石油地质学基础知识
地层及地层对比
地球自行成以来经历了漫长的历史,至今已有45—50亿年了。在它历史发展的每一阶段,地球表面都有一套相应的地层形成。在正常情况下,后形成的地层总是盖在先形成的地层之上,即老底层在下,新地层在上,愈在上面的地层,其年龄越新,愈在下面的地层,其年龄越老。
由于生产发展的需要,人们研究了地壳上的地层和它们的层序,并按照一定的原则把全部地层分成了若干层段,而且给每一层段都取了一个特有的名称,用规定的符号表示,使每一个具有专门名称的层段都在地层系统中占有一个特定的位置。这样的每个层段称为一个地层单位,目前国际上通用的地层单位有三级依次为:界、系、统;而在国内则有全国性或大区域性的地层单位:阶,再有就是地方性的小区域的地层单位如群、组、带等。相应于形成各个层段形成过程有对应的地质时代的单位划分分别有“代、纪、世”三个国际性的时间单位,大区域性的“期”时间单位,“时”是地方性的时间单位。
为了勘探和其他方面的需要,对每个地区的地层都应根据其形成的先后以及它们在岩性、化石、岩相、接触关系等方面的特征,把它们划分成许多单位,确定其中每个单位形成地质时代,建立该区的地层层序,这就是通常所说的地层划分。
根据油气田勘探、开发过程中各阶段任务的不同,地层划分与对比分为两大类。
1. 区域地层划分与对比 在勘探初期,利用地面地质、地球物理勘探、
实验室分析资料(岩性、物性、生物指标的分析及古生物鉴定),结合钻井及地球物理测井等资料,进行区域地层的划分与对比,主要确定地质时代,接触关系,生、储、盖组合,为研究地质构造,预测油气勘探的有利地带提供依据。
2. 油气层划分与对比 油田进入详探和开发阶段后,钻井和测井资料较
多,在研究储集层岩性、物性和电性关系的基础上,在经过区域地层对比已确定的含油层系内进行油层的细分和对比。为计算储量,合理划分开发层系,部署井网,进行动态分析提供可靠的地质依据。
区域地层对比和对比,理论和方法上基本相同,只是任务不同,对比单元的大小不同。
3. 地层划分与对比的方法 目前常规的方法有:生物地层学法(古生物
学方法);岩石地层学方法;地球物理学方法。
地层对比工作,不论是在区域范围内,还是在局部地区,地面和井下地层的划分和对比的方法基本相同。首先通过各种方法取得有关该区沉积环境和地质构造历史的资料,地球物理特征以及各方面资料;然后进行仔细的分析综合,在此基础上划分和对比地层。一般步骤为:建立标准剖面,选择水平对比基线,确定标准层,以标准层为基础进行地层对比,最后编制有关图幅及表格。如常规图件有全区综合柱状图、地层对剖面图、栅状图等,常规的表格有地层对比表。
沉积岩的概念及分类
1. 沉积岩:沉积岩是在地表或接近地表的条件下,由母岩(岩浆岩、变
质岩和早期形成的沉积岩)风华剥蚀的产物经搬运、沉积和固结而形成的岩石。世界上绝大部分的油气藏分布在沉积岩中。
2. 沉积岩的分类:在石油系统,常把沉积岩分为三类,碎屑岩、粘土岩
和碳酸盐岩。
碎屑岩 是由母岩机械风化破碎而成的碎屑物质经压紧、胶结而成的岩石。碎屑岩又细分为砾岩、砂岩和粉砂岩。砾岩和砂岩通常可作为良好的油气储集层,粉沙岩可做为生油层。
粘土岩 是主要由粘土矿物组成的岩石。由50%以上粒径小于0.01mm 的极细物质组成。粘土岩常可作为良好油气储集盖层。
碳酸盐岩 碳酸盐岩是由方解石和白云石等碳酸岩矿物组成的岩石。是重要的生油岩和储油岩。
井筒资料的分类及应用
地质录井的概念 所谓“地质录井”就是利用一定的方法,记录、观察、分析钻井过程中,油、气、水层分布及其有关的过程。总之地质录井就是为了获取地下地质资料。
1.岩心录井
在钻井过程中,用专门的取心工具从井内钻取的圆柱形岩石叫做岩心。通过对岩心的分析、研究并取得各项地质资料的工作叫岩心录井。通过对岩心的观察、描述可以了解地层的沉积特征,含油气水特征和地下构造情况(如地层倾角、接触关系、断层位置等)。另外,对岩层进行生油指标和油层物性(如孔隙度、渗透率、饱和度等)参数的分析。对碳酸岩盐缝洞的观察研究,了解生储层的特征,为油气田勘探提供可靠的资料。
2.钻时录井
钻时: 是指每钻进一定厚度的岩层所需的时间,通常用分/米表示。在钻井措施(包括钻压、转数、排量、钻头等外部条件)相同情况下,钻进速度的差别在一定程度上反映不同的岩性。因此在钻井过程中要记录每钻进一米所需的时间,并按井的深度绘成钻时曲线,作为研究地层的一项资料,叫钻时录井。
钻时录井的应用:钻时录井的影响因素很多,因此必须结合各种录井资料、测井资料进行综合分析,可作为一项重要的参考资料,在鉴定岩性方面只有相对意义。钻时录井可以定性判断岩性,一般判断砂岩较快,判断泥岩、灰岩较慢。当钻遇缝洞裂隙发育井段,钻时有明显变化,如突然加快或钻具放空。利用钻时录井能及时发现缝洞裂隙,放空越大说明钻遇
的缝洞越大。放空是井喷、井涌、井漏及油气水侵的预兆。
3.岩屑录井
在钻进过程中,岩石不断被钻头破碎,被破碎的岩石叫岩屑。岩屑被循环的泥浆带到井口,地质人员进行捞取、处理、描绘并绘制成图,这一工作叫岩屑录井。
由于岩屑到井口需要一定的时间,在这一时间内钻头继续钻进,造成再次捞到的岩屑不代表捞岩屑时的井底深度,必须进行深度校正。岩屑从井底返到井口的时间叫迟到时间。
岩屑录井资料的应用:通过岩屑录井,可以掌握井下地层层序、岩性,初步了解含油气情况。
4.泥浆录井
泥浆在钻井过程中,起着重要作用。一是保证优质快速钻进,二是保护油、气层。在钻进过程中,泥浆性能的变化常与所钻进的地层性质有关,因此记录泥浆性能的变化,可作为研究地层及其含油、气情况的一项资料。泥浆录井的内容是泥浆的性能,包括密度、粘度、切力、失水、及泥饼。 泥浆录井资料的应用: 泥浆在井中与钻遇的各种不同的岩层及油气、水、层时,泥浆性能就会发生某些变化。根据这些变化,可以大致推断地下地层情况及含、油、气、水情况。
5. 气测录井
油田气的主要组分是甲烷,其次还有较重的烃气(乙烷、丙烷、丁烷等)此外还有非烃类气体(如氢、氮、二氧化氮、硫化氢等)。天然气在储集层中的储集状态主要有三种:游离气、溶解气和吸附气。钻井时当钻开
油气层时总有一些天然气进入井内泥浆中,随泥浆循环到地面,利用气测仪测定泥浆中气体的含量和成分,根据油(气)层中烃气含量高的特点,就可以发现油气层。
气测录井是发现油气层的一种直接方法,而且相当有成效,尤其在勘探初期,气测录井是发现油气层的重要手段之一,是探井中不可缺少的录井资料。
气测录井是用色谱仪测量油气层中的烃类气体和液体,由于渗透和扩散进入井内进入井内泥浆,随泥浆的循环被带到地面泥浆槽里,在泥浆槽放有脱气器,用脱气器将泥浆中的气体脱出再用真空泵将气体送入仪器进行分析鉴定。
气测曲线的应用:利用气测曲线来解释油、气、水显示,由于影响因素很多,还不能确定油、气性质,只能做出原则性的判断。
油层在曲线上的特征是全烃和重烃均明显增高的标志。
气层在曲线上的特征为全烃数值很大,而且重烃数值无明显增高,有时还会降低。
水层在曲线上的特征视溶解气态烃类含量多少和水层中剩余油的性质而不同。
含残余油的水层 曲线特征与油层类似,但绝对幅度低。
含溶解气的水层 气态烃含量增高,但读数没有油层高。
纯水层 由于一般水层中含有非烃类气体(如H2,H2S,CO2等),在一般温度下能燃烧,也会引起重烃读数异常,特别是H2,其含量极微时也能造成很大的重烃异常。
7.电测录井(电测井)
电测井主要包括普通电阻率测井、微电极测井、感应测井、测向测井和自然电位测井。通过电测录井资料的综合分析,可以确定油、气储集层各主要参数,如孔隙度、渗透率、含油饱和度、油层厚度等。从而对油气层做出恰当的评价,为油、气田的勘探和开发提供依据。电测录井可以解决以下四个方面的问题: 划分井眼的地质剖面,确定渗透层;定性划分油、气、水层,确定含油饱和度;确定孔隙度、渗透率,地层水电祖率、泥浆含量等地质参数。有条件的地方还可以进行储量计算;进行地质对比和区域地质研究。
电测井的地质基础:电测井曲线受地层岩性、物性、含油(气)水性、井眼大小、泥浆性能、测井方法以及选用仪器参数的影响。
岩石的导电性: 各种岩石都有不同导电性。导电能力的大小用欧姆米表示,电阻率的高低,与岩石中所含矿物的性质、含量、岩石的胶结物性质及胶结类型有关。而且与岩石中所含的流体的性质、浓度、含量以及含油饱和度有关。
孔隙度与地层电阻率的关系: 孔隙度越大,含地层水越多,电阻就越低。
含油饱和度与地层电阻率的关系:含油饱和度越高,含水饱和度就越低,其地层电阻率就越高。
地层电阻率与渗透率的关系: 地层电阻率与渗透率有一定的对数线性关系,从电阻率曲线上求出地层电阻率后,便可确定渗透率。
井眼因素的影响:井眼直径的大小:井眼越大、电阻率越低。
普通电阻率测井: 测量地层电阻率参数,由于电阻率曲线受很多因素影响,所以测得的电阻率不是真电阻率叫是视电阻率。
视电阻率曲线的应用:(1)确定岩性,岩性不同,其电阻率不同。一般纯泥岩电阻率较低,砂岩较高,灰质岩相当高,岩浆岩更高。含有矿化度高的地层水砂岩电阻率低,而含有油、气的岩石电阻率相当高。(2)划分地层,可用梯度电极系曲线的极大值划分高阻层顶底部界面。(3)地层对比,在同一构造不同井之间或同一凹陷的各个不同构造之间,往往在同一沉积区里,同一沉积层在各个井的剖面上具有非常相似的曲线形状。因此用测井曲线可以进行地层对比。(4)配合其它曲线划分渗透层并判断油、气、水层。(5)计算含油饱和度。
微电极测井: 微电极测井是视电阻率测井的一种方法,其特点是电极距很小,故称微电极。
微电极测井曲线的应用:(1)划分岩性界面,一般可划分20cm厚的薄层,根据半幅点或转折点来确定界面。(2)确定渗透层,在渗透层处,曲线一般出现幅度差(电位 > 梯度),幅度大小反映地层渗透性好坏;水层幅度差大于油层,当砂岩中泥质含量增高时,幅度降低。(3)对比地层;
(4)估计井壁附近地层电阻率和侵入带电祖率,为定量解释提供依据。
自然电位测井: 在测井时,不给电极供电,接通测量回路就有电位显示,即自然电位。自然电位的产生是由于地层水与泥浆滤液之间的离子扩散作用和岩石颗粒的吸附作用。如地层水的矿化度往往大于泥浆中滤液的矿化度。当砂岩被钻开后,砂岩中的地层水与泥浆接触时,地层的正负离子(Na+、Cl一)就向泥浆中扩散。 由于Cl一的迁移速度大于钠离子Na+,
所以泥浆中的Cl一 相对增多,形成负荷富集,在接触面上产生电动势,形成静电场,此时Cl一 受到电场排斥的作用,使迁移速度减慢,而Na+ 受电场吸引,使其迁移速度加快。当电动势增加Na+、Cl一 迁移速度相同时,电荷不在富集,离子的迁移达到动态平衡状态,电动势就保持一定的值。由于溶液的不同浓度而扩散产生的电动势叫扩散电动势或扩散电位。在砂岩中Na+ 多显正电;在井内泥浆中Cl一多显负电。
在泥岩中,高浓度地层水离子也向泥浆中扩散,由于泥质颗粒对负离子有选择吸附作用,Cl一被吸附在泥质颗粒表面上,不能自由移动。主要是Na+向井内泥浆中迁移,形成正点荷富集,这样的电动势叫扩散吸附电动势。又叫吸附或扩散电位,结果在泥岩中显负电井内泥浆显正电。泥浆矿化度的大小是影响自然电位曲线的主要因素,当其矿化度大于地层水时,曲线显示为正异常,反之显负异常。相等时,无异常显示。自然电位曲线在岩性均匀的砂岩中,其形状对砂岩中点是对称的。当厚度大于四倍井径时上下幅度之间的距离即为砂岩厚度;当厚度小于四倍井径时,用半幅点确定的厚度要大于真厚度。
自然电位曲线的用途:(1)划分渗透层;(2)确定地层岩性;(3)与其他曲线配合可划分油、水层,确定地层厚度;(4)用于确定地层水电祖率和估计砂岩的泥浆含量。
声波测井: 声波测井就是利用岩石等介质的声学特性来研究钻井地质剖面,判断固井质量等的一种测井方法。
声波测井目前有声波时速测井、声波幅度测井和超声波电视测井等方法。
声波时差测井:在不同矿物成分的岩石中,或矿物成分接近,但组织结构(如孔隙度)不同的岩石中声速也不同。测井中用声速的倒数来表示声波在岩石中的传播性质。以1米厚岩石中传播所用的时间,通常称为声波时差, 单位是微秒/米,声速与时差互为倒数。
声波时差测井原理 不同岩性的地层,声速和时差也不同。因此可以根据井下测得的时差来划分不同的地层。对于含油、气、水的储集层,其声波时差不仅取决于声波时差较低的固体骨架及岩石孔隙内声波时差较低的流体,也决定于地层孔隙度的大小。孔隙度大的岩石和岩石成分相同的致密的岩石相比,声波时差要高些。
声波时差测井资料的应用:(1)划分地层,根据声波时差曲线来划分不同的地层。岩石越致密,时差越小;岩石越疏松,孔隙度越大,时差也越大。从泥岩、砂岩到碳酸岩盐,声波时差是逐渐减小的;(2)判断气层和裂缝带,由于气层岩石疏松,孔隙度较大,声波时差值也越大。当遇到裂缝发育的地层时,周波跳越特别明显,因此在已知岩性的基础上,可以用周波跳跃现象判断气层和裂缝带。(3)确定地层孔隙度: 岩石密度和岩石孔隙度有密切的关系,所以声波时差可以反映地层孔隙度。当岩石通过破碎带或裂缝带时,声波能被强烈吸收而大大衰减,使声波时差急剧增大。因此可以在声波时差曲线上把裂缝性渗透层划分出来。
自然伽马测井:地层中含有天然的放射性同位素,它们在衰变时放出三种射线:α、β、γ射线。 其中,伽马射线穿透能力强,能穿透地层、套管和仪器外壳,容易在井中测到。自然伽马测井就是测定由地层中射出的伽马射线。按岩石中含放射性物质的含量的多少,可以将沉积岩分为三
类:(1)含量多的岩石:粘土、泥岩、页岩、泥质砂岩、火山灰岩、海绿石和钾盐;(2)含量中等的岩石:砂层、砂岩、泥灰岩以及含一定量泥质杂岩的碳酸盐岩;(3)含量较少的岩石:石膏、硬石膏、不含钾岩的岩盐、煤层以及纯石灰岩等。
自然伽马测井曲线的应用: (1)划分岩性,在砂泥岩剖面井,泥质岩类曲线幅度最高,砂岩最低,而且砂岩中随含泥量增加曲线幅度也随之增高;在碳酸盐岩剖面中,纯灰岩曲线幅度最低,灰岩、白云岩随含泥量的增加曲线幅度也随之增高;(2)判断地层的渗透性,可以间接地判断碳酸盐岩裂缝的发育程度,划分裂缝段;(3)进行地层对比,从自然伽马曲线中,选择区域性的对比标准层,进行地层对比;(4)由于自然伽马测井不受套管和水泥环影响,所以曲线还可以作为下套管前后测井深度对比和在射孔中进行跟踪定位射孔。
油气水层的一般曲线特征
油层:微电极分开来,自然电位弯进来,声波时差出平台。
油水同层:微电极分开来,自然电位大一点,电阻幅度小一点,声波时差出平台(与油层相似)。
水层:微电极分开来,自然电位弯进来,电阻曲线平下来,声波时差出平台。
干层:微电极分不开,自然电位平下来,电阻曲线鼓起来,声波时差出平台。
气层:有三高特点,电阻曲线数值高,声波时差曲线幅度高(周波跳跃),中子伽马曲线数值高。
石油地质学基础知识
地层及地层对比
地球自行成以来经历了漫长的历史,至今已有45—50亿年了。在它历史发展的每一阶段,地球表面都有一套相应的地层形成。在正常情况下,后形成的地层总是盖在先形成的地层之上,即老底层在下,新地层在上,愈在上面的地层,其年龄越新,愈在下面的地层,其年龄越老。
由于生产发展的需要,人们研究了地壳上的地层和它们的层序,并按照一定的原则把全部地层分成了若干层段,而且给每一层段都取了一个特有的名称,用规定的符号表示,使每一个具有专门名称的层段都在地层系统中占有一个特定的位置。这样的每个层段称为一个地层单位,目前国际上通用的地层单位有三级依次为:界、系、统;而在国内则有全国性或大区域性的地层单位:阶,再有就是地方性的小区域的地层单位如群、组、带等。相应于形成各个层段形成过程有对应的地质时代的单位划分分别有“代、纪、世”三个国际性的时间单位,大区域性的“期”时间单位,“时”是地方性的时间单位。
为了勘探和其他方面的需要,对每个地区的地层都应根据其形成的先后以及它们在岩性、化石、岩相、接触关系等方面的特征,把它们划分成许多单位,确定其中每个单位形成地质时代,建立该区的地层层序,这就是通常所说的地层划分。
根据油气田勘探、开发过程中各阶段任务的不同,地层划分与对比分为两大类。
1. 区域地层划分与对比 在勘探初期,利用地面地质、地球物理勘探、
实验室分析资料(岩性、物性、生物指标的分析及古生物鉴定),结合钻井及地球物理测井等资料,进行区域地层的划分与对比,主要确定地质时代,接触关系,生、储、盖组合,为研究地质构造,预测油气勘探的有利地带提供依据。
2. 油气层划分与对比 油田进入详探和开发阶段后,钻井和测井资料较
多,在研究储集层岩性、物性和电性关系的基础上,在经过区域地层对比已确定的含油层系内进行油层的细分和对比。为计算储量,合理划分开发层系,部署井网,进行动态分析提供可靠的地质依据。
区域地层对比和对比,理论和方法上基本相同,只是任务不同,对比单元的大小不同。
3. 地层划分与对比的方法 目前常规的方法有:生物地层学法(古生物
学方法);岩石地层学方法;地球物理学方法。
地层对比工作,不论是在区域范围内,还是在局部地区,地面和井下地层的划分和对比的方法基本相同。首先通过各种方法取得有关该区沉积环境和地质构造历史的资料,地球物理特征以及各方面资料;然后进行仔细的分析综合,在此基础上划分和对比地层。一般步骤为:建立标准剖面,选择水平对比基线,确定标准层,以标准层为基础进行地层对比,最后编制有关图幅及表格。如常规图件有全区综合柱状图、地层对剖面图、栅状图等,常规的表格有地层对比表。
沉积岩的概念及分类
1. 沉积岩:沉积岩是在地表或接近地表的条件下,由母岩(岩浆岩、变
质岩和早期形成的沉积岩)风华剥蚀的产物经搬运、沉积和固结而形成的岩石。世界上绝大部分的油气藏分布在沉积岩中。
2. 沉积岩的分类:在石油系统,常把沉积岩分为三类,碎屑岩、粘土岩
和碳酸盐岩。
碎屑岩 是由母岩机械风化破碎而成的碎屑物质经压紧、胶结而成的岩石。碎屑岩又细分为砾岩、砂岩和粉砂岩。砾岩和砂岩通常可作为良好的油气储集层,粉沙岩可做为生油层。
粘土岩 是主要由粘土矿物组成的岩石。由50%以上粒径小于0.01mm 的极细物质组成。粘土岩常可作为良好油气储集盖层。
碳酸盐岩 碳酸盐岩是由方解石和白云石等碳酸岩矿物组成的岩石。是重要的生油岩和储油岩。
井筒资料的分类及应用
地质录井的概念 所谓“地质录井”就是利用一定的方法,记录、观察、分析钻井过程中,油、气、水层分布及其有关的过程。总之地质录井就是为了获取地下地质资料。
1.岩心录井
在钻井过程中,用专门的取心工具从井内钻取的圆柱形岩石叫做岩心。通过对岩心的分析、研究并取得各项地质资料的工作叫岩心录井。通过对岩心的观察、描述可以了解地层的沉积特征,含油气水特征和地下构造情况(如地层倾角、接触关系、断层位置等)。另外,对岩层进行生油指标和油层物性(如孔隙度、渗透率、饱和度等)参数的分析。对碳酸岩盐缝洞的观察研究,了解生储层的特征,为油气田勘探提供可靠的资料。
2.钻时录井
钻时: 是指每钻进一定厚度的岩层所需的时间,通常用分/米表示。在钻井措施(包括钻压、转数、排量、钻头等外部条件)相同情况下,钻进速度的差别在一定程度上反映不同的岩性。因此在钻井过程中要记录每钻进一米所需的时间,并按井的深度绘成钻时曲线,作为研究地层的一项资料,叫钻时录井。
钻时录井的应用:钻时录井的影响因素很多,因此必须结合各种录井资料、测井资料进行综合分析,可作为一项重要的参考资料,在鉴定岩性方面只有相对意义。钻时录井可以定性判断岩性,一般判断砂岩较快,判断泥岩、灰岩较慢。当钻遇缝洞裂隙发育井段,钻时有明显变化,如突然加快或钻具放空。利用钻时录井能及时发现缝洞裂隙,放空越大说明钻遇
的缝洞越大。放空是井喷、井涌、井漏及油气水侵的预兆。
3.岩屑录井
在钻进过程中,岩石不断被钻头破碎,被破碎的岩石叫岩屑。岩屑被循环的泥浆带到井口,地质人员进行捞取、处理、描绘并绘制成图,这一工作叫岩屑录井。
由于岩屑到井口需要一定的时间,在这一时间内钻头继续钻进,造成再次捞到的岩屑不代表捞岩屑时的井底深度,必须进行深度校正。岩屑从井底返到井口的时间叫迟到时间。
岩屑录井资料的应用:通过岩屑录井,可以掌握井下地层层序、岩性,初步了解含油气情况。
4.泥浆录井
泥浆在钻井过程中,起着重要作用。一是保证优质快速钻进,二是保护油、气层。在钻进过程中,泥浆性能的变化常与所钻进的地层性质有关,因此记录泥浆性能的变化,可作为研究地层及其含油、气情况的一项资料。泥浆录井的内容是泥浆的性能,包括密度、粘度、切力、失水、及泥饼。 泥浆录井资料的应用: 泥浆在井中与钻遇的各种不同的岩层及油气、水、层时,泥浆性能就会发生某些变化。根据这些变化,可以大致推断地下地层情况及含、油、气、水情况。
5. 气测录井
油田气的主要组分是甲烷,其次还有较重的烃气(乙烷、丙烷、丁烷等)此外还有非烃类气体(如氢、氮、二氧化氮、硫化氢等)。天然气在储集层中的储集状态主要有三种:游离气、溶解气和吸附气。钻井时当钻开
油气层时总有一些天然气进入井内泥浆中,随泥浆循环到地面,利用气测仪测定泥浆中气体的含量和成分,根据油(气)层中烃气含量高的特点,就可以发现油气层。
气测录井是发现油气层的一种直接方法,而且相当有成效,尤其在勘探初期,气测录井是发现油气层的重要手段之一,是探井中不可缺少的录井资料。
气测录井是用色谱仪测量油气层中的烃类气体和液体,由于渗透和扩散进入井内进入井内泥浆,随泥浆的循环被带到地面泥浆槽里,在泥浆槽放有脱气器,用脱气器将泥浆中的气体脱出再用真空泵将气体送入仪器进行分析鉴定。
气测曲线的应用:利用气测曲线来解释油、气、水显示,由于影响因素很多,还不能确定油、气性质,只能做出原则性的判断。
油层在曲线上的特征是全烃和重烃均明显增高的标志。
气层在曲线上的特征为全烃数值很大,而且重烃数值无明显增高,有时还会降低。
水层在曲线上的特征视溶解气态烃类含量多少和水层中剩余油的性质而不同。
含残余油的水层 曲线特征与油层类似,但绝对幅度低。
含溶解气的水层 气态烃含量增高,但读数没有油层高。
纯水层 由于一般水层中含有非烃类气体(如H2,H2S,CO2等),在一般温度下能燃烧,也会引起重烃读数异常,特别是H2,其含量极微时也能造成很大的重烃异常。
7.电测录井(电测井)
电测井主要包括普通电阻率测井、微电极测井、感应测井、测向测井和自然电位测井。通过电测录井资料的综合分析,可以确定油、气储集层各主要参数,如孔隙度、渗透率、含油饱和度、油层厚度等。从而对油气层做出恰当的评价,为油、气田的勘探和开发提供依据。电测录井可以解决以下四个方面的问题: 划分井眼的地质剖面,确定渗透层;定性划分油、气、水层,确定含油饱和度;确定孔隙度、渗透率,地层水电祖率、泥浆含量等地质参数。有条件的地方还可以进行储量计算;进行地质对比和区域地质研究。
电测井的地质基础:电测井曲线受地层岩性、物性、含油(气)水性、井眼大小、泥浆性能、测井方法以及选用仪器参数的影响。
岩石的导电性: 各种岩石都有不同导电性。导电能力的大小用欧姆米表示,电阻率的高低,与岩石中所含矿物的性质、含量、岩石的胶结物性质及胶结类型有关。而且与岩石中所含的流体的性质、浓度、含量以及含油饱和度有关。
孔隙度与地层电阻率的关系: 孔隙度越大,含地层水越多,电阻就越低。
含油饱和度与地层电阻率的关系:含油饱和度越高,含水饱和度就越低,其地层电阻率就越高。
地层电阻率与渗透率的关系: 地层电阻率与渗透率有一定的对数线性关系,从电阻率曲线上求出地层电阻率后,便可确定渗透率。
井眼因素的影响:井眼直径的大小:井眼越大、电阻率越低。
普通电阻率测井: 测量地层电阻率参数,由于电阻率曲线受很多因素影响,所以测得的电阻率不是真电阻率叫是视电阻率。
视电阻率曲线的应用:(1)确定岩性,岩性不同,其电阻率不同。一般纯泥岩电阻率较低,砂岩较高,灰质岩相当高,岩浆岩更高。含有矿化度高的地层水砂岩电阻率低,而含有油、气的岩石电阻率相当高。(2)划分地层,可用梯度电极系曲线的极大值划分高阻层顶底部界面。(3)地层对比,在同一构造不同井之间或同一凹陷的各个不同构造之间,往往在同一沉积区里,同一沉积层在各个井的剖面上具有非常相似的曲线形状。因此用测井曲线可以进行地层对比。(4)配合其它曲线划分渗透层并判断油、气、水层。(5)计算含油饱和度。
微电极测井: 微电极测井是视电阻率测井的一种方法,其特点是电极距很小,故称微电极。
微电极测井曲线的应用:(1)划分岩性界面,一般可划分20cm厚的薄层,根据半幅点或转折点来确定界面。(2)确定渗透层,在渗透层处,曲线一般出现幅度差(电位 > 梯度),幅度大小反映地层渗透性好坏;水层幅度差大于油层,当砂岩中泥质含量增高时,幅度降低。(3)对比地层;
(4)估计井壁附近地层电阻率和侵入带电祖率,为定量解释提供依据。
自然电位测井: 在测井时,不给电极供电,接通测量回路就有电位显示,即自然电位。自然电位的产生是由于地层水与泥浆滤液之间的离子扩散作用和岩石颗粒的吸附作用。如地层水的矿化度往往大于泥浆中滤液的矿化度。当砂岩被钻开后,砂岩中的地层水与泥浆接触时,地层的正负离子(Na+、Cl一)就向泥浆中扩散。 由于Cl一的迁移速度大于钠离子Na+,
所以泥浆中的Cl一 相对增多,形成负荷富集,在接触面上产生电动势,形成静电场,此时Cl一 受到电场排斥的作用,使迁移速度减慢,而Na+ 受电场吸引,使其迁移速度加快。当电动势增加Na+、Cl一 迁移速度相同时,电荷不在富集,离子的迁移达到动态平衡状态,电动势就保持一定的值。由于溶液的不同浓度而扩散产生的电动势叫扩散电动势或扩散电位。在砂岩中Na+ 多显正电;在井内泥浆中Cl一多显负电。
在泥岩中,高浓度地层水离子也向泥浆中扩散,由于泥质颗粒对负离子有选择吸附作用,Cl一被吸附在泥质颗粒表面上,不能自由移动。主要是Na+向井内泥浆中迁移,形成正点荷富集,这样的电动势叫扩散吸附电动势。又叫吸附或扩散电位,结果在泥岩中显负电井内泥浆显正电。泥浆矿化度的大小是影响自然电位曲线的主要因素,当其矿化度大于地层水时,曲线显示为正异常,反之显负异常。相等时,无异常显示。自然电位曲线在岩性均匀的砂岩中,其形状对砂岩中点是对称的。当厚度大于四倍井径时上下幅度之间的距离即为砂岩厚度;当厚度小于四倍井径时,用半幅点确定的厚度要大于真厚度。
自然电位曲线的用途:(1)划分渗透层;(2)确定地层岩性;(3)与其他曲线配合可划分油、水层,确定地层厚度;(4)用于确定地层水电祖率和估计砂岩的泥浆含量。
声波测井: 声波测井就是利用岩石等介质的声学特性来研究钻井地质剖面,判断固井质量等的一种测井方法。
声波测井目前有声波时速测井、声波幅度测井和超声波电视测井等方法。
声波时差测井:在不同矿物成分的岩石中,或矿物成分接近,但组织结构(如孔隙度)不同的岩石中声速也不同。测井中用声速的倒数来表示声波在岩石中的传播性质。以1米厚岩石中传播所用的时间,通常称为声波时差, 单位是微秒/米,声速与时差互为倒数。
声波时差测井原理 不同岩性的地层,声速和时差也不同。因此可以根据井下测得的时差来划分不同的地层。对于含油、气、水的储集层,其声波时差不仅取决于声波时差较低的固体骨架及岩石孔隙内声波时差较低的流体,也决定于地层孔隙度的大小。孔隙度大的岩石和岩石成分相同的致密的岩石相比,声波时差要高些。
声波时差测井资料的应用:(1)划分地层,根据声波时差曲线来划分不同的地层。岩石越致密,时差越小;岩石越疏松,孔隙度越大,时差也越大。从泥岩、砂岩到碳酸岩盐,声波时差是逐渐减小的;(2)判断气层和裂缝带,由于气层岩石疏松,孔隙度较大,声波时差值也越大。当遇到裂缝发育的地层时,周波跳越特别明显,因此在已知岩性的基础上,可以用周波跳跃现象判断气层和裂缝带。(3)确定地层孔隙度: 岩石密度和岩石孔隙度有密切的关系,所以声波时差可以反映地层孔隙度。当岩石通过破碎带或裂缝带时,声波能被强烈吸收而大大衰减,使声波时差急剧增大。因此可以在声波时差曲线上把裂缝性渗透层划分出来。
自然伽马测井:地层中含有天然的放射性同位素,它们在衰变时放出三种射线:α、β、γ射线。 其中,伽马射线穿透能力强,能穿透地层、套管和仪器外壳,容易在井中测到。自然伽马测井就是测定由地层中射出的伽马射线。按岩石中含放射性物质的含量的多少,可以将沉积岩分为三
类:(1)含量多的岩石:粘土、泥岩、页岩、泥质砂岩、火山灰岩、海绿石和钾盐;(2)含量中等的岩石:砂层、砂岩、泥灰岩以及含一定量泥质杂岩的碳酸盐岩;(3)含量较少的岩石:石膏、硬石膏、不含钾岩的岩盐、煤层以及纯石灰岩等。
自然伽马测井曲线的应用: (1)划分岩性,在砂泥岩剖面井,泥质岩类曲线幅度最高,砂岩最低,而且砂岩中随含泥量增加曲线幅度也随之增高;在碳酸盐岩剖面中,纯灰岩曲线幅度最低,灰岩、白云岩随含泥量的增加曲线幅度也随之增高;(2)判断地层的渗透性,可以间接地判断碳酸盐岩裂缝的发育程度,划分裂缝段;(3)进行地层对比,从自然伽马曲线中,选择区域性的对比标准层,进行地层对比;(4)由于自然伽马测井不受套管和水泥环影响,所以曲线还可以作为下套管前后测井深度对比和在射孔中进行跟踪定位射孔。
油气水层的一般曲线特征
油层:微电极分开来,自然电位弯进来,声波时差出平台。
油水同层:微电极分开来,自然电位大一点,电阻幅度小一点,声波时差出平台(与油层相似)。
水层:微电极分开来,自然电位弯进来,电阻曲线平下来,声波时差出平台。
干层:微电极分不开,自然电位平下来,电阻曲线鼓起来,声波时差出平台。
气层:有三高特点,电阻曲线数值高,声波时差曲线幅度高(周波跳跃),中子伽马曲线数值高。