綜合測井技術在劃分地層中的應用研究

摘 要：地球物理測井是地球物理學的重要分支，采用先進的電子及傳感器、計算機信息論、數據處理等技術，借助專門的探測儀器設備，沿鉆井剖面觀測巖層剖面的物理性質，以研究和解決地質問題[1]。本文主要通過使用Matrix測井儀獲得四種常用的曲線，對比分析這四條曲線，識別和劃分出某實驗室3號鉆孔的沉積相層序。

關鍵詞：地球物理測井 劃分地層 Matrix測井儀

中圖分類號：TV22 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）12（a）-0027-02

層序地層學由地震地層學發展而來，在盆地分析、有利含油氣區帶預測等方面得到廣泛應用。而我們進行測井地質解釋的一個重要目的就是數據資料向地質信息的轉換[2]。

由于測井曲線具有較高的縱向分辨率，因此可以劃分出大多數地層單元，如層序、準層序組、準層序、層組等[3]。Matrix測井儀是美國Mount Sopris儀器公司生產的最新產品，集合了很多其他測井儀的功能于一體，采用先進的井下視頻系統和光學及聲學成像探頭，操作方便，數據采集效率高且準確性好，并對施工環境要求低，是進行測井實驗、研究最佳的儀器。此次使用Matrix測井儀器在某測井實驗室對3號鉆孔井進行數據采集，得到了兩組綜合測井曲線，然后根據形態幅度特征及變化趨勢，進行劃分地層，最后得到兩組巖性柱狀圖，并且與實際鉆孔資料對比，其解釋結果與實際鉆孔資料大致相吻合，證明該方法應用在劃分地層方面應用效果良好，值得推廣。

1 電測井的方法及原理[4]

1.1 普通視電阻率測井

電阻率測井是沿井身測量井周圍地層電阻率的變化，因此向井中供應電流，在地層中形成電場，然后研究地層中電場的變化，求得地層電阻率。把供電電極A和測量電極M、N組成的電極系放到井下，供電電極的回路電極B（或N）放在井口。由A電極供應電流I，M、N電極測量電位差，它的變化反映了周圍地層電阻率的變化。通過變換，即可測出地層的視電阻率。

1.2 自然電位測井

地層巖石之間存在電化學差別時，地層巖石中會自發地產生電動勢而形成自然電場，鉆井泥漿的電化學性質不同于地層水。因而，井內也有自然電場分布，而巖石中的自然電動勢主要有擴散-吸附電動勢、動電動勢和氧化還原電動勢。測量井內自然電場的測井方法就是自然電位測井，它的目的是根據其形態（幅度和形狀）定量和定性地研究儲油氣地層孔隙性、滲透性、沉積環境和計算泥質含量、地層水電阻率。

1.3 自然伽馬測井

自然伽馬測井儀氛圍地面儀器和下井儀器兩部分。下井儀的基本組成是伽馬射線探測器、放大器和高壓電源等。地面儀器有前置放大、鑒別、整形和計數率計等。

在井下伽馬射線由伽馬射線探測器感知并將其轉變為電脈沖，被放大器的放大后經過電纜傳輸到地面儀器中再被放大后，通過鑒別器消除其中的干擾，然后整形器把所有的脈沖信號變成幅度、寬度一樣的矩形波，這樣每一個矩形波帶的電量就是一樣，計數率計再把單個的矩形脈沖變成連續變化的電壓（或電流），電壓（或電流）的大小反映了伽滿脈沖的多少。最后由測井儀記錄員記錄成自然伽馬測井曲線。

2 測井的影響因素

（1）測井儀器的影響。

（2）井徑與侵入帶的影響。

（3）地層厚度與電阻率的影響。

（4）統計漲落的影響。

3 應用實例

本次實驗采用Matrix綜合測井儀在地球物理測井實驗室對3號鉆孔進行測量。工作時探頭從下往上進行測井數據的采集，采集方式為：深度采樣率0.1 m，時間采樣率1 ms，采集深度為20 m。得到3號孔的測井數據，結果如圖1、2所示。

從曲線變化趨勢來看，兩組曲線有明顯的差別，其中視電阻率與自然伽馬曲線逐漸增大，與實際鉆孔資料大致吻合，存在極小的出入是因為儀器的誤差、液的影響及施工條件等因素的影響，不過還是可以明顯的區分出每一層的曲線特征，根據曲線的變化趨勢，鉆孔的地層大致都可以分為五層（素填土和粉質粘土歸為一層），如表1所示。

4 結論

上述測井工作從現場資料采集到資料處理解釋都做了認真細致的工作，獲得了較好的資料和得到可靠的地質解釋成果，因此本次探測結果表明。

（1）Matrix測井儀集合了很多其他測井儀的功能于一體，采用先進的井下視頻系統和光學及聲學成像探頭，操作方便，數據采集效率高且準確性好，并對施工環境要求低，是進行測井實驗、研究最佳的儀器。

（2）測井曲線參數多、信息豐富、特征明顯在地層的劃分、對比上貢獻大、易對比。利用測井資料劃分層序，不僅具有較高的縱向分辨率，而且可使地層的縱向劃分和橫向對比定量化，為層序地層的劃分提供了定量分析的工具，而且劃分地層的結果可靠，與鉆孔資料比較吻合，可以建立分層標準并提供標定信息，為資料解釋人員劃分土層及強、弱、微風化層提供更準確的依據。

（3）通過儀器所獲得的各組數據，盡管可以為地層的劃分及層序的識別提供依據，但往往由于各種因素的影響需要對曲線進行校正，比如為了排除地層厚度與電阻率對自然電位的影響，必須要利用自然電位校正系數（SP/SSP）才能得到該地層巖石的靜自然電位。不同的曲線需要用不同的方法來排除影響因素，所以還需進一步研究。

總之，Matrix測井儀工作效率高、操作方便、數據準確，是測井工作中不可多得的儀器設備。而通過綜合測井曲線劃分地層的方法，隨著電子技術、信號分析、數據處理等手段的廣泛運用，必將為工程設計、施工提供更多的參數和可靠的設計依據。

參考文獻

[1] 測井編寫組.測井學[M].北京：石油工業出版社，1998.

[2] （法）塞拉，肖義越[譯].測井資料地質解釋[M].北京：石油工業出版社，1992.

[3] 歐陽健.石油測井解釋與儲層描述[M].北京：石油工業出版社，1994.

[4] 王惠濂.綜合地球物理測井[M].北京：地質出版社，1985.