油气藏多,客观要求这双眼睛特别明亮、敏锐,可是常规测井技术只能对地层性质做大致的划分,精度不够,需要一种新的测井手段,就是成像测井。这种技术采集信息多,精度高,不受干扰,能准确确定地层的真正电阻率,是解决复杂储层测井评价的有力手段。从20世纪90年代起,我国开始进口国外的成像测井装备。后来,中国测井技术人员研制出拥有自主知识产权的测井成像装备,整体性能达到国际在用设备先进水平。这标志着中国测井技术进入成像时代。

地球物理测井概述~

地球物理测井,简称测井(Well Logging),是用各种地球物理方法在井中进行勘查工作的总称。
将测井与地面地球物理相比,许多方法的基本理论大体相同。由于井下探测的特殊性,测井的探测环境、研究对象、数据采集,以及一整套数据处理和资料解释技术都与地面物探有着完全不同的概念。正是由于它能直接面对被探测对象进行测量,因而测量结果的真实性和可靠性,以及解决地下地质问题的能力和精细程度明显高于地面地球物理方法。也需要指出,由于测井探测范围的局限,所能提供的地球物理数据主要是井孔附近(探测器周围)介质的响应,即从宏观来看是一个井点的地层特征,从区域研究的角度,它又不如地面地球物理。
根据探测对象及研究任务的不同,测井细分为油气田测井(石油测井)、煤田测井、金属与非金属测井和水文与工程测井几个小的分支。无论哪一类测井,都是根据地下不同岩、矿石或探测对象所表现的物理性质的差异,通过某种物理参数的测定来研究钻井地质剖面,确定目的层段,并对其进行定量或半定量评价。本篇主要讲述这一学科的一些基础理论、方法原理和资料处理解释技术。
地球物理测井的最初工作始于法国(1927年),七十多年来,随着勘探工作的不断深入和科学技术的进步,测井技术经历了一系列的变革和发展,逐渐形成了以电学、声学、核学为主体,结合热学、磁学、力学和光学的一整套测井方法、仪器设备及资料解释技术。目前,已有的测井手段可多达数十种,根据它们的物理基础和应用领域,可作如下分类。
13.1.1 按岩石物理性质分类
(1)电测井类
这是以研究岩石导电性、介电特性和电化学活动性为基础的一类测井方法。它利用某种井下装置或仪器,通过测量岩石的电阻率、介电特性和电化学特性来解决地下地质问题的,在各类矿产的勘探开发中应用最为广泛。属于这类的测井方法主要如下。
1)普通视电阻率测井。
2)侧向测井。包括深、浅侧向(或双侧向)、微侧向和微球形聚焦测井等。
3)微电阻率(或微电极系)测井和微电阻率扫描测井。
4)感应测井。包括深、中感应(或双感应)和阵列感应测井。
5)电磁波传播测井。
6)自然电位测井。
(2)声测井类
这是以研究声波在岩石中传播时,其速度、幅度和频率变化等声学特性为基础的一类测井方法。它广泛用于地震解释,确定地层孔隙度和储层裂缝分析等。属于这类的测井方法主要如下。
1)声波速度测井。包括普通声波测井和偶极声波测井。
2)声波幅度测井。
3)声波全波列测井。
4)井下声波电视。
(3)核测井类
这是以研究岩石核物理性质为基础的一类测井方法,也称放射性测井。它包括岩石的自然放射性和人工放射性两类,广泛应用于确定岩石性质与地层孔隙度,以及储层裂缝分析等。属于这类的测井方法主要如下。
1)自然伽马及自然伽马能谱测井。
2)密度测井。包括补偿密度和岩性密度测井。
3)中子测井。包括补偿中子、中子寿命、次生伽马能谱和中子活化测井。
(4)其他类型测井
除了上述几个大的测井分类之外,还有一些测井手段具有一定的特殊性,它们如下。
1)核磁测井。
2)磁测井。
3)重力测井。
4)地层倾角测井。
5)井径及井斜测量。
6)井温测井。
7)用于监控油气储层的流量测井和地层压力测井(电缆地层测试器)。
13.1.2 按地质应用的测井组合分类
不同测井手段由于其所测岩石物理性质和仪器结构设计等差异,解决地质问题的能力和侧重不尽相同。同时,也由于地下地质情况的复杂性,许多地质问题常常又需要多种测井方法共同配合去解决。因此,从实用的角度出发,有人又将测井按地质应用进行系列分类。因此,以下的分类组合只能理解为它的主要应用领域而不是全部。另外,有些测井方法还很难归类于某种地质应用之中。
(1)饱和度测井系列
目前,用于研究油气储层饱和度的测井方法主要是电阻率测井。这是因为组成储集岩石的矿物颗粒(骨架)和油气具有非常高的电阻率,其导电性主要与岩石孔隙中所含导电流体(水)的数量,即含水饱和度以及该流体的电阻率有关。因此,利用深、浅、微电阻率测井组合,如双侧向-微侧向(或微球形聚焦)组合,或深、中感应-微侧向组合,可以研究冲洗带含水饱和度和原状地层含水饱和度,进而确定可动油气和残余油气体积,这两类测井组合常称为饱和度测井系列。
此外,可用以研究油气储层饱和度的测井方法还有中子寿命测井和电磁波传播测井,但它们在实际工作中应用较少。
束缚水饱和度也是评价油气储层,特别是评价渗透率的重要参数,但所述这些测井方法均无能为力。核磁测井对确定这一参数有独到之处。
(2)孔隙度测井系列
目前,测定岩石孔隙度的测井方法主要是声波(速度)测井、密度测井和中子测井。
需要指出,在定量研究岩石孔隙度时,岩性资料必不可缺。不知道岩性,孔隙度也难以求准。这三种方法的组合,能在一定程度上分析岩性并同时确定孔隙度。因此,有时又将它们称为岩性孔隙度测井。
(3)岩性测井系列
有些测井方法虽不能用于研究岩石孔隙度和饱和度,但确定岩性的能力较强,我们把它归为一类,称为岩性测井。这些方法是自然电位测井、自然伽马测井、岩性密度测井,以及自然和人工伽马能谱测井等。后三种测井方法对于定量评价复杂岩性的岩石成分具有重要的作用。
(4)地层倾角测井系列
地层倾角测井最初主要用于测量井下岩层的倾斜角和倾斜方位,并由此研究地质构造、断层和沉积特征等。随着探测仪器的不断改进,相继发展了高分辨率地层倾角测井和地层学地层倾角测井,这一测井方法的地质应用领域向着更精细的地层学和沉积学研究方向进一步发展。
(5)成像测井系列
成像测井是20世纪90年代迅速发展起来的新型测井技术,它主要由电成像测井、声成像测井、核成像测井,以及数字遥传系统的多任务数据采集与成像系统组成。其中电成像测井有地层微电阻率扫描成像和阵列感应成像测井等方法;声成像测井有偶极横波声波成像、超声波电视和阵列地震成像测井等方法;核成像测井有阵列中子孔隙度岩性成像、碳氧比能谱成像和地球化学成像测井等方法。这些成像测井技术,为复杂、非均质储层的地质分析和油气勘探开发提供了有效的手段。
(6)其他
还有一些测井方法,如井斜、井径测量及套管井声幅测井等常归为工程测井;中子寿命测井和碳氧比测井属于开发测井范畴;地层流量测量、压力测量以及井温、流体密度和持水率计测井等又属于生产测井等等。

地球物理测井主要有电法测井,用电阻等于电压除以电流的原理测。声波测井,主要是根据岩石的声学特性来测井,声波里面包含超声等测井。核测井主要是根据元素在自然状态或者被外界放射性物质激发后的核反应原理测井。核磁共振测井,主要是利用氢元素被磁化后到恢复原状态的时间等特性来测井,能有效测量孔隙度,流体等。电磁波测井,主要是根据法拉第电磁感应原理测量地层的电导率。主要的测井方法就这些。

地球物理测井电法测井
答:地球物理测井中的电法测井技术,是一种利用地下岩层与周围介质在电性上的差异,通过下井装置记录岩层电阻率、电导率、介电常数及自然电位变化的科学方法。这种方法主要包括以下几种:电阻率测井是最基础的电法测井,它使用电极系探测岩层电阻率,研究电性特征。视电阻率测量会受到多种因素影响,根据电极系...

地下物探技术
答:地下物探包括井中物探、坑道物探和物探测井。地下物探大大开拓了地下探测的空间,尤其针对深部找矿地下物探引起了国内外的重视。从世界范围看,地下物探技术均处于发展阶段。本部分重点介绍地球物理测井技术。地球物理测井是勘探和开发油气田的重要手段。20世纪90年代以后,井下仪器向阵列化、系列化、数字化...

P.S测井技术的工程应用?
答:P.S测井又称弹性波速度测井,它是地震勘探方法之一,也是地球物理测井技术的一个重要分支,目前已广泛应用于水利水电工程、石油工程、铁路工程、冶金工程、工业与民用建筑等众多岩土工程地质勘察领域,取得了良好的应用效果。一般来说,P.S测井可原位测定压缩波(Pressure Wave)和剪切波(Shear Wave)在岩(土)体中的传播...

什么是地球物理测量技术?
答:几十年来,我国先后研制和生产了重力仪、结构核子旋进式磁力仪、质子磁力梯度仪及多种地质取样设备,在国际海洋地质调查和地球物理勘探中发挥了重要作用,尤其是海洋石油地球物理勘探技术和资源综合评价方面已基本达到国际先进水平,并在地震勘探作业方面具备了国际市场的竞争能力。20世纪80年代以来随着科学的...

地球物理勘探技术是干什么的?
答:地球物理勘探技术是指一种通过对地球结构和物理性质的探测、测试和分析,来研究地下结构、探测资源和环境状况的技术。主要包括地震勘探、电法勘探、磁法勘探、重力勘探、辐射勘探等多项技术。地球物理勘探技术可以应用于地质勘探、新能源勘探、环境检测、自然灾害预警等方面,为地质勘探、资源开发、环境监测和...

地球物理测井方法
答:许多地球物理测井方法都可配合钻探取心和钻探简易水文地质观测资料,用于钻孔剖面的岩性分层,判断含水层、岩溶发育带和咸淡水分界面位置深度,有时还可测定某些水文地质参数。当采用无心钻进或钻进取心不足时,物探测井更是不可缺少的探测手段。物探测井的地质水文地质解释精度,远比前述的地面物探方法要高...

人类是怎么探测地下或海底是否有石油的?
答:测井,也叫地球物理测井或石油测井,简称测井。石油钻井时,在钻到设计井深深度后都必须进行测井,又称完井电测,以获得各种石油地质及工程技术资料,作为完井和开发油田的原始资料。当然在实践过程中除了物理,还要把相关的构造地质学,石油地质学,沉积岩石学等相关知识把握好以增加勘探石油天然气的可靠性...

地球物理勘探技术
答:以起伏地表条件下的地震速度分析技术和叠前偏移技术为基础,形成复杂地表复杂构造条件下偏移速度分析与修正、速度模型建立的相关技术。 4)近地表速度模型与宏观速度模型的融合技术。探索近地表与中深部宏观速度模型之间不同尺度信息的融化技术,结合近地表速度反演技术及其他地质、地球物理资料的标定,形成适应于复杂地表条件...

什么是生产测井?
答:生产测井指在油井(包括采油井、注水井、观察井等)投产后至报废整个生产过程中,所进行的地球物理测井的统称。它包括三部分:(1)通过井内温度、压力和流体流量、持水率测定,了解产出和注入状况,为油层改造提供依据;(2)检查和监测井身技术情况,包括固井质量、套管变形和破损等,为油井维修提供依据...

油气田勘探方法简介是什么?
答:二、地球物理勘探法 地球物理勘探法是根据地质学和物理学的原理,利用电子学和信息论等领域的新技术建立起来的一种间接寻找油气的方法。它利用各种物理仪器在地面或空中观测地壳表面上的各种物理现象,根据物理现象的变化推断地下的地质构造特点,寻找可能的储油、储气构造。 地球物理勘探法主要用于近代沉积发育的覆盖地区、...