测井技术

测井技术 山东胜利职业学院谭长华

前言 测井全称为矿场地球物理，是应用物理学原理解决地质、工程问题的一门技术学科，进行地层评价、储层精细分析、油气藏的静态与动态特性描述，是测井技术最基本和最重要的功能。与录井技术相比，它具有如下优势： 1、数据采集信息量大； 2、具连续性； 3、多种方法手段； 4、可根据需要同步或不同步钻井测量； 5、成本低。

测井的基本概念 测井发展简介测井方法分类测井的基本任务与主要应用测井系列选择测井工艺设备授课内容提纲

测井，是矿场地球物理，也称油矿地球物理 、地球物理测井的简称，它是应用地球物理科学的一个分支。其定义为：应用各种专门仪器沿井身测量井剖面上各种物理参数随井深的变化曲线，并根据测量结果进行综合解释来判断岩性、确定油气层及其它矿藏、研究和解决各种地质和工程问题的一门技术。一、测井的基本概念

第一，为井场获取测井资料阶段。 测井工作的两个阶段： • 第二，资料解释阶段。

1、中途测井与完井测井 在石油天然气勘探开发的钻井中途所进行的测井作业，称为中途测井，依据所获取资料的目的不同分为工程测井、中途对比测井和中途完井。钻井钻至设计井深后必须进行的测井作业，称为完井测井。 2、勘探测井与开发测井：在油气井未下套管（或未投入生产）之前所进行的裸眼井测井作业，称为勘探测井或裸眼测井。在油气井下套管（或投入生产）之后所进行的一系列测井作业，称为开发测井或生产测井。有关测井的几个概念

信息测井 21世纪 • 成象测井 90年代末 • 数控测井 80年代末数字测井 60年代末模拟测井 20年代末二、测井发展简介 1927年法国人康拉德.斯伦贝谢兄弟（Schlumberger）和乔治.多尔等在法国的阿尔萨斯州（Alsace）成功地测量出了第一条电阻率曲线，标志着测井技术的诞生。迄今为止，从地面数据采集方面来说，测井技术已经历了四次大的更新换代，即：

模拟测井 数字测井成像测井数控测井模拟测井 • 现场采集的测井数据用模拟记录方式，测井系列不完善，资料解释以人工定性解释为主；储集层的含油气评价和地层对比是测井资料应用的主要目的 • 测井系列以电法测井为主，我国典型测井系统为西安石油仪器厂的JD581。二、测井技术发展简介 1927-1964

模拟测井 数字测井成像测井数控测井数字测井测井数据采用数字记录方式，相应出现测井数据的计算机处理。这阶段开发了的裸眼井和套管井测井系列，储集层含油气和油井生产动态的定性定量解释技术，测井学进入了成熟阶段，应用开始向石油地质学和油藏工程学等更新的领域发展。典型的测井系统为阿特拉斯的3600、西仪厂的83系列。测井方法有电阻率测井、自然伽马GR、中子寿命NL、地层密度DEN 、声波测井。二、测井技术发展简介 1965-1972

数控测井 模拟测井数字测井成像测井数控测井 • 计算机技术全面融入测井数据采集和处理中，质量控制、组合测井和综合评价技术日趋成熟，油气评价精度大幅度地提高。这阶段开发出大量的测井新方法和新仪器，测井广泛服务于石油地质学、油藏工程学、采油工程、钻井工程 • 典型的测井系统为斯伦贝谢的CSU、阿特拉斯的CLS3700、西仪厂的SKC3700、胜利测井公司的SL3000数控测井系统。二、测井技术发展简介 1973-1990

模拟测井 数字测井成像测井成像测井数控测井 • 广泛应用高科技，实现了井下传感器阵列化、数据电缆传输高速遥测化、数据采集和处理工作站化、记录和显示成像化。能更有效地研究储集层的非均质性，不仅解决储层是否含油气，还回答其产能的大小，能更加有效地服务于油气的勘探和开发。 • 阿特拉斯的ECLIPS5700、哈里伯顿的EXCELL2000、斯伦贝谢的MAXIS500、西仪厂的ERA2000、胜利测井公司的SL6000高分辨率多任务测井系统。二、测井发展简介 1990以后

目前扫描测井时代，测井技术解决复杂地质工程问题的能力越来越强。面对新的技术需求，测井技术发展具有以下特点：目前扫描测井时代，测井技术解决复杂地质工程问题的能力越来越强。面对新的技术需求，测井技术发展具有以下特点： ①随钻测井技术将日益成熟，地质导向和地层评价作用越来越大。 ②套管井测井技术将日益完善，套管井测井评价地层能力不断完善。 ③地层测试技术应用将更加成熟，逐渐成为常规测井项目，此系列的完善，将大大降低裸眼井测井的作业风险。目前测井技术发展的特点

④多分量阵列感应测井技术将成为各向异性储层评价的重要手段。④多分量阵列感应测井技术将成为各向异性储层评价的重要手段。 ⑤核磁共振测井正在向储层流体识别和定量描述方向发展。 ⑥生产井井下实时监测技术将成为未来油气田开发动态监测主导技术。 ⑦岩石物理基础实验将越来越受到重视。目前测井技术发展的特点

1939年12月20日著名地球物理学家翁文波、赵仁寿先生等几位石油界前辈在四川巴县石油沟油矿一号井，成功地进行了电阻率和自然电位测井，并据此划分了气层的位置，开创了我国使用测井技术勘探石油天然气的先河。1939年12月20日著名地球物理学家翁文波、赵仁寿先生等几位石油界前辈在四川巴县石油沟油矿一号井，成功地进行了电阻率和自然电位测井，并据此划分了气层的位置，开创了我国使用测井技术勘探石油天然气的先河。 20世纪50年代：以横向测井为主； 60年代发展了声波与聚焦电测井（感应、侧向），并开始研制实验中子、密度、自然伽马测井；我国测井技术发展历程

我国测井技术发展历程 0年代中期（76年）引进德莱赛阿特拉斯3600 测井装备； • 80年代中后期引进德莱赛阿特拉斯CLS3700系列数控测井装备； • 90年代引进阿特拉斯ECLIPS5700、哈里伯顿EXCELL2000型成象测井装备。 • 2004年3月，SL-6000型测井系统通过中石化集团公司技术成果鉴定。

我国测井技术发展历程 单纯从井下测井仪器来划分，可以简单划分为以下几个阶段： 60年代中期以前，井下测井仪器基本为横向测井，即电极系测井。 60年代后期采用声感组合测井； 70年代中期采用三孔隙度、三电阻率测井、地层倾角测井； 90年代中期采用成象、核磁共振、偶极子振列声波测井。

我国测井技术发展历程 单纯从井下测井仪器来划分，可以简单划分为以下几个阶段： 60年代中期以前，井下测井仪器基本为横向测井，既电极系测井。 60年代后期采用声感组合测井； 70年代中期采用三孔隙度、三电阻率测井、地层倾角测井； 90年代中期开始采用成象、核磁共振、偶极子振列声波测井。

根据测量的物理量不同，测井方法可分为： 1、电法测井：以岩石导电性为基础。如自然电位测井、普通电阻率、侧向、感应测井、微电阻率扫描测井。 2、声波测井：以声学性质为基础。声速、声幅、声成像测井等。 3、核测井：以原子物理和核物理性质为基础。GR、密度测井、中子测井等。 4、其它测井：井径、井斜、井温、地层倾角、介电、各种生产测井和检查井内技术状况的工程测井等。三、测井方法分类

(一）测井的基本任务 1、建立钻井剖面，详细划分岩性和各类储集层，准确地确定岩层的深度和厚度。 2、评价油气层的生产能力 3、进行地层对比，研究构造产状和地层沉积等问题。 4、在油田开发过程中，提供地下各储层的动态资料。 5、研究油水井的技术状况。四、测井的基本任务与应用

1、地层评价 2、油藏静态描述与综合地质研究 3、油井检测与油藏动态描述 4、钻井和采油工程（二）在油气勘探开发中的应用

五、测井系列的选择 1、岩性剖面分类 2、测井系列选择的基本原则 3、常用测井系列

1、岩性剖面分类 1）砂泥岩剖面：泥岩、砂岩为主的地层剖面。 2）碳酸盐岩剖面：以石灰岩、白云岩为主的地层剖面。 3）复杂岩性剖面：火成岩、变质岩、砾岩及其它复杂碎屑岩地层剖面。

①能有效地确定岩性，划分渗透层。 ②能准确提供评价储集层物性、含油性的各种地质参数。 ③能清楚地区分油、气、水层，确定油气层的有效厚度。 ④减小和克服环境影响，避免测井曲线失真。 ⑤能有效识别地层、构造、沉积环境、裂缝以及地应力等地质情况； ⑥在解决预期地质任务的前提下，力求简化测井系列，降低测井费用。 ⑦ 适当选用地层测试器-渗透率、地层压力 2、测井系列选择的原则

砂泥岩剖面测井系列 ---探井、评价井 ---开发井碳酸盐岩和复杂岩性剖面测井系列固井质量检查及射孔校深测井系列调整井水淹层测井系列 3.裸眼井测井系列选择

组合测井 （1；200）双感应-八侧向补偿中子补偿密度补偿声波自然伽马自然电位微电极井径 4米梯度标准测井（1：500）自然伽马自然电位井径 2.5 米井斜与方位放大测井（1：100）双感应自然伽马自然电位微电极选测项目地层倾角长源距声波多极子声波自然伽马能谱核磁共振成像测井地层压力测试盐水泥浆时，用双侧向-微球型聚焦测井代替双感应-八侧向砂泥岩剖面基本测井系列和选测项目（探井、评价井）淡水泥浆《关于修订裸眼井测井系列的通知》胜油局发[1998]73号

砂泥岩剖面基本测井系列和选测项目 （开发井）组合测井（1：200）双感应-八侧向（高分辨率数字聚焦感应）补偿声波自然伽马自然电位微电极井径 4 米标准测井（1：500）自然伽马自然电位井径 2.5 米井斜与方位放大测井（1：100）双感应自然伽马自然电位微电极选测项目补偿中子补偿密度介电地层倾角长源距声波多极子声波自然伽马能谱核磁共振成像测井地层压力测试盐水泥浆时，用双侧向-微球型聚焦测井代替双感应-八侧向淡水泥浆《关于修订裸眼井测井系列的通知》胜油局发[1998]73号

组合测井 双侧向-微聚焦补偿中子岩性密度长源距声波自然伽马能谱自然伽马自然电位核磁共振成像测井井径标准测井双侧向自然伽马自然电位长源距声波井径井斜与方位放大测井双侧向自然伽马自然电位长源距声波选测项目地层倾角井眼环周声波多极子声波地层压力测试储层划分、储层参数计算或油气水层识别困难时，建议进行核磁共振和成像测井碳酸盐岩和复杂岩性剖面基本测井系列和选测项目《关于修订裸眼井测井系列的通知》胜油局发[1998]73号

固井质量检查和射孔校深基本测井系列和选测项目固井质量检查和射孔校深基本测井系列和选测项目常规测井项目声波幅度声波变密度自然伽马磁定位特殊测井项目水泥胶结评价测井（固井声波成像）补偿中子其它《关于修订裸眼井测井系列的通知》胜油局发[1998]73号

一般采用该地区全套裸眼井测井系列，并选择以下测井方法：一般采用该地区全套裸眼井测井系列，并选择以下测井方法： C/O比能谱测井热中子寿命测井 5.调整井水淹层测井系列

电缆输送测井工艺设备 钻杆输送测井工艺设备六、测井工艺设备

1、电缆输送测井： 就是利用电缆将测井仪器输送到井下，不同的下井仪器沿钻井井身剖面连续探测岩层的各种地球物理特性，探测到的各种物理信息以电信号形式通过测井电缆传输到地面系统，地面系统按照井下仪器相应的深度进行数字记录和输出测井曲线。六、测井工艺-电缆输送测井

电缆输送测井至少必须配备但不限于下列设备：电缆输送测井至少必须配备但不限于下列设备： 1）地面系统：分车载和撬装两种。主要承载地面仪器、测井动力输送系统、供电系统和部分辅助设备。 2）地面仪器：主要是指地面数控系统和记录系统。它以计算机为核心，凭借着所加载的各种程序的控制，完成各种不同的测井作业。 3）下井仪器：包括下井仪器的辅助装置，如扶正器、偏心器、引向器等。用于测量地层各种地球物理参数。 4）测井动力输送系统：测井绞车、滚筒、测井电缆等。测井电缆在测井过程中起传输和信道作用。电缆输送测井设备

5）深度系统：用来测量和记录下井电缆长度即下井仪器深度，提供井下测量信号的准确深度。5）深度系统：用来测量和记录下井电缆长度即下井仪器深度，提供井下测量信号的准确深度。 6）供电系统：为地面系统和井下仪器提供电源。有车载发电机或井场外接电源。 7）井口装置：天地滑轮、张力计、井口盖板、刮泥器、井口组装台、通讯喇叭等。 8）辅助设备：工程车、源车、源灌、仪器架、各种刻度器和专用工具等。电缆输送测井所用的设备

牵引器： 是水平测井时所选用的设备之一。使用方法：采用常规测井井口装置，测井仪器后端连接牵引器，牵引器与测井电缆连接。在垂直和井斜角度不大的井段，电缆和测井仪器凭借自身重力的作用沿井筒自然下放，进入水平造斜段仪器停止下移后，通过测井电缆供电控制牵引器工作，牵引器提供动力将测井仪器推送到水平井目的段，然后由地面电源为测井仪器供电，通过测井电缆或牵引器上提测井仪器进行测井。牵引器类型：按移动方式分为：转动轮爬行式抓靠臂滑动式电缆输送测井所用的设备

测井仪器车 轻型和重型绞车

地面仪器

下井仪器

六、测井工艺设备-2.钻杆输送测井 钻杆输送测井工艺技术是目前世界上最普遍采用的大斜度井和水平井测井方法之一。其原理是借助钻井队的动力来推动测井仪器在目的层中运行，进而完成各种测井资料采集任务。目前最具代表性的仪器有：斯伦贝谢公司的困难条件下测井系统（TLSS）；西方阿特拉斯的钻杆传输测井系统（PCL）；和哈里伯顿公司的仪器推进系统（TOOL-Pusher）。钻杆输送测井作业流程主要的水平井工具

第一步：用钻具将（带湿接头公头总成）测井仪器送入测井采集目的层段的上方，即测井作业施工方案中选定的对接点。第一步：用钻具将（带湿接头公头总成）测井仪器送入测井采集目的层段的上方，即测井作业施工方案中选定的对接点。第二步：电缆（带湿接头母头总成），通过旁通从钻杆中高速下放（一般在接点以上100-200米处高速下放）来实现井下测井仪器与测井地面设备之间的连接，由于整个对接过程是在井下钻井液中完成，所以钻杆输送测井又叫湿接头式钻杆输送测井。第三步：对接成功后在旁通处将电缆锁死，在钻井平台上安装好侧向滑轮。井队开始起下钻的同时测井起动绞车跟随钻具起下电缆来完成测井采集任务。钻杆输送测井作业步骤

第一步：用钻具将（带湿接头公头总成）测井仪器送入测井采集目的层段的上方，即测井作业施工方案中选定的对接点。第一步：用钻具将（带湿接头公头总成）测井仪器送入测井采集目的层段的上方，即测井作业施工方案中选定的对接点。套管套管 PCL测井旁通套管鞋套管鞋湿接头 PCL工具循环孔测井仪器钻杆传输测井作业示意图钻杆输送测井作业步骤

钻杆输送测井工艺流程 第二步：电缆（带湿接头母头总成），通过旁通从钻杆中高速下放（一般在接点以上100-200米处高速下放）来实现井下测井仪器与测井地面设备之间的连接，由于整个对接过程是在井下钻井液中完成，所以钻杆输送测井又叫湿接头式钻杆输送测井。钻杆输送测井井下对接示意图

第三步：对接成功后在旁通处将电缆锁死，在钻井平台上安装好侧向滑轮。井队开始起下钻的同时测井起动绞车跟随钻具起下电缆来完成测井采集任务。第三步：对接成功后在旁通处将电缆锁死，在钻井平台上安装好侧向滑轮。井队开始起下钻的同时测井起动绞车跟随钻具起下电缆来完成测井采集任务。钻杆输送测井工艺流程钻杆输送测井井口示意

主要的水平井工具 钻杆输送测井工具主要有：公接头总成泵下枪总成公头外壳旁通短接电缆密封总成电缆卡子总成井下张力短接柔性短接偏心短接等

裸眼井和套管井测井，在施工过程中存在工艺上的区别，但在流程上没有本质的区别。施工流程一般为：裸眼井和套管井测井，在施工过程中存在工艺上的区别，但在流程上没有本质的区别。施工流程一般为：六、测井工艺-3.测井施工作业流程返回基地现场施工接受生产任务生产准备

检查设备 ②生产准备领取下井仪器借阅相关资料仪器检查配车领取备用料 ③ 检查站检车领取放射性源领取记录表格报到出发

③现场施工 布线安装井口仪器连接了解现场情况班前会摆车曲线测量仪器下井上提仪器曲线自检识别仪器刻度检查换接另一串仪器设备装车清洁仪器拆卸仪器拆井口 ④ 路单签字恢复现场班后会

④返回基地 汇报施工情况资料报检送交资料送还所借资料结束清洁车辆送还仪器检查站检车送还放射源

七、成像测井技术简介 成像测井技术的定义成像测井技术，就是在井下采用传感器阵列扫描或旋转扫描测量，沿井纵向、径向大量采集地层信息，传输到井上以后通过图像处理技术得到井壁的二维图像或井眼周围某一探测深度以内的三维图像。比以往的曲线方式更精确，更直观，更方便。成像测井使测井资料的应用变得更加直观，测量结果拉近了与地层特征之间的“距离”，能更精细地描述地质特性，加强了与石油地质家们合作的广度和深度。

成像测井技术简介 成像测井资料的特点 ⑴ 具有很高的纵向、横向分辨能力(5mm)是常规测井分辨率的100倍。 ⑵ 成像图具有直观的视觉功能，从井壁成像图上可对裂缝的分布特征、类型、地层的层理、砂泥薄互层的划分、储层有效厚度、沉积粒序的变化、砾石颗粒的相对大小等做出正确的分析。 ⑶ 具有原地层倾角所有功能，同时可提供地层倾角矢量图，确定地层、断层、裂缝的产状、方位和走向。 ⑷ 能够提供对裂缝的矢量计算结果，如裂缝的开口度、方向、走向、等效孔隙度等。

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