平臥褶曲在測井曲線（如自然電位曲線）上，以軸面為中心，向上向下地層次序重復出現，矢量圖上顯示為紅一藍〈反〉模式〈圖5-18〉或綠一紅一藍（反〉一綠（反〉模式〈圖5-18）,傾角最大處的深度為軸面深度。圖中兩翼傾向未差 1800,這是由于兩翼的傾圖5-18平臥褶曲圖5-18平臥褶曲斜方位是純平臥褶曲的兩翼傾斜方位和平臥褶曲的傾伏方位合成的。⑤向斜構造：當井沒有穿過軸面時，矢量圖顯示為綠色模式，與單斜構造顯示相同。當井鉆遇不對稱向斜的次序是陡翼一軸面一緩翼時，其矢量圖顯示基本上與不對稱背斜相同，為綠一藍一紅（反）一綠（反、小）模式，不同之處是下翼傾角比上翼傾角要小。2）確定斷層①斷層面沒有變形的斷層圖5-19為正斷層，在井眼中E層缺失，由于斷層面沒有變形，矢量圖顯示與單斜構造一樣，為綠色模式，不能用它來識別斷層。圖 5-20為逆斷層，在井眼中D、E層和部分C、F層重復。由于斷層面沒有變形，在矢量圖中斷層無顯示。圖5-19正斷層圖5-20逆斷層

圖5-19正斷層圖5-20逆斷層②有斷裂破碎帶的斷層當地層很硬，在構造力作用下，巖層斷裂伴隨著在斷裂面處產生破碎帶。由于破碎帶中地層傾角沒有一定方向，故矢量圖上顯示為綠一亂一綠模式。③旋轉斷層旋轉斷層（圖5-21）上下盤的傾角是不同的， 傾斜方位角也是不同的，矢量圖上顯示為綠一綠模式。圖5-圖5-21旋轉斷層 圖5-22斷面與層面傾向相同的正斷層④有拖曳現象的斷層塑性巖層上下盤沿斷層面作相對運動時，由于摩擦的作用，地層層面在斷層面處發生形變，斷層就能在矢量圖上顯示出來，因此就有可能從矢量圖上加以辨認。圖5-22為斷面與層面傾向相同帶有拖曳現象的正斷層，斷層面與地層面向同一方向傾斜。由于上盤順斷層面向下滑，下盤沿斷層面向上推，使上下盤在拖曳區傾角變大，整個矢量圖為綠一紅一藍一綠模式，方位始終一致。圖5-23為斷層與層面傾向相反帶有拖曳現象的正斷層，斷層與地層面相反。由于上盤下滑，在拖曳區出現小向斜，下盤上推，在拖曳區出現小背斜。整個矢量圖顯示為綠一藍一紅〈反〉一藍〈反〉一紅一綠模式，是由小向斜和小背斜的顏色模式組合而成。圖5-24斷面與層面傾向相同帶有拖曳現象的逆斷層，斷層面與地層面傾向相同時，上盤在拖曳區出現小背斜，下盤在拖曳區出現小向斜，整個矢量圖的顏色模式為綠一藍一紅〈反〉一藍〈反〉一紅一綠模式。

當井鉆在上盤背斜拖曳區和下盤向斜拖曳區的轉向面內時，整個矢量圖的模式為：紅〈反〉一藍（反）。圖5-25為斷面與層面傾向相反帶有拖曳現象的逆斷層，斷層面與地層面傾向相反，由于上盤順斷層面上推，下盤沿斷層面下滑，使上下盤在拖曳區傾角變大。地層面傾向沒有轉至斷層面傾向，故矢量圖顯示為綠一紅一藍一綠模式，傾角最大值為斷點深度。圖5-23斷面與層面傾向相反的正斷層圖5-24斷面與層面傾向相同的逆斷層圖5-25斷面與層面傾向相反的逆斷層圖圖5-23斷面與層面傾向相反的正斷層圖5-24斷面與層面傾向相同的逆斷層圖5-25斷面與層面傾向相反的逆斷層圖5-26逆掩斷層圖5-26為帶有拖曳現象的逆掩斷層，斷層面與地層面傾向相反，由于拖曳現象，上下盤在拖曳區傾角變大。地層面沒有出現轉向，整個矢量圖顯示為綠—紅—藍—綠模式，傾角最大值深度為斷點深度。綜合上述分析，拖曳斷層顯示有兩種模式，即綠一紅一藍一綠和綠一藍一紅〈反〉—藍〈反〉一紅一綠。但是怎樣判斷綠一紅一藍一綠模式是斷面與層面傾向相同的正斷層呢？還是斷面與層面相反的逆斷層？同理，怎樣判斷綠一藍一紅 （反）—藍 （反）一紅—綠模式是斷面與層面傾向相反的正斷層呢 ?還是層面與斷面傾向相同的逆斷層 ?這時就需要用地質資料，測井資料綜合判斷。如測井資料在斷點附近地層有缺失，可判斷為正斷層；在斷點附近地層有重復，可判斷為逆斷層。⑤滾動斷層在迅速形成的三角洲沉積中，底部有層超高壓泥巖，快速沉積物沉積在泥巖斜坡上。在重力作用下，沉積層斷裂，其上盤沿泥巖層面斜坡向盆低最低點方向滑動，一邊滑動，一邊在斷裂面處出現空隙， 兩盤沉積物就向斷層面空隙陷落 （主要是斷層下降盤 ），像是滾進斷層層面，形成滾動斷層。當斷面與層面傾向相反這時上盤滾動區地層傾角增大。下盤由于沉積物向斷層面空隙陷落不多，不會形成滾動小背斜，只是下盤滾動區地層傾角減小。整個矢量圖模式為綠—紅一（斷開）一紅—綠，傾斜方位是一致的。如果不存在下盤滾動區，則矢量圖為綠—紅—（斷開）—綠。這時上盤滾動區出現滾動小背斜，下盤滾動區地層傾角增大。整個矢量圖模式為綠—藍—紅（反）—（斷開）—藍—綠。如果下盤不存在滾動區，則矢量圖模式為綠—藍—紅（反）—（斷開）—綠。3）確定不整合當侵蝕面的傾角與方位角沒有變化時，假整合（平行不整合）在傾角圖上就無顯示。圖5-27為假整合，侵蝕面有風化帶，它有下部地層侵蝕下來的磨圓的或帶棱角的碎塊，構成碎屑巖風化帶。傾角圖顯示為雜亂傾角。假整合就有可能被識別。圖5-28為假整合。侵蝕面侵蝕后產生局部的高點與低點，再沉積時低洼處填充上傾斜面的沉積，傾角圖為紅色模式顯示，與上下巖層不一樣。假整合也有可能被識別。圖5-29的角度不整合說明在沉積間斷前，地層已發生抬升。圖 5-30的角度不整合說明在沉積間斷前，地層已造成褶皺。2.在地層學和沉積學中的應用目前，世界上發現的油氣田大部分分布在沉積巖地層中，并受沉積環境、各種巖相帶和古地理條件的控制。地層傾角測井可以提供許多沉積學方面的信息。用地層傾角測

井可以研究巖層的層理構造，從而了解沉積搬運方向和估計沉積環境，用地層傾角測井還可以研究各沉積相帶內由于巖性變化而形成的地層圈閉，預測儲集層的延伸和加厚方向，為尋找有經濟價值的地層圈閉油氣藏提供可靠的資料。圖5-27假整合（有侵蝕面風化殼）

圖5-27假整合（有侵蝕面風化殼）1）層理構造在地層傾角圖上的顯示水平層理在地層傾角圖上以零度附近的綠色模式顯示。圖5-31為厚層砂巖的層理構造為斜層理。從傾角圖上看出厚層砂巖有兩組藍色模式,說明整個層系組由兩個平行層系組成。傾角由大逐漸減小，說明層系內各細層是弧形的，因此，此層系為弧形斜層理。箭頭所指方向為沉積時水流方向。因此，弧形層理在傾角圖上顯示為藍色模式。圖5-31斜層理沉積層圖圖5-31斜層理沉積層圖5-32楔形交錯層理圖5-32厚層砂巖的層理構造為楔形交錯層理。從傾角圖上可以看出厚層砂巖有六組綠色模式，說明整個層系組由六個層系組成。層系間的傾角和傾斜方位角各不相同，說明是楔形交錯層理。每個層系內的傾角與傾斜方位角是相同的，說明層系內各細層是單向直線形斜層理。楔形交錯層理楔形交錯層理在傾角圖上顯示為一組傾向交替變化的綠色模式或藍色模式。2.研究各沉積相帶內地層圖閉1）濱海沙壩在傾角圖上的顯示海浪底流攜帶泥沙流回海洋時，與沖向海岸的海浪相遇，流速抵消，泥砂堆積下來形成沙壩。沙壩形成后，如果發生海侵，而且沙壩處的海水足夠深時，就會在其上部沉積泥巖或砂質泥巖，把沙壩封閉起來，形成沙壩型圈閉。由于沙壩上部沉積泥巖，把沙壩封閉起來形成沙壩型地層圈閉。當堆積在沙壩上部的泥巖壓力時，橫向上壓實不均勻，產生分異壓實現象，使泥巖蓋層在越接近壩體時傾角越大。在傾角圖上（圖 5-33）,泥巖以紅色模式顯示。泥巖傾斜方位角指示泥巖加厚方向，其相反方向指示沙壩體中沉積最厚方向。砂巖層理傾斜方位角指示古水流方向。2）河道填充型圈閉在傾角圖上的顯示河道充填沙壩是在河流入海或海水倒流人河使砂沉積在河道中形成的。以后上面覆蓋泥巖，形成河道充填圈閉。在地層傾角測井資料圖上（圖5-34）,河道充填沉積和沙壩沉積的特點是不同的，河道充填沉積加厚層理主要是從充填于河道的砂體反映出來，而不是砂體上部的蓋層泥巖。河道充填砂體加厚層理從上到下越接近河道底部傾角越大，在地步出現最大的傾角。圖5-33沙壩 圖5-34河道充填砂體在傾角圖上見到傾角隨深度增加而增大的加厚層理。此為河道充填砂體的特征。砂體的傾斜方向就是砂體的增厚方向。與傾斜方向垂直的方向為砂體的走向。從圖上還可看出河道中心的傾角要比河道邊緣的傾角小些。分別對加厚層理的矢量和流動層理的矢量作方位頻率圖，將加厚層理矢量的方位頻率圖涂上紅色，將流動層理矢量的方位頻率圖涂上藍色。紅色峰和藍色峰互成900的雙峰，紅色峰表示砂體層面傾斜方向， 也即河道砂加厚方向，藍色峰的方向表示河道內的古水流方向。第四節錄井及氣測井鉆井過程中地質人員要收集一些地質方面的資料， 對探井還有隨鉆電測的一些信息，還有氣測的一些信息，這些都可以為解決地質問題提供必要的依據。一、錄井資料.巖屑錄井根據鉆碎的巖屑，可以知道鉆遇什么巖性，鉆穿了那些地層，可以作瀝青的熒光顯示。.鉆井曲線每進尺1m所需要的時間，它是巖石強度的反應。.鉆進液性能的變化在沒有人為改變鉆井液性能時，根據鉆井液的變化，可以知道鉆遇了什么巖石。如粘度增加，可能混有天然氣，比重降低也可能有燒。鉆井液池槽面升高等。電阻率的升高和降低，說明儲層的礦化度變化了。二、氣測井也是錄井的一種方法，它屬于地球化學測井。通過收集鉆井液中的天然氣，可以知道氣體的含量和成分，可以了解地層含油氣情況，并能預報井噴。目前廣泛使用的是氣相色譜法。石油和水對天然氣有溶解作用，每種氣體的溶解度各不相同。甲烷易溶解在油中，乙烷更易溶解在石油中，烴類的分子越大，溶解在石油中就越多。但甲烷比較難溶于水。當100大氣壓時，每立方米水僅可溶解 10?14m3甲烷。天然氣還有吸附性，導熱性等。．色譜氣測井工作原理目前氣測井普遍使用的是國產 SQC-701系列全自動色譜氣測儀，這種儀器利用氣相色譜分析方法。對進人鉆井液的天然氣，經過脫氣器，由真空泵將氣樣送人三個道進行測量和分析，并由儀器記錄下來，其流程見圖 5-35。各道工作原理分述如下：（1）全烴測量道氣樣進入氣體分析器后，首先進入全烴道的氫焰離子化鑒定器，在氫火焰的作用下，使氣樣中的烴類組分的碳元素離子化，碳失去電子帶正電呈離子狀態，在外電場作用下碳離子向鑒定器中的帶負高壓的收集極運動，而電子則向帶正高壓的噴嘴一方移動，于是形成了微弱的電流。這個電流的大小與氣樣中的碳的含量成正比，將這個電流經過靜電放大器放大后送至記錄儀以電位差的形式記錄下來，經刻度得到全烴含量隨井深的變化曲線，烴含量越高則曲線幅度越高。當總煌含量信號小于某個值（通常是3mV）時，煌組分和非煌組分兩個測量道呈自鎖狀態，只連續記錄總烴曲線。當總烴信號達到或越過這個值時，由程序控制器自動開啟兩組分道進樣開始工作。烴類組分道當總烴含量足夠高時，由程序控制器開啟組分道。氣樣首先進人鯊魚烷色譜柱，利用天然氣中各組分的吸附特性，將氣樣中的 q,c2,c3,c4,…，cn等組分分離后，按順序把單個組分送入色譜柱。單個組分進入氫焰鑒定器后，進行離子化鑒定，其過程與全烴道相同，但鑒定器輸出的電流大小表明各種單項烴類組分含量。經過放大由記錄儀記錄出曲線峰值分別代表c1,c2…等組分的含量，稱煌組分色譜曲線 （如圖5-36）。非烴類組分道每分析完一個樣品需 2分鐘。當本道開啟工作時，氣樣首先進入硅膠柱，將非烴類組分分離。然后按 CO2，H2，CH4順序單個送人熱導池鑒定器。該鑒定器中有一平衡電橋，其中測量臂由熱敏元件組成，當導熱系數不同的氣體組分通過鑒定器時，由于熱敏元件承受溫度不同，電阻值改變，從而破壞電橋平衡，有電位差輸出，電位差的大小與組分含量成正比。將此信號送入記錄儀記錄下來即非烴類組分曲線。三、錄井和氣測井資料的應用由錄井的巖屑可以判斷鉆井打到什么地層，都存在一些什么巖性，挑出的作熒光分析的巖屑的熒光級別，可大致知道瀝青含量的多少。根據鉆時可知地層的巖石大致強度利用氣測井色譜組分分析資料可以定性判斷油氣水層。．確定油氣層的存在全烴曲線對應油氣井段會出現極高的曲線異常。配合巖屑資料的觀察，可直接確定井內是否存在油氣儲集層。．定性判斷油、氣、水層首先在全烴曲線上將剖面中有可靠的含油氣異常段選出后，利用組分分析確定油、氣、水層。一般含油井段總烴含量高，重烴含量較高，非烴類組分很少，甲烷含量小于90%。含氣層井段總烴含量高，甲烷含量極高，達到 97%以上，重烴含量低，差別十分明鮮，非烴類組分很少。如果水層含油，則重烴組分曲線上，含量有一定值，但比油層的低。如果水層又含油又含氣，則各組分都有一定值，但都明顯低于油、氣層。水層和油氣層的突出差別是非烴組分含量高。對于純水層氣測無顯示。四、綜合錄井儀概述80年代引進“綜合錄井儀”以來，不少地區均有這種儀器在野外工作，有必要做簡單介紹。可以測定的參數有：1．地質參數孔隙度測定儀、滲透率測定儀、飽和度測定儀。可以分別測定巖石的孔隙度、滲透率和含油飽和度。2．色譜氣測井資料全自動色譜氣測儀可以測量出下列資料：全井段的全烴含量曲線及鉆時曲線，在有意義井段記錄烴組分曲線和非烴組分曲線。如果井內有硫化氫氣時會發出警報信號。3．鉆井參數鉆盤轉數測定儀、泵沖程測定儀和大鉤負荷測定儀，可提供鉆速、泵排量、鉆壓等信息。4．鉆井液參數有鉆井液當池液面測定儀、鉆井液比重測定儀、鉆井液流量測定儀。所測參數可以及時發現涌水層和漏失層及鉆井液性質等信息。為防止事故發生給予及時提示。第五節電纜地層測試器、電纜地層測試器的作用可以記錄隨時間變化的壓力曲線，實質上是小范圍內的試井測試數據，根據預測試期間的壓降值及壓力恢復速度，可以分別得到地層的壓降滲透率與恢復滲透率的近似定量值；根據壓力恢復結束時得到的穩定壓力測量值，可以獲得有效地層壓力估計值；可以根據需要，取得地層中流體的樣品供地面分析用；為建立區域壓力分布圖、確定井間連通性、了解斷層封閉情況、儲層的產液情況、儲層流體性質等提供資料；用于監測和提高注水效率。現在，電纜式地層測試器已成為地質分析、鉆井工程和油氣評價的一種有效手段，其測試資料成為制定最佳完井方案和開發方案的重要依據。二、測試器的組成和測量原理盡管各公司生產的測試器不盡相同，但他們的測試過程是相似的。以 Schluberger的RFT預測試及流體采集過程為例來說明電纜地層測試器的工作過程。圖5-37是RFT預測試及流體采集部分的原理圖它的測試部分主要由探頭、壓力計、平衡閥、預測試室及取樣筒組成，其各部分功能介紹如下。1．探頭包括探管、過濾器、封隔器、活塞及流管。探管是一個外經為 5mm勺鋼管，鑲嵌于封隔器的中央。探管內有過濾器及活塞，圖 5-38給出了整個探頭的結構以及探頭的結構在關閉與打開時的狀態。過濾器可以防止地層中細的固體物質，進人工作部分而堵塞探管，當一次預測試完成后，活塞的復位運動把過濾器清洗干凈，從而使流管被堵的機會大大減小。2．平衡閥平衡閥與鉆井 (壓井)液相通，測量時平衡通閥關閉，使地層與鉆井液隔絕，壓力計記錄地層流動壓力；測量完后，平衡閥打開，壓力計可以記錄到鉆井液柱靜壓力，同時保持儀器的壓力平衡。3．壓力計在探管和預測試室之間的流管上裝有壓力計。 壓力計分為應變壓力計與石英壓力計。石英壓力計的分辨率較高。壓力計用于監視測試過程中的壓力，在地表，這一壓力連續地以模擬形式及數字形式記錄下來， 這樣一次預測試就能得出壓降數據及壓力恢復數據。圖5-39為模擬記錄及數字記錄的標準表示形式。4．預測試室兩個預測試室的體積均為 10cm3,每次抽取20cn3的流體，并且第二個預測室的抽取速度比第一預測室的速度快 2?2.5倍，每次抽取的速度隨環境的不同而變化，由于這兩個預測試室的流體是不保存的，因而一次下井可以進行任意多次的測量預測試。5．取樣筒在兩個密封閥的下面，可以各接一個取樣筒。上取樣筒可以選 3800cm3與 10250cm3中的一個。當需要采集流體時，將相應的密封閥打開，使抽取的流體樣品進人對應的取樣筒。由于這兩個取樣筒中的流體是要保存起來，帶到地面進行分析，所以一次下井只能在同位置 圖5-39RFT模擬與數字標準紀錄取滿兩筒，或兩個深度各取一筒。取樣時為了控制流速，可以使用水墊及阻流器，我們可以把水墊看成一種特殊的限流開關。由于RFT液壓系統是由地面控制的電動泵所提供的，所以 RFT儀器可以放在任一深度工作，而與壓井液的液柱壓力無關。即使在很淺的地層處，它仍然有足夠的壓力使封隔器與地層密封良好。當儀器下到指定地層后，封隔器向井壁的一邊伸出，同時支撐板向井筒另一邊伸出，這樣儀器主體同井壁不接觸，減小了遇卡的機會。三、解釋．壓力模擬曲線特征及定性分析常規測井方法記錄的是隨井深變化的地層不同的物理量，電纜地層測試器記錄的是某一深度時間與壓力的關系曲線。典型的壓力曲線記錄如5-39所示。一條曲線（SGP）為模擬壓力記錄，記錄壓力數值范圍一般用 。?10000psi,這個刻度是可以改變的。未推靠時記錄隨深度變化的鉆井液柱壓力，虛線 （MSPE）記錄測試器液壓系統的馬達轉速。以識別壓力數據的變化是由于馬達啟動儀器推靠或者回收引起的壓力波動，還是由于地層壓力本身變化造成的。同時也可以用來觀察液壓系統的工作狀況，如果液壓系統的推靠力小于 35001bf時，液壓系統中的馬達自動啟動增加儀器對井壁的推靠力。如圖 5—32所示，右邊為數字記錄道記錄 4條曲線，從左到右分別記錄了對應模擬壓力記錄值千位、百位、十位及個位。如圖中 5s處為 7000、百位為 0、十位 30、個位9,這樣，該時刻的壓力值為7039Psi（4.85X107Pa）。當預測試結束后，再測一次鉆井液液柱靜壓力，以檢查其重復性。我們看到在該圖的下畫，也有一個同樣 7039pis的壓力記錄值，表明儀器重復性很好。另外我們還讀得壓力恢復的最終地層壓力為 6571pis（4.35xi07Pa）。圖5-40為滲透率中等時理想模擬壓力記錄曲線 （約1X103科m3）,圖中曲線說明如下：a點，儀器封隔地層之前，儀器記錄到測試點深度處的鉆井液柱靜壓力。（2）封隔器向井壁靠攏并壓向井壁，這時封隔器及泥餅被壓縮，控管穿透泥餅并壓TOC\o"1-5"\h\z入地層，壓力值略有升高，點 b。（3）接著，由于控管中活塞的收回（使控管和地層相通） ，同時由于流管體積膨脹，壓力又會下降，點 c。（4）當控管中的活塞停止運動時，由于封隔器繼續向井壁壓迫，使壓力再次恢復，一直到儀器完全固定于井壁為止， d點。第一次預測試開始， 預測試室中的活塞以固定的q1體積流速，使流體充滿預測室 1，形成 e段。第一次預測試開始時間記為 t0，結束時間記為tl。開始壓力下降較大，中間有一穩定的壓力降^ pi。（5）第一次預測試結束便立即開始第二預測試室的活塞抽動。由于第二預測試室中活塞運動的速度是第一預測室的 2?2.5彳H,所以第二預測試時的壓力降就更大 ，f段.第二次預測試時形成壓降2,在時間t2時刻，第二預測試室的活塞走到終點。活塞2到達終點后，壓力便開始升高（g段），最后恢復到地層原始壓力（經過時間達到穩定狀態 ）。經^t時間后，如果確認已基本恢復到穩定狀態，則可結束測試，如果不打算取樣，則按步驟 （8）進行。否則，如果根據預測試判斷地層的封隔良好，且應在該層取樣，則打開密封閥進行取樣。封隔器與撐臂收攏，再測一次鉆井液柱壓力。．壓力模擬記錄的定性分析預測試資料有效性的判斷影響測試資料質量的因素除儀器本身存在的機械故障外，井眼質量影響較多。如果密封失敗、探測器被堵塞或局部被堵塞，探測器接觸不良，地層流體中混有氣體等都會影響資料質量。判斷地層的滲透性分析了有效性以后，對于合格的測試資料，根據壓力降的變化大小，可以對它進行定性解釋。當活塞以一定的速度運動時，隨著預測試室空間的增大，流體滲入預測試室。如果滲透率很高，預測試室空間增大的速度與流體進入預測試室的速度相等，所產生的壓降就小。但當地層的滲透率極低時，流體進入預測試室的速度就跟不上預測試室體積空間增大的速度，所產生的壓降較大。同時，由于第一預測室工作時，壓力降i已經很大，所以第二預測試活塞雖以更高速度運動，但壓降2并不比l大很多。第六章 生產測井（ 8學時）為了了解注入井的井下各層吸入情況，通常使用的測井方法有三種：放射性同位素載體示蹤方法、流量計法、井溫法。各方法特點如下：井溫不受縫洞和孔隙喉道直徑大小的影響，但只能做定性解釋，不能分小層給出吸水百分比，測井工藝簡單，但定量解釋困難。流量計方法可以給出分層段吸水量而不能給出分小層的吸水情況。放射性同位素載體示蹤法，即可定量又能給出小層吸水情況，但受縫洞及孔隙喉道直徑大小和玷污的影響。第一節 放射性同位素載體示蹤法測井其基本方法是：用同位素釋放器向井內注入被同位素活化了物質，并在注入活化物質前后都進行伽馬測井，對比兩次測井結果，確定活化物質在井內分布的狀況，用以判斷巖層的巖性、物性、井身技術狀況及油層動態。對注水開發的非均質性多油層的油田，為了充分發揮水驅效果，防止注入水沿高滲透層單層突進，必須時時了解注入井各小層的吸水情況，從而有針對性地采取措施，以提高注水開發效果。用放射性同位素載體示蹤法進行監測，是一種有效的手段。一、工作原理．方法原理使用一次下井同位素釋放器攜帶固相載體 （GTP塑性微球混凝）的放射性同位素離子,在規定深度上釋放，用井內注水形成活化懸浮液，各層在吸水的同時也吸收活化懸浮液。當載體顆粒直徑大于地層孔隙直徑時懸浮液中的水進入地層，載體就濾積在井壁上，地層吸收的活化液越多，對應這段地層的井壁上濾積的載體也越多，放射性同位素的強度也相應地增高。即地層的吸水量與濾積載體的量及放射性強度三者間成正比例關系。通過對比放射性載體在地層濾積前、后所測得的伽馬測井曲線，計算對應射孔層位上曲線疊合異常面積的大小，反映了地層吸水能力，采用面積法解釋各層的相對含量，從而可確定注入井的分層吸水剖面。．同位素選擇放射性同位素的選擇應滿足如下條件：（1）同位素能放射出較強的放射性能量，能穿過套管、油管、儀器外殼并被計數器所記錄。同位素的半衰期要適當，太短了不利于保存和運輸，太長了使井在相當長時間仍顯示放射性，不利于以后測井。同位素應有較強的附著能力，以便配制活化載體。同位素要求易制造、成本低、易保管、易貯運、安全可靠、易于大面積推廣使用。根據以上要求，目前選用的放射性同位素如表 6-1所示。表6-1常用放射性同位素物理特征表名稱分子式d伽馬射線能量MeV59FeFeCl3451.10-1.2965ZnZnC122501.114110AgAgNO32600.657-1.328131INaI8.050.08-0.72131BaBa(N03)211.7O.124-0.498131BLGTPt球BaCl311.70.124-0.498目前全國各油田經常使用的放射性同位素是 i3iBa—GTP散球。.微球的選擇在高壓及較高溫度下不發生脫附現象；微球直徑為 100?300dm之間的小球、呈固態，裝在釋放器中，避免對井場和環境造成污染。由于微粒粒徑大于地層孔隙直徑。使3微球不被擠入地層，達到濾積于井壁的目的。微球密度在 0.1?1.06g/cm,顆粒懸浮性能好，下沉速度遠小于注水流速，以保證在注水井中均勻分布，使得測量準確。微球表面涂有一層能溶于水的物質，并包有一層表面活化劑 ，起到防止微球對井下工具造成污染。在測井后15?20天內表面封膜會自行溶解成直徑不到 10dm的炭粉，可隨注人水一起進入地層，不致堵塞地層孔道。微粒是一種二氧化物流膠與 Ba料液劇烈攪拌，共同縮聚輕度脫水制成。131Ba-GTP塑性微球滿足上述要求。二、儀器簡介該測井儀器主要由磁性定位器、伽馬探測器、一次下井同位素釋放帶三部分組成。儀器外徑為38mm長度1100mm示意圖如6-1所示。磁性定位器可探測接箍的位置， 它是由兩個同極性相對的磁鋼中間裝有線圈組成的。當儀器在井中移動時，由于套管、油管存在接箍，而套管和油管在搬運過程和加工過程旋轉而切割大地磁力線，形成磁性的管子，使得線圈切割磁力線，線圈的磁通也就變化，電路中便產生感生電動勢，經電纜送到地面進行記錄。伽馬探測器由碘化鈉晶體、光電倍增管和電子線路三部分組成。當地層的伽馬射線穿過套管、油管、儀器外殼射到碘化鈉晶體時，則晶體就會產生光電子。光電子通過導光物質射到供有高壓的光電倍增管的光陰極，則在光電倍增管的陽極上就會產生一個電壓負脈沖，其脈沖的個數多少反映了伽馬射線的強弱，把脈沖經井下電路處理后傳到地面，記錄成測井曲線。三、討論目前該方法的不足是其測井資料的解釋精度不能滿足油田開發的需要，影響精度的主要因素有放射性同位素示蹤劑顆粒直徑大小的影響， 現場施工的影響套管玷污的影響。放射性同位素示蹤顆粒直徑大小的影響 圖6-1CFC-881小直徑放測井施工使用的放射擊性同西半球素微粒，其直徑在 射性測井儀100-300^m之間，而地層孔隙直徑則一般是 40-60^m之間。在油田開發初期， 微球顆粒能很好地吸附在井壁上，但在油田開發的中后期，由于地層長期受注水沖刷以及不斷改造（如酸化、壓裂等） ，使得地層孔隙及裂縫增大，形成大孔道。在這種情況下測井時，微球不能可靠地吸附在井壁上，特別當注入量大，注水速度快時，同位素微粒被推進地層的深部，造成了滲透性好，吸水能力強的層位，所測得的同位素曲線幅度小或無顯示的異常現象。這時應根據區塊的巖性特征來制造或選用不同粒徑的微粒進行測井施工，或者采用幾種方法組合測井分出有關異常曲線。現場施工的影響注入剖面測分層注入量最關鍵問題， 就是在測量的過程中必須保持平時的注入壓力和注入量，并要求注入量穩定。如果在測量或施工時，注入壓力和注入量與平時不同，那么實測的數據就不能代表平時實際的分層吸水量。玷污的影響玷污是示蹤法普遍存在的問題，通常分為以下三種情況：油管接箍的玷污。偏心配水器和封隔器玷污。油管外壁和套管內壁的玷污。采用反洗井的方法，能有效地控制和消除同位素在管柱和下井工具上的玷污。有效地消除玷污對測井資料解釋精度的影響，是目前亟待解決的問題。第二節水井連續流量計測井目前，除了用同位素測井量吸水剖面外，還使用渦輪流量計測量吸水剖面。因為渦輪轉子對單相流的響應具有較好的線性關系。本節介紹的水井連續流量計是一種渦輪型非集流式下井儀器。一、測量原理測量時用扶下在器使儀器位于井眼中央，通過連續測量井內流體沿井軸方向運動速度的變化，由于在井眼直徑、測速和流體粘度一定的條件下，在單項流體中，渦輪轉速與流體的流速呈現性關系，又因流量與流速成正比，所以流量與渦輪轉速也成正比。從而確定該井的注入剖面。它具有測井實效高、成功率高、施工簡便的特點，是分析水井注入狀況，檢查水井改造措施效果的重要手段。二、連續流量計結構及特點水井連續流量計用于確定籠統注水井的吸水剖面。它由流量傳感器、磁性定位器、加重扶正器等四部分組成，具體結構見圖 6-2所示。該儀器具有性能穩定、測速快、分層能力較好、測量范圍較寬的特點。三、注入剖面測井資料的應用為調整注入剖面提供依據通過測量一口井的注入剖面，可以掌握每個小層的吸水能力，為提高分層注水合格率提供依據。同時可以了解各層在一定壓力下的吸水情況，便于進行動態分析，進而了解油井產出情況，為合理注水，確定綜合調整方案提供依據，為調整注入剖面提供依據。陸相油田層層內非均質性嚴重，造成層間水淹程度的不均衡，為改善非均質厚油層的開發效果，提高采吸率，可進行注聚合物、注二氧化碳、注天然氣等，以消除和減少注水時由于重力和滲透等因素而造成注入水下竄，從而達到改善縱、橫向驅油效果，實現調整注入剖面的目的。利用水井注入剖面定性推測產出剖面正確運用動態監測資料，分析和運用井間油層注采對應關系。現已成為合理進行油田開發的依據。油層吸水能力受諸多因影響，一個單層的吸水能力主要取決于注采壓差（注采進的流動壓力表）油層卸壓條件好（即油層連通發育，平面上連通油井產液狀況好）的注水層吸水量必然大。同樣，相同的油層，注水壓力高，吸水量大，則連通油井產液量和卸壓能力亦大，它們決定了 圖6-2水井連續流量計注采對應性。從實際油水井的動態監測資料中，也都反映了井間油層注采對應關系的存在：（ 1） 注入井吸水剖面基本反映了連通油井同期的產液剖面。油井水淹層明顯地對應著吸水剖面的吸水層。隨著吸水剖面的變化，連通油井產出剖面也相應地變化。密閉取心的巖心水洗段明顯地反映了連通吸水層的層內吸水情況。但這種對應關系是動態的，是層間的、層內的、平面上相互干擾的綜合結果，它受到砂體在地下的部位及其在平面上的發育狀況影響，受著井網條件的控制。注入井分流方向和油井受效方向一般都是多方向的，這就使注水井各層吸水對應油水層產液的關系愈加復雜化。所以在利用生產測井注入剖面資料分析產出剖面情況時，也必須綜合多種資料，開展多因素研究，在此基礎上，對諸因素的影響程度加以必要的動態分析與判斷，才能利用注入剖面資料定性推測連通油井的產出剖面趨勢成為可能。．應用注入剖面測井資料為水井改造提供依據根據水井連續流量計測井資料，可找到漏失層位，為修井工程提供可靠資料，由實際資料證明了該方法找漏效果最佳。．應用放射性同位素示蹤法確定管外竄槽在正常注水條件下，同位素測井資料可提供竄槽井段。通過注入同位素先后兩次測量的伽馬曲線，便可確定管外竄槽井段。．繪制小層吸水指示曲線小層指示曲線是注水量隨著注水壓力變化的關系曲線，如圖 6-3所示。小層吸水指示曲線可以分析油層吸水能力變化和分層注水井配水管柱的工作情況。對于連通比較好的、滲透率比較高的層，隨著注水壓力升高吸水量成正比例增加。這樣指示曲線與坐標相交的點為該層的吸水啟動壓力，如曲線 (1)。在油層性質差異較大的注水井段，當注水壓力增加到某一數值后，增加了吸水厚度或達到小層破裂壓力，這時注入量增加很快，如曲線(2)。與水井連通差或不連通的油層注入壓力傳不出去，造成注入壓差不能和注入壓力以相同速度增加，所以注入量增加變緩，如圖 (3)。第三節 產出剖面測井技術在油井生產過程中，由于各種因素的影響(如油井工作制度的改變，抽油機設備的故障，井身的技術狀況， 地層物性差異及周圍油水井干擾等) ，油井的生產狀態不斷變化，隨時追蹤油井的動態變化，掌握各產層的出油情況，見水情況及壓力變化，以便對油井采取綜合調整措施，提高油井產能。產出剖面測井技術的出現，提供了用于分析井下每個生產層段動態所必須的資料和手段。產出剖面測井為地質分析提供了豐富的動態資料，對油井動態異常進行診斷，確定油井生產狀態，對開發區域進行動態監測，研究各開發層系動用情況和水淹狀況，以便采取綜合種調整措施效果，達到增油降水的目的。一、流型測井儀器及其方法原理產出剖面集流型測井儀采取點測集流方式測量， 使井內的流體全部或部分流經儀器，由于采用集流方式，迫使液流加速，油水充分混合，克服了流速低，流態多變，流體粘度與持水率不同及油水兩相混合不均勻對傳感器的影響，提高了解釋精度。

目前，產出剖面集流型測井儀器已形成系列， 廣泛適用于不同產液量和不同含水率的自噴井測井及中低產液抽油機動態測試。.自噴井常用儀器與測量原理73型找水儀該儀器適用于自噴井的測量，測量井筒內不同深度處的體積流量和持水率。其基本結構如圖6-4所示。主要由集流器、渦輪流量計、持水率計三個主要部分組成。①集流器。它的作用是在測量時，密封儀器與套管的環形空間，使井筒內的流體全部流經儀器內部。它由起固定皮球作用并作為流體流向儀器的流通通道的中心管、密封器與套管環形空間的皮球和負責往皮球里泵液的振動泵以及起泄液作用的泄液閥組成(如圖6-5所示)。②渦輪流量計。又叫渦輪產量計，轉子流量計等。其主要元件是渦輪。渦輪軸是用耐磨材料如鋁合金、碳化鴇等組成。軸的上端固定一個永久磁鋼，其兩邊為感應線圈。上下皆用寶石軸承固定，從而減小摩擦力。測井時，井內流體帶動渦輪轉動，永久磁鐵隨之轉動，感應線圈切割磁力線而產生感應電流，其大小與渦輪轉速成正比例。電流經纜心傳至地面儀器，轉換為渦輪轉數 /秒，予以記錄。渦輪流量計結構示意圖如圖 6-6所示。③含水率計(即持水率計)。所謂的持水率是指在某一定長度的管子內水流相體積和該管段體積的百分比。即：YwVw100% (6-1)V(6-2)含水率指單位時間內通過管子某一截面水流相的體積與全部流體體積的百分比， 即：(6-2)Kw—-100%Q持水率計的測量采用取樣的方式，儀器對集后流經儀器的液流進行取樣。在取樣筒內裝有電極，電容電極與取樣室外殼構成圓柱狀電容器，油水在重力作用下分離，通過測量圓柱狀電容量的變化就可以得到持水率。測量持水率時要求取樣室中的油水完全分離，如果油水分離不徹底將直接影響資料的準確性，油水完全分離時間與井內液體流量、含水量及混合狀態有關，應根據室內實驗和井場測量的經驗綜合分析選擇油水分離時間。需要說明的是：第一井內各個產層的產量是波動的，而取樣室從流體中所取的僅是瞬時的一小部分，因此它不能準確反映一日井每點長期的持水率，但資料本身并不因此失去價值。第二，流體在取樣前雖然經過集流加大了流速，但是在低流速時油水兩相的滑動仍然存在，為了得到含水率必須進行滑脫校正。以上三大部分有機的結合構成了 73型找水儀的整體。其測量的過程：把儀器由測井電纜下到目的層后不動，由電磁振動泵使皮球膨脹，封閉儀器與套管的環形空間，使井筒內的液體全部流經儀器，由渦輪流量計測量合層產液量；采用取樣電容法測量井液的持水率，然后通過泄壓閥泄出集流器中的液體，進行下一點測量。（2）CY-75型四參數油井綜合測試儀CY-75型四參數油井測試儀是在 73型找水儀的基礎上發展起來的。它能在自噴井正常生產的情況下，一次下井取得體積流量、流體密度、持水率、流動壓力四個參數，通過計算確定油井分層分相產量，為了解油井各層段的生產情況，提供第一手的資料。儀器的基本結構如圖 6-7所示，主要由集流器總成、渦輪流量計、持水率計、伽馬密度計、壓力計組成。2．抽油機井產出剖面測井儀器與原理（1）抽油機井幾種測試方法油井的動態測試必須在油井正常生產條件下進行，由于抽油機井的測試通道被抽桿占據，儀器 無法按自噴井測試工藝方法下入井中，因此，必須對抽油機井探索一整套新的測井方法。已有的方法有：①平行管柱法。該方法在生產井中，下入兩套管柱，一根供測井的管柱，一根供生產的管柱。此方法一般使用在 7”以上的大套管。②氣舉法。該方法是將抽油管起出，用氣舉的方法模擬抽油機井生產狀況，儀器過油管下人井中，待氣舉造成生產連續后達到相對穩定狀態時進行測試。這種方法國內外均有采用。此方法得到的資料準確性差，且耗費人力物力較多，影響生產時間長。③抽測法。 （也稱事先下入儀器法 ）此方法是先把抽油管起出，下入儀器到預定深度，然后下入抽油管柱。待正常生產后，邊抽油邊測試，還可以改換測量點，測后起出抽油管柱。起出儀器。然后再下入抽油管柱，以便正常生產。此方法獲得的測井資料可靠性強，可采用大直徑的各種參數儀器，其不足之處是作業費用高，要求儀器成功率高，影響生產時間長。④環空起下測試法。該方法是在抽油機井正常生產的條件下，在油套環形空間下入儀器。這是在抽油機井的測試上取得的重大技術突破。目前，這種施工工藝在油田開發中被廣泛采用，但對測井儀器要求較為苛刻。（2）抽油機井產出剖面測井儀器與原理抽油機井小排量找水儀結構與原理與 73型找水儀基本相同，只是縮小了儀器外徑（25mm）,以適應在抽油機井油、套環形空間起下。其流量測量范圍相應變小（2?4003/d）。①抽油機井大排量找水儀。它克服了小排量找水儀由于流通截面積小及流道長而影響上限排量的不足，并采用超高頻含水率計，結構簡單，縮短了流道，減小了集流壓力損失，上限排量擴大到 80m3/d,其儀器結構圖如圖6-8所示。主要由集流器，渦輪變速器和超高頻含水率計組成。前兩部分已作過介紹。超高頻含水率計是利用高頻電磁波的諧振狀態來測量原油中的水分的。高頻電磁波在含水原油中傳播時，其波長隨含水不同而不同，并引起諧振電路頻率的變化，致使改變諧振電路和晶振電路之間的諧振狀態。根據這種改變可測量原油中的持水率。該儀器由于頻率足夠高，克服了一般電容式傳感器受傳導電流影響的缺點，對油包水型及水包油型都能測量。由于利用電路諧振狀態來測量原油中的含水率，因此有較高的靈敏度和較高的輸出電壓。其缺點是不同儀器的刻度曲線不一樣，儀器非一致性問題嚴重。②抽油機井三相流測井儀。a結構：顧名思義，該儀器測量抽油機井油、氣、水三相產出剖面。錄取流量、密度、持水率、壓力和溫度五個參數。用兩支儀器、分兩次下井、一支是流量一密度一持水率三參數組合儀；另一支是溫度一壓力組合儀，其結構如圖 6-9所示。b流量、密度與持水率參數的獲得： 體積流量采取渦輪流量計集流點測得， 但渦輪在油氣水三相流動狀態下的影響與渦輪在單相或兩相介質中完全不同，渦輪儀表常數 K是個變量，它與流體的平均密度相關。實驗表明，渦輪儀表常數 K隨流體平均密度升高而增大，并且在一定的誤差范圍內，儀表常數 K與流體平均密度p成線性關系。儀器實現集流后，通過采用一個探頭兩個參數的低能源法測量密度和持水率， 并測量渦輪轉速N,便可通過下式確定體積流量-N ，…Q—— （6-3）Kc壓力、溫度參數的獲得：壓力參數的獲得采用固態壓阻傳感器， 它是利用單晶硅的壓阻效應而制成的一種壓敏器件，以單晶體為基件，按特定晶面、根據不同的受力形式加工成不同形狀作為彈性應變元件。在彈性應變元件的適當位置上，用集成電路工藝擴散四個等值的應變電阻組成惠斯登電橋，不受壓力作用時電橋處于平衡狀態，受壓力作用時，電橋失去平衡。若對電橋施加一恒定電壓，即可檢測到對應于所加壓力的電壓信號，從而達到測量流體壓力的目的。③抽油機井集流傘水儀。抽油機井集流傘找水儀與大排量找水儀一樣，都是用渦輪測產量，用超高頻含水率計測持水率。不同的是該儀器采用非全集流的傘式流量計，在不增加儀器的外徑情況下，用分流的辦法提高上限排量。傘分為有窗兩種，其流量測量范圍分別為3-100m3/d,5-100m3/d,其集流傘部分結構示意圖如圖6-10所示。二、產出剖面非集流型測井儀器及其方法原理產出剖面非集流型測井儀器一般采取連續測量的方式（個別也可點測）測量油井的體積流量、含水率、流體密度、溫度和壓力等參數來定量或定性地解釋出油井的產出剖面及其他儲層流體的動態特性。目前，國內外產出剖面非集流型測井儀器種類繁多，既有單參數測井儀，又有多參數組合測井儀，適應于各種井下條件的油井監測。國內常用生產測井組合儀有抽油機井非集流型多參數測井儀，自噴井 PLT生產測井組合儀， GO公司生產測井儀等。單參數測井儀常采用的有連續流量計、壓差式密度計、井溫儀、超高頻含水率計、示蹤流量計等。生產測井組合儀主要提供確定產出剖面的測井資料，和集流型儀器相比，該儀器具有以下特點：（1）測量上限高。對于抽油井的產量來說，可以不受上限排量的限制，產量越高，測量精度越高；（2）測量速度快。可以多次重復測量，數據處理采用統計方法，獲取得的資料可靠性強；（3）儀器沒有復雜的集流器及取樣器，可提高測井成功率；（4）測井資料可以反映層內變化。該儀器的測量下限排量不如集流型儀器，解釋方法復雜，產量低時，精度有所下降。抽油機井非集流型參數測井儀（1）儀器組成與適用條件流量曲線的獲得也是通過渦輪來實現的。流量計渦輪總成采用美國 GO公司36mnW靈敏度流量計的渦輪外露型， ，使其對流速的響應更敏感。渦輪和保護罩設計成無論什么流動方向或流速時都有良好線性響應。流量計的機電轉換采用了霍爾元件，與傳統的磁電轉換相比，消除了磁阻，與吉爾特公司① 36mm高靈敏度流量計的光電轉換比較減少了一對軸承的摩擦阻力， 如圖6-11所示。流體沖擊渦輪轉動時，鑲嵌在渦輪上的磁鋼信號產生交變磁信號，被霍爾元件檢出且變換為一組交變電信號。信號經放在整形成一對稱的方波，又經倍頻后變換為一窄脈沖且與渦輪轉速成正比，渦輪轉一圈輸出八個脈沖。井下儀器信號的輸出受地面儀器控制。當渦輪轉動方向不同時，辨向電路控制著儀器的工作狀態，正向轉動時，儀器供電為20V、10mA;反向轉動時供電為18V,20mA。此兩種狀態可供地面儀器判斷渦輪的轉動方向，當儀器沿井筒上下移動，即可得出相應的流量曲線。①流體密度。 用高分辨率壓差密度計測量井下流體密度， 儀器主要由相距 1m的連通的波紋管感壓室、傳感器及電路室等部件組成，結構原理 如圖 6-12。傳感器是用來承受上下感壓室間壓差的壓電轉換器，是一種 C型硅杯。硅杯一側擴散有電橋，上下感壓室是用來感受被測介質的壓力的。傳感器和感壓室間由連通管連接，波紋管及連通管內注滿硅油，用來傳遞壓力。當被測介質密度發生變化，儀器輸出電壓也相應發生變化，由此可以根據儀器輸出電壓計算介質密度。②井溫。井溫測量采用鉗電阻式溫度傳感器。傳感器的阻值隨著溫度的變化而變化當溫度升高時，傳感器阻值升高，溫度降低時，阻值也降低，并且阻值的變化與溫度變化成線性關系。傳感器阻值通過橋路轉換成電位差信號，測量其電位差變化就可以間接求出地層不同位置的溫度變化。③壓力。壓力由新型的濺射薄膜壓力傳感器獲得。井內儀器由壓力傳感器，電路兩部分組成。傳感器是在彈性和應變元件的適當位置，用集成電路工藝技術擴散四個等值應圖6-12壓差式密度計變電阻組成惠斯登電橋。測量原理為應變元件受壓產生形變，使惠斯登電橋失去平衡，有信號壓差輸出。信號經放大、壓頻轉換、譯碼記錄就可求得其井內壓力變化。2)測量原理抽油機井非集流型多參數測井儀在有桿泵抽油機正常生產條件下分三次下井依次測量溫度、壓力、接箍、密度、流量曲線。流量曲線根據井筒內的流速選擇不同測井速度錄取，至少上測 4條，下測 8條流量曲線。其中流量、密度曲線用于確定產量和含水率，溫度和壓力分別作為出液口和產出液體組分變化定性判斷的依據，接箍定位曲線主要用于測井深度控制。將以上獲得的參數進行綜合解釋、計算機處理，得出產出剖面結果。2．生產測井組合儀 (PLT)(1)PLT生產測井組合儀是既可連續測量又可點測的多參數測井儀，一次下井可以錄取溫度、壓力、井徑、流量、接箍及自然伽馬、密度等參數，適用于自噴油井的油水兩相的動態監測。主要包括如下幾種儀器：全井眼轉子流量計 (HBS)；壓差式密度計 (GMS-C)；壓力、溫度探頭 (MTS-C)：高靈敏度晶體壓力計 (HMS-B)；過油管井徑儀 (TCS-C)；自然伽馬測井儀；接箍定位器 (CAL-U)。儀器的連接具有一定的順序性，見圖 6-13所示。隨著生產測井的發展，遙測系統隨之產生，在此之后生產的儀器探頭可以直接連在遙測系統ATC下面，而一些老探頭則經過 PIC接口電路進行組合測井，如壓力，溫度探頭、壓差式密度計和全井眼流量計等。 PIC接口電路主要用途是：①把溫度、壓力、壓差以及流量信號進行模擬轉換，把三個傳感器的信號轉換成 12位的數據，并行地輸到 PIC中的數據總線上。②把并行數據轉換成串行數據。用 20kHz的時鐘頻率把壓力、溫度、壓差密度、流量依次讀到信號線上進行傳輸。 ．信號輸出實現單芯電纜、多參數組合傳輸。在井下儀器中， ATE—B井下輔助遙測電路部分承擔了大量的信息處理工作。 ATE是雙向B型遙測系統中井下部分， 它不但測量和處理本身探頭中的自然伽馬、溫度、電纜頭電壓等數據，同時還處理其他探頭數據。如CCL接箍定位器、井徑儀TSC高錄敏度晶體壓力計 HMSA及由PIC轉來的壓力、溫度、壓差密度和流量等大量數據。 ATC本身產生20kHz時鐘脈沖對快時鐘線（FLCK）、信號線（SIG）、復位線（RST）及指令線（CMCO）4條微總線進行控制。其主要功能：a.對組合儀所有探頭的數據。用 ATC產生201dkHz時鐘脈沖，以探頭連接順序依次讀到信號線上。當ATC接受到最后一個探頭流量計的信號后，完成一個上傳真信號，通過電纜向上傳遞。b.在上傳信號完成后， ATC還要接受下傳指令，并加以解碼，通過井下微總線將指令送到儀器串中所有探頭、識別編碼的探頭則按著要求執行這個指令完成一個遙測。c.ATC中具有電壓變換器，可以把單纜芯電纜傳下來的直流電壓轉換成士24V, ±25V和5V為儀器串所有探頭供電。PLT采用了ATC遙測的傳輸信號形式，把儀器串所有信號轉換成數據形式進行傳輸，它只以高、低兩種邏輯電平顯示，因此傳輸準確，不易出現錯誤。測量各種參數的探頭。FBS-B全井眼流量計。 全井眼流量計也是一種渦輪型的流體測速儀。 渦輪葉片閉合和展開是由渦輪扶正彈簧鋼片的閉合與展開通過連接軸來控制的。在通過油管時是閉合的，進入套管后隨著彈簧片的展開，渦輪葉片也要展開，動作同步可靠。彈簧扶正鋼片，不僅使渦輪位于套管的中央，測量中心流速，減小測量誤差，同時還控制渦輪葉片的閉合、展開及保護渦輪的作用。渦輪的轉速與井內流體的中心流速有關。在單相流中，它的測量精度是全流量的± 10%。由于不同套管尺寸可以選用大小不同的渦輪外徑，其渦輪所測量的覆蓋面積比連續流量計要大得多，從而提高了測量精度，并且降低了渦輪的門限流量。流量計是在組合儀的最下面，它也是靠電磁轉換線圈產生頻率信號，達到測量產量的目的。流量計目前實現了現場刻度，減少了由于井況造成的解釋誤差。測井時用不同測速進行上、下測量，至少8次，運行PLQL格式現場直觀解釋，結合壓差密度、溫度等參數綜合解釋，計算出油、水二相產出剖面。GMS-C壓差式密度計。用途是計算持水率。③高分辨率晶體壓力計。 HM消分辨晶體壓力計由一個主石英晶體，一個16個系數的刻度盒和一套邏輯電路組成，結構見圖 6-14所示。測量原理：石英晶體受壓產生形變，從而改變其諧振頻率。通過測量晶體的諧振頻率，就可以得出壓力值。其壓力測量范圍0?82.7X106Pa,相應晶體諧振頻率是5.000?5.017MHz。由于石英晶體的諧振頻率不僅受壓力的影響，同時也是受溫度影響的敏感元件，為此加一個參考晶體。把參考晶體放一個密封筒內使之只受井內溫度影響，它的固有頻率為4.992MHz.。由參考晶體與測量晶體混頻， 有8?25kHz差頻，測量8?25kHz的壓力變化，這樣就大大地消除了溫度影響。盡管如此，溫度影響仍然存在，為進一步消除其影響，每一支儀器有 16個系數的校正盒。以上參數中的流量密度是確定剖面的主要參數，溫度、壓力是用來輔助分析井內流體高壓物性，同時進行標準狀態下的氣體換算，接箍、自然伽馬用來校正剖面的深度。第七章 測井資料綜合解釋（ 10學時）由于每種測井方法只反映某一物理性質，它們只是反映地下巖層巖性的某一側面，因此，要達到準確評價地層特性，必須綜合應用幾種測井方法才能夠取得理想的效果。在實際解釋中必須結合巖心資料、錄井、地層測試、實際生產狀況，才能最終提高解釋符合率。第一節確定巖性確定地層的巖性是測井資料綜合評價地層的一項重要工作，它可以為地質研究提供巖性的新資料，可以正確選擇解釋方法和解釋參數。如果巖性解釋錯了，孔隙度、飽和度等計算結果就全錯了。一、定性劃分巖性定性劃分巖性是最原始、最簡單又最不易掌握的一種方法，使人們利用測井曲線的形態特征和數值的相對大小，根據長期生產實踐積累的一些規律性的認識來劃分巖性的方法。幾種常見的主要巖性在測井曲線上的特征見表 7-1，典型的砂泥巖剖面和碳酸鹽巖剖面的測井實例見圖 7-1和圖7-2。二、用曲線重疊法劃分巖性及估計孔隙度主要是根據中子、密度孔隙度在不同巖性地層的差別劃分巖性的一種方法。通常以石灰巖為標準刻度的中子密度孔隙度曲線重疊，充分利用了不同巖性地層骨架特征的差別，使巖性在重疊圖上有明顯的幅度異常變化。 表7-2列舉了密度—中子重疊解釋單礦物巖石及其孔隙度的基本規律。圖 7-3說明密度—中子重疊劃分巖性的實例和理想化顯示。三、交會圖法確定巖性和孔隙度當地層由兩種或兩種以上礦物組成時，必須采用兩種或兩種以上孔隙度的交會圖，確定巖性和孔隙度。交會圖版一般表示兩種或兩種以上的測井參數和某種地質參數之間的關系。在測井資料數字處理中經常用的交會圖有 Nb、Nt、tb交會圖。三種交會圖見圖 7-4、7-5、7-6。四、三種孔隙度測井組和解聯立方程按含水純巖石體積模型，可以寫出三種孔隙度測井的響應方程，再加上物質平衡方程，因此可以解出孔隙度和三種礦物的相對體積含量。設三種礦物組合的混合物的體積含量為V1、V2、V3,則聯立方程為：t620 182V1156V2143V3b2.65V1 2.71V2 2.87V3（7-1）N（0.035）V1 0.02V21V1V2V3式中的系數是孔隙度測井對應的流體參數和骨架參數，只要方程的解不出負數值，就認為假定的巖性是對的，否則，另選礦物組合進行試算。第二節 含油氣純巖石地層測井解釋的基本方程一、探測范圍每一種測井方法都有一定的探測范圍，該范圍的物質成分及其物理化學性質影響測井的測量結果。 規定在某一范圍內的物質對某種測井的貢獻占整個貢獻的 50%或90%時，此范圍為該種方法的探測范圍。理論分析和實驗研究可以確定每種方法的探測范圍。實際上測井儀器有貼井壁和不貼井壁測量兩種，它們的探測范圍也各不相同。①對于不貼井壁測量的測井儀器，一般假設儀器位于井軸（眼）中央，其探測范圍是一個中心在井軸上的球體，球體的半徑表示探測范圍的大小，電阻率測井、感應測井、側向測井、自然電位測井、自然伽馬測井、中子伽馬測井均屬于這一類。②對于貼井壁測量的測井儀器，其探測范圍則用離井壁的徑向距離來表示，微電極、微側向、鄰近側向、補償密度、井壁聲波、井壁中子和巖性密度等均屬于這一類，不貼井壁的聲波時差測井也屬于這一類。各種測井方法的探測范圍主要受它本身測井方法原理和儀器結構、井眼和地層條件等因素的影響，一般只要求有一個“范圍”的概念而不需要確切知道它的大小，因此，通常說的探測范圍是一個粗略的數量概念。測井方法的探測范圍是正確解釋和應用測井資料的重要基礎，也是選擇測井系列的重要依據。二、巖石體積物理模型在測井過程中，許多測井方法測量的結果都可以看成儀器探測范圍內各種物理量的平均值。如巖石體積密度 b等于密度測井探測范圍內巖石密度平均值（單位體積巖石的質量）。巖石中子孔隙度 n等于中子測井探測范圍內巖石含氫量平均值（單位體積巖石的含氫量）。還有象巖石的天然放射性、 熱中子俘獲截面、聲波時差等都可作同樣的解釋。這些測井方法的特點是，它們測量的物理參數可以看作是單位體積巖石相應物理量的平均值。這就促使人們在尋找測井參數和地質參數關系時，拋開對測井方法微觀物理過程的研究，而著重從宏觀上研究巖石各部分（孔隙流體、泥質和巖石顆粒等）對測量結果的貢獻，因而發展出巖石體積物理模型的研究方法。巖石體積物理模型，就是根據測井方法的探測特性和組成巖石的各種物質在物理性質上的差異，把巖石體積分成幾部分，然后分別研究每一部分對巖石宏觀物理量的貢獻，并把巖石的宏觀物理量看成是各部分貢獻的總和。在測井解釋中，常把除巖石中泥質成分以外的其它礦物成分統稱為巖石骨架。它是指由礦物組成的一點沒有孔隙的巖石，其物理參數稱為巖石骨架的物理參數。如骨架聲波時差Ja、體積密度ma、中子孔隙度 ma等。這些參數基本上只取決于巖石的礦物成分，而在測井解釋中常看作常數，它可以通過巖芯分析與測井資料統計分析確定（有些可以從理論上計算）。孔隙流體參數一般是指巖石孔隙中所含流體（水或泥漿濾液）的物理參數，在測井解釋中視為常數，見表 7-3。三、孔隙度測井體積物理模型.聲波速度測井的關系式聲波速度測井測量的是滑行波沿井壁地層傳播速度的平均值，通常用聲速的倒數來表示，單位為s/m、s/ft,表示聲波在地層中傳播一米或一英尺所用的時間，故也常稱為聲波時差。聲波速度測井的巖石宏觀物理量是聲波在巖石中傳播的時間。假定聲波在巖石中是直線傳播的，根據巖石體積物理模型的概念知，聲波在純巖石中總的傳播時間等于聲波在骨架和孔隙流體中的傳播時間之和。由于聲波速度測井的探測深度較淺,表7-3 幾種常見巖石的骨架參數及孔隙流體參數巖石骨架tmamaNma

微秒/米微秒/英尺克/厘米3井壁中子補償中子砂巖（1） >10%18255.52.65—0.035-0.05砂巖(2) >10%16851.22.68—0.035-0.05石灰巖15647.52.710.00白云巖(1) =5.5~30%14343.52.870.0350.000.085白云巖(2) =1.5~5.5%或>30%14343.52.870.020.065白云巖（3） =0~1.5%14343.52.870.0050.04硬石膏16450.02.98—0.005-0.02石膏17152.02.350.49-0.01巖鹽22067.02.030.04tffNf孔隙流體微秒/米微秒/英尺克/厘米3井壁中子補償中子淡水泥漿620189.01.001.001.00鹽水泥漿608185.01.101.001.00因此，在聲波速度測井儀探測范圍內的滲透性地層孔隙中，所含的液體主要為泥漿濾液（如果為油氣層，還應有殘余油氣） 。根據巖石體積物理模型建立含油氣純巖石的聲波時差與孔隙度之間的關系。在聲波速度測井探測范圍內，含油氣純巖石孔隙中的流體是殘余油氣和泥漿濾液的混合流體。對于壓實和膠結良好的含油氣純巖石，侵入帶部分聲波傳播時間為巖石骨架、泥漿濾液和殘余油氣三部分傳播時間之和，其體積模型 見圖7-7。根據體積模型推導聲波測井公式如下：設L、Lma、Lhr、Lmf分別是表示巖石、巖石骨架、殘余油氣和泥漿濾液在聲波傳播方向上的等效長度。V、Vma、Vhr、Vmf分別表示巖石、巖石骨架、殘余油氣和泥漿濾液的體積。t、tma、3、皤和U、Uma、Uhr>Umf分別表示巖石、巖石骨架、殘余油氣、泥漿濾液的聲波時差和速度。則有：LULmaUmaLhrUhrLmfUmf(7-2)r—P-_=q^.[\j-F(\—S得：上式同乘以截回積VVmaVhrVmf(7-3)UUmaUmaUmf

1VV1 Vhr 1Vmf1umVV1VvmaVVmf1umVV1VvmaVhr V1 Vmf V1f V 匯 h V W(7-4)根據飽和度的定義，知，殘余油氣飽和度SorVhr/V,沖洗帶含泥漿濾液飽和度SxoVmf/V,且有Sxo Shr 1,故(7-4)式可表不為:(1UmaSor1U7(1(1UmaSor1U7(1Sor)1Um(7-5)t(1 )tma Shrthr Sxotmf (7—6)(7-7)(7-8)s(7-7)(7-8)1 Shr(shr1)式中，巖石視聲波孔隙度 s」一殳心,油氣視聲波孔隙度 shr -thr—tmatmf tma tmf tma對于未膠結又不夠壓實的疏松砂巖或弱膠結含油氣純巖石，聲波時差計算孔隙度的公式為：s 11 Shr(shr 1)CP.密度測井的孔隙度關系式密度測井測量的主要是康普頓散射伽馬射線強度，這種伽馬射線強度與巖石的電子密度成正比，而巖石的電子密度又與巖石的體積密度 b成正比。因而密度測井可直接記錄地層的體積密度 b。由于密度測井的探測深度較淺，密度測井的探測深度較淺(約15公分)，在含油氣地層，它主要反映沖洗帶部分地層性質，因此，在其探測范圍內的滲透性地層孔隙中，所含的液體主要為泥漿濾液(如果是油氣層，還應有殘余油氣) 。根據巖石體積物理模型概念，該部分巖石的重量為巖石骨架重量和孔隙流體重量之和，由此建立含油氣純巖石的體積密度與孔隙度之間的關系。根據體積模型，含油氣純巖石的質量為巖石骨架質量、泥漿濾液和殘余油氣質量之和，其體積模型見圖7-7。GGmaGhrGmf (7-9)VbVmamaVhrhrVmfmf (7-10)式中，hr為殘余油氣密度，g/cm3。

TOC\o"1-5"\h\zVV Vhr Vmfb ma hr mfV V Vmf(7-11)(7-12)hr maomf maVV Vhrmf(7-11)(7-12)hr maomf ma-V-maV-VhrV-v-（1 ）ma（1Sxo）hr SxomfDShr（Dhr1）式中，巖石視密度孔隙度 D——嘰，油氣視密度孔隙度 Dhrmfma3.中子測井孔隙度計算公式中子孔隙度測井是通過測量地層的含氫量來反映充滿液體的孔隙度的一種測井方法。直接測量地層中的熱中子密度（補償中子測井）或超熱中子密度（井壁中子測井） 。中子測井儀器的中子源連續向地層中發射高能快中子，它們和地層物質作用后很快減速成熱中子或超熱中子，地層對高能快中子的減速能力主要取決于地層含氫量，所以，中子測井讀數主要取決于地層的含氫量，即主要反映純地層中充滿液體的孔隙度。中子測井的巖石宏觀物理為巖石的含氫量（氫原子核數） 。根據巖石體積物理的概念知，純巖石的總含氫量等于巖石骨架的含氫量和巖石孔隙內流體的含氫量之和。由于中子測井的探測深度較淺，因此，在中子測井儀探測范圍內的滲透性地層孔隙中，所含的液體主要為泥漿濾液（如果為油氣層，還應有殘余油氣） 。根據巖石體積物理模型概念，可建立含油氣純巖石的體積密度與孔隙度之間的關系。根據體積模型，含油氣純巖石的總含氫量 H等于巖石骨架含氫量Hma、泥漿濾液含氫量Hmf和殘余油氣含氫量Hhr之和，其體積模型見圖7-7。(7-14)HHmaHhrHmf （7-13）(7-14)VNVmaNmaVhrNhrVmfNmf式中，Nhr為殘余油氣視中子孔隙度。整理，得：N(1 )NmaN(1 )NmaSxoNmf(1 Sxo)Nhr(7-15)(7-16)(7-16)N 1 Shr(Nhr1)式中，巖石視中子孔隙度nNma油氣視中子孔隙度式中，巖石視中子孔隙度nNma油氣視中子孔隙度NmfNmaNhr NmaNhr °Nmf Nma4.電阻率測井1942年，阿爾奇通過研究含水純巖石地層以及含油氣純巖石地層的電阻率與孔隙度、含水飽和度的關系，得到如下關系式:(7-17)Fa IRl_b(7-17)TOC\o"1-5"\h\zrm R OnRw RoSw其中：Ro—100%飽和地層水的巖石的電阻率， m；Rw—地層水電阻率， m;一巖石有效孔隙度，小數；a一與巖石性質有關的巖性系數，一般為 0.6~1.5;m一膠結指數，與孔隙結構有關，一般為 1.5~3;F—地層因素，它是100%含地層水巖石電阻率與地層水電阻率之比， 其大小只與地層的巖石性質、孔隙度和孔隙結構有關。b一與巖性有關的系數，一般取b=1;n—飽和度指數，一般取n=2;Sw—含水飽和度，小數；I—地層電阻增大系數，它是含油氣巖石的電阻率 R與地層完全含水時的電阻率Ro之比，與Sw有關，也與巖性有關。阿爾奇公式適用于純地層或粘土含量小于 5%的地層，對泥質地層公式要改進。阿爾奇公式可以把孔隙度測井與電阻率測井聯系起來，因此，它奠定了純地層油氣水定量解釋的基礎。下面先從含水純巖石電阻率模型來推導 f區亙，并分析其影響因素；接Rw著，從含油氣純巖石電阻率模型來推導 I?-b_,并分析其影響因素。RosW對于含水純巖石，其導電特性主要是靠巖石孔隙流體中離子導電，所以電流在巖層中的流動主要是沿著孔隙流體流動的，而巖石孔隙通道又是彎彎曲曲的，所以電流在巖石中也只能是曲折流動的。 設想將圖7-8a的巖石結構簡化為7-8b的等效巖石結構。假設巖石的截面積為A,長度為L；集中在一起的孔隙等效面積為 Aw,等效長度Lw；并假定巖石體積為V,電阻為ro；等效巖石骨架的電阻為rma,孔隙流體等效電阻rw,則可把巖

石電阻看成是rma和rw并聯的結果，見圖7-8c,所以有:1 1 1r。 rma rw(7-18)對骨架不導電的純巖石來說，其電阻趨于無限大，即 rma ,則（石電阻看成是rma和rw并聯的結果，見圖7-8c,所以有:1 1 1r。 rma rw(7-18)對骨架不導電的純巖石來說，其電阻趨于無限大，即 rma ,則（7-18）式化簡為：工工

r。rw(7-19)將r。R。!，rwRwLw代入（7-19）式，得：A AwA AwRL RwLw(7-20)將VLA,VLwAw代入(7-20)式，得:Rd 1/Lw、2(^)(7-21)將FRo/Rw代入（7-21）式，得:1/Lw、2■(V)(7-22)式中，Lw/L表示孔隙孔道的彎曲程度，稱為孔隙曲折度。（7-22）式表明，地層因素與孔隙度反比， 與孔隙曲折度的平方成正比， 而孔隙曲折度主要取決于巖石的性質，如顆粒粗細、分選好壞、磨圓度、膠結程度等，所以，對于巖性和孔隙度一定的純巖石，其地層因素F為常數。對比（7-17）式與（7-22）式，得:a_mLA(7-23)兩邊取對數，再將—呈民代入（7-22）式，解出m。VLAlgalg（Aw/A）lg（Lw/L）111 17—24）lg（Aw/A）lg（Lw/L）式中， Aw/A是孔隙截面（即含水面積） Aw與巖樣截面A之比，稱為截面孔隙度。（7-24）式說明，在含水純砂巖地層中， 膠結指數m與Aw/A、Lw/L有關，而Aw/A、Lw/L取決與孔隙大小及形狀，即巖性、巖石顆粒的粗細、分選好壞、膠結物的性質及含量等。因此，m與巖性、巖石顆粒的粗細、分選好壞、膠結物的性質及含量等因素有關。

含油氣純巖石與含水純巖石的不同之處是，巖石孔隙中除了地層水外，還有油氣。因此巖石孔隙體積水可分為地層水所占體積 Vw和油氣所占體積Vb兩部分。油氣層導電的孔隙結構比水層要復雜的多， 為了簡單起見，我們仍然用同圖7-8相似的模型和等效電路計算出巖石電阻率，可寫出含油氣砂巖電阻率公式：'Rt 1"、2 ,…、 （——） （7-25）Rw Sw L其中：Sw—含水飽和度；'Lw-含油氣純巖石導電的孔隙等效體積長度；Rt-含油氣純巖石電阻率；L—含油氣純巖石中導電孔隙的彎曲程度；為了比較同一巖石含油氣與不含油氣在電阻率上的差別， 將上式除以（7-21）式可得：'Rt 1Lw2t w2RS-（"l） （7-26）R0SwLwRt/Ro—含油氣巖石電阻率和該巖石完全含水時電阻率的比值， 常稱為電阻率增大系數，用I表示。‘Lw/Lw含油氣巖石導電孔隙的復雜性，除和巖石孔隙結構有關外，還和油氣水在‘孔隙中分布的狀況有關，由于Lw/Lw實際上很難確定，所以通常將上式改寫成如下形式：RRoRtRRoRtbbsw (iSo)(7-27)第三節巖石電阻率與巖性、物性和含油性的關系一、巖石電阻率與巖性的關系按導電機理的不同，巖石可分成兩大類，離子導電的巖石和電子導電的巖石，前者主要靠連通孔隙中所含的溶液的正負離子導電；后者靠組成巖石顆粒本身的自由電子導電。對于離子導電的巖石，地層水中所含有的鹽類在水中呈離子狀態，在外加電場的作用下，正、負離子運動形成電流，所以該類巖石電阻率的大小主要取決于巖石孔隙中所含溶液的性質、濃度和含量等。沉積巖（如砂巖、頁巖等）就屬于離子導電的巖石，雖然沉積巖造巖礦物的自由電子也可以傳導電流，但相對于離子導電來說是次要的，因此沉積巖主要靠離子導電，其電阻率比較低。對于電子導電的巖石，其電阻率主要由所含導電礦物的性質和含量來決定。大部分火成巖（如玄武巖、花崗巖等）非常致密堅硬，不含地層水，主要靠造巖礦物中少量的自由電子導電，所以電阻率都很高。如果火成巖含有較多的金屬礦物，由于金屬礦物中自由電子很多，這種火成巖電阻率就比較低。二、巖石電阻率與地層水性質的關系組成沉積巖的造巖礦物的固體顆粒部分稱為巖石骨架， 主要靠很少的自由電子導電，其導電能力很差，因此沉積巖的導電能力主要由孔隙溶液（即地層水）的電阻率決定，所以研究沉積巖的電阻率必須首先研究影響地層水電阻率的因素。地層水的電阻率 Rw取決于其溶解鹽的化學成分、溶液含鹽濃度和地層水的溫度，下面來看看溶解鹽成分、濃度以及溫度對地層水電阻率之間關系。1、地層水電阻率與地層所含鹽類化學成分的關系在溫度、濃度相同的條件下，溶液內所含鹽類不同，其電阻率也不同。地層水中常含NaCl、KCl、CaCO3Na2SO4MgSO得鹽類，且各種成分含量不同。2、地層水電阻率Rw與溶液濃度和溫度的關系以NaCl溶液為例，當溶液濃度增高時，溶液中離子數增多，溶液的導電性加強，溶液電阻率降低；當溶液溫度升高時，離子遷移率增大，溶液的導電能力加強，也使溶液電阻率降低。此外，有些鹽類由于溫度升高，溶解度增加，使溶液電阻率降低。三、含水巖石電阻率與孔隙度的關系沉積巖的導電能