声波、放射性、倾角测井小结.ppt

声波测井小结 要点 1 声波在介质分界面上的传播 产生反射波和透射波 当入射角小于临界角 总之产生滑行波和折射波 当入射角等于临界角 产生全反射波 当入射角大于临界角 2 测井中的声波及测井测的是什么波 由于测量第一个波 初至波 到达接收器的时间在技术上最容易实现 故声速测井主要研究初至波 即测量初至波从发射器发出到达接收器的时间 初至波 最先到达接收器的波 滑行纵波 续至波 随初至波后到达接收器的波 3 源距的选择原则 要求 滑行波先于直达波到接收器即t 滑行 t 直达 4 单发双收声速测井原理 设计要求 最先到达接收器的是滑行纵波的折射波 简称滑行纵波 测量的是 T发射后 同一首波 滑行纵波 触发二个接收器R1 R2的时差 t 所以有 t L V 微秒 米 us m V L t 米 微秒 L 106 t 米 秒 注意 1 习惯作法 t 1 VV 106 t2 记录点在R1R2的中点3 声速测井的探测深度h 3 V f 8 38厘米岩石的声速V 1520 7620米 秒频率f 20KHz所以h 0 23 1 13米 软地层 硬地层 5 声速测井的分层点 t用半幅值点分层 V用异常根部分层 6 周波跳跃 在正常的情况下 R1和R2应该被同一初至波触发 但是由于能量的衰减 常常会造成初至波触发路程较近的第一个接收器R1 而对第二个接收器来R2说 由于能量的衰减 以致于不能被同一初至波触发 R2只能被续至波触发 即t2增大 使 t t2 t1增大 这种使二个接收器不是被同一初至波触发所造成曲线的波动称为跳跃 这种现象周期性地出现 故称为周波跳跃 以下几种情况可能出现周波跳跃 A 含气地层B 声速非常高的致密地层C 裂隙地层D 井孔扩大E 泥浆中含气 7 扩孔的影响发射器在上方的声系 扩孔上部 t出现假负异常扩孔下部 t出现假正异常发射器在下方的声系 扩孔上部 t出现假负异常扩孔下部 t出现假正异常 8 补偿扩孔的影响 t上 是TR1R2测量声系 即发生器T在接收器R1R2之上 t下 是R2R1T测量声系 即发生器T在接收器R1R2之下 如果在一个扩孔井段分别采用以上二种声系测量 然后求平均 即 t上下 t上 t下 2则扩孔与 t上下无关 所以引入双发双收声速测井仪 10 识别油 气 水层地层SP aRa t含水层异常幅值大大小无周波跳跃含油层异常幅值大小大无周波跳跃含气层异常幅值大小大可能出现周波跳跃或 t大 9 确定孔隙度 t 1 Vsh tma Vsh tsh t 对纯砂岩来说 对砂泥岩来说 11 固井声幅测井原理 较大自由套管套管外无水泥 固井质量差 A 中部分水泥胶结固井质量中等较小水泥胶结好固井质量好 12 长源距区分纵波与横波的重要标志 1 纵波速度大于横波速度 2 横波幅度大于纵波幅度 3 横波的相位与纵波相位相差180度 4 长源距有利于区分纵波与横波 40 固井质量差 1 火成岩的放射性几点规律 1 火成岩所含放射性零散而不均匀2 酸性中性基性超基性SiO2的含量大 小颜色浅 深放射性元素含量大 小3 火成岩放射性元素主要是 铀 U 镭 Ra 钍 Th 钾 K 2 沉积岩的放射性几点规律 1 沉积岩本身不含有放射性元素 其放射性元素来自火成岩 2 沉积岩的放射性强度取决于泥质含量 粘土含量 3 沉积物的颜色由浅 深 其放射性强度由小到大 4 随钾含量的增大 放射性强度增大 5 减小 放射性强度增大 放射性测井小结 3 变质岩的放射性正变质岩 由火成岩变质而来 副变质岩 由沉积岩变质而来 变质岩的放射性取决于变质岩的源岩 5 统计涨落 在放射性源强不变 测量条件不变的情况下 在相等的时间间隔内 重复观测放射性强度 每次记录的数值不同 总是在某一数值 平均值 上下波动 这种现象称为放射性涨落 4 自然伽马测井原理1 测量地层天然自然r射线强度2 单位 脉冲 分 API3 记录点 在探测器中点4 探测范围 以探测器中点为球心 半径为R 几十cm 的球5 分层点 厚层 半幅值点薄层 2 3幅值点 6 划分岩性 砂泥岩剖面 粗砂岩中砂岩细砂岩泥岩Jr小 大SP幅度大 小Ra大 小Vsh小 大 7 确定泥质含量 Jr Jrmax Jrmin分布为研究地层 纯泥岩 纯砂岩的自然伽马强度 8 自然伽马能谱测井基本原理 可以获得5条参数曲线 1 以百分比表示的钾含量曲线 K 2 以浓度表示的铀含量曲线 ppm 及钍含量曲线 Thppm 3 合成的自然伽马曲线 总计数率曲线GRSL API 4 无铀自然伽马曲线 KTh API 9 1 能说出 光电效应的作用过程 康普顿 吴有顺散射的作用过程 形成电子对的作用过程2 注意 a 光电效应在K L层等靠近核的内层产生光电子的几率 可能性 最大b 岩性密度测井应用光电效应和康普顿效应 10 测井原理 1 测井与自然r测井的区别自然 测量天然r射线强度 源 测井 测量人工射线强度 散射 中等能量的 量子入射 产生康吴散射 探测器接收散射r射线的强度 2 测井主要记录到一次或二次散射 射线的强度 多次散射 射线能量很低 容易产生光电效应 被岩层吸收 3 测井的探测深度不大 探测范围不大探测范围为 半径为L 2左右 高度为L的圆柱体 一般L 50 60cm 所以r 30cm 4 记录为探测器与 源的中点 5 Jrr 测井 的单位为 脉冲 分 6 测井使用大源距 L 50 60cm Jrr与密度成反比 11 扩孔对 密度测井的影响用于泥浆的密度比地层低得多 所以扩孔后 当记录点位于岩层中部时 探测范围内平均密度降低 而Jrr与 成反比 因此Jrr产生假异常 12视密度的定义 在渗透层处 在井壁存在泥饼 因为泥饼的密度一般低于岩层的密度 所以用密度测井仪在井测量时 所测到的密度值要小于实际的地层密度值 b 为了将所测到的密度与实际地层的密度相区别 我们把所测到的密度称为视密度 用 a表示 mc为泥饼密度 b为地层密度 K为与泥饼厚度 源距等有关的参数 13 密度测井响应方程及确定孔隙度 对泥质砂岩来说有 对于纯地层来说 Vsh 0 14 中子作用过程原子核获得能量 放出非弹性散射r射线高能快中子快中子超热中子热中子热中子俘获放出俘获r射线减速过程扩散过程减速长度Lf扩散长度Lt与H有关与Cl等俘获有关 注 要能说出 非弹性散射 弹性散射 热中子俘获 俘获r射线 热中子寿命等的含义 15 各种中子测井与地层参数的关系Jnr 与含H量成反比 与含cl量成正比Jnn 与含H量成反比 与含cl量成反比CNL 与含H量成正比 视石灰岩孔隙度 SNP 与含H量成正比 视石灰岩孔隙度 16 视石灰岩孔隙度CNL或SNP仪在已知孔隙度的纯石灰岩上进行刻度 此种刻度仪器如果在纯石灰岩中进行测量便是真孔隙度 但在非石灰岩上进行测量 测到的孔隙度与地层的真孔隙度不同 称为视石灰岩孔隙度 17 中子确定岩石的孔隙度对于纯地层来说 对泥质砂岩来说有 CNL或SNP 所以有 18 识别气层气层上声波时差大 或周波跳跃偏大气层上密度测井值偏小偏大CNL气层上CNL偏小 Jnr大 偏小 地层倾角测井小结一 测量地层倾角的原理地层倾角测井根据三点可以成一平面的道理 用井下仪器在井中测出同一层面的三个或三个以上的点 根据这些点就可绘出地层的层面 从图上可以看出 如果有一地层面 当带有四组电极系的仪器通过该层面时 将测出四条带拐点的电阻率曲线 这四个拐点的深度分别为Z1 Z2 Z3 Z4 它们代表地层面上四个点的深度 如果地层是水平的 则Z1 Z2 Z3 Z4相等 如果地层是倾斜的 则Z1 Z2 Z3 Z4不相等 即Z1 Z2 Z3 Z4之间有高度差 也叫高程差 根据这些高度差就可绘出一个倾斜的平面来 如果井孔垂直 高程差确定的层面的倾角就是地层的真倾角 但实际上井孔并不垂直 因而必须配合井孔倾斜的资料 才能算出地层的真倾角来 再配合井下仪器的方位 或四组电极系中的一组的方位 就可确定地层的方位 要确定地层倾角和方位角 必须具有三条或四条地层电阻率曲线 井孔的倾角和方位角资料 一组电极系的方位角资料 地层倾角测井仪就是为取得上述资料而设计的 一 互成900的四个臂 即可塑性橡胶极板 板上有电极用来测量电阻率曲线 四个臂采用油压装置系统 可以指示井径的变化 测得两条井径曲线 二 仪器上部是定方位装置 用磁罗盘连续测量 号极板的方位角和 号极板与井斜方向的相对方位角 三 利用井斜重锤测量井斜角 四 顶部为电子仪器部分 装有一个旋转头和弹簧扶正器 旋转头使仪器在测井时的自转减到最小 以保证能获得精确的结果 弹簧扶正器使仪器轴线与井眼轴线一致 确保测得准确的井眼偏离的位移 仪器正常的测井速度大约为每分钟7 9米 测得的各种数据同时进行数字记录 一次下井同时记录9 10条曲线 它们是 1 四条浅聚焦电导率曲线 2 二条微井径曲线 3 一条 号极板的方位角曲线 4 一条 号极板与井斜方向的相对方位角曲线 5 一条 井斜角曲线 6 一条电缆张力曲线 显示测井过程中对四个臂的加压情况 利用上述曲线就可计算出地层层面的倾角和倾斜方位角 二 成果图1 矢量图矢量图也叫 蝌蚪图 可由人工绘制 也可由计算机输出 图a是矢量图表示的内容 图中纵坐标为深度 横坐标为倾角 横坐标的比例尺是非线性的 黑点上的短线表示地层的方位角度 以极坐标表示 图上的黑点表示地层在840米深 向北东倾斜30 倾角为20 二 地质构造研究 一 地层倾角矢量图像的分类在用地层倾角资料研究地质构造时 通常将矢量图上的矢量大体分成四类 1 倾向大体一致 随深度增大倾角逐渐增大的一组矢量 叫红模式 与断层 砂坝 河道 岩礁 不整合等地质构造有关 2 倾向大体一致 随深度增大倾角逐渐减小的一组矢量 叫蓝模式 与断层 不整合等地质构造或大型水流交错层理有关 3 倾向大体一致 随深度增大倾角不变的一组矢量 叫绿模式 一般反映地层倾角 4 还有一类矢量 其倾向和倾角呈杂乱变化 称为乱模式 它们与岩性组 地层成层性不好以及测井质量不好等原因有关 有时也与断点或不整合面有关 利用储层沉积倾角矢量 分析沉积时的水动力条件 把层理倾角大于20 的沉积环境划分为高能沉积环境 在10 20 之间的沉积环境划分为中等沉积环境 在10 以下的沉积环境划分为低能沉积环境 沉积水动力条件研究 地层倾角资料的应用