测井
测井
1.测井概念
测井，也叫地球物理测井或石油测井，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、测井）之一。
在测井过程中会用一些专门的仪器设备放入井中对地层的某一方面特性（电化学特性、导电特性、声学特性、放射性等）进行测量，结合钻井资料、录井和地质等资料，分析、确定地层的地质特性和各种地质参数，寻找地下的油气资源，解决油气田勘探、开发过程中的具体问题，例如分析地层的岩性、沉积相、沉积环境、地层的地质构造，以及油、气、水的分布规律，油气层水淹情况及状态，储集层性能评价、油气藏描述、以及固井、试油等工程作业。
同时，测井资料也为固井、试油、开发方案编制及进一步的各种措施提供依据，可以说测井资料是一种重要的地质信息。
2.测井资料的主要应用
在油气勘探开发这一复杂且系统的工程里，测井资料犹如一把 “万能钥匙”，为各个关键环节提供着不可或缺的支撑。其应用范畴广泛，涵盖地层评价、油矿地质研究以及钻井与采油工程辅助等核心领域。
2.1地层评价
(1)岩性分析
不同岩性的地层在测井响应特征上有着显著差异。通过自然伽马测井，能依据放射性强度区分泥岩与砂岩，泥岩放射性往往较高；利用电阻率测井，可凭借岩石导电性能的不同，分辨出高阻的致密岩石与低阻的含流体岩石。
(2)计算储层参数
①孔隙度：声波时差测井是计算孔隙度的常用手段。声波在岩石孔隙流体与岩石骨架中的传播速度不同，依据测量得到的声波时差，运用经验公式便能计算出地层孔隙度。在某储层，通过声波时差测井数据计算出平均孔隙度达 18%，显示出较好的储集性能。
②渗透率：渗透率与孔隙度、岩石结构密切相关。借助核磁测井获取的孔隙大小分布信息，结合其他测井参数，能够建立渗透率模型进行估算。如在某复杂储层，通过综合测井资料建立的渗透率模型，有效估算出渗透率数值，为产能评估提供关键依据。
③含油气饱和度：阿尔奇公式利用电阻率测井资料，结合孔隙度和地层水电阻率，可精准计算含油气饱和度。在某油藏，经阿尔奇公式计算，确定部分区域含油饱和度高达 70%，明确了优质油层分布。
(3)储层综合评价
综合考虑岩性、孔隙度、渗透率、含油气饱和度等多参数，对储层进行分类评价。一般将储层划分为一类、二类、三类等不同级别，一类储层通常具有高孔隙度、高渗透率与高含油饱和度，是优先开采的对象。在某大型油田，通过储层综合评价，筛选出优质储层分布区域，为高效开发提供目标。
2.2油矿地质
编制钻井地质综合柱状图、岩芯归位、地层对比；研究地层、构造、断层及沉积相；研究油气藏和油气水分布规律，计算储量，制定开发方案。
2.3钻井、采油工程
(1)在钻井工程中，测井斜方位和井径等几何形态的变化、估计地层孔隙流体压力和岩石的破裂压力梯度，确定下套管深度和水泥上返高度，计算平均井径，检查固井质量。
(2)在采油工程中，测量生产剖面和吸水剖面，确定水淹层位、压力枯竭层位、出水层位、出砂层位、窜槽层位，检查射孔质量和酸化压裂效果。
3.测井技术的发展历程
3.1国际测井技术的发展历程
(1)早期探索阶段（20 世纪初 - 20 世纪 30 年代）：1927 年，法国斯伦贝谢兄弟发明了电阻率测井方法，开启了现代测井技术的先河。当时主要是利用简单的电极系测量地层电阻率，用于区分不同岩性地层，为油气勘探提供初步的地质信息。
(2)技术发展阶段（20 世纪 40 年代 - 20 世纪 60 年代）：
40 年代，流速和压力测量与温度结合，在流体类型判断和注产量计算中得到进一步应用。
50 年代，声波测井技术出现，通过测量声波在地层中的传播速度和幅度，获取地层的岩石力学性质等信息。
60 年代中期，密度和持水率仪器被用于复杂多相流解释，水泥胶结测井在完井评价中被广泛应用。
此外，放射性测井技术也得到发展，如自然伽马测井、中子测井等，能够有效识别岩性、判断地层的含油饱和度等。
(2)快速发展阶段（20 世纪 70 年代 - 20 世纪 90 年代）：
70 年代，随着计算机技术的发展，测井数据的处理和解释能力得到大幅提升，开始出现了数字测井技术，实现了测井数据的数字化采集、存储和处理。
80 年代，成像测井技术逐渐兴起，如微电阻率成像测井、声波成像测井等，能够提供更直观、详细的地层图像，有助于更准确地识别地层结构、裂缝等地质特征。
90 年代，随钻测井技术取得了重大突破，能够在钻井过程中实时获取地层信息，及时指导钻井作业，提高钻井效率和成功率。
(3)现代发展阶段（21 世纪以来）：
进入 21 世纪，测井技术朝着智能化、自动化、一体化的方向发展。各大油服公司不断推出新型测井仪器和技术，如斯伦贝谢的DELFI 数字平台，大大提高了随钻测井数据传输、评价和共享效率。
同时，光纤传感技术等新兴技术在测井领域得到应用，能够实现对井下温度、压力等参数的长期、实时监测。
此外，核磁共振测井技术也不断完善，在评价储层流体性质、孔隙结构等方面发挥着重要作用。
3.2国内测井技术的发展历程
60年代以来，我国测井仪器经历了五次更新换代，即：半自动模拟测井仪、全自动模拟测井仪（ 60-70年代）、数字测井仪（80年代初期）、数控测井仪（ 80年代中期）和成像测井仪（ 90年代末期）。
通过测量仪器不断的更新换代，提高测量仪器的稳定性和一致性，提高测量精度；通过提高采集数据量和计算机处理能力来获取更多的地质信息。目前，测井技术正向着多学科相互渗透的综合评价方向发展。21 世纪以来，我国测井技术在自主创新方面取得了显著成果。以中国石油集团测井有限公司的 CPLOG 和中海油田服务股份有限公司的 ECAS 等为代表的国产自主生产测井成套设备，逐渐发展成熟。
我国的测井技术在复杂储层评价、非常规油气勘探开发等领域发挥着重要作用，形成了一系列具有自主知识产权的测井技术和方法。同时，我国还积极开展国际合作与交流，引进国外先进技术和经验，提高我国测井技术的国际竞争力。
4.常见的测井技术介绍
4.1电法测井
测井技术是在电法测井的基础上发展起来的。最早的测井以电极系为主，一个发射电极、一个接收电极，通过接收电信号的变化反映地层的岩性，通过改变电极距、控制探测半径来了解油、水性质。随着认识的提高、技术的发展，产生了微电极测井、感应测井、侧向测井等测井方法，进而发展了双感应、双侧向、微球形聚焦、八侧向等测井方法。这些方法均以电磁学为基础，只是通过增加电极数量、改变电场方向等措施，减少井眼、环境等信息对地层信息的干扰，获得地层的真实信息。
4.2声波测井
井中声源发出的声波，由近及远地引起周围介质质点的振动，在地层中产生体波（纵波和横波），在井壁和泥浆界面产生诱导的的界面波（伪瑞利波和斯通利波）。这些波作为地层信息的载体，被接收器接收后送至地面记录，这就是声波测井。不同岩石、不同流体的纵波速度是不同的.声波的速度特性是声波时差测井等声速类测井方法的基础。
通过测量声波纵波在单位厚度岩层中传播所需的时间（即时差），来识别岩性、判断孔隙流体性质、计算储集层孔隙度。由于时差(Δt)的倒数就是声速，因此，声波时差测井通常又叫做声波纵波速度测井。目前广泛使用的声波时差测井仪器有双发双收的井眼补偿声波测井仪和长源距声波时差测井仪。
过程：发射探头发射的声波，遇井壁发生波的反射、透射等物理现象。反射波未进入地层，没有携带地层信息，是声波测井的干扰。只有以第一临界角入射的波束，才能在地层中产生沿井壁传播的滑行纵波，并以入射角的角度折回井中，被接收探头接收。
记录：滑行纵波到达两个接收器的时间差Δt μs/m。•Δt=1/νt。要求：仪器居中、井壁规则。
4.3放射性测井
是根据岩石及其孔隙流体的某种核物理性质探测井剖面的一类测井方法。优点是在裸眼井、套管井都能正常测井，不受钻井液的限制。种类包括：自然伽马测井、自然伽马能谱测井、密度测井、岩性密度测井、中子测井——中子伽马测井、补偿中子测井、中子寿命测井、C/O能谱测井——RMT、放射性同位素测井。
(1) 自然伽马和自然伽马能谱测井
岩层中的天然放射性核素→衰变→伽马射线岩性不同→放射性核素的种类和数量不同→自然伽马射线的能量和强度不同测量井剖面自然伽马射线的强度和能谱的测井方法。
自然伽马测井：只记录伽马射线强度----一条GR曲线。
自然伽马能谱测井：记录伽马射线强度、分析伽马射线能谱。
5条曲线—铀U、钍Th、钾K的含量、去铀自然伽马CGR、总自然伽马GR。
