a
H Im =-0.035。
可见砂岩测量的中子孔隙度要小于实际地层的真孔隙度。 ②对于石灰岩 由于仪器是用纯灰岩刻度的,
Im =a H
H I :
φ: H I 砂 H I 灰 H I 白
1.0
③对于白云岩
Im >a H ,
=
a H Im 0.015~0.05左右。
对岩性影响的中子孔隙度校正可用图版法。
a
N H Im )1(φφ--=Φ
(这里有一幅图)
3、孔隙流体性质的影响,天然气的挖掘效应
①挖掘效应:在含气地层中,中子测井的孔隙度响应比地层真实含氢指数小的现象称为挖掘效应。 ②产生挖掘效应的原因:天然气对快中子的减速能力比同体积的岩石骨架对快中子的减速能力小。对于高能中子,骨架对快中子的减速能力接近氢核的减速能力。因此,在最初的几个自由程里,骨架所含原子核对中子的减速能力相对比较重要。如果岩石骨架被挖掉一部分,代之以气体,这就减少了骨架对快中子的碰撞几率,使中子的最初几个自由程更长,导致超热中子分布半径更大,进而使探测器处接受到的中子数增加,由于仪器的测量原理,中子记数率增加孔隙度减小。
中子测井是利用地层中氢核对快中子的减速特性测量地层中的含氢指数,进而确定地层孔隙度的测井方法。
地层的含氢指数
同体积淡水的含氢量
地层物质的含氢量=
I H
含氢量是单位体积中的氢核数。
计算表明,淡水、矿化水、原油的含氢指数都接近于1,差别不大。但是天然气的含氢指数与淡水的含氢指数差别是很大的,天然气的含氢指数很小。因此中子测井资料结合密度测井资料,提供了一种指示天然气的方法。例如,对于纯灰岩地层若密度测井孔隙度要比中子孔隙度大几个孔隙度单位,则有可能是地层中天然气的影响。对含气地层要求准中子孔隙度,则要进行挖掘效应校正。
图1是两个不同的地层。地层(a )孔隙度为15%,100%含水;地层(b )孔隙度为30%,50%含水,50%含低
压气。根据中子测井测量原理,两者的含氢指数相同,测量的中子孔隙度似乎也应该相同。但是,实际的中子孔隙度测量值并非如此。单纯根据含氢指数,预计地层(b )的中子孔隙度为pu
S xo 15=?φ,然而
实际测量的中子孔隙度仅为
pu
5.9。我们把这种在含气地层中,中子测井的孔隙度响应值比真实地层含氢
指数小的现象,称为挖掘效应。在地层(b )中占地层15%的骨架被挖掉了,并且低密度的天然气取代了被
%
100%
15==xo S φ
挖掉的骨架部分的位置。如果将这两种情况“等同对待”就相当于忽视了被挖掉部分的岩石骨架与其代之的低压气体对中子减速、中子扩散、中子俘获和俘获
γ射线等核过程对中子减速能力之间的差别。实际上,
在含气地层中,挖掘效应是由于天然气对快中子的减速能力比同体积的岩石骨架对快中子的减速能力要小引起的。
测量产生差别的机制是中子测井并不直接测量地层的含氢指数,而是通过测量地层的减速长度来间接测量地层的含氢指数,进而确定地层孔隙度。天然气对中子的减速长度比岩石骨架对中子的减速长度要大,测量的含氢指数小,进而测得的中子孔隙度读数小。所以对于含气地层尽管已经校正了被挖掉的体积
2V ,但
真
测φφφφ<+=2
V N N ,即还未校正天然气比同体积岩石骨架对中子减速能力小产生的影响,即
真
测量φφφφ=?++ex N V _2
。
理解挖掘效包含两个方面的内容:一方面是地层中的物质与中子相互作用的机制(核过程的差异),另一方面是仪器的基本测量原理。
从中子源放出的高能中子,最初的几个平均自由程里,较后面碰撞损失能量的自由程要长一些,物理图像如图2所示。平均来说,最初的几个自由程占中子离开源的距离的大部分。即最初几个自由程中子经过的距离对确定中子的分布半径是重要的,然后中子以比较短的自由程在附近跳动。
对于高能中子,岩石骨架所含原子核的减速能力接近于氢核的减速能力(对于中能中子和低能中子,氢核减速能力最强)。因此,在最初的几个自由程里,骨架所含原子核对中子的减速过程相对比较重要。如果骨架的一部分被“挖去”,代之于低压气体,这就减少了高能中子与骨架原子核的碰撞概率。使得中子的最初几个平均自由程更长,这导致热中子(超热中子)的空间分布半径明显的增大。 即少了
)
1(g S -φ这部分被挖掉的骨架对热中子的碰撞吸收,使热中子的分布半径增大(Le 增大)。测量
地层的Le 增大,因中子测井仪器的源距是固定的,这使中子探测器处的中子通量增高,测得的中子计数率增大,从而使测得的中子孔隙度值减小(这涉及源距选择方面的相关知识,通常源距的选择使计数率N 大,孔隙度小)。
由于热中子的能量比超热中子的能量小一些,因此热中子的减速过程更多地依赖于骨架的碰撞能量损失,挖掘效应更大一些。
在含气地层中中子测井的挖掘效应可用来指示含气地层。对于含气地层由于挖掘效应的影响,中子测井的孔隙度值通常要比密度测井孔隙度和声波测井孔隙度小几个孔隙度单位。定性上,若灰岩地层的孔隙度较大,例如大于5%,则这种差异较易从原始测井资料上看出。此外,我们也可以应用组分分析程序计算的中子测井重构曲线与实际测井曲线的偏差分析出来。
图2 中子减速过程示意图
③挖掘效应的校正
为了使中子测井孔隙度与岩石的含氢指数一致,应在中子孔隙度值上再加一个校正值。
N
S Nex wH Φ-=?φφ
wH
S
φ为等效淡水饱和度。
g
w wHf S
H S S wH
)1(-+=φφφ
g
w wHf wH H S S S )1(-+=
影响挖掘效应大小的因素有φ,w S ,g ρ,气的成分,岩性。
校正方法:
)
1()(H Nex N S -+?+=φφφφ
挖掘效应校正的公式:
)
1](04.00.2[2
wH wH Nex S S k -+=?φφφ
天然气含氢指数越大,孔隙度就越大,挖掘效应的影响就越大。 ④利用中子测井求孔隙度时,对泥质,束缚水,岩石结晶水的校正。
是地层的真实孔隙度
石膏石膏石膏φφφφ+Φ+Φ+Φ---=V V V V ma sh ma sh N )1(
三、超热中子测井资料的应用 1、求孔隙度 ①体积模型求孔隙度
h
N W f N W Nsh sh ma sh N S S V V ,,)1()1(Φ-+Φ+Φ+Φ--=φφφφ
要从上式中解出
φ,
)
1)(1()1(nh w nsh sh ma sh N S V V Φ--+Φ-Φ---=φφφφ
②与其它测井组合解释
??
?+-=Φ+Φ-=f ma b f ma N φρρφρφφφ)1()1(
③近似计算
a)砂岩——灰岩混合岩石
N
D φφ>,
)
(2
1N D φφφ+=
b)灰岩——白云岩混合岩石(
D
N φφ>>%10),
)
3(4
1D N φφφ+=
c)灰岩——白云岩混合物(D
N N φφφ>>%,10),
)]
1(02.01[D N N φφφφ---=
2、中子密度测井组合判断岩性 例子
3、与地层密度测井组合识别气层。
测井
第一章: 1.分析自然电位的成因,写出扩散电动势、扩散吸附电动势、总电动势表达式。 成因:1)地层水含盐浓度和泥浆含盐浓度不同,引起离子的扩散作用和岩石颗粒 对离子的吸附作用;2)地层压力与泥浆柱压力不同时,在地层孔隙中产生过滤作用。 扩散电动势:w mf d mf w d d R R K C C K E lg lg ≈≈ 扩散吸附电动势:w mf a mf w a a R R K C C K E lg lg ≈≈ 总电动势: 21 1 2 lg lg lg C C K C C K C C K E a mf a mf d s -+=mf a d s C C K K E 2 lg )(+=mf s C C K E 2 lg =若砂岩的地层水矿化度为C 2,泥岩的地层水矿化度为C 1,泥浆滤夜的矿化度为C mf ,C 1 ≥ C 2 ≥ C mf 2、不同Cw 、Cmf 情况下自然电位测井曲线有哪些特征? 在井中电流从泥岩流向砂岩,电位值沿电流方向降低,界面处全部电流都在井中,电流线最密,电位变化最大。在砂岩处,自然电位曲线的异常幅度ΔU sp 小于静自然电位曲线的异常幅度SSP 。 3、影响自然电位测井的因素有哪些? 1)岩性的影响 K 与泥质的类型、泥质含量及分布形式有关。不同的岩性,电 阻R 不同。 2)地层水和泥浆滤液中的含盐浓度及盐的类型 矿化度不同时,C w /C mf 不同;盐的类型不同时,K 值不同。 3)温度的影响 温度的变化引起K 值的变化,温度对电阻率的影响明显。 4)地层厚度的影响 5)井径和侵入影响 4.自然电位测井曲线在油田勘探开发中应用于哪些方面? 划分渗透层并确定层界面的位置;求取地层水电阻率R w ;求取泥质含量Vsh ;求取阳离子交换容量Q v 5.自然电位曲线的泥岩基线是:(2) (1)测量自然电位的零线;(2)衡量自然电位异常的零线;(3)没有意义; (4)其值大小没有实际意义。 6.偏向低电位一方的自然电位异常称为(负异常),其数值是:(3) (1)负的;(2)正的;(3)无正负之分。 7.明显的自然电位正异常说明:(2) (1)Cw> Cmf;(2)Cw(完整word版)测井方法原理及应用分类
测井方法的主要分类 1. 电法测井,又分自然电位测井、普通电阻率测井、侧向(聚焦电阻率)测井、感应测井、介电测井、电磁波测井、地层微电阻率扫描测井、阵列感应测井、方位侧向测井、地层倾角测井、过套管电阻率测井等(频率:从直流0~1.1GHZ)。 2. 声波测井,又分声速测井、声幅测井、长源距声波全波列测井、水泥胶结评价测井、偶极(多极子)声波测井、反射式声波井壁成像测井、井下声波电视、噪声测井等(频率由高向低发展,20KHZ~1.5KHZ)。 3. 核测井,种类繁多,主要分三大类:伽马测井、中子测井和核磁共振测井,伽马测井具体如下:自然伽马测井、自然伽马能谱测井、密度测井、岩性密度测井、同位素示踪测井等。 中子测井具体包括:超热中子测井、热中子测井、中子寿命测井、中子伽马测井、C/O比测井、PND-S测井、中子活化测井等。 发展趋势:中子源-记录伽马谱类(非弹性散射、俘获伽马、活化伽马等不同时间测量)。 4. 生产测井,主要分为三大类:生产动态测井、工程测井、产层评价测井。 1
生产动态测井方法主要有:流量计、流体密度计、持水率计、温度计、压力计、井下终身监测器等。 工程测井方法主要有:声幅、变密度测井仪、水泥胶结评价测井仪、磁定位测井仪、多臂微井径仪、井下超声电视、温度计、放射性示踪等。 产层评价方法测井:硼中子寿命、C/O比测井、脉冲中子能谱(PNDS)、过套管电阻率、地层测试器、其它常规测井方法组合等。 5. 随钻测井,大部分实现原理与常规电缆测井相同,实现方式上有许多特殊性。 2
测井方法主要特征总结归类表 3
4
5
第8章 密度测井和岩性密度测井
第八章 密度测井和岩性密度测井 此两种测井方法是由伽马源向地层发射伽马射线,经与地层介质相互作用后,再由伽马探测器接收(即为伽马-伽马测井),地层不同,探测器记录的读数不同,从而被用来研究地层性质。 §1 密度测井、岩性密度测井的地质物理基础 一、岩石的体积密度b ρ(即真密度): V G b =ρ (单位体积岩石的质量) 对含水纯岩石: φρφρρρρφ ?+-=?+?=+=f ma f ma ma f ma b V V V V G G )1( 单位:(g/cm 3) 其中:V V V ma =+φ (1)组成岩石的骨架矿物不同,ρma 不同,如石英为2.65,方解石为2.71,白云石为2.87,对于相同孔隙度得到的体积密度也就不同,由此可判断岩性;另一方面,利用体积密度计算孔隙度时,必须得先确定岩性。 (2)孔隙性地层的密度小于致密地层,且随着φ的增加ρb 减小,由此可求φ。 且(盐水泥浆)(淡水泥浆)1.10 .1=f ρ 二、康普顿散射吸收系数∑ 中等能量γ射线与介质发生康普顿散射康普顿散射而使其强度减小的参数(康普顿减弱系数---由康普顿效应引起的伽马射线通过单位距离物质减弱程度): A N z b A e ρσ??=∑ 沉积岩中大多数核素A z 均接近于0.5(见表8-1, P 138),常见的砂岩、石灰岩、白云
岩的A z 的平均值也近似为0.5(见表8-2), 所以对于一定能量范围的伽马射线(e σ为常数),∑只与b ρ有关。 密度测井利用此关系,通过记录康普顿散射的γ射线的强度来测量岩石的密度。 三、岩石的光电吸收截面 1、线性光电吸收系数:当γ的能量大于原子核外电子的结合能时,发生光电效应的概率。 n A Z λρτ1.40089 .0= 2、岩石的光电吸收截面指数Pe 它是描述发生光电效应时物质对伽马光子吸收能力的一个参数,即伽马光子与岩石中一个电子发生光电效应的平均光电吸收截面,单位b/电子。而它与原子序数关系为: Pe=aZ 3.6 a 为常数,地层岩性不同,Pe 有不同的值,也就是说Pe 对岩性敏感,可以以来确定岩性,Pe 是岩性密度测井测量的一个参数。 3、体积光电吸收截面 体积光电吸收截面也是描述发生光电效应时物质对伽马光子吸收能力的一个参数,它是指每立方米物质的光电吸收截面,以U 来表示,单位b/cm 3。地层岩性不同,其体积光电吸收截面不同(表8-2,139页)。U 对岩性敏感,也是岩性密度测井所要确定的一个参数。岩石的体积光电吸收截面为: ∑==n i i i V U U 1 Ui 、Vi 分别为组成岩石各部分的光电吸收截面和相对体积。如孔隙度为φ的纯砂岩的光电吸收截面为: f ma U U U ??+-=)1( 体积光电吸收截面U 与光电吸收截面指数Pe 有近似关系: b U Pe ρ/≈ 故可由Pe 求得U 。 §2 地层密度测井
第九章__中子测井
第九章中子测井(Neutron log) 利用中子与地层相互作用的各种效应,来研究钻井地质剖面的一类测井方法统称中子测井。它是利用岩石的另一种特性,即岩石中的含氢量来研究岩石性质和孔隙度等地质问题。这种测井方法在于将装有中子源和探测器的井下仪器下入井中,由中子源→中子→进入岩层,同物质的原子核发生碰撞将产生减速、扩散和被俘获几个过程,到达探测器。 在这些过程中,探测器周围的中子分布状况,以及中子被俘获后所放出的伽马射线强度,与仪器周围的岩石性质,特别是岩石的含氢量有关。 而储集层的含氢量又取决于它的孔隙度,因此,中子测井是目前广泛使用的一种孔隙度测井。根据中子测井的记录内容:可以将它分为中子-中子测井和中子-伽马测井。根据仪器的结构特点,中子—中子测井又可分为中子-超热中测井(SNP)—井壁中子测井中子-热中子测井(CNL)—补偿中子测井 一、中子测井的核物理基础 1 中子和中子源 中子是组成原子核的一种不带电荷的中性粒子,其质量与氢核的质量相近。中子与物质作用时,能穿过原子的电子壳层而与原子核相碰撞,所以它对物质的穿透能力较强。 通常中子与质子以很强的核力结合在一起,形成稳定的原子核。要使中子从原子核里释放出来,就必须供给一定的能量。如果使原子核获得的能量大于中子结合能,中子就可能从核中发射出来。 可以用α粒子、氘核d、质子p或γ光子轰击原子核,引起各种核反应,使中子从核内释放出来。这种产生中子的装置称中子源。 一、中子测井的核物理基础 因为不同能量的中子与原子核作用时有着不同的特点,所以通常根据中子的能量大小,可以把它分成几类: ?高能快中子:能量大于10万电子伏特; ?中能中子:能量在100电子伏特—10万电子伏特之间; ?慢中子:能量小于100电子伏特; 其中0.1—100电子伏特的中子为超热中子; 能量等于0.025电子伏特的中子为热中子。 一、中子测井的核物理基础 1 中子和中子源 中子测井所用的中子源有两类: 即同位素中子源和加速器中子源。 ?同位素中子源:如镅—铍(Am-Be)中子源,利用镅衰变产生的α粒子去轰击铍原子核,发生核反应而放出中子。产生的中子的平均能量约5MeV。 该类中子源的特点是连续发射中子。 ?加速器中子源:(亦称脉冲中子源),如D-T加速器中子源,用加速器加速氘核(D)去轰击氚核(T)产生快中子,其能量是14MeV。 该类中子源的特点是人为控制脉冲式发射中子。 二、中子与物质作用几种作用形式: (1)非弹性作用:高能快中子与原子核碰撞 (2)弹性散射:高能快中子经一、二次非弹性散射后,能量降低,继续碰撞原
补偿中子测井仪器
补偿中子测井仪器
补偿中子测井仪属于放射性强度测井仪器。是(密度、声波。中子)等三大孔隙度测井仪器的其中之一。今天我准备从下面5个方面来介绍补偿中子测井仪器: a)仪器简介 b)仪器测井原理 c)探测器 d)电路简介 e)仪器的刻度 1. 仪器简介 补偿中子测井仪是一种通过测量地层含氢指数来确定地层孔隙度以及判断岩性的放射性测井仪器。 仪器的用途: a)确定地层孔隙度 b)判断岩性 c)确定泥质含量 仪器特点 a)仪器的推靠器: b)仪器的重量: c)由于中子射线可以很容易穿透钢管,因此补偿中子测井仪不仅可以在裸眼井中 测量,还可以在套管井中测量。 d)自然界存在伽马射线,但不存在中子射线,所以仪器在正常情况下,本底为零。 仪器主要技术指标: a)仪器最大外压:100Mpa b)仪器使用电缆长度:≤7000m c)仪器最大测速:560m/h 测速与源强有关。 d)仪器测量范围:0~100P.u. e)仪器测量精度:
当地层孔隙度为: 0 ~ 10 P.u. 时,仪器误差为:±1P.u. 当地层孔隙度为:10 ~ 45 P.u. 时,仪器误差为:±3P.u. 当地层孔隙度: > 45 P.u. 时,仪器误差为:±7P.u. 2.仪器原理: 中子测井核物理基础 补偿中子测井仪上装载着20居里的Am—Be中子源,能量约为几百万电子伏特。每秒钟将产生4?107个快中子,这些快中子射入地层,与地层的物质发生一系列的核反应。其中包括:快中子的非弹性散射、快中子对原子核的活化、快中子的弹性散射及减速。快中子经过一系列的非弹性碰撞及弹性碰撞,能量逐渐减小,最后当中子能量与地层的原子处于热平衡状态时,中子不再减速。这种能量状态的中子叫热中子。标准热中子的能量为:0.025ev,速度为2.2×105厘米/秒。根据碰撞学说,中子碰撞中的能量损失与被碰撞物质的质量和入射角有关,与中子质量相当的物质碰撞(弹性碰撞),中子损失的能量最大。在地层中,氢原子具有与中子非常接近的质量,因此地层对快中子的减速能力主要决定于地层的含氢量含氢量高的地层宏观减速能力强,减速长度小。经过几次碰撞后,快中子将被减速,能量从快中子的平均能量5.6MeV衰减到0.025eV的热中子。这些热中子部分进入探测器,撞击He-3核,引起核反应,产生H3(氚)子,该质子使其它一部分He-3电离,产生带电的离子和电子,在高压电场的作用下,电子向阳极运动,产生一负脉冲,该脉冲被电子线路放大并记录下来,探测器接受中子的多少直接反映了地层中氢原子的多少。因此He-3探测器及其电子线路组成的下井仪可以测量地层中的含氢量。地层孔隙是充满流体的细微空间,水及碳氢化合物中含有氢原子,无油地层与矿岩中极少或根本没有氢。这样仪器的相应基本上反映了充满流体的地层的细微空间,即孔隙度。 在这部分内容中,主要讲了3个方面的问题: 1:中子从发射到吸收的具体过程为: 20居里的Am—Be中子源―――――――――― 4?107个快中子、能量约为几百万电子伏特、快中子――――――-――― 非弹性散射、快中子对原子核的活化、快中子的弹性散射及减
声波测井复习资料
声波测井 目的应用 1、确定孔隙度—时差 2、识别岩性—时差、幅度衰减 3、油气识别—时差、幅度衰减、Vp/Vs 4、裂缝识别(或渗透性)—低频斯通利波、波形、幅度衰减 5、固井质量、钻井工程(弹性系数、地层压力、破裂压力)、采油开发(弹性系数、岩石强度、出砂指数) 6、地震标定、构造确定、工程物探 第一章 1、Z=ρc称之为波阻抗或声阻抗 2、弹性常数之间的转换关系表 3、影响岩石声波速度的因素: 1. 岩性是影响声速的最主要因素2. 孔隙和流体性质对声波速度的影响3. 压力对声波速度的影响4. 温度对声波速度的影响5. 岩石生成的地质条件对声波速度的影响6. 埋藏深度对岩层速度的影响 4、射线声学理论或几何声学理论:1.费尔马原理2.惠更斯原理3. 斯奈尔(Snell)定律 5、滑行波作为首波接收的条件(见课本) 6、声波测井声系源距的选择原则:(1)要保证滑行波作为首波而非泥浆直达波,源距选择不能过小。(2)在实际测井中,由于声波在传播过程中存在着各种衰减,增大源距,声波衰减严重,易发生周波跳跃,因此在一定的发射声功率的条件下,源距选得又不能过长。(3)波组分。不同的测井目的,需要更多组分的波,在声功率允许下增大源距,以保证波组群能在时间域内有效分开。 7、声波在传播过程中能量衰减:波前扩展造成的声能衰减—几何扩散;声波在介质中的吸收造成的衰减;井下声波的衰减;泥浆对超声的衰减1)泥浆对超声的吸收衰减2)泥浆固相颗粒对超声的散射衰减 8、声波测井换能器:声波的两种物理效应——磁致伸缩效应和压电效应 当铁磁性材料的磁状态改变时,其尺寸也发生相应的改变,这种现象称为磁致伸缩效应。有些多原子分子晶体材料在应力作用下发生形变时,会在晶体表面产生电荷,这种现象称为压电效应。
第六章练习题
第六章练习题 一、名词解释 1.平均速度 2.叠加速度 3.均方根速度 4.等效速度 5.层速度 二、 填空题 1. 地震波在石油中传播速度为________m/s至________m/s;在石灰岩中传播速度为_________m/s至___________m/s. 2. 地震波的速度与孔隙度成__________;同种性质的岩石,孔隙度越大地震波速度越____________反之则越__________. 3.描述地震波速度与岩石孔隙度经验公式是_________平均方程.公式为1/V=(1-Ф)/Vm+Ф/Vl.式中V是__________Vl是孔隙中__________Ф是岩石_________. 4.地震波在岩石中传播速度与岩石的孔隙度成______比例;与岩石的密度成_____________. 5. 岩石孔隙中充满水的时的速度_______充满油时的速度,充满油时的速度 ________充满气时的速度. 6.地震波速度,一般随地层深度的_______而增大, 随地层压力的增大而_______. 7. 岩石年代越老, 其速度越___________,反之则_________. 8. 在速度谱上拾取的速度是___________在时一深转换尺上读取的速度是_______________. 9. 分析叠加速度谱拾取________速度, 主要的是便于________和水平叠加. 10. 用VSP测井能得到的速度资料包括____________和______________资料. 11. 一般进行时深转换采用的速度为_________________.研究地层物性参数变化需采用__________________. 12.用于计算动校正量的速度称为______________速度,它经过倾角校正后即得到________________.
第8章 密度测井和岩性密度测井(教学材料)
第八章 密度测井和岩性密度测井 此两种测井方法是由伽马源向地层发射伽马射线,经与地层介质相互作用后,再由伽马探测器接收(即为伽马-伽马测井),地层不同,探测器记录的读数不同,从而被用来研究地层性质。 §1 密度测井、岩性密度测井的地质物理基础 一、岩石的体积密度b ρ(即真密度): V G b =ρ (单位体积岩石的质量) 对含水纯岩石: φρφρρρρφ ?+-=?+?= += f ma f ma ma f ma b V V V V G G )1( 单位:(g/cm 3) 其中: V V V ma =+φ (1)组成岩石的骨架矿物不同,ρma 不同,如石英为2.65,方解石为2.71,白云石为2.87,对于相同孔隙度得到的体积密度也就不同,由此可判断岩性;另一方面,利用体积密度计算孔隙度时,必须得先确定岩性。 (2)孔隙性地层的密度小于致密地层,且随着φ的增加ρb 减小,由此可求φ。 且(盐水泥浆)(淡水泥浆)1 .10 .1= f ρ 二、康普顿散射吸收系数∑ 中等能量γ射线与介质发生康普顿散射康普顿散射而使其强度减小的参数(康普顿减弱系数---由康普顿效应引起的伽马射线通过单位距离物质减弱程度): A N z b A e ρσ??=∑ 沉积岩中大多数核素A z 均接近于0.5(见表8-1, P 138),常见的砂岩、石灰岩、白云
岩的A z 的平均值也近似为0.5(见表8-2), 所以对于一定能量范围的伽马射线(e σ为常数),∑只与b ρ有关。 密度测井利用此关系,通过记录康普顿散射的γ射线的强度来测量岩石的密度。 三、岩石的光电吸收截面 1、线性光电吸收系数:当γ的能量大于原子核外电子的结合能时,发生光电效应的概率。 n A Z λρτ1 .40089 .0= 2、岩石的光电吸收截面指数Pe 它是描述发生光电效应时物质对伽马光子吸收能力的一个参数,即伽马光子与岩石中一个电子发生光电效应的平均光电吸收截面,单位b/电子。而它与原子序数关系为: Pe=aZ 3.6 a 为常数,地层岩性不同,Pe 有不同的值,也就是说Pe 对岩性敏感,可以以来确定岩性,Pe 是岩性密度测井测量的一个参数。 3、体积光电吸收截面 体积光电吸收截面也是描述发生光电效应时物质对伽马光子吸收能力的一个参数,它是指每立方米物质的光电吸收截面,以U 来表示,单位b/cm 3 。地层岩性不同,其体积光电吸收截面不同(表8-2,139页)。U 对岩性敏感,也是岩性密度测井所要确定的一个参数。岩石的体积光电吸收截面为: ∑== n i i i V U U 1 Ui 、Vi 分别为组成岩石各部分的光电吸收截面和相对体积。如孔隙度为φ的纯砂岩的光电吸收截面为: f ma U U U ??+-=)1( 体积光电吸收截面U 与光电吸收截面指数Pe 有近似关系: b U Pe ρ/≈
第六章射孔介绍
第六章射孔 射孔是利用高能炸药爆炸形成射流束射穿油气井的套管、水泥环和部分地层,建立油气层和井筒之间的油气流通道的工艺。射孔是完井工艺的重要组成部分,它对油气井的完井方式、产能、寿命和开发生产成本等都有重大的影响。 从1932年开始在油气田的勘探开发中应用射孔工艺以来,射孔弹由最初的子弹式发展成为目前广泛使用的聚能弹。射孔弹分为深穿透型和大孔径型两种,能满足高温、中温、低温地层的完井射孔需要。射孔方式分为电缆射孔、油管输送射孔和过油管射孔。 海上油气田开发费用昂贵,根据不同地层物性条件选择合理的射孔工艺和优化射孔参数(孔径、孔密、相位、孔深),对增加产能和减少修井补射孔作业,提高油气田开发生产效益有重大的影响。 第一节射孔方式和选择 一、射孔方式 1.电缆射孔 电缆射孔是在下入完井生产管柱前,用电缆下入套管射孔枪,利用油气层顶部的套管短节进行射孔深度定位,电雷管引爆射孔枪。在井筒液柱压力高于地层压力的条件下射开生产油气层。 电缆射孔枪有开孔枪和高效枪及高孔密枪等。开孔枪简称PPG(Pore Plug Gun),高效 枪简称HEG(High Efficiency Gun)。PPG和HEG的射孔相位均为90°,最大射 孔孔密为13孔/m。高孔密枪简称HSD(High Shot Donsity)的射孔相位有 120°、90°、60°、45°、30°,最大射孔孔密为39孔/m。射孔弹有深穿透 (DP)和大孔径(BH)两种。 (1)电缆射孔优缺点 1)优点。 ①射孔枪和射孔弹的种类多,能使用大直径射孔枪和大药量射孔弹,满足高 孔密、深穿透、大孔径的射孔要求。 ②射孔定位快速、准确。 ③电雷管引爆可靠性强。 ④作业简便快捷,能连续进行多层射孔。 2)缺点。 ①正压射孔,对地层造成污染损害,影响产能。 ②在地层压力掌握不准时,射孔后易发生井喷,为防井喷必须安装防喷器和 防喷管。 ③受电缆输送能力和防喷管长度的限制,每次下枪长度只能在10m左右,厚 度大,油气层的射孔作业时间长,在大斜度井、水平井和高密度泥浆中的应用也 受限制。 ①容易受电火花、强烈震击等外界因素的干扰而发生爆炸。 (2)电缆射孔选择射孔枪和射孔弹的因素 l)完井套管内径; 2)地层温度和压力; 3)深穿透或大孔径射孔要求; 4)射孔相位和孔密要求; 5)射孔工艺特性要求。 电缆射孔枪串由枪身、点火头、CCL,校深仪和电缆接头组成,如图6-1-1所示。电缆接头有三种作用,一是连接枪串和电缆;二是作为电缆弱点,当电缆射孔枪遇卡时从电缆接头拉断,取出电缆;三是作为打捞头。 2.油管输送射孔 油管输送射孔简称TCP(Tubing Conveyed Perforation),是用油管输送射孔枪到射孔层位进行射孔,是70年代发展起来的一种射孔方法。 油管输送射孔有棒击引爆、油管内加压延时引爆、环空加压引爆、电雷管引爆和钢丝作业震击引爆等引爆方式。
第三章 中子测井
第三章 中子测井 概述 中子测井利用中子与地层物质相互作用的各种效应,测量地层特性的测井方法的总称。 根据中子测井仪器记录的对象不同可以分为: ??? ?? ? ?—伽马能谱测井—中子—伽马测井—中子—超热中子测井—中子—热中子测井—中子 按仪器结构特征的不同,可以分为普通中子测井,贴井壁中子测井,补偿中子测井等。 从中子源发出的高能中子与地层物质的原子核发生各种作用,其结果是高能中子逐步减弱为超热中子和热中子,或被原子核吸收,发生核反应。中子与物质相互作用的类型有:非弹性散射;弹性散射;核俘获引起的核反应等。 探测仪器记录的低能中子的数量或原子核俘获中子发出的伽马射线的强度与地层对中子的减速能力和吸收特性有关。中子测井正是利用了这些特性对地层进行探测的。 1)中子测井测量地层孔隙度的原理 氢核与中子的质量几乎相等,是最强的减速物质。因此,中子测井的结果将反映地层的含氢量。在油层或水层中,储集空间中被含氢核的油或水充填,这样储集体中含氢量的多少反映岩石孔隙度的大小。因此,中子测井是一种孔隙度测井方法。 2)油层和气层对中子的减速能力的差异非常明显,因此中子测井也是一种指示油气层的测井方法。 3)氯是地层中重要的中子吸收物质,氯是大多数地层水的主要离子成分,可见中子测井对于划分油水层也有重要作用。 4)中子与地层中的原子核发生非弹性散射,使原子核处于激发态,在退激时发出伽马射线。这些伽马射线的能量,反映靶原子核的能级结构。因不同的原子核其能级结构是不同的,因此发出的伽马射线的能量也是不同的。我们把这种不同原子核发生的伽马射线称为特征伽马射线。测量地层发射的伽马射线的能谱,就可以分析地层中元素的成分。 例如:碳核的特征伽马射线为 Er 43 .4= 氧核的特征伽马射线为 Mev Er 13.6= 对于给定的中子源,中子与地层中的碳核和氧核发生非弹性散射次数的多少,取决于地层中相应核素的多少,取决于地层中相应的核素的丰度。即特征伽马射线的强度取决于地层中碳核、氧核的数目。显然,油层与水层单位体积中的碳核和氧核的数目是不同的。 我们通过探测 c r E ,与 o r E ,的强度比,就可以定性判断地层是水层还是油层。这是碳氧比测井的原理。 §1中子测井基本原理 普通中子测井是利用地层中氢核对快中子的减速能力测量地层的含氢指数,进而确定地层孔隙度的测井方法。 一、地层的含氢指数 自然界中,对中子减速能力最强的核素是氢核,岩石中的氢核的多少就决定了地层对中子的主要减速能力。为了度量地层对中子的减速能力,引入几个概念。 1.含氢量,含氢指数 ①含氢量:单位体积中氢核的数目。
声波测井
声波测井 声波测井是通过测量井壁介质的声学性质来判别地层特性及井眼工程状况的一类测井方法。主要内容:声速测井(声波时差测井),声幅测井,全波列测井。主要应用:判断岩性,估算储集层的孔隙度,检查固井质量。 第一节岩石的声学性质 声波是物质运动的一种形式,它由物质的机械震动而产生,通过质点间的相互作用将震动由近及远的传递而传播。对于声波测井来说,井下岩石可以认为是弹性介质,在声震动作用下,产生切变形变和压缩形变,因而,可以传播横波,也可以传播纵波。 一、岩石的弹性 弹性体:物体受外力作用发生形变,取消外力能恢复到原来状态的物体,叫弹性体,这种形变叫弹性形变; 塑性体:取消外力后不能恢复到原来状态的物体; 物体是否为弹性体的决定因素:物体本身的性质、外界条件(压力、温度)、外力的作用方式、作用时间和大小。
对于声波测井来讲,声源发出的声波能量较小,作用在岩石上的时间短,故将岩石看成弹性体,其理论为弹性波在介质中的传播性质。 弹性体的弹性力学性质:扬氏模量E,泊松比σ,体积形变模量K等。 杨氏模量(E)--- 弹性体拉长或压缩时应力(F/A)与应变(ΔL/L)之比。 切变模量(μ)---弹性体在剪切力作用下,切应力(F t/A)与切应变(Δl/l)之 比。 泊松比(σ) --- 弹性体在形变时横向形变(相对减缩ΔD/D)和纵向形变 (相对伸长ΔL/L)之比。 体积形变弹性模量(K) ---在外力作用下,物质体积相对变化(体积应变) 与应力之比。它的倒数为体积压缩系数。 二、岩石中的声波传播特性 声波测井的声波频率:15Khz~30Khz(声波和超声波)。 质点的震动以波动形式在介质内传播,根据质点震动方向与波的传播方向的关系,分为; 纵波—质点震动方向与波传播方向一致(压缩波); 横波—质点震动方向与波传播方向相互垂直(剪切波、切变波);
(完整word版)测井考试小结(测井原理与综合解释)
一、名词解释 1、测井:油气田地球物理测井,简称测井well logging ,是应用物理方法研究油气田钻井地质剖面和井的技术状况,寻找油气层并监测油气层开发的一门应用技术。 2、电法测井:是指以研究岩石及其孔隙流体的导电性、电化学性质及介电性为基础的一大类测井方法,包括以测量岩层电化学特性、导电特性和介电特性为基础的三小类测井方法。 3、声波测井:是通过研究声波在井下岩层和介质中的传播特性,来了解岩层的地质特性和井的技术状况的一类测井方法。 4、核测井:是根据岩石及其孔隙流体的核物理性质,研究钻井地质剖面,勘探石油、天然气、煤以及铀等有用矿藏的地球物理方法,是地球物理测井的重要组成部分。 5、储集层:在石油工业中,储集层是指具有一定孔隙性和渗透性的岩层。例如油气水层。 6、高侵:当地层孔隙中原来含有的流体电阻率较低时,电阻率较高的钻井液滤液侵入后,侵入带岩石电阻率升高,这种钻井液滤液侵入称为钻井液高侵,R XO