测井解释评价的主要储层参数有哪些？测井是做什么的

本文目录

• 测井解释评价的主要储层参数有哪些
• 测井是做什么的
• 测井解释的测井解释流程
• 测井解释评价的地质依据
• 煤炭测井处理解释技术
• 地球物理测井的解释
• 测井解释的名词解释
• 测井解释基本理论和方法
• 地质基础知识对测井解释有何意义
• 测井及其解释资料

测井解释评价的主要储层参数有哪些

测井解释评价的主要储层参数有：　　储集层（空隙岩性储集层，裂缝岩性储集层等）、岩性评价（岩石类别，泥质含量，矿物含量等）、储集层物性的评价（孔隙度评价等）、储集层含油性评价（含油饱和度，含水饱和度，束缚水等）、产能评价。测井：　　测井，也叫地球物理测井或矿场地球物理，简称测井，是利用岩层的电化学特性、导电特性、声学特性、放射性等地球物理特性，测量地球物理参数的方法，属于应用地球物理方法（包括重、磁、电、震、核）之一。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。这种测井习惯上称为裸眼测井。而在油井下完套管后所进行的二系列测井，习惯上称为生产测井或开发测井。其发展大体经历了模拟测井、数字测井、数控测井、成像测井四个阶段。

测井是做什么的

测井就是检测一下地下有没有值得开采的油气。测井是一门技术含量很高的学科,要掌握很多基础物理、化学知识才能学好。比较形象的说测井就是搞石油的工作者伸向地层深处的眼睛,地下有没有值得开采的油气都靠测井技术来实现了。

油井：

为开采石油，按油田开发规划的布井系统所钻的孔眼，石油由井底上升到井口的通道。油井是通过钻井方法钻成的孔眼。一般油井在钻达油层后，下入油层套管，并在套管与井壁间的环形空间注入油井水泥，以维护井壁和封闭油、气、水层，后按油田开发的要求用射孔枪射开油层，形成通道，下入油管，用适宜的诱流方法，将石油由油井井底上升到井口。

测井解释的测井解释流程

1、测井解释收集的第一性资料：①钻井取芯②井壁取芯和地层测试③钻井显示④岩屑录井⑤气测录井⑥试油资料2、测井数据预处理在用测井数据计算地质参数之前，对测井数据所做的一切处理都是预处理。主要包括：①深度对齐：使每一深度各条测井数据同一采样点的数据。②把斜井曲线校正成直井曲线③曲线平滑处理： 把非地层原因引起的小变化或不值得考虑的小变化平滑掉。④环境校正：把仪器探测范围内影响消除掉，获得地层真实的数值。⑤数值标准化：消除系统误差的方法。 测井资料的定性解释是确定每条曲线的幅度变化和明显的形态特征反映的地层岩性、物性和含油性，结合地区经验，对储集层做出综合性的地质解释。三、测井综合解释 由各油田测井公司的解释中心选择的处理解释程序，有比较富有经验的人员，较丰富的资料对测井数据做更完善的处理和解释，它向油田提供正式的单井处理与解释结果，综合地质研究，还可以完成地层倾角、裂缝识别、岩石机械性质解释等特殊处理。1、地层评价方法以阿尔奇公式和威里公式为基础，发展了一套定量评价储集层的方法，包括：①建立解释模型； ②用声速或任何一种孔隙度测井计算孔隙度；③用阿尔奇公式计算含水饱和度和含油气饱和度；④快速直观显示地层含油性、可动油和可动水；⑤计算绝对渗透率；⑥综合判断油气、水层。2、评价含油性的交会图电阻率—孔隙度交会图3、确定束缚水饱和度和渗透率储集层产生流体类别和产量高低, 与地层孔隙度和含油气、束缚水饱和度、绝对渗透率和原油性质等有关。束缚水饱和度与含水饱和度的相互关系，是决定地层是否无水产油气的主要因素，绝对渗透率是决定地层能否产出流体的主要因素，束缚水饱和度有密切关系。没有一种测井方法可直接计算这两个参数。确定束缚水饱和度的方法：1）将试油证实的或综合分析确有把握的产油。油基泥浆取芯测量的含水饱和度就是束缚水饱和度。2）深探测电阻率计算的含水饱和度作为束缚水饱和度。3）根据试油、测井资料的统计分析，确定束缚水饱和度。确定地层绝对渗透率的方法 ：一般用岩芯分析资料与测井参数回归的经验公式，计算地层的渗透率。4、综合判断油气、水层的一般方法采用比较分析的方法，在一个地层水电阻率基本相同的井段内，对岩性相同的地层进行储油物性、含油性、电性的比较。比较的主要标准是该井段岩性和物性基本相同的纯水层，逐层做出解释。1）典型水层：典型水层也称标准水层，是综合判断油、气、水层及确定某些解释参数（如和骨架参数）的标准。GR最低，SP异常幅度最大，厚度一般3米以上，其测井显示的孔隙度与其它储集层相近，但深探测电阻率却是储集层中最低的，并且常有泥浆高侵的特点。2）典型油层：与典型水层的最大差别是深探测电阻率明显升高，一般是水层的3-5倍以上，束缚水饱和度愈低差别愈大。含水饱和度较低，泥质含量低 。

测井解释评价的地质依据

（一）油藏特征模型（地质概念模型）

石油和天然气都储存在储集层中，因此，测井解释的主要对象是储集层。

不同类型的储集层具有不同的地质-地球物理特点，在测井系列的选择和解释方法上具有不同的内容和特点，其解释效果也不相同。因此，有必要先扼要讨论一下储集层的分类及特点。

地层中，能作为储集层的岩石类别甚多，其储集特性各异，储集层的分类方法有多种，测井分析者习惯于采用以岩性或储集空间结构来分类。

按岩性可分为碎屑岩储集层、碳酸盐岩储集层和特殊岩性储集层；按储集空间结构可分为孔隙性储集层、裂缝性储集层和洞穴性储集层。

1.碎屑岩储集层

碎屑岩储集层包括砾岩、砂岩、粉砂岩和泥质砂岩等。目前，世界上已发现的储量中大约有40%的油气储集于这一类储集层。该类储集层也是我国目前最主要、分布最广的油气储集层。

碎屑岩由矿物碎屑、岩石碎屑和胶结物组成。最常见的矿物碎屑为石英、长石和云母；岩石碎屑由母岩的类型决定；胶结物有泥质、钙质、硅质和铁质等（图6-1）。

碎屑岩的粒径、分选性、磨圆度以及胶结物的成分、数量、胶结形式，控制着岩石的储集性质。一般，粒径越大、分选性和磨圆度越好、胶结物越少，则孔隙空间越大、连通性越好。

测井分析者认为砂岩的骨架成分是石英（SiO₂），硅质胶结物也被视为石英骨架；当钙质胶结物较多时，砂岩骨架则被认为是由石英和方解石（CaCO₃）组成的双矿物岩性。由于储集层中的泥质除对储集层的岩性、物性和含油性有显著影响外，对各种测井值均有影响，所以测井分析者把泥质当作骨架以外的一种独立成分予以考虑。

碎屑岩储集层的围岩一般是粘土岩类，构成砂泥岩剖面，粘土岩类包括有粘土岩、泥岩、页岩等。粘土矿物的主要成分有高岭石、蒙脱石和伊利石等。由不同粘土矿物成分构成的粘土岩的测井值是有一定差异的，例如，自然电位测井曲线是以粘土岩类的测井值为基线的；对于不同地质时代的沉积，由于粘土性质和地层水矿化度不同，而可能出现SP基线位移；不同地区、不同层系的粘土成分不同，在GR曲线上的显示也有差别；不同地区、各类粘土岩的电阻率亦不同等。但是，粘土岩类无论在岩性或物性等方面，与碎屑岩类相比都要稳定得多，因此，测井解释中往往用粘土岩类的测井值为参考标准。

图6-1 碎屑岩结构和成分

碎屑岩储集层的孔隙结构主要是孔隙型的，孔隙分布均匀，各种物性和泥浆侵入基本上是各向同性的。目前，在各类岩性储集层的测井评价中，碎屑岩储集层的效果最好。泥质含量比较多、颗粒很细的储集层评价，即所谓泥质砂岩的测井解释问题比较困难。

对地层剖面进行测井解释时，常常根据泥质的有无，分为纯地层和含泥质地层。前者不含泥质，后者含有不同数量的泥质。最初的测井解释理论和技术都是建立在纯地层的基础上，因而纯地层的解释方法比较完善。根据纯地层中矿物成分的种类，可以用单矿物、双矿物、三矿物解释模型。现在，测井解释中，最多能分析三种矿物组成的地层。如纯砂岩就只含石英一种矿物；复杂岩性的地层岩石都含两种以上矿物，很少只有一种矿物组成的。

随着油气勘探和开发的发展，含泥质地层中发现了工业油流。这样，测井分析必须满意地解决泥质地层有关含油性的多种复杂问题。近几年来，泥质地层的测井分析有了迅速的发展。

泥质由很细的固体颗粒和水混合而成。固体颗粒主要是粘土矿物和粉砂，典型的泥质大约含50%的粘土、25%的粉砂、10%的长石、10%的碳酸盐岩、3%的氧化铁、1%的有机物、1%的其他矿物。泥质中的水分约为2%～40%，它们被束缚在固体颗粒的晶格内面，是不能流动的，称为结晶水。所以，中子测井要受泥质的影响。第一章已经指出，泥质颗粒的导电性较好，当地层含泥质时，其电阻率比较低。所以，电测井结果要进行泥质校正。不仅如此，泥质颗粒结合不紧密，且含有水分，孔隙也发育，对声速测井有明显的影响。泥质颗粒吸附放射性元素，使自然伽马测井幅度增加。

总之，由于泥质的物理化学性质与其他矿物的不同，它对各种测井方法都有影响。如果不能识别泥质，并根据其含量和在地层中的分布形式，进行适当的校正，测井解释就会出现错误。

已经发现，地层中的泥质有三种分布形式：层状泥质、结构泥质和分散泥质（图6-2）。泥质和岩石颗粒成互层状是层状泥质，它既取代了一部分岩石颗粒，也占了一定的孔隙。含层状泥质的岩石，孔隙度降低。结构泥质是岩石颗粒风化形成的，它不影响地层的孔隙。泥质颗粒分散在岩石颗粒之间是分散泥质。分散泥质的存在明显降低了地层的孔隙度。

图6-2 泥质的分布形式

含泥质地层的解释不仅计算繁琐，而且计算某个未知参数时，又用到另外的未知参数，必须使用较多的计算技术，只有用计算机解释才比较方便。手工解释时，一般都用纯地层的解释关系式和解释方法。

2.碳酸盐岩储集层

在世界油气田中，碳酸盐岩储集层占很大比重，目前世界上大约有50%的储量和60%的产量属于这一类储集层。我国华北的震旦系、寒武系和奥陶系的产油层，四川的震旦系、二叠系和三叠系的油气层，均属于这一类储集层。

碳酸盐岩属于生物、化学沉积，主要由碳酸盐矿物组成，主要岩石类型是石灰岩和白云岩，过渡类型的泥灰岩也属此类。石灰岩的矿物成分主要是方解石，其化学成分是CaCO₃；白云岩的矿物成分主要是白云石，其化学成分是CaCO₃·MgCO₃。以石灰岩、白云岩为主的地层剖面称碳酸盐岩剖面。

在石灰岩和白云岩中，常见的储集空间有晶间孔隙、粒间孔隙、鲕状孔隙、生物腔体孔隙、裂缝和溶洞等（图6-3）。

从储集层评价及测井解释的观点出发，习惯于将碳酸盐岩的储集空间归纳为两类：原生孔隙（如晶间、粒间、鲕状孔隙等）和次生孔隙（如裂缝、溶洞等）。前者一般较小且分布均匀，渗透率较低（孔隙性碳酸盐岩例外）；次生孔隙的特点是孔隙比较大，形状不规则，分布不均匀，渗透率较高。这里要指出，石灰岩重结晶和白云岩化所产生的次生孔隙在测井资料上无法与原生孔隙相区分，所以在测井解释中实际上把它们归入原生孔隙类。

图6-3 裂缝性储层概念模型和测井模型

致密的石灰岩和白云岩，原生孔隙小且孔隙度一般只有1%～2%；若无次生孔隙，它是非渗透性的；当具有次生孔隙时，一般认为包括原生孔隙和次生孔隙的总孔隙度在5%以上，碳酸盐岩即可具有渗透性而成为储集层。

碳酸盐岩储集层以孔隙结构为特点可分为三类：孔隙型、裂缝型和溶洞型。

1）孔隙型碳酸盐岩储集层。它与碎屑岩储集层的储集空间极为相似，包括两类孔隙，一类是粒间孔隙、晶间孔隙和生物腔体孔隙等；另一类是白云岩化及重结晶作用形成的粒间孔隙。

孔隙型碳酸盐岩储集层的储集物性、孔隙分布、油气水的渗滤以及泥浆侵入特点等均与砂岩相似，适用的测井方法和解释方法也基本相同，它也是目前测井资料应用最成功的一类储集层。

2）裂缝型碳酸盐岩储集层。这类储集层的孔隙空间主要由构造裂缝和层间裂缝组成，由于裂缝的数量、形状和分布可能极不均匀，故孔隙度和渗透率也可能有很大变化，油气分布也不规律，裂缝发育的储集层具有渗透率高和泥浆侵入深的特点。

从测井解释的角度来说，裂缝型储集层大致可分为两种情况。一种是裂缝发育，岩石相当破碎，以致在通常的测井探测范围内可认为裂缝是均匀分布的，而且裂缝孔隙度与粒间（或晶间）孔隙度相当或在数量上占优势。在这种情况下，目前的测井和解释方法的使用效果比较好。另一种是裂缝不太发育且分布不均匀，裂缝孔隙度不及粒间孔隙度大，在此情况下，采用目前适用于孔隙性储集层的测井和解释方法，常常不足以区分油（气）、水层。

3）洞穴型碳酸盐岩储集层。这类储集层的孔隙空间主要是由溶蚀作用产生的洞穴，洞穴形状各异、大小不一、分布不均匀。对于常用测井方法的探测范围来说，洞穴的存在也往往具有偶然性，这给测井解释带来相当大的困难。只有当洞穴小且分布比较均匀时，可用中子（或密度）孔隙度与声波孔隙度之差作为次生的洞穴孔隙度，以中子或密度孔隙度计算含油气饱和度。

必须指出，实际的碳酸盐岩储集层，其孔隙类型可能是上述几种类型的复合情况。碳酸盐岩剖面中的测井解释任务，是从致密围岩中找出孔隙型、裂缝型和洞穴型储集层，并判断其含油（气）性。

碳酸盐岩储集层一般具有较高电阻率，所以须采用电流聚焦型的电阻率测井方法，如侧向测井、微侧向测井等；自然电位测井在碳酸盐岩剖面一般使用效果不好，为区分岩性和划分渗透层（非泥质地层）须采用自然伽马测井。由于储集层常具有裂缝、溶洞，为评价其孔隙度一般需要采用中子（或密度）测井和只反映原生孔隙的声波测井组合使用。

自20世纪70年代后期至今，碳酸盐岩储集层的裂缝测井方法与裂缝储集层的评价技术有了很大发展，其特点是：发展了新的仪器及方法，逐步形成了裂缝测井系列；形成了一套采用各种测井方法组合研究裂缝的综合评价技术；裂缝参数的定量研究有了新进展。

3.特殊岩性储集层

碎屑岩和碳酸盐岩以外的岩石所形成的储集层，如岩浆岩、变质岩、泥岩等，人们习惯于称它们为特殊岩性的储集层。当这些岩层的裂缝、片理、溶洞等次生孔隙比较发育时，也可成为良好的储集层，特别是古潜山的风化壳，往往可获得单井高产的油气流。对于这类储集层，目前的测井解释效果也较差，尚有一些技术难关需要克服。

（二）测井解释评价的地质依据

1.地质刻度测井为提高测井解释的精度奠定坚实的基础。

应用野外露头，钻井岩心和实验室分析化验获取的地质信息和参数，进行各种测井曲线的标定和刻度，开展测井资料解释方法的研究，即简称为“地质刻度测井（或岩心刻度测井）”。它包括，测井解释可行性分析、测井曲线、环境校正与标准化、测井的侵入校正、岩石物理研究、建立测井解释模型、成果检验准则和测井储层参数计算的数学模型。

2.含油性是测井解释评价油气层的重要前提。

长期以来，人们常常沿用这样一种概念，就是以含油性做为判断油气层的基本条件，以含油饱和度的大小作为划分油（气）水层的主要标准。这样做当然有道理，因为含油性是油气层必然具有的基本特性，是决定产层能否产油气的重要前提。正因为如此，确定产层的含水饱和度是评价油气层的一项重要内容。应该指出，这种单纯依据含油饱和度的概念并不完善。从根本上说，油气水层的含油饱和度界限并不是固定不变的，而经常随着产层束缚水含量的变化而变化。这一点，已被大量的取心和试采资料所证实。因此，含油性毕竟只是判别油气层的必要条件，并非充分条件。

随着声波测井和感应测井的发展，计算含油饱和度解释技术的广泛采用，测井解释水平有了新的提高。依据含油饱和度55%～60%的界限作为划分油气层的标准，其结果是一方面成功地解释了许多油气，解释成功率有了明显提高；另一方面，在解释油气层时也出现了两种不同的倾向。这两种倾向如下。

1）粉砂岩和泥质砂岩的油气层普遍解释偏低。以粉砂岩和泥质砂岩为主的产层其特点是：组成地层骨架的岩石颗粒平均粒径普遍较小。由于岩性普遍很细，围绕孔隙的表面积（以岩石比面度量之）比一般砂岩大，普遍含有以伊利石和蒙脱土为主的粘土矿物，它们具有比较强的吸水性，一般充填于孔隙内，呈分散状分布。这两个因素的结合，形成产层的孔隙结构十分复杂。不仅孔隙喉道窄小，孔隙喉道半径中值超过10 μm者极少；而且微孔隙发育，弯曲度大，普遍表现为低渗透性和亲水的特点。因此，高束缚水含量是以粉砂岩和泥质砂岩为主的产层普遍具有的特征。由于孔隙中的水是以不能流动的束缚水形式而存在的，即使含水饱和度高达60%～70%，也依然只产油气。所以，这种类型的油气层实际上是以束缚水为主要成分的低含油（气）饱和度油气层，或称低电阻率油气层。经过试采和油基泥浆井的实测资料证明，粉砂岩和泥质砂岩油气层当含油饱和度大于30%时，就可能产油气而不含水。许多油田在勘探初期，或者由于没有认识这一特点，或者由于没有有效的解释方法，因此解释偏低和漏掉这种类型油气层的现象比较严重。

2）高渗透率的产层容易解释偏高。高渗透率的产层往往又是另一种特点。主要是，粒度中值普遍较大、粘土含量少并以高岭土为主。孔隙分布比较均匀，孔径大，孔隙喉道半径中值甚至可达60～80 μm。岩石比面小，一般在0.014～0.028 km；A为渗流截面。

有效渗透率系指相对渗透率。在多相共渗体系中，它是对每一相流体在地层内部流动能力大小的度量。实际上，为了了解各相流体在储集层内部的相对流动能力，以便更好地描述多相流动的过程，往往又采用相对渗透率的大小，它等于有效渗透率与绝对渗透率（k）的比值，例如：

地球物理测井

或

地球物理测井

根据分流方程，可进一步导出多相共渗体系各相流体的相对产量，它们相当于各相的产量与总液量之比。例如，对于油水共渗体系，储集层的产水率（F_w），可近似表示为

地球物理测井

产油率（F₀）则为

地球物理测井

分析上述各式可以看出，储集层的产液性质主要取决于各相的相对渗透率，即取决于油、气、水在储集层内部的相对流动力。若地层内部只有两种流体，例如油和水。则根据它们各自渗透率的变化，相应有三种不同的产液性质：

1）如果储集层水的相对渗透率k_rw或k_w趋于0，而油的相渗透率达到最大（k_ro→1，k_o→k），相当于在储集层内部水不能流动而油的流动能力达到最大。根据上述方程式，则得Q_w→0，F_w→0，F₀→1。表明储集层只产油而不产水，属于油层情况。

2）储集层油的相对渗透率k_ro或k_o趋于0，而水的相对渗透率达到最大（k_rw→1，k_w→k），相当于在储集层内部油不能流动而水的流动能力达到最大。根据上述方程式，则得Q_o→0，F_w→1，F_o→0，表明在这种情况下储集层为水层。

3）若0＜（k_rw，k_w）＜1和0＜（k_ro，k_o）＜1，相当于油和水在储集层内部都具有一定的流动能力。同理，可以导出Q_w＞0，Q_o＞0，F_w及F_o均大于0而小于1，表明在试采过程中为油水同出。

这就是说，一个储集层到底到产油，还是产水，或是油水同出，归根结底取决于油、气、水在储集层内部的相对流动能力。因此，只要应用测井资料确定产层的相对渗透率，并进一步计算其产水率F_w或产油（气）率，不仅能够达到最终评价油气水层的目的，而且能够定量描述储集层的产液性质。所以，确定产层的相对渗透率是评价油气层必要而充分的条件。

同样，可以采用相对渗透率的概念，对影响油（气）层含油（气）饱和度界限的因素进行分析，以便对油气水层解释工作中出现的不同倾向，给予比较完满的解释。

一般来说，对于低渗透率砂岩地层，由于具有粒度小和泥质含量高的特点，微孔隙比较发育，孔隙半径也普遍较小。因此，即使驱动压力相当大，仍然有相当数量的孔隙，由于驱动压力无法克服毛管力，而保留了较多的束缚水。对于高渗透率地层，则由于其孔隙半径普遍较大，因而束缚水含量较少。这一特点可十分清楚地反映在毛细管压力曲线中。图6-5表示用同一种流体，而不同渗透率的岩样测定的毛细管压力曲线，表明束缚水饱和度随着渗透率的降低而增大。其相对渗透率与饱和度的关系曲线如图6-6所示。

这意味着，低渗透率产层在含油饱和度较低时，就能出纯油而不含水；高渗透率油层则要求有更高的含油饱和度界限。同样，由于亲水地层往往比亲油地层具有更高的束缚水饱和度，因此，亲水地层的油气层界限也相对较低。除了储集层的渗透率和润湿性外，原油黏度也是影响油层界限的一个重要因素。油质变稠的结果将使S_or增大，k_ro减小，即相当于k_rw增大。这就是说，油的流动性变差，水显得更为活跃，其相对渗透率与饱和度关系曲线示于图6-7。所以对于稠油层，其含油饱和度界限普遍比稀油层高。

图6-5 毛细管压力曲线图

图6-6 不同渗透率岩石的相对渗透率曲线

总之，含油性和不含可动水是油气层的两个重要的特点，并在事实上构成了判断油（气）水层的两个重要的条件。其中含油性是评价油气层的前提，分析产层的可动水则能把握油气层的变化和界限，而对油气层的最终评价则取决于对地层油（气）、水相对渗透率和微观孔隙渗流机理的分析。

通过上述测井分析，达到评价油气层目的基本途径主要有二条。

1）分析产层含水饱和度（S_w）与束缚水饱和度（S_wi）之间的关系。这是一条比较简便的途径，其原理是通过分析S_w与S_wi的关系，达到揭示储集层相对渗透率的变化和最终评价油气层的目的。目前投入应用的“可动水分析法”就是建立在这一原理基础上的解释方法，我们将在第七章进行系统介绍。

2）直接利用测井资料计算产层的相对渗透率和产水率（或产油气率），达到定量确定地层的产液性质和产能，以及全面评价产层的目的。

图6-7 稠油、稀油油层的相对渗透率曲线

根据实验室测定，油、水的相对渗透率通常是储集层的含水饱和度（S_w）、束缚水饱和度（S_wi）及残余油饱和度（S_or）三者的函数。一种比较普遍用于确定油、水相对渗透率的经验方程已由（6-7）及（6-8）式提供。这就是说，只要利用测井资料确定S_w、S_wi和S_or，就能够实现应用测井资料计算储集层的油、水相对渗透率。

根据实验室测定，油水相对渗透率k_ro、k_rw的经验关系式如下：

地球物理测井

式中：S_w为含水饱和度；S_wi为束缚水饱和度；S_or为残余油饱和度；m、n、j为经验系数，主要取决于储层的岩石特性，一般m=3～4，n=1～2，j=1～2。

确定k_rw和k_ro的方法还有如下两种：

彼尔逊经验方程

地球物理测井

乘方公式

地球物理测井

式中：S_hr为残余油饱和度。

另外，还有一种一般经验关系式的特例，相当S_hr=0.1，m=3，n=1，j=1的特定形式：

地球物理测井

虽然上述简化式可求得相对渗透率，但在实际使用时应该根据本地区油藏特征条件，通过实验用统计分析的方法获得经验系数m、n、j。对于三相共渗系统，在纵向上按油、气、水分布特点可分成油气和油水两组两相共渗系统求解。束缚水饱和度（S_wi）由地区资料统计得到，残余油饱和度（S_hr）由岩心分析、中子寿命测一注一测技术和碳氧比测井三种方法之一获取。

煤炭测井处理解释技术

目前国内煤炭测井仪器全部为数字测井仪，测井数据在野外采集时便录入计算机。煤炭测井处理解释技术主要包括测井资料数字预处理、岩性识别与分层、断层与破碎带解释、含水层解释；通过测井曲线进行煤岩层对比；进行岩性分析、煤质分析和岩石力学性质计算；在进行煤层气评价时，可应用数理统计相关技术、BP神经网络技术估算目的煤层煤层气含量。

1.测井资料数字预处理

测井资料数字预处理是应用计算机和测井处理软件检查测井数据质量，对测井曲线进行深度取齐、数据纠错、曲线滤波，对测井数据作影响因素的校正、刻度等，求得准确的测井物理参数。

2.岩性识别与分层

应用计算机自动识别岩性和分层主要有概率统计法和岩性判别树法，因符合率低，目前很少采用，现在人们习惯用人机交互法分层识别岩性。

根据不同煤岩层在各种测井方法曲线上的物性特征反映，按照一定的解释原则，可以准确的划分钻孔地质剖面，确定煤层深度、厚度及结构，这一测井解释技术已相当成熟。

煤层解释一般是依据煤层在密度、自然伽马、视电阻率和声波时差曲线上的异常反映特征，即在密度曲线上为全孔最低异常反映，特征十分明显，在自然伽马曲线上为低异常反映，在视电阻率和声波时差曲线上均为高异常反映，便可准确地识别煤层。当有孔壁垮塌扩径影响时，可能会形成似煤异常反映，则应结合钻探、地质等资料综合分析、慎重解释。

确定目的煤层界面常以密度曲线为主，异常半幅值点为解释点；自然伽马曲线异常半幅值点为解释点；视电阻率曲线异常根部突变点为解释点。煤层深度、厚度最终解释成果由各种参数各自解释结果的平均值确定。

薄煤层解释点相应向异常顶部移动。

划分砂泥岩层的岩性主要依据它们在视电阻率、自然伽马曲线上的异常反映特征来分层定性，同时结合其他测井曲线、钻探、地质等资料综合解释。

砂泥岩层的分层点，在视电阻率曲线上为相对异常幅值的拐点，在自然伽马曲线上为相对异常幅值的半幅点。

3.断层与破碎带解释

破碎带在一些测井曲线上通常也有较明显的特征，但具有多解性，必须结合钻探、地质资料综合分析判断。而要确定断层还必须进行煤岩层测井曲线对比，有的破碎带并不一定是断层，只有部分地层缺失或重复才能判定为断层。

4.含水层解释

含水层解释一般是在岩性解释的基础上进行的，在砂泥质地层砂岩（砂层）是可能的含水层，在碳酸盐地层只有岩溶裂隙发育且无泥质充填，才有可能是含水层，同时需要进行扩散测井或流量测井确定真正的含水层。

5.地层对比

用测井曲线进行地层对比的数学方法很多，如应用适应性较好的相关对比法、功率谱分析法、序列剪接法和有序熵法等。目前常用的还是测井曲线形态对比，首先是寻找曲线特征标志确定标志层，利用标志地层在测井曲线上的主要物性特征及各层段的物性组合规律，与邻近正常钻孔进行标志层的追踪对比，达到掌握煤岩层变化规律和摸清地质构造的目的。

煤岩层对比可以确定煤层层位、地层年代、断层、地质标志层层位，研究煤、岩层区域变化规律。

6.岩性分析

目前测井解释中主要使用体积模型来进行岩性分析，相对比较成熟，就是把岩石体积分成岩石骨架、泥质、孔隙（饱和含水）3部分，作为对测井响应的贡献之和，建立相关的测井响应方程，则可求得岩石的砂泥水体积百分含量。

现代煤炭地质勘查技术

式中：ρ、I分别为岩石的密度、自然伽马测井值；ρma、ρsh、ρw分别为岩石骨架、泥质、孔隙中水对密度测井的响应值；I_ma、I_sh、I_w分别为岩石骨架、泥质、孔隙中水对自然伽马测井的响应值；V_ma、V_sh、φ分别为岩石骨架、泥质、孔隙的相对体积。

7.煤质分析

煤的组分是十分复杂的，很难用准确而简单的模型来描述。目前进行煤质分析主要是建立煤层体积模型，即把煤层体积分成纯煤（包括固定碳和挥发分）、灰分、水分（孔隙中充满水）三部分组成，作为对测井响应的贡献之和，并建立相关的测井响应方程，进而求得煤层的体积分数。

现代煤炭地质勘查技术

式中：ρ、I分别为煤层的密度、自然伽马测井值；ρc、ρa、ρw分别为纯煤、灰分、水分对密度测井的响应值；I_c、I_a、I_w分别为纯煤、灰分、水分对自然伽马测井的响应值；V_c、V_a、V_w分别为纯煤、灰分、水分的相对体积质量。

为了与实验室的工业分析相比较，一般将体积分数转换成质量分数：

现代煤炭地质勘查技术

式中：Q_w、Q_a、Q_c分别为水分、灰分、纯煤的相对重量百分比。

8.岩石力学性质计算

岩石力学性质主要是指岩石承受各种压力的性质，也就是岩石强度特性。根据弹性力学知识可知，由介质密度、介质中声波传播的纵波速度和横波速度，可确定介质的各项弹性参数：

现代煤炭地质勘查技术

式中：E、K、μ、δ分别为介质的杨氏模量、体积模量、切变模量、泊松比；ρ为介质密度；V_P、V_S分别为介质中声波传播的纵波速度和横波速度。

目前通过密度测井和声波测井一般可直接得到岩石的密度和纵波速度，而横波速度则由经验公式估算：

现代煤炭地质勘查技术

因此，由测井资料可求得岩石力学性质，而估算出的岩石强度因其成本低、速度快而被广泛应用和重视。另外，在测井解释中又定义了一个新参数———强度指数S来描述岩石的强度性质。

现代煤炭地质勘查技术

9.估算煤层含气量

煤层中甲烷气体是吸附在煤基质的微孔隙的内表面上，并只有有机质才吸附气体，而矿物质和水是不吸附气体的。在一小勘探区的同一煤层上，由于储层压力和温度等影响因素是近似相等的。若忽略煤层含气饱和度的影响，则煤层含气量与非煤物质含量（灰份加水分）呈线性关系。也就是说，用测井资料求得的煤层灰分产率与实验室测得的煤层含气量建立线性相关关系，就可连续地估算煤层含气量。同时，应用BP神经网络在一定条件下也能直接估算煤层含气量。

地球物理测井的解释

根据处理后所得到的数据或地质参数曲线，对钻孔的目的层作出定性、定量评价。对石油勘探与开发则包括判断岩性、判断油、气、水层、计算油气储量等；对煤田勘探则主要是划分煤层、并对煤层的品位作出评价。图1和图2是油田中碳酸盐岩剖面和砂－泥岩剖面计算机处理解释成果图的实例。图中:岩石体积成分为显示地层有效孔隙度(Фe)、粘土含量(Vc)和岩石骨架矿物含量(Vm)测井解释曲线;流体体积成分为显示地层有效孔隙体积()、冲洗带地层含水孔隙体积 ()和原状地层含水孔隙体积(V·ФW =ФSW)测井解释曲线；油气分析为显示原状地层含水饱和度(SW)、冲洗带地层残余油气体积(Vhr=Ф ·Shr)和冲洗带地层残余油气质量(mhr=Ф·Shr·ρh)测井解释曲线；地层特征就是显示地层次生孔隙度指数(SPI)、平均岩石骨架颗粒密度()和渗透率指数(KI)测井解释曲线。在地层体积成分与流体成分之间显示一条井径差值曲线。

测井解释的名词解释

测井资料记录的一般都是各种不同的物理参数，如电阻率、自然电位、声波速度、岩石体积密度等，可统称为测井信息。而测井资料解释与数字处理的成果，如岩性、泥质含量、含水饱和度、渗透率等，可统称为地质信息。

测井解释基本理论和方法

8. 1. 1 测井解释的基本理论

测井资料处理解释就是根据所要解决的问题应用适当的数学物理方法，建立相应的测井解释模型，推导出测井响应值与地质参数之间的数学关系; 然后对测井资料加工处理和分析解释，把测井信息转变为尽可能反映地质原貌特征的地质信息，供地质勘探开发使用。

目前，在测井数据处理中采用的解释模型有许多种，可按不同角度对它们大致分类。按岩性分类有: 纯岩石和含泥质岩石模型; 单矿物、双矿物和多矿物模型; 砂泥岩、碳酸盐岩、火成岩、变质岩模型。按储集空间特征分类有: 孔隙型、双重孔隙型、裂缝型和孔隙 － 裂缝型模型。按孔隙流体性质与特征分类有: 含水岩石、含油气岩石模型以及阳离子交换模型 ( 瓦克斯曼—史密茨模型和双水模型) 。按建模方法分类有: 岩石体积模型，最优化模型和概率统计模型。此外，还可以从其他角度来对解释模型分类。

下面介绍测井资料解释中最基本的模型和公式，即岩石体积模型和阿尔奇公式。

8. 1. 1. 1 岩石体积物理模型

由测井方法原理可知，许多测井方法的测量结果，实际上都可看成是仪器探测范围内岩石物质的某种物理量的平均值。如岩石体积密度 ρb，可以看成是密度测井仪器探测范围内物质 ( 骨架和孔隙流体) 密度的平均值，即单位体积岩石的质量 ( g/cm3) 。岩石中子测井值 φN可以看成中子测井探测范围内岩石物质含氢指数的平均值，即单位体积岩石的含氢指数。自然伽马、声波时差等测井值也可作同样解释。总之，上述测井方法有两个共同特点: 它们测量的物理参数可以看成是单位体积岩石中各部分的相应物理量的平均值; 在岩性均匀的情况下，无论任何大小的岩石体积，它们对测量结果的贡献，按单位体积来说，都是一样的。根据这些特点，我们在研究测井参数与地质参数的关系时，就可以避开对每种测井方法微观物理过程的研究，着重从宏观上研究岩石各部分 ( 孔隙流体、泥质、矿物骨架) 对测量结果的贡献，从而发展了所谓岩石体积物理模型 ( 简称体积模型) 的研究方法。用这种方法导出的测井响应方程与相应测井理论方法和实验方法的结果基本一致，是一种很好的近似方法。此法的特点是推理简单，不用复杂的数学物理知识，除电阻率测井外，对其他具有前述 “平均”概念的测井方法，均可导出具有线性形式的测井响应方程，既便于人们记忆使用，又便于计算机计算处理。

所谓岩石体积模型，就是根据测井方法的探测特性和岩石中各种物质在物理性质上的差异按体积把实际岩石简化为性质均匀的几个部分，研究每一部分对岩石宏观物理量的贡献，并把岩石的宏观物理量看成是各部分贡献之和，即:

1) 按物质平衡原理，岩石体积 V 等于各部分体积 Vi之和，即 ; 如用相对体积 Vi表示，则

2) 岩石宏观物理量 M 等于各部分宏观物理量 Mi之和，即 。当用单位体积物理量 ( 一般就是测井参数) 表示时，则岩石单位体积物理量 m 就等于各部分相对体积 Vi与其单位体积物理量 mi乘积之总和，即

石油测井中遇到的地层虽然很复杂，岩性类型很多，但是油气储集层主要是砂泥岩和碳酸盐岩两大类。从测井解释来看，由于泥质成分与岩石骨架成分在物理性质上有显著的区别，故可把岩石划分为含泥质岩石和纯岩石 ( 不含泥质或含泥质甚少) 两类。从数学物理观点看，不管岩石骨架成分如何，均可把储集层简化为两种简单的岩石体积模型: 纯岩石模型，由岩石骨架及其孔隙流体组成; 含泥质岩石体积模型，由泥质、岩石骨架及其孔隙流体组成。当地层岩性复杂、骨架矿物的物理性质明显不同时，还可以把骨架矿物分为两种或多种，从而建立双矿物岩石体积模型和多矿物岩石体积模型。最基本的是纯岩石和泥质岩石两种体积模型，由这两种模型可以很容易导出双矿物和多矿物体积模型。

8. 1. 1. 2 阿尔奇公式

20 世纪 40 年代初，阿尔奇 ( Archie) 通过岩心实验，得出的上述含水纯岩石和含油气纯岩石的电阻率测井解释的关系式，即 Archie 公式，其一般形式归结如下:

地球物理测井教程

式中: Ro为 100%饱和地层水的岩石电阻率，Ω·m; Rw为地层水电阻率，Ω·m; φ 为岩石有效孔隙度，小数; a 是与岩性有关的岩性系数，一般为 0. 6 ～1. 5; m 为胶结指数，是与岩石胶结情况和孔隙结构有关的指数，一般为 1. 5 ～3，常取 2 左右; F 为地层因素，它是 100%饱和地层水的岩石电阻率 R0与所含地层水电阻率 Rw的比值，其大小主要取决于地层孔隙度 φ 且与岩石性质、胶结情况和孔隙结构等有关，但与地层水电阻率 Rw无关; Rt为岩石真电阻率，Ω·m; b 是与岩性有关的系数，一般接近于 1，常取 b = l; n 为饱和度指数，与油、气、水在孔隙中的分布状况有关，其值在 1. 0 ～4. 3 之间，以 1. 5 ～2. 2 者居多，常取 n = 2; Sw为岩石含水饱和度，小数; I 为电阻增大系数，它是含油气岩石真电阻率 Rt与该岩石 100%饱含地层水时的电阻率 Ro的比值，其大小基本决定于 Sw，但与地层的孔隙度 φ 和地层水电阻率 Rw无关。

Archie 公式本来是对具有粒间孔隙的纯地层得出的，但实际上，它们可用于绝大多数常见储集层。在目前常用的测井解释关系式中，只有 Archie 公式最具有综合性质，它是连接孔隙度测井和电阻率测井两大类测井方法的桥梁，因而成为测井资料综合定量解释的最基本解释关系式。实际应用时，一般先用孔隙度测井资料计算地层孔隙度φ，用Archie公式计算地层因素F，再根据地层真电阻率R_t和地层水电阻率R_w，由Archie公式计算地层含水饱和度S_w或含油饱和度S_o。

8.1.2 测井解释方法

利用解释模型和有关的解释方程把测井信息加工成地质信息的方法称为测井解释方法或测井数据处理技术。这些解释方法，按照解释的精度和程度可分为定性解释、半定量解释和定量解释;按操作的方法可分为人工解释和数据处理;按解释的地点和采用解释方法的难易程度，可分为井场解释、测井站解释和计算中心解释，或者仅按难易程度分为快速直观解释和定量解释;按解释精度与评价范围，可分为单井初步解释与油气分析、单井储集层的精细描述与油气评价、多井评价与油藏描述等三个层次。重要的在于理解和掌握每个具体解释方法的原理，计算机处理和显示技术、应用的条件和作地质解释的方法。

8.1.2.1 快速直观技术

在测井解释中，由于数字处理技术的应用，发展了一些快速直观评价储集层的岩性、孔隙度、含油性以及可动油气的解释和显示方法，称为快速直观技术，它属于半定量解释范畴。测井资料解释的快速直观技术，最初是为在井场进行快速直观评价储集层而发展起来的，以便及时地为地质学家提供完井依据或为计算机解释提供参考。现在，该技术不仅在井场解释中广泛使用，而且已成为数字处理中选择解释模型和解释参数、显示和评价解释结果的一种基本方法，大致分为交会图技术和曲线重叠法两大类。

(1)交会图技术

交会图是用于表示地层测井参数或其他参数之间关系的图形。在测井解释与数据处理中，常用的交会图有交会图版、频率交会图与Z值图、直方图等。测井分析者常用它们来检查测井曲线质量、进行曲线校正、鉴别地层矿物成分、确定地层岩性组合、分析孔隙流体性质、选择解释模型和解释参数、计算地层的地质参数、检验解释成果及评价地层等，用途十分广泛，成为测井解释与数据处理强有力的工具。

交会图版是用来表示给定岩性的两种测井参数关系的解释图版。它们都是根据纯岩石的测井响应关系建立的理论图版，是测井解释与数据处理的依据。主要有岩性－孔隙度测井交会图版、用于识别地层岩性的M－N和MID等交会图版、用于鉴别地层中黏土矿物及其他矿物的交会图版等。

频率交会图就是在x－y平面坐标(可分为100×50或100×100个单位网格)上，统计绘图井段上各个采样点的数值，落在每个单位网格中的采样点数目(即频率数)的一种直观的数字图形，简称为频率图。Z值图是在频率交会图基础上引入第三条曲线Z(称Z曲线)作成的数据图形。Z值图的数字表示同一井段的频率图上，每个单位网格中相应采样点的第三条线Z的平均级别。

直方图是表示绘图井段某测井值或地层参数的频数或频率分布的图形。直方图的绘制方法是用横坐标轴代表测井值或地层参数，并将它分为若干个等间距的区间，统计给定井段内落入各个区间的采样点个数(称为频数)。以频数为纵轴显示出来，便得到频数分布直方图。有时，也可以计算各区间采样点的相对频率(等于该区间的采样点数与总采样点数之比)。相对频率用纵轴显示出来，便得到频率分布直方图。

(2)曲线重叠法

曲线重叠法，一般采用统一量纲(如孔隙度、电阻率等)、统一纵横向比例和统一基线，绘制出测井曲线或参数曲线的重叠图，按曲线的幅度差直观地评价地层的岩性、孔隙性、含油性或可动油气等。

8.1.2.2 定量解释

测井资料定量解释是依靠计算机完成的。在计算机上运行测井资料处理程序，可以对测井资料进行和预处理;可以通过逐点处理计算所要求取的储集层参数和其他数据，主要是有关岩性和评价物性、含油性的参数;还可以将成果用数据表和图形直观地显示出来。

地质基础知识对测井解释有何意义

掌握基础的地质知识，是进行测井解释的前提。测井解释的全称应该是测井成果解释,并伴有一张或几张很长的解释图.测井,就是对油井的检测,包括井下的温度,压力以及其他一些环境指标,通常测的只有温度和压力.将仪器固定于缆的一端,由绞车下到井里面去.由于油井大部分都一千多米深,所以井下环境比较恶劣,通常为300摄氏度左右,近20MPa的压力,所以对测井仪器的性能要求很高.仪器测量完毕后,获得一组数据,单单数据是没有意义的,我们需要将这组数据转化为几条温度压力的曲线,在成果解释图上打印出来.这样我们就可以直观地读出井下任意深度的温度压力值了.这个过程就叫测井的解释.至于用到什么软件就要看具体的情况了.我们测井用的是高温光缆,相应地地面解调设备就需要配备一套光信号的解调软件.如果使用电缆,就需要一套电信号的解调软件.我们的光信号解调软件是自己编写的.

测井及其解释资料

测井解释资料是开发储层评价中最重要的间接资料。任何一个油田取心井总是少数，测井就成为取得储层信息的主要手段。

目前国内外广泛采用组合测井，即用一组测井曲线解决某一个开发地质问题，形成专门的测井系列。而一个油田测井系列的选择和确定，必须建立在搞清本油田储层的 “四性” 关系的基础上。

测井资料应能满足如下需要：

（1） 岩类的判别、对比标准层的建立、测井相的建立。

（2） 渗透性砂岩、隔夹层、产油层、产气层、产水层的定性判别。

（3） 孔隙度、渗透率、有效厚度，原始含油、含水饱和度的定量解释。

（4） 投产后的储层动态参数的确定，如动用厚度、油气层产能、剩余油饱和度等。