基于LEAD平台的常规电阻率测井方法与应用分析

任务书
题
目
基于LEAD平台的常规电阻率测井方法与应用分析
设计（论文）内容及基本要求
基于Lead测井综合应用平台，学习各种常规电阻率测井方法、仪器结构、工作原理及优缺点，借助于Lead平台分析常规电阻率测井的特性，
要求：
1、完成毕业设计开题报告；
2、学习Lead测井解释软件；；
3、基于Lead测井综合应用平台，学习各种常规电阻率测井方法、仪器结构、工作原理及优缺点，借助于Lead平台分析常规电阻率测井的特性；
4、完成15000字符英文参考资料的翻译，要求译文准确，外文资料内容与毕业设计或者专业相关；
5、独立完成毕业设计论文的撰写，论文格式符合西安石油大学本科毕业论文规范。
设计（论文）起止时间
年

月日
至
年

月日
设计（论文）地点指导教师签名
年

月

日
系（教研室）主任签名
年

月

日
学生签名
年

月

日摘
要
测井，也被人们称为地球物理测井。它是基于岩层的物理性质，选用合理的方法，对地球参数进行测量的一种应用技术学科。LEAD软件作为由中国石油测井有限公司主导，国内多家公司合作研发的测井软件，能够将多种测井的应用功能集合在同一平台下的一款测井处理评价软件，具有非常完善的平台基本操作功能，并且有着较强的测井数据处理能力。
本次设计主要是基于LEAD平台，利用常规电阻率测井方法对数据进行处理、分析和解释。用所给的“长江一井”常规测井数据及相关的录井资料，通过资料解编、曲线校正、合并曲线进行前期处理，选择CRA程序运用常规电阻率测井方法对所给测井资料进行常规测井处理，对实验得出的结果进行分析和解释。通过实验结果说明常规电阻率测井方法主要包括哪几种，并说明在设计中所用到的测井方法及其相关应用。关键词：常规电阻率测井；测井方法；应用分析
ABSTRACT
Well
logging,
also
known
as
geophysical
logging.It
is
an
applied
technical
subject
that
USES
the
physical
characteristics
of
rock
strata
and
selects
reasonable
methods
to
measure
the
earth
parameters.As
a
log
software
led
by
China
petroleum
logging
co.,
ltd.
and
developed
jointly
by
many
domestic
companies,
LEAD
software
is
capable
of
integrating
multiple
logging
application
functions
into
a
log
processing
and
evaluation
software
under
the
same
platform.
It
has
complete
basic
operation
functions
of
the
platform
and
strong
logging
data
processing
capabilities.
This
design
is
mainly
based
on
the
LEAD
platform
and
USES
the
conventional
resistivity
logging
method
to
process,
analyze
and
interpret
the
data.The
conventional
logging
data
and
related
logging
data
of
“changjiang
no.1
well“
were
used
for
pre-processing
through
data
compilation,
curve
correction
and
combination
curve.
CRA
program
was
selected
to
perform
routine
logging
processing
on
the
given
logging
data
with
conventional
resistivity
logging
method,
and
the
results
obtained
from
the
experiment
were
analyzed
and
interpreted.The
experimental
results
show
that
the
conventional
resistivity
logging
includes
normal
resistivity
logging,
lateral
logging,
induction
logging
and
microelectrode
logging,
and
the
logging
methods
used
in
the
design
and
their
related
applications
are
also
described.Keywords：Conventional
resistivity
logging;
Well
logging
methods;
applied
analysis
目
录
摘
要
I
ABSTRACT
II
1
绪论
3
1.1选题背景及目的
3
1.2国内外研究现状
4
1.2.1随钻测井技术
4
1.2.2成像测井技术
5
1.2.3声波测井技术
5
1.2.4电法测井技术
5
1.3论文主要研究内容
5
2
常规电阻率测井原理
6
2.1引言
6
2.2常规电阻率测井基本原理
6
2.2.1普通电阻率测井
6
2.2.2侧向测井
7
2.2.3感应测井
8
2.2.4微电阻率测井
11
3
测井资料处理
15
3.1
引言
15
3.2
测井资料预处理
15
3.2.1
数据解编
15
3.2.2
曲线校深
15
3.2.3
合并曲线
18
3.3
常规测井资料处理
19
3.3.1
储层划分
20
3.3.2
CRA程序处理
22
3.4
部分参数计算
25
3.4.1
泥质含量的计算
25
3.4.2
孔隙度的计算
25
3.4.3
地层水电阻率的计算
25
3.4.4
渗透率的计算
26
3.4.5
饱和度的计算
26
4
测井资料解释与综合分析
27
4.1
常规资料解释依据
27
4.2
综合解释成果
27
4.2.1
水层
27
4.2.2
油层
28
4.2.3
油水同层
28
4.3
全井段认识
29
5
结
论
30
参考文献
31
致
谢
321
绪论
1.1选题背景及目的
本次毕业论文研究的题目是《基于LEAD平台的常规电阻率测井方法与应用分析》，主要通过LEAD软件的应用，利用常规电阻率测井方法对“长江一井”的测井资料进行处理，综合其录井记录、岩心分析数据表、井壁取心描述记录等数据对其进行综合的处理、分析和解释。
测井是地球物理测井的简称，它是利用地层的各种特性，如：声学特性、放射性等，研究地层的剖面，解决一些地质问题及工程问题的一门技术性学科。测井一词是随着钻井技术的不断发展而出现的，我国的钻井技术有着悠久的历史，这一技术最早出现在11世纪中叶，即中国的北宋时期，由苏轼的作品《东坡志林》中这样一句“蜀始创筒井，用圜刃凿如碗大，深者数十丈”
可见一斑。我国最早在巴蜀地区开始使用钻井技术，而清朝李榕的著作《自流井记》中则详细的介绍了古时所用的钻井方法与过程。现代的测井学主要包括了以下几个部分：测井方法原理、测井所用仪器和数据采集部分、测井数据的处理与最后的综合解释，它们彼此间互不相同但是又互相关联。其中，测井学最后的部分，同时也是最能够直接反映技术经济效益的最重要的环节就是“测井数据处理与解释”这一部分了，换言之，这个部分所包含的地质意义及经济意义也是最大的。
测井的资料处理与最后综合解释的部分，就是根据预先定好的任务，然后把资料利用计算机进行自动处理，综合地层资料、井壁取心记录、岩屑录井记录等信息进行综合的处理、分析和解释。根据处理的结果，我们可以解决有关储层划分、矿藏评价等在勘探开发中遇到的一些问题。在进行完上述步骤后，将解释结果以图表的形式综合直观的显现出来。该步骤的核心是采用正确的方法将测井信息转化为地质资料。在这之中，测井信息代表着在测井过程中记录或计算得出的各种参数，如：电阻率参数、岩石体积密度参数、自然电位参数、声波时差参数等；地质资料则表示测井资料处理与解释结果，比如：泥质含量、“孔渗饱”参数等。在将测井信息转化为地质信息时，需要预先确定测井资料与地质信息之间的正确关系，然后利用相关的解释方程将测井信息转化加工为地质信息。
测井资料处理与解释技术的发展可大体分为四个阶段。第一阶段被称为定性解释阶段，1927年9月，法国的斯伦贝谢兄弟测量并记录了历史上首条油田的电阻率测井曲线，这被视作这一阶段开端，而我国则以1939年翁文波和赵仁寿等一些XX大学物理系的老师完成在四川石油沟1号的工作为起点；第二阶段研究出了横向测井方法（选用不同的电极距的电极系测量地层真实电阻率，判断油、气、水层和钻井液侵入程度的一种测井方法），但是由于缺乏确定孔隙度及岩性的方法，所以导致定量解
释的范围和精度都受到了限制，因此这一阶段被称为半定量解释阶段；第三阶段是从20世纪50年代后期开始，国内外陆续研究出了一些电测井的方法和仪器，特别是改进了一套孔隙度测井方法，在评价储层的含油饱和度时，可以更好地考虑岩性和孔隙度的影响，使得解释的精度得到了进一步的提高，在大多数情况下能够获得比较准确的定量测量结果，所以把这一阶段称为定量解释阶段；从20世纪的1970年开始，我们进入了综合分析阶段，也就是第四阶段，国内外对于各种测井资料的参数都有了更为确切的了解，随着计算机技术的不断完善和发展，我们可以通过测井资料解释可以获得储层参数、岩石矿物组成等信息，并且可以将各种解释结果以图形和表格的方法显示出来。
1.2国内外研究现状
仅从数量上看，我国的剩余石油储量为37亿吨，在世界排名约占十三位，总体储量较高，石油勘探工作在不断的深化，测井技术也在不断的发展，随着石油工业的发展，使得勘探的难度也在不断加大，所以只有不断完善测井技术，才能保证我国未来石油的勘探与采集工作顺利的进行。
近十年来，我国的测井技术发展的非常迅速，取得了显著的进步，推出了各种电缆测井方法和仪器，如：
“一串测”测+井、二维成像测井、三维成像测井、方位阵列侧向成像测井、低频定域电阻率测井仪以及地层元素测井仪等；推出了随钻测井系统和能够与之相结合的电阻率成像测井仪器;井间电磁波技术的发展已经取得了一定的进步;研制了压裂探测成像测井仪器和阵列电磁波持水测井仪器;模块化地层测试仪已基本研制成功，膨胀模组研制基本顺利;并对分段桥塞射孔接头的工作装置进行了研究。
自二十一世纪以来，国外的测井技术有了更加好的进展，在原有的基础上，发展了新方法和新技术，它们具有成像测井仪器阵列化、集成化和模块化[1]，探测的深度更深、测量的精度更高、动态范围更广的特点，三维技术的应用越发的广泛；非常规油气岩石物理实验分析技术也逐渐趋于成熟；化学源逐渐被可控源所替代，逐渐开始使用更加安全环保测井方式；随钻测井实现了评估和定位的序列化和成像化；实现了流动成像的动态监测，使得探针的测试面积更大；从最开始的单井测量到后来的井间测量，人们发现井间电磁波成像技术是真实有效的；在油田开发过程中以及生产检验中新型的光纤传感器已经得到了广泛的应用。
现阶段我们常用到的测井技术有很多，常用到的有如下几种：
1.2.1随钻测井技术
随钻测井技术是目前的测井技术中应用的较多的方法之一，这项技术适合应用于定向测井中，通过对井斜、方位等参数的测量，使工作人员对地层的情况有一个更进一步的详细的了解与掌握。在进行测井工作前，工作人员需先利用专业的软件进行模
拟、分析工作，在充分了解了工作情况的基础上，依据具体步骤进行勘探。随钻测井技术不仅能用于指导钻井，还能够对复杂的井和地层的含油气情况进行评价。
1.2.2成像测井技术
成像测井是一种适合在较复杂的地质环境中使用的技术，其中包括井间成像、井边成像和井壁成像。在使用成像测井技术时往往会使用很多电子设备，比如：核磁共振仪，电子成像仪，声波成像仪等[2]。成像测井技术能够直观反映井附近的地层特征和底层分布情况，具有直观性和可观性的特点，不仅如此，它的应用特别的广泛，它不仅可以确定地层的倾角、构造以及裂缝的几何形态和情况，而且还可以用于区别各式各样的地质特征。
1.2.3声波测井技术
声波测井技术包括声波振幅测井和声速测井等方法，它可以根据岩层中不同的结构返回声音的差别对井眼周围的地层极性进行测量的一项技术。技术人员可根据返回波带回的信息进行应用，并对其进行合理的加工，得到对应的图像数据，方便之后更加直观的观测。这种方式应用较为简单，便于操作，但是应用时易受到外界的干扰，所以其数据的准确率相对较低。
1.2.4电法测井技术
电法测井技术是最早发展的测井方法，也是我国在现阶段应用最为广泛的一种技术，电法测井包括自然电位测井、普通电阻率测井、侧向测井和感应测井等方法。[3]每种方法适用的情况不同，因此在测试时，需根据具体情况选择最为合适的方案，才能保证结果的合理性。
目前国际测井的市场在不断扩大，测井的装备也在向着高精度、网络化、集成化的方向发展，测井信息的处理和解释也会更加一体化。
1.3论文主要研究内容
本文在根据所给井壁取心资料、岩屑录井资料和井的基本情况，分析了实验用井的岩性、含油性、孔隙度及渗透率等基本信息后，在LEAD平台上利用常规电阻率测井方法处理井，并对储层进行分析和解释。论文的整体框架如下：
第一章
绪论：主要介绍本次设计的研究背景、研究目的及国内外的发展现状，最后阐述论文的章节安排。
第二章
常规电阻率测井原理：简单介绍常规电阻率测井相关的方法，并简述部分常用的测井方法的原理。
第三章
测井资料处理：通过LEAD软件对长江一井进行常规处理，进行储层划分、参数计算等工作。
第四章
测井结果分析与解释：对资料进行处理后，在这一章根据处理的结果进
行测井解释。2
常规电阻率测井原理
2.1引言
常规电阻率测井方法包括：普通电阻率测井，侧向测井，感应测井[4]和微电阻率测井。在本章，将对以上各常规电阻率测井方法的原理进行简单的介绍。
2.2常规电阻率测井基本原理
2.2.1普通电阻率测井
普通电阻率测井是目前我们所知道的最早出现的，同时它也是使用范围较为广泛的一种测井方法，主要包括梯度电极系和电位电极系两种方法。
因为岩层的电阻率大多都不相同，钻井内填充的泥浆的电阻率与岩层的电阻率也不相同，因此导致电极系周围的介质极其的复杂和不均匀，然而，目前为止电位与介质电阻率的定量关系还很难用表达式求解出来，所以我们依旧选择用测定均匀介质情况下的电阻的方法来测量所测井下的电极的电位差。当然，用电阻率测井方法测量得到的电阻率的值和岩层的真电阻率的是不相等的，也不等于电极周围介质的平均电阻率，而是所有介质在距离电极装置一定范围内的综合影响的结果，这种情况被叫做视电阻率[5]，记为R，有计算式如下：（2.1）视电阻率不等于真电阻率R，因为有很多来自外部的影响，故视电阻率与真电阻率R有关系式如下：
（2.2）
其中和d分别代表泥浆电阻率与井径；和D分别代表泥浆侵入带的电阻率与侵入带直径；L代表电极距；h代表层厚，代表围岩的电阻率；为目的层的电阻率。[6]
在均匀介质中的电阻率测井：在一个均匀各向均为同性的介质中，放入一个点电源，发出电流I，该电场的分布特点如下图[7]2.1所示：图2.1
均匀介质中点电源场的分布
在均匀介质中，点电源场中任意一点的电流密度值可以用以下公式计算[7]：（2.3）
式中r是从电源点A到任意一个测量点之间的距离。[8]
根据欧姆定律可以求出均匀介质中点电源场内的任意一点的电场强度E的表达式：（2.4）
因此，该场内任意一点的电位U可通过下列关系导出。因为，
则

积分得C是积分公式中的积分常数。其值可以由电场的无限边界条件C=0来确定。
所以
场内任意点的电位表达式为

（2.5）
因此，介质电阻率可用下式计算

（2.6）
某点处介质的电阻率可以通过式（2.6）计算得到人工电场之中该点的电位值。这是电阻率测井的理论基础。
普通电阻率测井主要应用于划分岩性剖面，计算岩石视电阻率的读数和孔隙度参数，计算地层的含油饱和度和含水饱和度。
2.2.2侧向测井
在高电阻率的剖面或者是高矿化度情况下的泥浆的钻孔中，选用普通电阻率测井，将会产生泥浆分流的情况，供电电极的电流几乎完全在井筒和低电阻率的围岩中流动，很少流入目标地层，没有办法测量地层的视电阻率，并且高电阻率屏蔽使得普通电阻率测井方法失去了可能性，为了得到地层模型中纵向带的电阻率，建立了侧向测井方法。
侧向测井也被称为聚焦式电法测井，除了主电极之外[9]，上下还会各有一个或多个屏蔽电极，它们从主电极和屏蔽电极中流出同样极性的电流，因为有相同的极性，所以它们之间出现排斥现象，来自主电极的电流被“挤压”成类似垂直于井壁的圆盘状。这样便大大减小了真电阻率测量因钻孔和低电阻率围岩产生的的影响。
侧向测井的方法有很多种，由三侧向测井、七侧向测井的基础上发展起来了一种双侧向测井方法，它是目前人们认为的最好的侧向测井方法。它的电极系同七侧向测井方法的电极系有些相似，但是两者之间不太一样的是：双侧向的电极系是有两个屏蔽电极及被加在了七侧向电极系的外部，为了能够增加探测的深度，屏蔽电极及被设计成了柱状，这一点与三侧向测井的屏蔽电极有些相同。
双侧向测井的电极系有如下结构：环状的主电极，环状的监督电极、、、，环状屏蔽电极和。电极系及其电流分布如下图所示：图2.2
双侧向测井电极系和电流线分布
两对屏蔽电极、和、能够发出屏蔽电流，并且屏蔽电极与（或与）的电位的比值为一个常数，可用公式表示为；监督电极与（或与）之间的电位差为零。任意一个监督电极（M）和无穷远电极（N）之间的电位差在主电流大小不变的情况下，测量得到的电位差的值与介质的真电阻率的值之间成正比。它们之间的关系如下式：
（2.7）
上式中的是从主电极发出的电流，大小恒定，K代表双侧向电极系系数，UM1为监督电极M1上的电位。
同样，确定K的方法可以通过实验和理论计算求得。求K的前提是，必须是均匀介质，即R0=Rt，式（2-7）可写成：
（2.8）
在用上式（2.8）计算K值的时候，及Rt的值是事先给定的，所以只要能计算出UM1，就可以通过式（2.8）就求出双侧向测井电极系的系数K。为了计算方便，我们通常假设为单位电流，即I0=1。因为当成倍数增加时，屏蔽电流I1、I1＇也会随之成倍数增加，使得监督电极上的电位UM1也成倍数增加。故上式可写成如下形式：

（2.9）
双侧向测井方法根据探测的深度不同，分为深、浅侧向测井，深侧向测井主要能够反映原状地层的电阻率，浅侧向测井主要是反映侵入带的电阻率。虽然两个电极系的大小相同，但是两者不同之处在于：浅侧向电极系的回流电极B1、B2是由柱状的屏蔽电极A1＇、A2＇变成的。因为深、浅侧向的O1O2之间的距离是一样的，所以就很好的避免了七侧向电极系具有的缺点。这样也使得深、浅侧向测井方法的分层能力相同，两者受围岩以及岩层厚度的影响大体相同。因此，利用深、浅侧向测井方法中的Ra来判断油、水层比七侧向测井效果要好。
由于双侧向测井方法能够探测到的深度和三侧向深、浅侧向的纵向分辨能力一致，方便进行对比，所以现今在确定地层的视电阻率以及划分岩性剖面这些方面得到了广泛的应用，并且通过双侧向测井能够更加快速、直观地判断油、水层。
2.2.3感应测井
为了解决上述测井方法只能在水基泥浆中使用，在油基泥浆井和空气钻井中都没有办法进行测量的情况，于是设计了感应测井。目前这种方法应用比较普遍，也适用于淡水泥浆井中。
感应测井方法利用了交流电的互感原理，电动势是通过接收线圈感应发射线圈中的交流电流得到的。这种方法的收、发线圈都处于井内，发射线圈中的交流电流能够在井周围的地层中引起能够影响到接收线圈感应电动势的涡流。因此可以判断该电动势与地层电导率有关。图2.2感应测井原示意图
T为发射线圈，R为接收线圈，如图。T和R合在一起被称为线圈系。T和R都位于井轴上，而且线圈轴和井轴相对应，设井轴是柱极坐标系（r,φ,z）的z轴。T和R的间距为L，即线圈距。它们在z轴上的位置分别是和。在发射线圈造成的交变电磁场的作用下产生了涡流，即在这些单元环中产生交变的感应电流。在涡流形成的二次交变电磁场的作用下，接收线圈R中会产生感应电动势，称为二次感应电动势。计算该电动势的方法如下：
单元环上的一点，其直角坐标为（x,y,z）,柱极坐标为（r,φ,z）。根据电磁场原理，该点处的磁矢势A可用下式表示：
（2.10）

（2.11）
式中μ代表了磁导率，nT代表发射线圈的匝数，I则为发射线圈的电流强度，dl＇表示发射线圈上的线段元，是一个矢量；ρ＇为观测点到源点的距离，其中观测点与源点的坐标分别为和。A的表达式可推导成：（2.12）

其中n＇表示面积元dS＇的单位法线方向，是矢量；?＇1ρ＇为1ρ＇关于源点的梯度，为一矢量；“×”代表矢量之间的叉积运算。由图可知，xT=yT=0，zT=-L2，
上式可变成：
（2.13）
其中M为发射线圈的磁偶极矩；代表着观测点到发射线圈中心的距离；代表φ方向的单位矢量；A是磁矢势A在φ方向上的分量，且是唯一分量。由于A与φ无关，它从三维空间点坐标(r,φ,z)的函数变成二维子午面上点坐标(r,z)的函数。可将上式转换如下：

（2.14）
由于I通常是正弦交变电流，所以I=I0eiωt，i=-1，ω=2πf，因为??t→iω，且电场强度E=-?A?t，又因为E是E的φ分量，也是唯一分量，根据欧姆定律的微分形式，电流密度j与电场强度E之间存在关系如下：（2.15）
通过单元环的电流dI＇，也就是涡流的计算公式为：

（2.16）
其中σ代表电导率，i是虚数单位，ω是交流电的角频率。涡流在接收线圈处产生的磁矢势AR，仿照式（2-10）是：

（2.17）
因dl＇能够用接收线圈的线段元dl按照比例置换：
radl→dl＇
故上式可变形为：
（2.18）
（2.19）
其中，ρR代表单元环到接收线圈的中点的距离
接收线圈电动势dVR的计算公式如下：

（2.20）

（2.21）
（2.22）
上式中的K代表仪器常数，g代表几何因子，dVR的计算公式可化简为：

（2.23）
故可得：
（2.24）
确定地层的含油饱和度的一个重要参数就是地层电阻率，所以在求取相关数据时，它是非常重要的一点，需要将其计算准确。感应测井的主要应用除了包括确定地层的视电阻率Rt，确定储层流体性质之外，还可以划分地层，但是一般不会单独使用感应测井曲线分层，还要结合其他曲线来分层，如：自然电位和自然伽马曲线。
2.2.4微电阻率测井
微电阻率测井是一种主要用于探测侵入带的电阻率的测井方法。常用来探测深度教浅的井，常用的微电阻率测井方法包括：微电极系测井、微侧向测井、邻近侧向测井和微球聚焦测井，它们具有电极的间距短，电极系的极板距离井壁较近等共同特点。微电阻率测井方法能够提高垂向的分辨率，不忽略目标层厚度和薄层的厚度，直接来判断渗透层，从而准确地测量出冲洗带的电阻率。
微电极系测井具有极距短、探测范围小的特点，所以该方法主要用于探测侵入带电阻率，且该测井方法有利于薄岩层界面的划分。微电极系及用于测量微电极系K值的原理图，见图2.3微电极系真电阻率值是根据测量电位差的大小求得的，其表达式如下：

（2.25）图2.3微电极系（左）
测量微电极系K值原理图（右）
其中，K代表微电极系的系数，它的值需要依靠在已知电阻率的溶液中通过实验求得，而且这个值与极板的大小、形状还有电极间距有关。当微梯度曲线的幅度小于微电位曲线的幅度时称为“正幅度差”；反之则被称作“负幅度差”。当岩层是非渗透层时，微电极系无曲线的幅度差，或者有较小的或正或负的幅度差。当岩层是渗透性地层时，视电阻率的值取决于泥饼电阻率Rmc、泥浆侵入带电阻率Ri和泥饼厚度hmc，确切的说，幅度差的大小取决于RmcRxo的值和泥饼的厚度。
微侧向测井是通过微电极测井改进得到的，改进后的方法因为能够防止泥饼分流的情况发生，使得电极系的探测深度有了很大的提高，并且减小了对钻孔和围岩的影响。该电极系主要是由以下部分组成：中心电极，即主电极A0和与其同心的环形电极M1、M2以及，如图2.4所示。
主电极A0在测量时，电流一直不变，流出的电流和流出的电流极性一样，并且大小可调，从而使环形电极的电位差为零。由于N电极无穷远，因此N与测量电极（或）间的电位差为M1的电位UM1，求视电阻率的公式如下：

（2.26）
其中K为微侧向电极系的系数，与微电阻率测井方法一样，需通过实验测得。图2.4微侧向测井电极系及其电流分布
为侧向测井方法主要能够通过微侧向测井的视电阻率RMLL确定冲洗带电阻率Rxo，并且能够用于划分薄层。
邻近侧向测井主要用于钻井液电阻率较高及泥饼偏厚的条件下，弥补了微侧向测井受泥饼厚度影响明显的缺点。邻近侧向测井电极系的主电极和测量电极均为矩形，和微侧向测井电极相比，面积更大，电极系结构如图2.5所示。当泥饼厚度小于1.9cm时，测量值为冲洗带的电阻率，即Rxo=RPL。图2.5邻近侧向测井电极系
微侧向的比邻近侧向的探测深度浅，且测量结果更易因泥饼的性质发生改变，但在泥浆侵入较浅的剖面处测量的结果受原状地层的影响较大，微球形聚焦虽然探测深度较浅，但是受泥饼的影响小。其电极系及电场分布如图2.6所示。图2.6微球形聚焦测井电极系及其电场分布
微球形聚焦测井的主电极A0为矩形，由内向外分别为测量电极M0，辅助电极A1和监督电极M1、M2，贴井壁进行测量。采用恒压测量法，A0发出电流I，I分成两部分，一部分与A1形成回路，为辅助电流Is，分布在泥饼中；另一部分与回路电极B形成回路，为主电流I0，分布在冲洗带中。测井时，需满足、电位相等和M0与、中点0
的电位差等于已知量这两个条件。
测井输出：

（2.27）
式中的I0为主电流，K为微球形聚焦电极系的系数。
微球形聚焦测井的主要应用有：划分薄层，确定冲洗带电阻率Rxo，参加测井组合，提供冲洗带电阻率。
3
测井资料处理
3.1
引言
本次设计主要采用LEAD处理平台进行常规测井资料的处理，利用多种解释方法，对储层的岩性、物性以及含油气性进行分析。利用常规测井资料对地层进行评价解释，求取准确的储层参数，如孔隙度、渗透率、饱和度以及泥质含量等。
3.2
测井资料预处理
测井资料的预处理是进行测井资料室内精细解释处理的重要环节，也是一项基础性的工作。曲线校深用于进行测井曲线之间的深度匹配，能够实现不同井次之间测井曲线的深度匹配.把给定的数据通过预处理板块中数据格式转换，加载进软件以为后续处理提供数据源。
3.2.1
数据解编
因为所给的长江一井常规测井数据是.las格式，在LEAD上无法使用，故用CIFLog软件将.las格式的常规测井数据转化为.xtf格式的文件，再通过LEAD软件将.xtf文件转化为.GDS格式的文件，以进行后续的处理工作。
3.2.2
曲线校深
曲线校深是测井资料处理的常用步骤之一，因为在测井时受到钻孔周围环境、测井速度和作业方法等因素的影响，使得仪器在井内的运行状态不同，从而使电缆受到不同的张力，导致部分测量井段会发一些深度上的偏差。因此使得测井的响应值在深度上有不一致性，给后续工作带来困难，如储层划分与精细储层参数计算等，情况严重的时候甚至可能导致油气层评价错误。因此，对测井曲线之间进行深度校正就具有重要的实际价值。对测井数据进行曲线校深，使同一口井所有的测井数据之间具有一致的深度关系，以满足测井资料的精细处理要求。
以常规测井文件中的测井曲线深度为标准深度，对常规测井系列曲线进行深度校深：在任务栏中找到“曲线校深”，将hri曲线设置为基准曲线，分别对AC、DEN及CAL曲线进行校深。选择交互校深，调整待校曲线AC的左右刻度值分别为0、150，待校曲线CAL的左右刻度值分别为0、50，然后拖动曲线使校正后的曲线趋势大体相同，校深结果如图：图3.1常规测井AC曲线校深图3.2常规测井曲线CNL-DEN曲线校深
3.2.3
合并曲线图3.3合并曲线图合并曲线是针对不同类型的曲线，进行分类，以便更好的利用给出曲线进行分析解释；如图选取自然伽马曲线，自然电位曲线，井径曲线作为一道，因为其都能解释岩性；选取密度，中子，时差曲线作为一道，因为这三条曲线都能反映地层的孔隙度大小，能够辅助前一道曲线判断岩性；选取阵列感应测井为一道，可以利用其划分渗透层，并利用其划分油水层；选取微电极系测井曲线作为一道，以便划分渗透层，利用幅度差异渗识别渗透层。
3.3
常规测井资料处理
长江一井处理井段以砂泥岩为主，部分含有灰质及膏质成分，故选取复杂岩性处理程序CRA进行处理。常规测井主要通过分析整合井径测井、自然电位测井以及自然伽马测井曲线等，以此初步划分储层，分析岩石类型并计算泥质含量、孔隙度、渗透率以及饱和度参数。常规测井资料的处理对于测井解释具有重要的意义，它也是测井解释的前提条件，划分储层是最为关键的一步。储层只有在常规测井解释合理的基础上才有可能进一步利用非常规测井资料进行下一步工作，对该井全面的进行解释分析。
3.3.1
储层划分图3.4
储层划分图3.4（续）储层划分
3.3.2
CRA程序处理
具体CRA程序处理的步骤如下：
选择hri处理井，设置起始深度为3159m，终止深度为3280m，在输入曲线位置处，RT（深电阻率）选择HRID曲线，（冲洗带电阻率）选择HRIM曲线。调整电阻率测井曲线的左右刻度值分别为0、100。
矿物组分参数部分：ANHY（石膏存在标志）及DOLO（白云岩存在标志）的参数值选择“0=不计算”。
根据所给资料可知，该地层为新近系沙河街组地层，故泥质计算标志的GC2（泥质方程中的TC标志）、常用泥质参数的GC1（泥质方程中的GR标志）的参数值都选择3.7，代表“新地层”。
孔隙参数部分：PRFG（孔隙度计算方法标志）通过不断地实验，我们能够发现声波中子交会方法处理出来的灰质更少，更适合处理该井段，故选择“2=声波中子交会”。
常用泥质参数部分：SHCT（泥质含量截止值（%））的参数值为40；在“合并曲线”界面通过屏幕取值可读取SMN1（GR纯地层最小值）的值为37；SMX1（GR泥岩层最大值）为128。
常用参数部分：根据所给资料可知，A（阿尔奇公式中的A参数）为0.69，M（阿尔奇公式中的M参数）为2.16，N（阿尔奇公式中的N参数）为2，Rmf（钻井滤液电阻率）的参数值为0.65，根据公式可计算出Rw（地层水电阻率）的参数值为0.027。
具体处理结果如下图：图3.5
CRA程序处理图3.5（续）
CRA程序处理
3.4
部分参数计算
3.4.1
泥质含量的计算
本次采用泥质含量经验计算公式，具体如下：
（3.1）

（3.2）
式中：GCUR代表希尔奇指数：第三系地层取3.7，老地层取2。其中，GR代表地层自然伽马测量值；GRmax代表纯泥岩地层伽马测量值GRmin代表纯砂岩地层伽马测量值。
3.4.2
孔隙度的计算
本次选用泥质矫正双矿物纯岩石体积模型进行孔隙度的计算及矿物组分分析。
（3.3）
其中，ρma代表岩石骨架密度（砂岩一般为2.65g/cm3、石灰岩为2.71
g/cm3、白云岩为2.87
g/cm3、典型的泥岩和泥岩夹层的密度为2.20-2.65
g/cm3）；ρb代表岩层体积密度；ρf代表孔隙流体密度。
表3.1
骨架参数
岩性
中子（pu）
密度（g/cm3）
砂岩
-2
2.65
石灰岩
0
2.71
泥岩
2
2.20-2.65
在本次试验中，ρma=2.65g/cm3，通过屏幕取值得到ρb=2.43，ρf=1，计算得到

3.4.3
地层水电阻率的计算
首先通过（3.3）中公式计算100%含水岩石孔隙度，其中
为密度曲线中100%含水地层的读取值；将算的孔隙度代入下式，其中R0为深电阻率测井曲线的读取值。
R0Rw=aΦm
R0:100%含水地层电阻率
a:比列系数
Rw:水电阻率m:胶结指数
Φ：岩石孔隙度
在本次实验中，根据所给数据得知，，。
3.4.4
渗透率的计算
本次采用Timur公式计算地层渗透率:
（3.4）
其中SIRR代表束缚水饱和度。
3.4.5
饱和度的计算
本次选用阿尔奇公式进行饱和度的计算：

（3.5）
其中，a代表与岩性有关的比例系数；b代表仅与岩性有关的系数；Φ表示岩石孔隙度；m表示胶结系数；n表示饱和度指数；Rw代表地层水电阻率；Rt代表含油岩石电阻率。
由所给资料可知a,b,m,n的值分别取0.69，2.16和2。4
测井资料解释与综合分析
4.1
常规资料解释依据
水层特征：储层岩性纯，物性好，孔隙度≥7%，深探测电阻率<9Ω·m；
油层特征：储层岩性纯，物性好，孔隙度≥7%，深探测电阻率≥9Ω·m，裂缝型油层孔隙度≥5%，双感应呈低侵或无侵入特征；
此次毕业设计给了岩屑录井记录，井壁取心描述记录，岩心分析数据表，结合这三个数据可以辅助我们更好的区分油气水层。其中岩屑录井记录，井壁取心描述记录
主要是用来判断油层，当储集层为油层时，岩屑录井符号会显示油迹，油斑或者荧光等。
4.2
综合解释成果
在3159m-3280m的范围内，共划分了32个储层段，接下来选取部分储集层进行解释。
4.2.1
水层图4.1
水层部分截图
如图4.1所示，19号层：灰色泥质粉砂岩，录井无油气显示，有效厚度为1.3m，孔隙度为9.3%，渗透率为0.081mD，泥质含量为27%，含水饱和度为86.6%，微电极曲线幅度中等，有明显的正幅差，但与油层相比幅度相对较低；自然电位曲线显示负异常，且异常幅度比油层大，综合解释为水层。
4.2.2
油层图4.2
油层部分截图
如图4.2，该为划分的0号层，灰褐色粉砂岩，录井显示为油浸，有效厚度为3.6m，孔隙度为14.7%，渗透率为0.051mD，泥质含量为16.3%，含水饱和度为35.3%。微电极曲线幅度中等，具有明显的正幅度差，并随渗透性变差幅度差减小；自然电位曲线显示负异常，随泥质含量的增加异常幅度变小；电阻率曲线均为高阻特征，综合解释为油层。
4.2.3
油水同层图4.3
油水同层部分截图
如图4.3所示，10号层，深灰色泥岩，录井无明显油气显示，有效厚度为2m，孔隙度为7.5%，渗透率为0.058mD，泥质含量为31.1%，含水饱和度为82.6%，在微电极、声波时差、井径曲线上与油层相同，自然电位比油层大一点，故综合解释为油水同层。
4.3
全井段认识
长江1井为古近系沙河街组地层，目的层段为古近系沙河街组地层，目的井段为3159m～3280m，为砂泥岩剖面，部分含灰质、膏质，选用复杂岩性CRA程序进行处理，其中共划分储层32层。
井段综合解释成果表如下图：综合解释成果表是通过软件自动生成的，在任务栏的基础平台模块下找到成果输出，选择其中的图表绘制功能，在界面上方的功能栏中找到图表绘制，选择设计模式，添加井数据hri。点击“添加图表”，选择“辽河成果表”，在弹出的窗口中按照顺序选择：LAYER_ID,START_DEPTH,END_DEPTH，厚度，OIL_RESULT，然后在“曲线”中选择：POR,PERW,SW,SH，然后在曲线统计内容中将最大值和最小值前的对号取消，最后点击确定便可以生成综合解释成果表，通过这个表格我们可以直观的看到划分的储层以及其对应的各项参数值，也能够通过这个表判断之前划分的储层是否有偏差。
5
结
论
本次实验基于LEAD平台，主要用了常规电阻率测井方法，本次实验主要用了普通电阻率测井法，微电极系测井法以及感应测井方法，当然，常规电阻率测井的方法并不止这三种。通过实验我们可以发现，常规电阻率测井方法主要的功能在于求取一些常用的参数值，比如孔隙度参数、渗透率参数、饱和度参数、地层水电阻率参数等，并且能够用于划分岩性剖面，本次毕业设计的实验就是常规电阻率测井方法的应用的体现。因此我们可以知道常规电阻率测井是众多测井方法中虽然基础但是却非常不可缺少的一项内容。
本文以介绍本次选题的背景及目的开始，论述了国内外有关于测井技术的研究发展情况，然后简单介绍了常规电阻率测井方法包含的具体测井方法的原理，紧接着对于“长江一井”的常规测井数据进行了处理，并在其中详细介绍了井段处理的步骤，并且分别选取了一个油层、水层、油水同层进行解释，解释了判断这些储集层的部分依据。
因为本人的能力及知识有限，故论文中可能存在诸多的缺陷及失误，敬请各位老师批评指正。
参考文献[1]
陈红雷.江苏地质测井处测井仪器维修管理研究[D].青岛市：中国石油大学（华东），2015.11.
[2]
赵琳琳.非均匀地层随钻电磁波测井电磁响应的研究[D].济南市：山东大学，2012
[3]
赵文韬，荆铁亚，熊鑫.海相页岩有机质石墨化特征研究：以渝东南地区牛蹄塘组为例[J].地质科技情报，2018，37（2）：186
[4]
张雪.高分辨率阵列感应仪器的有限元分析和应用研究[D].杭州市：浙江大学，2010
[5]
张妮.电阻率曲线在地震反演中的应用研究[J].当代化工研究，2018，（3）：71
[6]
李吉艳.普通电阻率在水利工程中的应用[J].珠江水运，2018（2）：52
[7]
杜礼轩.稠油水淹层测井数据处理及解释方法研究[D].成都市：西南石油大学，2010
[8]
刘铁，朱立新，曹哲明.高密度电法角域地形改正的改进及在隧道勘探中的应用[J].西部探矿工程，2003（10）：98
[9]
姜黎明.侧向测井与方位阵列测井仪[J].石油知识，2016（6）：52
[10]
致
谢
在本次的毕业设计中，首先要感谢我的指导老师，为我寻找提供了一个学习软件的机会，让我接触到了这个领域，认识了很多新的伙伴，并且与他们合作参加了全国大学生测井技能大赛，在毕业之际开阔了眼界。
其次，要感谢在大赛过程中结识的伙伴们，在我的实验遇到问题，无从下手解决时给予了我很多无私的帮助，使我能够突破瓶颈让毕业设计能够顺利进行。
附录A
附录A的标题名称
以下内容可放在附录之内：
（1）正文内过于冗长的公式推导；
（2）方便他人阅读所需的辅助性数学工具或表格；
（3）重复性数据和图表；
（4）论文使用的主要符号的意义和单位；
（5）程序说明和程序全文。
这部分内容可省略。如果省略，删掉此页。
《基于LEAD平台的常规电阻率测井方法与应用分析》由：卡耐基范文网整理
链接地址：http://www.gjknj.com/duwu/348936.html
转载请保留,谢谢!