常用测井仪器介绍课件.ppt
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1、常用测井仪器及质量控制常用测井仪器及质量控制n张卫平张卫平常用测井系列常用测井系列n1、电阻率声波系列、电阻率声波系列n2、放射性系列、放射性系列n3、测压取样系列、测压取样系列n4、备选系列、备选系列(倾角测井、全井眼电阻率扫倾角测井、全井眼电阻率扫描、核磁测井、垂直地震剖面测井等描、核磁测井、垂直地震剖面测井等)n5、井壁取心、井壁取心n6、固井质量检查、固井质量检查1、电阻率声波系列电阻率声波系列DLL/MLL/MAC/GR/CAL/SPn 该系列进行三种电阻率测量和声波测量:深侧向该系列进行三种电阻率测量和声波测量:深侧向(LLD)、浅侧向、浅侧向(LLS)和微电阻率和微电阻率(MLL
2、)、声波(、声波(MAC或或XMAC);此外,也记录一些辅助曲线);此外,也记录一些辅助曲线(如井径、自如井径、自然伽玛和自然电位然伽玛和自然电位)。n1.1双侧向测井仪双侧向测井仪DLL(Dual Laterolog)n 双侧向测井仪是一种聚焦式电阻率测井仪,其电极系是由一个主电极,两对监督电极,两对屏蔽电极共9个环形电极镶嵌在一个圆形的绝缘棒上组成的,其物理基础是:电流通过导体的电压降随导体电阻率的变化而变化。n 双侧向测井仪同时提供深浅两个电阻率数据,当屏流与主电流同极性时,加强了对主电流的聚焦作用,因而主电流到地层深处才发散开,所以主电流在地层的电压降反映的是地层深处的电阻率;当屏流与
3、主电流为反极性时,消弱了对主电流的聚焦作用,因而主电流到地层不远处即发散了,耸敝电流在地层的电压降反映的是较浅处地层的电阻率。双侧向测井仪常与微侧向同时下井,获得从冲洗带到原状地层不同探测深度的三条电阻率曲线,准确得到地层电阻率,判断地层岩性,定性确定地层渗透率等。DLL技术指标:技术指标:直径 3.36ft 85.3mm长 度 1 8.8 f t 5.7 3 m重量 278 lb 126.1kg耐 温 4 0 0 2 0 4 耐压 20 kpsi 137.9MPa 测量范围 0.2-25000.m 垂向分辨率 2 ft 0.61 m径向探测深度 深侧向 45 in.1.14m浅侧向 17 i
4、n.0.432 m最大测井速度:60 ft/min 18.3 m/min DLL应用条件:应用条件:最小井眼直径 5.5 in 139.7 mm最大井眼直径 24 in 576 mm泥浆电阻率范围 0.015.m to 3.0.mDLL优点和地质应用:优点和地质应用:n分辨含盐水层和含烃层,可动烃指示;n确定地层真电阻率,盐水钻井液中的电阻率测量;n估计钻井液滤液侵入深度;n地层对比;n帮助确定Archie、Humble、Tixier等公式的参数。DLL质量控制质量控制n仪器应居中;n重复测量段与主测井应重合良好;n地层界面应清楚确定;n不能在油基钻井液或淡水钻井液中测聚焦测井;n曲线不能饱和
5、或平头,浅测向和微探测仪器,特别是后者比深侧向更会有这些现象;n在RmfRw的渗透层,电阻率测量值MSFL或MLL会低于LLS,LLS又会低于LLD,其差异大小取决于侵入深度、Rmf和Rw的大小和含水饱和度;n在大多数的非渗透层,LLS和LLD电阻率会重合。1.2 微侧向测井仪微侧向测井仪MLL(Micro Laterolog)n 微侧向测井仪是一种极板式测井仪,其极板由主电极和屏蔽电极组成,主电极向地层发射电流,在屏流的作用下被聚焦成束状水平注入地层而不会沿泥饼分流。由于电极系尺寸较小,主电流进入地层不远即散开返回至仪器外壳,因此其探测深度浅,有极好的纵向分层能力,主要用来测量冲洗带电阻率。
6、常与双侧向仪器在高矿化度泥浆中同时测量获得浅、中、深径向电阻率数据。MLL技术指标:技术指标:直径 6.5in 165.1mm长度 12.08ft 3.683m 质量 225 lb 102.1kg耐 温 3 5 0 1 7 7 耐压 20 kpsi 137.9MPa最大测井速度 50 ft/min 15.2 m/min测量范围 CMLL 0.5 5000 mmhoCAL 6.75-16 in.171.5 406.4 mm探测深度 0.75 in.19 mmMLL应用条件:应用条件:最小井眼直径 7 in.177.8 mm最大井眼直径 16 in.406.4 mmnMLL优点和地质应用:优点和地
7、质应用:n1.确定冲洗带电阻率n2.与其它电阻率测井配合确定产层厚度n3.与其它电阻率测井配合确定地层孔隙度和渗透率n4.与其它电阻率测井配合确定可动油n5.确定井眼大小和泥饼厚度MLL质量控制质量控制n有时因极板接触不良,曲线上可看到间断的极低的电阻率读数。应该降低测速进行重复测量以改善数据质量;n重复测井与主测井应重复较好(裂缝地层通常重复不好)。1.3自然伽玛测井自然伽玛测井GR(Gamma Ray)n 自然伽玛测井仪可测量地层的自然放射性。地层的自然放射性是由岩石中所含的钾、铀、钍等放射性元素引起的。这些放射性元素在地层中的聚集与地层沉积环境有密切关系。因此,测量地层的自然放射性可解决
8、一些地质问题。它既可在裸眼井中测量,也可在套管井中测量,用于地质分层,估算泥质含量及深度校正等等。GR技术指标:技术指标:长度 6.7ft 2.041m直径 3.63in 92.1mm耐压 20 kpsi 137.9MPa耐温 400 204重量 120 lb 54.4kg垂直分辨率 15 in.381.0 mmGR应用条件:应用条件:最小井眼 4.75in.120.7mm 最大井眼 24 in.609.6 mm nGR优点和地质应用:优点和地质应用:n1.用于曲线深度校正n2.确定地层层序剖面,储层划分n3.估算泥质含量n4.井间对比,火山岩识别n5.阳离子交换能力研究;GR质量控制质量控制
9、n自然伽玛仪器可居中或偏心;n在目的层段应重复测60m,重复误差应在允许范围内;n自然伽玛测井因受地层中运移流体所携带的铀元素沉淀或者岩盐的影响,而会作出地层不正确含泥质的指示。应将测量结果与岩屑样品作比较,若有异,则建议增加自然伽玛能谱测井(测量钍、铀和钾元素)。1.4 AC补偿声波测井仪补偿声波测井仪 Borehole Compensated Acoustilogn 基本的声波仪器由一个发射声波脉冲的发射探头和一个检测脉冲的接收探头所组成。声波测井是记录发射的脉冲波传过一个单位体积岩石,所需要的时间,即声波时差。时差是声波速度的倒数,一定地层的时差取决于其岩性和孔隙度。AC补偿声波测井仪补
10、偿声波测井仪n 井眼补偿(BHC)系统使用两对声波接收探头和上下各一个的发射探头。这一类型的仪器减小了井眼尺寸变化和仪器碰撞所造成的不良影响,当其中一个发射探头发射脉冲波时,在两个相应接收探头上可测得首波的时间差。BHC仪器的两个发射探头交互地发射脉冲波,在两个接收探头上读取时差。接收到的两套时差自动地平均进行井眼补偿。在两个接收探头上的首波时间取决于在井眼附近地层中的首波传播路径。为了取得垮塌地层的精确声波速度测量,要求使用长源距的声波仪,具有探测深度更深,受大井眼的影响小的特点。AC技术指标技术指标(1603):直径 3.38in 85.7mm长度 19.17ft 5.842m重量 320
11、 lb 145.2kg耐温 400 204 耐压 20 kpsi 137.9MPa 垂直分辨率 2 in.50.8 mm 发射接受器排列 T4R2R4T AC应用条件:应用条件:最小井眼 6 in.152.4 mm(带Standoff)最大井眼 16 in.406.4mm (受扶正器影响)AC优点和地质应用:优点和地质应用:1.确定地层孔隙度;2.识别气层;3.得到地层速度数据;4.做相关性对比;5.与其它孔隙度曲线一起识别岩性;6.识别地层裂缝;7.确定地层的力学参数,确定岩石的机械特性,出砂分析。AC质量控制质量控制n应在套管(187usm,57us/ft)和已知岩性如盐岩或硬石膏(盐岩2
12、23-230usm,n68-70us/ft);硬石膏164-171usm,5052usft)的地层中,检查测量的精度;n在目的层中若发生周波跳跃,应根据实际情况降低测速并提高自动增益(AGC)重 测此井段;n发生气侵时不要测井;n若测得目的层的噪声尖峰太多,应降低增益和测速重测此井段;n要求在图上提供累积时差记录,以便与已获得的地震资料对比;n若测了井径,要求在图上标出累积井简体积;n仪器应居中。1.5 多极阵列声波测井仪多极阵列声波测井仪 MAC(Multipole Array Acoustilog)n 多极阵列声波测井仪是由两个单极子发射器、两个偶极子发射器和八个阵列单极子接收器、八个阵列
13、偶极子接收器组合成的。与以往的补偿声波相比,由于其发射频率低,使得该仪器在疏松软地层或致密硬地层都能很好的采集到波形幅度、慢度和波至时间等地层声波响应。其最大优点是不仅测量纵波信息,还可以测量横波信息,用以评价裂缝、岩性、岩石特性和流体成分。MAC技术指标:技术指标:换能器单极偶极发射器数量22发射器带宽2-15kHz1-3kHz发射器间距30in.(762mm)12in.(305mm)接受器数量88接受器带宽1-20kHz0.5-5kHz接受器间距0.5ft0.5ftMAC技术指标:技术指标:单极偶极 最小源距8.0ft(2.44m)9.0ft(2.74m)仪器外径3.625in.3.625
14、in.最大耐温204 摄氏度(2H)204 摄氏度(2H)177 摄氏度(8H)177 摄氏度(8H)仪器重量318kg318kg 仪器长度10.97m10.97m 垂向分辨率3.5in.(相似处理)同单极0.5in.(初至波探测)同单极 最大测井速度 9m/min MAC应用条件:应用条件:最小井径 4.5m.(114mm)最大井径 21 in.(533 mm)适应井斜:垂直到水平;MAC优点和地质应用:优点和地质应用:1.低频偶极发射器可确保横波速度的精确测量;2.独立的单极与偶极接收器可实现两个接收器阵列的优化设计;3.仪器结构适于进行准直的或交叉的偶极测量;4.大功率发射器设计改善了冲
15、蚀段的信噪比,并具更大的路径噪音抑制能力;5.六节刚性隔声体允许在时差超过600微秒/英尺(1968微秒/米)情况下进行慢度测量;MAC优点和地质应用:优点和地质应用:6.地面控制的可编程序数据采集模式;7.与电缆遥测系统(WTS)兼容,可与其它测井组合;8.地震:绘制合成地震图,并与地面地震和井中地震数据结合9.岩石机械特性:预测岩石强度,以便设计压裂增产措施或地层防砂方案10.渗透率:从斯通利波幅度衰减导出渗透率11.岩性:改善慢速地层中孔隙度与岩性的测定12.地层流体特性:给出声波油气指示参数13.各向异性:采集交叉偶极测量值,并评价垂直微裂缝和应力状态14.套管井:过套管采集横波与纵波
16、数据MAC质量控制(质量控制(1)l仪器测前刻度是在管外无水泥的套管中进行,允许误差范围为572微秒/英尺(187 7微秒/米)。l记录的首波要清晰,且全波列数据的振幅不能出现饱和现象。对于单极记录方式,波形的记录长度一般不应小于4000微秒,特殊情况可按用户要求选择。l每次测井要记录8组波形,以便更好地进行相关对比,提取准确的纵波、横波和斯通利波速度。n MAC质量控制(质量控制(2)n仪器保持居中(加合适的扶正器),以免记录到的信息不能反映真实的地层情况。n每次测量必须重复测量50米,以检查仪器的稳定性、重复性。n若测量横波,误差范围为2.5 微秒/英尺,若测量纵波,误差范围为1 微秒/英
17、尺,若测量横波的 T,测量精度为读值的5%,若测量纵波的 T,测量精度为读值的3%。1.6 交叉多极子阵列声波测井仪交叉多极子阵列声波测井仪XMAC-II(Cross-Multipole Array Acoustilog)n XMAC是一种新型声波测井仪器,它在MAC的基础上对其接受部分做了进一步的改进。不仅可以采集到全波单极子波列、偶极子波列,还可以采集到交叉偶极子波列。从软地层、未固化的砂岩地层到低孔隙度、裂缝碳酸岩地层都能得到纵波、快横波、慢横波。它不仅可以确定岩石力学参数、裂缝走向和出沙分析,最突出的优点是与井斜方位仪器一起测量还可以确定微裂缝和地应力方向,提供方位各向异性分析。XMA
18、C-II技术指标:技术指标:最大耐温 400 204(2 小时)350 177(8 小时)最大耐压 20 k psi 137.9 MPa 仪器直径 3.88 in.98.6 mm 长度 35.0 ft 10.7 m 重量 721 lb 327 kg 推荐测井速度时差采集 100 ft/min 30 m/min 全波(单极/偶极)和时差采集 25 ft/min 7.6 m/min 交叉偶极和时差采集 21 ft/min 6.4 m/min 垂直分辨率相似处理 3.5 ft 1.1 m 首波探测 0.5 ft 0.15 m XMAC-II技术指标:技术指标:发射探头;单极子 偶极子 数量 2 2(
19、正交)间距 30 in.762 mm 12 in.305 mm 接收探头 单极子 偶极子 数量 8 8 间距 6.0 in.152.4 mm 6.0 in.152.4 mm T1R1 偏置 11.0 ft 3.2 m 10.25 ft 2.9 m(同向和双轴)应用条件:应用条件:最小井眼尺寸:4.5 in 114 mm 最大井眼尺寸:17.5 in.445 mm 适应井斜:垂直到水平;XMAC-II优点和地质应用:1.由于其频率响应低(低于400HZ),所以疏松慢速地层也可测得横波;2.4分量的交叉偶极测量可用来确定微裂缝和地层应力方向,提供方位各向异性分析;3.确定岩石力学特性参数,出砂预测
20、分析;4.提供可靠的地层的渗透性分析资料。5.计算地层孔隙度和识别岩性;6.用纵横波的测量识别地层流体特性;1.7井径测井井径测井CAL(Caliper log)n 井径测井是对井眼尺寸的测量,大多数是从一个或多个臂,极板或弓形弹簧的机械式仪器测量得到,也有一些使用声能仪器测量。多数情况下,井径测量是随主仪器下井测量。单臂测量井径仪都是使仪器偏心(如密度测井仪)而获得的辅助测量;联动的双臂井径仪是为使仪器居中并提供单方面的井径,如在大多数的极板电阻率仪上的井径测量;三臂井径除纯作井径测量外还用于仪器的居中,弓形弹簧井径仪也是这种类型;四臂井径队由四个独立的活动臂或互成直角的两两成对的井经组成,
21、前者提供四个独立的半径测量而后者提供两个相互垂直的井径(即XY井径)。n 井径测量的机械接触面的尺寸、类型和施加的压力都会影响测量结果,所以不同类型仪器测量结果有差异。小接触面(如电磁波传播仪)比大接触面(如微球形聚焦仪)测量的井径更精确。高压接触(如密度仪)穿过泥饼测量的井径,是消除泥饼缩径后的井径,大于低压接触测量的井径。CAL的地质应用的地质应用n评价井眼几何形状,包括坍塌、不规则、椭圆度和缩径探测;n应用于其它仪器的校正因子和主测井质量的定性指示;n用于确定井眼体积计算水泥量;n估计泥饼厚度(仅适用于井径小于钻头直径时,即使如此也是最小厚度);n用椭圆井眼的长轴方向结合方位资料,可判断
22、裂缝方向和地下应力方向等。CAL质量控制质量控制n在已知内径的套管中测一小段作为附加的刻度检验;n在井底附近的坚硬地层将井眼尺寸、钻头尺寸和测量井径作比较;n由于井径仪类型不同和井眼的不规则,重复测量的结果会不同。重复误差应为土0.64cm(土0.25in);n前后两次测量的井径第一次大于第二次的测量的结果,可能指示地层正在发生缓慢的漏失,仪器遇粘卡的风险很高;反之,则井眼可能发生坍塌,仪器极可能发生遇卡。1.8自然电位测井自然电位测井SP(spontaneous potential)n 自然电位(SP)曲线是井眼中移动电极(仪器)的电位与地面电极固定电位的差的反映。SP曲线上的偏移是电流在井
23、筒内的钻井液中流动的结果,电流是井壁两侧流体所含离子浓度差形成的电化学作用所造成。SP的地质应用的地质应用n探测渗透层;n确定地层界面位置,地层对比;n确定地层水电阻率(Rw)的值;n定性判断地层泥质含量。SP质量控制(质量控制(1)n检查接地电极的位置是否在不流动的水或钻井液中,或是否在发电机或电源线附近。不应接近任何管线(如钻井液储罐);n每次测井的横向刻度比例尽可能相同。理想的SP刻度在泥岩线和纯砂岩线之间应有5小格,(通常每小格应为一20 mV)。在响应幅度低的井段或地区已定好刻度时,也可有例外;n泥岩线的位置应与前次测井相同;n操作工程帅在移动泥岩基线时,应在胶片或蓝图上作出标记,且
24、不得在目的层进行;SP质量控制(质量控制(2)n将较纯水层(最好为砂岩)的毫伏电压偏移与前次或邻井测得的曲线进行比较;n在油基或不导电钻井液中不应测SP曲线;nRmfRw时SP为负偏移,RmfRw时为正偏移;n如发现曲线有受干扰的迹象,则需查清,常见的干扰源有:表现为周期性地出现与电缆滚筒速度有关的磁性影响、表现为5060Hz的随机脉冲n随机电子干扰、表现为与电缆卷绕有关的随机噪声电缆噪声、表现为与焊接周期(热冷)有关的周期性噪声焊接等。2、放射性测井系列仪器、放射性测井系列仪器Nuclear Logging Toolsn2.1自然伽玛能谱测井仪自然伽玛能谱测井仪Spectralogn 普通自
25、然伽玛测井仪测量地层所有的自然放射性造成的总计数率。它反映的是全部放射性元素的总效应,而不能区分这些元素的种类,对于地层所提供的信息没有得到充分的利用。1318自然伽玛能谱测井仪不仅能测量自然放射性造成的总计数率,而且对伽玛射线的能量进行分类,确定地层中K、U、Th的含量,以便进一步分析地层沉积环境。它采用高分辨率的闪烁探测器,探测地层中的自然伽玛能谱,根据K、U、Th元素伽玛射线的能量,设置能窗,经剥谱分析后给出K、U、Th含量。技术指标技术指标(1318):直径 3.63in 92.1mm长度 6.98ft 2.13m重量 115 lb 52.2kg耐温 400 204耐压 20kpsi
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