地球物理測井實習指導書 電子版

目錄

附1測井地質(zhì)分析.........................................................................1

第一節(jié)水淹層測井解釋.........................................................3

第二節(jié)低阻油氣層測井評價....................................................7

第三節(jié)燃源巖測井評價........................................................11

第四節(jié)流動單元測井解釋......................................................16

第五節(jié)儲層油氣產(chǎn)能的預測模型和方法..........................................19

第六節(jié)凝析油氣測井評價......................................................23

第七節(jié)異常地層壓力分析.......................................................27

第八節(jié)測井資料分析沉積環(huán)境...................................................29

附2生產(chǎn)測井............................................................................41

第一節(jié)流體流動...............................................................41

第二節(jié)油氣水在垂直管道中的流動...............................................41

第三節(jié)生產(chǎn)測井應用...........................................................42

第四節(jié)生產(chǎn)測井方法原理.......................................................43

附3煤田測井............................................................................57

第一節(jié)煤田測井的基本知識.....................................................57

第二節(jié)煤層的測井響應.........................................................59

第三節(jié)煤層氣測井.............................................................68

第四節(jié)含煤巖系中其它有益礦產(chǎn)分析.............................................79

附4其他測井方法........................................................................83

第一節(jié)電極電位測井...........................................................83

第二節(jié)電磁波傳播測井.........................................................85

附5井中瞬變電磁法的一次場..............................................................89

第一節(jié)矩形載流線圈的空間磁場.................................................89

第二節(jié)圓形載流線圈的空間磁場.................................................91

第三節(jié)磁偶極子產(chǎn)生的矢量磁位和磁感應強度.....................................93

石油測井綜合解釋實驗.....................................................................94

一、解釋實驗目的..............................................................94

二、測井原始曲線認識..........................................................94

三、劃分滲透層、并確定滲透層厚度..............................................96

四、確定地層水電阻率..........................................................96

五、確定泥質(zhì)含量..............................................................97

七、確定束縛水飽和度和束縛水電阻率............................................98

八、確定地層電阻率、沖洗帶電阻率..............................................98

九、確定泥漿電阻率和泥漿濾液電阻率............................................98

十、確定地層的含油性..........................................................99

H—、可動油分析..............................................................99

十二、提交實驗報告...........................................................101

煤田測井綜合解釋實驗....................................................................107

一、解釋實驗目的.............................................................107

二、測井原始曲線及測井響應...................................................107

三、煤層識別和確定煤層厚度...................................................107

四、煤質(zhì)分析.................................................................108

五、煤層氣的識別方法.........................................................109

六、煤階的評價方法...........................................................110

七、煤層氣含量計算...........................................................110

八、測井曲線附圖.............................................................112

思考題...................................................................................118

主要參考文獻............................................................................125

附1測井地質(zhì)分析

第一節(jié)水淹層測井解釋

油田長期注水開發(fā)，注水層水淹狀況十分復雜。不同的注水方式、注水性質(zhì)和含水階段

使水淹層在測井信息的顯示特征不盡相同，種類也很多。按驅(qū)動水礦化度將水淹層分為三類:

(1)淡水水淹層，是指邊內(nèi)注水井并由淡水驅(qū)油形成的水淹層；

(2)邊水水淹層，是指靠邊水或邊外注水驅(qū)油形成的水淹層，多見于原始油水界面上

移或原始油水關(guān)系被破壞；

(3)污水水淹層，是指污水回注或淡水、污水混合形成的水淹層，此種驅(qū)動水礦化度

非常復雜，由于注入水的性質(zhì)不同導致了測井解釋的難度。

一、水淹層物性變化

油層被注入水水淹后，內(nèi)部物性發(fā)生一系列變化，一般具有以下特點：

(1)Sw增大，S。降低，飽和度指數(shù)改變；

(2)孔隙結(jié)構(gòu)改變，孔隙度發(fā)生變化；

(3)滲透率發(fā)生變化。強水洗后，滲透率可能明顯增大；水淹也可能使粘土礦物膨脹,

降低產(chǎn)層的滲透率；

(4)注入水和原生水混合，引起Rw的變化；

(5)巖石由偏親汕轉(zhuǎn)為偏親水；

(6)產(chǎn)層內(nèi)部油、氣、水的分布和流動特點發(fā)生變化。

雖然水淹層內(nèi)部物理特性的變化在測井響應中有所反映，但由于水淹狀況復雜多變，使

用一般測井解釋方法識別水淹層具有很大困難。

二、水淹層測井識別方法

1、電阻率下降識別法

在注水開發(fā)過程中，注入水逐漸與地層水混合，同時不斷溶解地層中的鹽分，形成不同

于注入水和地層水的混合液。這種混合液進入地層后，驅(qū)替了導電性能很差的油，不僅油水

含量相對變化，而且水的離子濃度

也在變化，改變了原始的電性對應

關(guān)系，在水驅(qū)過程中，隨著水驅(qū)程

度的提高，地層含水飽和度增高，

從而使巖石孔隙體積中總含鹽量也

得以增多，地層導電性能增強，電

阻率下降。

濮城和文中油田注入水礦化度

70?80g/L,產(chǎn)出水礦化度110?

160g/Lo據(jù)63口調(diào)整井的356層水

淹層的統(tǒng)計，有336層出現(xiàn)不同程

度的電阻率下降，占94.4%,還有

5.6%的層因水淹程度低，電阻率下

降不明顯。從統(tǒng)計數(shù)據(jù)上看，水淹

之后電阻率下降這一特征十分普

遍，是濮城和文中油田水淹層最主

要的判斷依據(jù)之一。

圖附1-1中是RFT測得的XP3W4井的部分曲線，從圖中看出水淹程度最高的層，電阻

率下降最明顯。第26層原始地層電阻率為1.5Q.m,現(xiàn)下降為0.5Q.m,表現(xiàn)為強水淹。

自然電位幅度受儲層滲透性、地

解

電

層電阻率影響。滲透率越大，自然電?￥

結(jié)

位幅度越大，地層電阻率減少。油層序

果

號

水淹后，滲透率變大，電阻率減少，

因而水淹層自然電位幅度變大。

自然電位幅度受泥漿礦化度影—

響，單井之間自然電位曲線幅度變化2級

水

很難比較，同一口井相同物性的油層淹

與水淹層相比較，自然電位幅度變化

明顯。

研究發(fā)現(xiàn)，文中油田一類儲層大油

部分水淹層自然電位幅度增加。二類

儲層水淹層自然電位幅度變化不明層

顯，三類儲層水淹層自然電位幅度無

變化（圖附1-2）。圖附1-2水淹層自然電位幅度變化（郝振憲等）

2、高阻水淹現(xiàn)象

存在淡水水淹特征。淡水水淹

導致高阻現(xiàn)象的發(fā)生，表現(xiàn)為在電

阻率升高的同時，自然電位幅度明

顯減小。

南陽油田解釋實例如圖附1-3,

圖中1511?1534m為高阻強水淹

層，電阻率高達110（中部正常值

僅30.8）；中子伽馬呈高值，聲波時

差減小，自然電位幅度高;如1567?

1574m為厚水層中部的局部高阻水

層，自然電位幅度明顯升高，中子

伽馬顯著上升。

3、自然電位形變識別法

1）自然電位幅度增大

從自然電位的原理可知，當儲層物

性及層厚相似的情況下，儲層的電阻率

越低，自然電位異常的幅度越大。

在統(tǒng)計的52口井264層水淹層中，

出現(xiàn)97層明顯的水淹層自然電位幅度5X

增大，占36.7%。在自然電位幅度增大59

的97層中，一級水淹層出現(xiàn)這種現(xiàn)象尤

為顯著。如3-419井（圖附14）的第

59層（油層）與第60層（2級水淹）相

比，第59層物性好于第60層，但第60

層的自然電位幅度明顯比第59層的自

然電位幅度大，其原因就是含水增多造

成的。圖附1-4自然電位幅度增大（黃宏才等）

2）自然電位基線偏移

IU4nSgt?/就螳例超“腿在水驅(qū)油過程中，由于地層內(nèi)部

的非均勻性及重力作用的影響，水在

層內(nèi)各部的推進速度各異，使油層部

分水淹，引起自然電位基線偏移。自

然電位基線偏移的程度主要取決于

水淹前后地層水礦化度的比值以及

儲層物性的差異程度。

自然電位基線偏移的大小，主要

取決于水淹前后地層水礦化度的比

值，二者的比值越大，自然電位基線

偏移越大，表明油層水淹程度越高，

自然電位這種基線的偏移現(xiàn)象在指

示淡水水淹層方面，往往能見到較好

圖附1-5岔3附1-130井測井曲線及自然電位（SP）偏移現(xiàn)象的效果，圖附1-5華北油田岔3附

（宋子齊等）1-130井第38號層為淡水水淹層，該

層下界面自然電位SP偏移13mV,經(jīng)單層試油日產(chǎn)油22t,水135m3,表明為強水淹層.

水淹層自然電位基線偏移原理示意如

圖附1-6,引起自然電位曲線基線偏移的主

要原因在于上、下兩部分地層的含水礦化

度不同。對于非均質(zhì)水淹層，油層被淡水

水淹后，束縛水會受到局部淡化，導致基

線偏移，以底部水淹為例，油層局部水淹

后，三個部分產(chǎn)生的電動勢不同。

4、中子壽命測井識別水淹層

熱中子壽命測井通過測量熱中子的衰

減速率來記錄地層中的熱中子俘獲截面。

圖附1-6水淹層自然電位曲線基線偏移示意圖

熱中子俘獲截面的大小主要取決于地層中

水的礦化度及化學成分，特別是氯的含

量。因此，在產(chǎn)層注水開發(fā)過程中，熱中

子俘獲截面的變化主要取決于注入水及

地層水的類型和產(chǎn)層的水淹程度。注入水

及地層水的氯含量越高、油層水淹程度越

強，水淹油層的宏觀俘獲截面就越大，熱

中子壽命就越短。

圖附1-7是某井測井曲線圖，圖中

FSIG為中子壽命測井得到的熱中子俘獲

截面；PSXO為沖洗帶孔隙水體積;PSW

為原狀地層孔隙水體枳。由圖可看出，該

曲線變大的層位，正是物性好的層位，說

明物性好的地層己水淹，而物性相對較差

的層位，還沒水淹或水淹程度相對較弱。

5、碳氧比(C/0)能譜識別水淹層

油層碳含量高，水層氧含量高,

計算C/0就能夠指示油水層。地層

孔隙度為30%、含油飽和度為100%

的油層，C/O比值為1.79；而含水

飽和度為100%的水層，C/O比值則

為1.55,所以C/O值的大小可以識

別劃分水淹層段。

圖附1一8為華北岔河集油田岔

152-115井32、33層的碳氧比測井

成果圖，兩層C/O數(shù)值為1.425?

1.460解釋為強水淹層段，該井相對

層位都已嚴重水淹。

圖附1-8碳氧比(C/O)能譜識別水淹層(宋子齊等)

三、水淹層剩余飽和度的定量計算

1、利用C/O測井計算So。

剩余油是指宏觀上具有水力連貫性分布的油，它包含了隨著在顆粒表面的殘留油，在生

產(chǎn)壓差下未受吸附的油可以沿油層流向井底。

殘余油指微觀上無水力連貫性的油分布，在正常壓差下，沒有滲流能力；但在大的壓差

下或采用其它驅(qū)油(熱驅(qū)動、化學驅(qū)動)方式下可以帶出部分油量。

用C/O測井求So時，在均勻砂巖儲層：

So=[(c/o)―(C/O)*K]/[(c/o)iin)z—(c/o)*?](附1-1)

而對于非均質(zhì)儲層

①砂巖儲層So

1

(c/o)+0.8(5//C?)-1.4rn

So=

0.6,“

②碳酸鹽巖層So

(c/o)+1.8(5z/Ca)-1.58i.n

2、利用介電常數(shù)測井計算So＜據(jù)看爾奧.1982)

圖附1-9介電常數(shù)，孔隙度與Sw的關(guān)系

外，還有介電常數(shù)￡,它是衡量介質(zhì)極化能力的一個宏觀物理量。在介電測井中是利用探頭

發(fā)射3義1。7?微電磁波照射地層。然后用兩個探頭接受波的相位差及幅度比值，用圖

版計算eo然后用e、?、Sw圖版計算Sw,如圖附1-9,介電測井求Sw方法僅適用于“淡

水泥漿，6215%的地層”。它對地層水礦化度不敏感，可以用來研究水淹層。

3、中子壽命測井

中子壽命測井可在套管井、裸眼井中使用，用于確定油層中的殘余油的飽和率Sor。利

用脈沖中子源在油井中向地層發(fā)射快中子，經(jīng)與原子核的多次碰撞減速為熱中子，最終被原

子核吸收，而放出俘獲Y射線。中子壽命是指從熱中子產(chǎn)生到被俘獲所經(jīng)歷的平均時間丁，

單位為Us。顯然，中子壽命T與地層對熱中子的宏觀俘獲截面》（單位cm」）有關(guān)?！吩?/p>

大，則T越小。地層對熱中子的俘獲能力，可由中子壽命測井響應方程式表示：

》tl=》ma（l—4>—Vsh）+<i>-Sw-Swl+（l—Sw）4）》hc+Vslr》sh（附1-2）

Sw_Z，-Zma+（p@ma-Z/zc）+Vsh（Ema-Esh）

（附1-3）

°（Evv-Ehc）

對于淡水油藏或注淡水水淹油藏，由于淡水與燒的》相同，無法求出Sor值，因而中子

壽命測井僅適合于天然水驅(qū)油藏的高礦化度地層水條件下求Sor?

為了解決這個問題，目前現(xiàn)場主要在油田注水中采用測一注一測（或多次測注）的方法

來求取Sor參數(shù)。其原理是，第一次向井中注淡水后，中子壽命測井響應方程：

Etl=￡ma（l—4>—Vsh）+<I>-Sw￡wl+（l—Sw）*4>,22hc+Vsh-Ssh（附1-4）

第二次向井中注高礦化度水后再測中子壽命。

》t2=￡ma（l—4>—Vsh）+4>-Sw-^w2+（l—Sw）?6?Xhc+Vsh-》sh（附1-5）

兩式聯(lián)立，提出Sw,換算為Sor,貝IJ：

Sor=1-Sw=1-（附1-6）

夕（\，2*,”）

由于Xt2、2tl為測值，配入的注入水Xwl、Xw2為已知，故可用測一注一測的方法,

在注淡水油藏中解決Sor計算的方法。

4、利用電阻率測井及自然電位測井計算剩余油飽合度

1）計算公式

如前所述，淡水水淹層在強水淹階段，隨著Sw上升，Rt上升。電阻率與Sw之間呈U

形特征。但在中一高含水階段，水淹層的電阻率指數(shù)I與Sw在雙對數(shù)坐標下仍為直線關(guān)系。

尤其是早期注淡水，后期注污水的情況下，甚至在高一特高含水期，阿爾奇公式仍然適用。

a'b'Rz

即：S：.=（附1-7）

（pmRt

由公式可見，Sw的計算的關(guān)鍵是Rz的計算。

2）地層混合液電阻率Rz

地層注水以后，地層水的礦化度發(fā)生很大變化，如果不能很好地計算Rz,將不可能準

確計算Sw,可用SP測井計算Rz。用SP測井計算Rz,首先應進行壓濾電位和層厚等校正。

第二節(jié)低阻油氣層測井評價

低電阻率油氣層的含義可從3個方面來理解：

①油氣層的電阻率低于或接近鄰近水層的電阻率；

②油氣層的電阻率低于鄰近泥巖層的電阻率；

③油氣層的電阻率雖然高于鄰近水層和鄰近泥巖層的電阻率，但油氣層的電阻率比通

常所說油氣層電阻率范圍（3?100Q.m）要低，屬于低阻油氣層。

對于第3種低電阻率油氣層，在不同的油田，認識標準也不相同。例如，我國幾個油田

的低電阻率油氣層（文留、商河西、利津和馬嶺油田）的電阻率就分別為0.7?2.5Q.m、2~

3.3C.m、3.6-60.m.2.6-6.00.mo因此，通常所說的油氣層電阻率范圍可在低阻油氣層

電阻率范圍的基礎上來認識。值得注意的是，第1種低電阻率油氣層解釋難度最大，其原因

是在電性上難以區(qū)分油氣層與水層，因此，該種低阻油氣層是國內(nèi)外解釋專家探討的重點。

一、低電阻率油氣層類型及成因

1、內(nèi)因

內(nèi)因是指油氣層本身巖性、結(jié)構(gòu)、物性及地層水等因素的變化導致油氣層電阻率減小。

該類低阻油氣層屬于內(nèi)因形成的低阻油氣層。

1）油氣層中含有高礦化度地層水

泥質(zhì)砂巖儲層由粒間孔隙、微孔隙、泥質(zhì)和砂巖骨架（石英）等組成，而地層水主要儲存

在粒間孔隙中，當油氣層粒間孔隙中存在一定數(shù)量的高礦化度（低電阻率）地層水時，油氣層

電阻率必然減小，并隨高礦化度水數(shù)量的增大，而逐漸減小。例如：新疆塔北、文留、商河

西、利津等油田，高或極高地層水礦化度是油氣層電阻率減小的主要因素之一。

2）油氣層中含有較多的束縛水

儲層巖石細粒成分增多和粘土礦物的填充與富集，導致地層中微孔隙發(fā)育，微孔隙和滲

流孔隙并存，微孔隙儲集束縛水使儲層束縛水含量增高。

3）油氣層微孔隙發(fā)育

當油氣儲層中存在兩組孔隙系統(tǒng)情況下（?組是孔隙半徑小于0.Um的微孔隙系統(tǒng)，另

?組是粒間滲流孔隙系統(tǒng)），由于油氣層微孔隙十分發(fā)育，并且微孔隙系統(tǒng)中存在相當數(shù)量

的微孔隙水，使油氣層的電阻率值減小。通常微孔隙十分發(fā)育的油氣層在儲層孔隙結(jié)構(gòu)上壓

汞分析喉道半徑分布圖呈雙峰分布，即喉道半徑峰值分別為0.1um左右和2.0-10.Oumo

4）巖性細和泥質(zhì)含量高

巖性細和泥質(zhì)含量高的油氣層受沉積旋回與沉積環(huán)境的控制，表現(xiàn)為巖石細粒成分（粉

砂）增多或粘土礦物充填與富集，導致地層中微孔隙發(fā)育、微孔隙和滲流孔隙并存。這類微

孔隙發(fā)育的地層束縛水含量明顯增加，在高礦化度地層水作用下造成電阻率極低。

5）骨架導電

?般油氣儲層的骨架是不導電物質(zhì)（石英等），但當油氣儲層的骨架含有導電物質(zhì)時，油

氣層電阻率降低。在新疆塔里木油田，經(jīng)重礦物分析發(fā)現(xiàn)，在油氣儲層骨架中富含黃鐵礦，

部分井黃鐵礦含量可占重礦物含量的95%,還有的井黃鐵礦局部富集，呈浸染狀、層塊乃至

團塊狀分布，大幅度降低了地層的電阻率.

6）粘土附加導電性

通常粘土顆粒表面均帶負電荷，而巖石中的水分子是一種電荷不完全平衡的極性分子，

對外可顯正、負兩個極性，使粘土顆粒表面的負電荷可直接吸附極性分子中的陽離子（如

Na，）,這些被吸附的極性水分子稱吸附水。被吸附的陽離子又可與極性水分子結(jié)合，成為水

合離子，這些與陽離子結(jié)合的極性水分子稱為結(jié)合水。這樣，粘土顆粒表面的負電荷既可吸

附極性分子中的陽離子，又可通過這些陽離子與極性水分子結(jié)合，在粘土顆粒表面形成一層

薄水膜，這一過程稱為粘土水化作用。

一般情況下，粘土顆粒表面的負電荷吸附的陽離子是不能移動的，但這種吸附并不很緊

密，在電場的作用下，吸附的陽離子可以與巖石中溶液的其他水合離子交換位置，引起導電

現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為粘土礦物的陽離子交換（在泥質(zhì)砂巖中，最常見的可交換陽離子是Na'、

K\Mg'、Ca*等離子）。由粘土礦物的陽離子交換產(chǎn)生的導電性稱為粘土礦物的附加導電性。

2、外因

外因指外來因素導致油氣層電阻率減小。該類低阻油氣層屬于外因形成的低阻油氣層。

1）、鉆井液的侵入

當油氣層為輕質(zhì)油氣層時，該類油氣層具有比重小、粘度低、流動性好等特點。在鉆井

過程中，井眼周圍地層的輕質(zhì)油氣層很容易被泥漿濾液驅(qū)趕走。這些泥漿的侵入，使輕質(zhì)油

氣層的電阻率減小，降低了輕質(zhì)油氣層與水層的深探測電阻率差異。

2)、油氣層、水層對比條件發(fā)生變化

當油氣層與水層中地層水不一樣，而且差異很大時，降低了油氣層與水層的電性差異。

在冀東油田、渤海岐口油田、華北留路油田」發(fā)現(xiàn)這類油氣層。通常遇到的水洗油藏、淡水

破壞油藏均屬此類。

3)、侵入深與測井探測范圍有限

由于地層中存在裂縫等原因，泥漿侵入地層較深，泥漿濾液驅(qū)走井眼周圍油氣，使油氣

層電阻率降低(從測井結(jié)果上看是低阻)。

3、復合成因

以上所述幾種典型成因可能在某一具體油藏中同時遇到，這樣形成的低阻油氣層被認為

是復合成因造成的。

二、低電阻率油氣層測井評價方法概述

針對泥質(zhì)砂巖油氣儲層，特別是低阻油氣儲層的情況，國外不少測井解釋專家提出一些

導電模型，例如：Crane(1990)等提出擴展阿爾奇公式(EAE)；Olivar等待(1991)提出泥質(zhì)砂

巖的顆粒電導率法；Charles(1995,1996)提出有效介質(zhì)模型(EMM)；Givens(1987,1989)提

出巖石骨架導電模型(CRMM)。這些模型對我國利用測井資料評價低阻油氣儲層具有一定的

適用價值，但我國油氣田的成因復雜，雖然在有些油田低阻油氣層的一個(或幾個)影響因素

相同，但不同油田之間明顯存在一些不同的影響因素，因此，我國不同油田必須根據(jù)各自的

特點，研究相應的測井評價低阻油氣層的方法。

實例1：曾文沖(1991)結(jié)合國內(nèi)外油田。剖析了國內(nèi)外低電阻率油氣層的類型及成因。

列舉了我國幾個油田(文留、商河西、利津和馬嶺等油田)油層電阻率減小的影響因素是：高

或極高地層水礦化度、砂巖中富含泥質(zhì)及粒間一裂縫孔隙(雙重孔隙結(jié)構(gòu))等，并提出一種新

的雙重孔隙解釋模型。他認為：

(1)地層總的導電體積是由滲流特性完全不同的二部分孔隙的導電體積所組成，為二

者之和。

(2)上述的二部分孔隙體積是：地層的微孔隙體積、有效孔隙體積。

(3)微孔隙的導電與滲流特性，可視為與鄰近泥巖相同，即認為泥巖地層的束縛水飽

含度Swi為1,微孔隙系統(tǒng)的電阻率Rm=Rsh。

(4)為簡化起見，解釋方程采用雙水導電模型的形式。

該解釋模型的主要優(yōu)點是：模型中的參數(shù)是可測真實參數(shù)，并具有嚴格的物理意義；微

孔隙泛指地層中的微孔隙,不一定單純是粘土中的微孔隙,也可能是巖性變細等引起的結(jié)果。

該模型對國內(nèi)外低電阻率油氣層測井評價具有實用價值。

實例2：新疆塔北地區(qū)中新生界層段有兩類油氣儲層，即一般油氣層和特殊油氣層。特

殊油氣層的電阻率(0.4?1.5Q.m)低于或接近鄰近水層的電阻率，在電性上難以區(qū)分油氣層

與水層，給測井資料解釋帶來很大難度。

根據(jù)新疆塔北地區(qū)中新生界的泥質(zhì)砂巖油氣儲層的情況，在分析和研究大量測井曲線資

料、巖心分析資料的基礎上，提取了水層、兩類油氣儲層測井曲線特征和儲層物性特征，認

為使新疆塔北三疊系油氣層電阻率值減小的主要原因是：①有高礦化度地層水，三疊系地層

水分析礦化度為：0.17?0.22,水型為CaCl2,利用礦化度換算的地層水電阻率Rw=0.01~

0.02Q.m；②束縛水飽和度高；③微孔隙十分發(fā)育，具有雙重孔隙結(jié)構(gòu)(圖附1-10),并且,

泥質(zhì)是綜合因素的反映(圖附l-ll)o

結(jié)合新疆塔北地區(qū)中新生界泥質(zhì)砂巖油氣儲層的特征，建立了一個新的泥質(zhì)砂巖導電模

型。大量實際資料處理結(jié)果表明，逐點解釋的含水飽和度與壓汞換算的含水飽和度??致性好

（圖附112）,用模型計算的Sw與Swi交會圖分區(qū)明顯（圖附1-13）。同時，利用BP人工

神經(jīng)網(wǎng)絡、灰關(guān)聯(lián)分析聚類、SVD法建立判別函數(shù)法等方法識別低電阻率油氣層與水層，逐

層識別油、氣、水層的結(jié)果，與試油和實際情況的符合率達85%以上。

&u=。358663+2242696k

78NUM-137（137水星）

我總含后

油氣層3n率與見頗含量關(guān)系

圖附1-11水層電阻率與泥質(zhì)含量的關(guān)系

100->--------------------------------------------------------------------------------------------------

0-..

457G4674457846824586

Depth（m）

1—DWCMCM解釋含水飽和度2一巖心分析飽和度

圖附M2逐點解釋的含水飽和度與壓汞換算的含水飽和度

30

2。

e.eee.zee.4ee.6ee.ee取道半徑（um）

Sw圖附1-10雙重孔隙結(jié)構(gòu)

圖附1T3Sw與Swi交會圖

實例3：胡英杰等分析了吉林油田低阻油氣層的測井曲線特征，結(jié)合巖心實驗等資料?，

他首先根據(jù)巖心測量結(jié)果及現(xiàn)場的試油、粒度分析、薄片和壓泵等資料，對目的層有如F認

識：（1）地層水礦化度不高，一般在10g/L左右；（2）巖性細，儲層巖石的粒度中值大部分

在0.01~0.1mm之間；（3）含有高陽離子交換量類型的粘土礦物，如蒙脫石或伊/蒙混層;

（4）儲層物性較差；（5）次生孔隙發(fā)育；（6）儲層巖石具有親水性；（7）部分巖石骨架中

含有導電礦物。為了研究儲層在未受泥漿侵入狀態(tài)下的導電機理，本文在模擬地層條件下采

用油驅(qū)水的方式對飽和鹽水（10g/L的氯化鈉溶液）的巖心進行電阻率掃頻測量。

然后，用巖心刻度測井曲線的方法建立了該地區(qū)青一段儲層巖石的粘土含量、粒度中值、

束縛水飽和度等模型，并重新建立了油、水層的劃分標準中，在新的油、水層的劃分標準中，

根據(jù)可動水飽和度和含油飽和度共同來劃分油水層。

提出了吉林油田低阻油氣層的主導低阻成因是粘土礦物的附加導電性，認為雙水模型在

該油田具有很好的實用性。實際資料處理結(jié)果表明，解釋符合率比以前有明顯的提高。

實例4：王向公等在綜合分析大港油田板橋地區(qū)地質(zhì)概況及測試資料的基礎上，分析總

結(jié)了該地區(qū)低阻油氣層的成因是：

①咸水泥漿侵入：大港油田板橋地區(qū)早期鉆井多數(shù)使用咸水泥漿，并且相對密度偏高，

這對儲層的污染是相當嚴重的。到目前為止，由于各種條件的限制仍有部分井使用咸水泥漿

鉆井（板828井測井時，第23號層已被鉆井液浸泡82d,由于咸水泥漿的長期浸泡使地層

電阻率嚴重降低，誤解釋為水層。）

②巖性因素：板橋地區(qū)巖性因素造成的低阻油氣層主要分布在東營組、Esl段、Es3段

儲層。板6246第24號層電阻增大率僅為1.5,由自然伽馬曲線可見該層泥質(zhì)含量較高，巖

性較細，束縛水飽和度增高引起儲層電阻率降低。該層試油為油層（試油結(jié)果：納維泵抽，

日產(chǎn)油2743累計產(chǎn)油13.6t,不產(chǎn)水）。

通過實例綜合分析，充分證明大港油田板橋地區(qū)主要存在2種類型的低阻油層，即咸水

泥漿侵入型和巖性因素型低阻油層?？偨Y(jié)了咸水泥漿侵入浸泡天數(shù)與地層電阻率的相對關(guān)

系，證明了儲層物性、巖性與低阻油氣層的內(nèi)在聯(lián)系。為研究咸水泥漿侵入低阻油氣層和巖

性因素引起的低阻油氣層的解釋模型、解釋方法，提高低阻油氣層的解釋符合率奠定了堅實

的基礎。

實例5：目前淡水（低礦化度）低阻儲層普遍存在（我國環(huán)渤海的東部油田均有發(fā)育），如

渤海歧口油田由于原始油藏在一定時期受淡水侵入影響，使水層電阻率升高，同時受粘土附

加導電性作用影響，導致水層和油氣層電阻率非常接近（基本無差別），解釋難度大。

孫建孟等根據(jù)各種巖心分析資料和測井曲線提出了確定渤海歧口油田低阻油氣層飽和

度的“雙孔隙水''解釋模型。“雙孔隙水”解釋模型的應用表明，模型計算得到的飽和度與試油、

壓汞資料吻合較好，取得了好的應用效果。

第三節(jié)燃源巖測井評價

燒源巖的測井評價是一項極具挑戰(zhàn)性的研究，因為：燃源巖中同時存在干酪根和已生成

的燒，而且涉及到泥質(zhì)巖、碳酸鹽巖和煤系燃源巖，不僅如此，各類煌源巖的巖性仍有重大

差異，研究對象都涉及到未成熟、成熟以及過成熟的燃源巖。

利用測井資料研究煌源巖始于20世紀40年代，研究方向集中于識別技術(shù)、有機質(zhì)豐度

和成熟度的定量解釋方法，尚未見到利用測井資料劃分有機質(zhì)類型的研究。

一、燃源巖的測井識別方法

快速、準確地識別出煌源巖是炬源巖評價的首要任務，一般都是利用有機質(zhì)豐度的測井

響應定性地識別煌源巖。

1、彈性參數(shù)

由于有機質(zhì)的存在，使煌源巖的地層密度較低，而聲波時差較高，因此，表征地層縱波

傳播速度的平方與體密度的乘積的彈性參數(shù)B將會更突出這一特征，B的關(guān)系式為：

B=p/A/2（附1-8）

式中：At為聲波時差，］is/m；p為體密度，g/cmt

2、AGR

自然伽馬能譜測井能提供地層總自然伽馬和去鈾伽馬計數(shù)率，兩者之差（即AGR）反映了

地層中的鈾含量，AGR的計算公式為：

AGR=HSGR-HCGR（附1-9）

式中，HSGR為總自然伽馬測井值，API：HCGR為去鈾自然伽馬測井值，API。

大量研究表明：鈾含量與有機質(zhì)豐度之間有較好的相關(guān)關(guān)系，因此AGR間接反映了有

機質(zhì)豐度。采用AGR/HSGR或AGR/HCGR的比值可消除井眼擴徑的影響。

3、鈾鈔比

砂泥巖剖面中，伽馬射線幾乎全是由鈾、針和鉀等核素所產(chǎn)生，而泥頁巖骨架的原生放

射源4°K和Th在一定的地層中相對穩(wěn)定，因此，自然伽馬強度的變化反映鈾含量的變化。

而地層中鈾的聚集主要與有機質(zhì)有關(guān)，所以，鈾鉆比反映了有機質(zhì)豐度，并考慮了巖性，即

泥質(zhì)含量的變化。

4、井徑差值

井徑曲線上,泥頁巖層常顯示擴徑。常用測量的井徑值與鉆頭直徑之差來表示擴徑大小,

記為ACALo

ACAL=CAL-BITS（附1-10）

式中，CAL為井徑測量值，mm；BITs為鉆頭直徑，mm。

綜上所述，泥頁巖煌源巖表現(xiàn)為“三高一低'’的特征：高鈾銃比、高井徑差值ACAL、高小

GR（或AGR/HSGR、AGR/HCGR）、低彈性參數(shù)B。

圖附1-14為測井資料識別燃源巖（生油巖）實例。利用測井資料研究和評價生油巖見

表附1-1。泥質(zhì)成份及干酪根等參數(shù)見表附1-2。

圖附1-14測井資料識別燃源巖（生油巖）（陳振巖等）

表附1-1利用測井資料研究和評價生油巖（陳曜琴）

特征

巖性巖相地球化學相有機碳（％）

生油條件

最好以黑色泥頁巖為主較深?深湖相還原?強還原>1

灰?灰黑色泥巖、頁巖為

好?較好淺湖?較深湖相還原0.5-1

主，夾灰綠色砂泥巖

較好?較差以灰?灰綠色泥巖為主沼澤?淺湖相弱還原?還原0.3?0.5

表附1-2泥質(zhì)成份及干酪根等參數(shù)(陳曜苓)

泥質(zhì)成份

測井響應值干酪根

粉砂粘土礦物束縛水

密度p(g/cm3)1.12.682.821T.22

體積光電吸收指數(shù)U(b/cm3)3.04.812.040.26?1.95

含氫指數(shù)Ht(%)67.014.031.5100?60

聲波時差At(|is/m)571.0182.0279.0620~607

鈾含量(ppm)200.0

社含量(ppm)10.0

鉀含量(％)2.0

自然伽馬GR(APl)80~200

電阻率R1(Q.m)105~109104~1012

電磁波傳播時間tpo(ns/m)15.07.28.030.0

二、有機質(zhì)豐度的測井解釋方法

焙源巖中有機質(zhì)豐度的高低在測井響應上有直接的反映，因此，有機質(zhì)豐度的測井解釋

方法在國內(nèi)外呈現(xiàn)出“百家爭鳴”的景象。

1.C/0能譜測井

C/0能譜測井同時提供了C/0和Si/Ca曲線，首先，根據(jù)校正過的C/0曲線確定地層中

的總碳含量Ct(%),然后，利用Si/Ca曲線求取地層中無機碳含量NCt(%),因此，燃源巖的

有機質(zhì)豐度(總有機碳含量TOC)即為Ct與NCt之差：TOC=Ct-NCt

該方法利用了C/O能譜測井和地層密度測井，只適用于泥質(zhì)巖燒源巖。實例見圖附「15。

圖附1T5計算有機碳含量(趙彥超等)

2.自然伽馬法

以往的自然伽馬法只適用于泥質(zhì)巖燃源巖，多采用自然伽馬強度與實測TOC的數(shù)學關(guān)

系。即先用自然伽馬測井估算泥質(zhì)含量，然后通過線性回歸分析建立泥質(zhì)含量(Vsh)與有機質(zhì)

豐度(TOC)間的數(shù)學關(guān)系：

TOC=aVsh+b(a、b為回歸系數(shù))(附1-11)

所以，有機質(zhì)豐度(TOC)與自然伽馬的關(guān)系式為：

TOC=a(2C-AG2?-1)/(2C-1)+/>(附1-12)

建立Vsh與TOC的統(tǒng)計關(guān)系是該方法的關(guān)鍵，應充分考慮沉積、沉巖背景和有機質(zhì)演

化對碳酸鹽巖有機質(zhì)豐度的影響。有機碳與泥質(zhì)含量的關(guān)系見圖附1-16。

《

家

工

?

4■0

隹

*

窸起系破毆鹽巖泥喝含■與有機/含量關(guān)系

圖附1-16有機碳與泥質(zhì)含量的關(guān)系（陳增智等）

3.密度測井

燃源巖中有機質(zhì)的密度（1.03?l.lg/cn?）明顯低于圍巖基質(zhì)的密度（粘土骨架的密度為

2.3~3.1g/cm\碳酸鹽巖的更高），使燃源巖密度測井值降低。

Mallick和Raju采用最小二乘擬合法，對印度上Assam盆地碳質(zhì)頁巖的有機質(zhì)豐度（TOC）

和地層密度（Pb由測井獲得）的關(guān)系進行了研究，發(fā)現(xiàn)TOC和Pb存在反比關(guān)系（圖附1-17）,

與Schmoker和Hester的方程形式完全相同，僅僅兩系數(shù)有所差異。

4.電阻率重疊法和雙孔隙度法

電阻率重疊法：在飽含水的非燃源泥頁巖中，不含有機質(zhì)的電阻率R。與實測電阻率R,

曲線可以彼此重疊；而在富含有機質(zhì)的泥頁巖中，由于干酪根分散于巖石的骨架之中，造成

實測電阻率增大，特別是當燃源巖趨于成熟時，大量的燃生成，占據(jù)了泥頁巖中的大部分孔

隙，造成泥頁巖的R,明顯增大，使R,、1兩曲線的重疊間距(AlgR)增大，AlgR越大，反

映煌源巖中有機質(zhì)豐度越高(圖附1-18)。

雙孔隙度法：燒源巖的有機質(zhì)高聲波忖差、低密度、高氫指數(shù)，在體積模型中，有機質(zhì)

可以看成是孔隙的一部分，同時，有機質(zhì)的電阻率較高。因此：APORnPORt-PORr能反

映煌源巖的有機質(zhì)豐度(體積)、豐度(TOC)。APOR越大，反映燒源巖中有機質(zhì)豐度越高。

PORt：燒源巖的總孔隙度采用三孔隙度測井的平均值；

PORr：電阻率計算孔隙度(選用WS方程計算)。

；101.0

I

20

—10

00

《

G90

/80

3

2

9

70

0.0

0.0F.o2.0xo4.a0.00.2G40.60.￡1.0I

實漫Jc(%)△logR

蘇北化地有機碳與聲波時差交會國蘇北盆地有機碳C與ZogR交會圖

圖附1-18C與at以及△logR的關(guān)系(宋寧等)

5.含油氣飽和度法

燃源巖中，隨埋深的增加而增大的含油氣飽和度與有機質(zhì)豐度成正比，并與有機質(zhì)的成

熟度和類型有直接關(guān)系。

煌源巖中剩余燃含量(VHC)是指殘留于燃源巖孔隙中的油氣含量(體積％),它與有機質(zhì)

的豐度、成熟度、類型以及產(chǎn)慌率有關(guān)。

VHC=PORt—Sog(附1-13)

式中，PORt為燃源巖的總孔隙度，%,采用中子-密度交會技術(shù)計算；Sog為燃源巖的

含油氣飽和度，%,用阿爾奇公式求解。

因為煌源巖的含油氣飽和度與有機質(zhì)豐度成正比，所以，從剩余煌含量(VHC)可以轉(zhuǎn)換

得到有機質(zhì)豐度。

6.核磁共振測井

核磁共振測井(NMR)測量的主要是地層孔隙介質(zhì)中氫核對儀器的貢獻，巖石固體骨架中

的氫對它無影響。這一獨特的特征使得井眼中的NMR測井不受燒源巖中固態(tài)有機質(zhì)的影響。

也就是說，NMR解釋的煌源巖孔隙度不受有機質(zhì)豐度變化的影響。NMR為煌源巖評價提

供了一項新的技術(shù)，即適用于泥質(zhì)巖又適用于碳酸鹽巖燃源巖。

Alixant等非?？春眠@項技術(shù)的應用前景，但切實可行的具體方法有待深入研究。

表附-3蘇北盆地計算結(jié)果與實驗結(jié)果比較(宋寧等)

暗色泥計算TOC實驗TOC

井號層位巖厚度平均值大于0.4%有效烽源平均值大于0.4%有效燃源

(m)(%)的百分比巖厚度(m)(%)的百分比巖厚度(m)

YC1E1F41841.1477184x77%=1421.3965184x65%=120

YC1E1F22032.0488203x87%=1772.0095203x95%=193

ZH86E1F44921.1990492x90%=4431.2780492x80%=394

第四節(jié)流動單元測井解釋

—?、流動單元的定義

流動單元(flowunit),又稱水力單元(hydraulicunit)是指具有相同滲流特征的儲層單

元，它是儲層巖石物性特征的綜合反映，同一流動單元具有相似的水動力學特征，亦具有相

似的水淹特點，不同的流動單元，其水淹特點亦不相同，剩余油的分布特征亦不相同。

二、儲層流動單元研究進展

儲層流動單元研究是國外20世紀80年代中后期興起的一種儲層研究方法，而在國內(nèi)則

是最近幾年才開始進行探索性研究，由于具體的地質(zhì)條件和實際資料的限制及研究問題的出

發(fā)點不同，對流動單元的認識及研究方法也不完全一致。

流動單元的概念是由Hearn等于1984年提出來的。Hearn在研究美國懷俄明州Hartzog

Draw油田Shannon砂巖儲層時，提出把Shannon砂巖劃分為5個流動單元，并把流動單元

定義為橫向連續(xù)的儲集層，在該單元的各部位巖性特點相似，影響流體流動的巖石物理性質(zhì)

也相似，這里提到的巖石物理性質(zhì)，主要是指孔隙度和滲透率。流動單元定義的提出，為砂

巖儲層進一步細分提供了較量化的定義，同時為油藏數(shù)值模擬提供了基礎。

自Hearn提出儲層流動單元的概念以后，很多學者應用這?概念開展了儲層表征或儲層

評價研究，并對流動單元的概念和劃分方法進行了進一步的補充和完善。

“八五”中后期流動單元的概念被國內(nèi)研究者廣為接受，并開始著手研究和應用，特別

是第2屆國際儲層表征技術(shù)研討會(1989)以后，大量的國外研究方法被介紹到國內(nèi)，同時

國內(nèi)的一些專家學者也提出了他們自己對流動單元概念的理解和研究方法。

流動單元的研究，在以下幾個方面得到了應用：

①合理劃分儲集層，預測儲集層的分布及性質(zhì)：

②提高滲透率的解釋精度；

③確定剩余油的分布及加密調(diào)整挖潛的對象；

④為油藏數(shù)值模擬提供分層依據(jù)。

三、儲層流動單元研究的基本思路和方法

目前，國內(nèi)、外儲層流動單元研究的基本思路和方法可大體分為兩種類型：

第種是以數(shù)學手段為主的儲層參數(shù)分析法：廣泛應用儲層中的各種地質(zhì)參數(shù)，通過單

井中密集取樣的聚類分析尋找劃分流動單元的有效參數(shù)和定量界