第二章 测井
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。石油钻井时，在钻到设计井深深度后都必须进行测井，又称完井电测，以获得各种石油地质及工程技术资料，作为完井和开发油田的原始资料。这种测井习惯上称为裸眼测井。而在油井下完套管后所进行的二系列测井，习惯上称为生产测井或开发测井。其发展大体经历了模拟测井、数字测井、数控测井、成像测井四个阶段。 测井能够测量的一些性质有：
2） 岩石的声波传播时间（岩石的压缩技术的函数）；
3） 井眼不同距离处岩石的电阻率（岩石含水量的函数）；
4） 中子吸收率（岩石含氢量的函数）；
5） 岩石或井液界面的自然电位（在岩石或井眼中水的函数）；
6） 在岩石中钻的井眼大小；
7） 井眼中流体流量与密度；
8） 与岩石或井眼环境有关的其它性质。
第一节 船用靠球测井基本原理
一、测井工作原理
测井就是对井下地层及井的技术状况进行测量，其工作原理就是利用不同的下井仪器沿井身连续测量地质剖面上各种岩石的地球物理参数，如电阻率、声波传播速度、原子核特性等，以电信号的形式通过电缆传送到地面仪器并按照相应的深度进行记录。下图为简单的测井现场作业按键测试机示意图。
二、测井所用的设备
井场测井作业需用如下设备：
（1）地面仪器：以计算机为核心，凭借着所加载的各种程序的控制，完成各种不同的测井作业。如对测量信号的处理、记录、显示、质量控制以及对现场测井资料的井场快速处理和解释。
（2）下井仪器：用来测量地层的各种物理参数。
（3）电缆：测井过程中起传输及信道作用。
（4）动力系统：为输送下井仪器提供动力,目前测井动力系统通常为液压绞车。
（5）深度系统：有深度传送和深度信号处理等部分组成，以提供井下测量信号的准确深度。
（6）供电系统：为地面系统和井下仪器提供电源，目前常用的测井供电系统有车载发电机及井场外引电源。
（7）工程车：安放仪器、工具、备件等。
（服务器硬件检测8）辅助设备：包括井口设备及仪器托盘、仪器架、源罐或源车、防爆箱、各种刻度器和专用工具等。
三、测井方法的分类
由于各种测井方法基本上是间接地、有条件地反映岩层地质特性的某一侧面。要全面认识地下地质面貌，发现和评价油气层，就需要综合使用多种测井方法，其中电、声、核测井
是三种基本方法。一般来说，地层不同的物理特性需依据不同的方法和测量原理进行测量，按照测量原理的不同，石油测井常见的测井方法可分为以下几类：
1、电法测井：根据油（气）层、煤层或其他探测目标与周围介质在电性上的差异，采用下井装置沿钻孔剖面记录岩层的电阻率、电导率、介电常数及自然电位的变化。电法测井包括以下几种：
（1）电阻率测井：使用简单的下井装置（电极系）探测岩层电阻率，以研究岩层的电性特征。由于影响因素较多，其测量结果称为视电阻率。电阻率测井按其电极系的组合及排列方式不同，又分为梯度电极系测井及电位电极系测井。
（2）微电极测井：在电阻率测井的基础上发展了微电极测井。它用于测量靠近井壁附近很小一部分泥饼和冲洗带地层的电阻率，能较准确地指示泥饼的存在及划分渗透性地层，能区分储集层中的薄夹层（非渗透层）以及准确地确定地层厚度。 （3）侧向测井：是一种聚焦电阻率测井方法，主要用于高电阻、薄地层及盐水泥浆测井。根据同性相斥的原理，在供电电极的上方和下方装有聚焦电极，用聚焦电流控制主电流路
径，使它只沿侧向流入地层。由于侧向测井电极系结构不同，聚焦电流对主电流的屏蔽作用大小不同，因而它们具有不同的径向探测深度。
（4）感应测井是一种探测地层电导率的测井方法。该方法根据电磁感应原理，测量地层中涡流的次生电磁场在接收线圈中产生的感应电动势，以确定地层的电导率。它是淡水泥浆和油基泥浆井有效的一种测井方法。同时它特别适用于低电阻率岩层的探测，包括离子导电的含高矿化度地层水的油(气)、水层和电子导电的金属矿层。
（5）介电测井：是探测岩石介电常数的一种测井方法。由于水的介电常数远远大于油(气)和造岩矿物的介电常数，所以它可用于判断油日开发中出现的水淹层，并提供估计油层残余油饱和度及含水量多少的可能性。
（6）自然电位测井：沿钻孔剖面测量移动电极与地面地极之间的自然电场。自然电位通常是由于地层水和泥浆滤液之间的离子扩散作用及岩层对离子的吸附作用M产生的。因此，自然电位曲线可用来指示渗透层，确定地层界面、地层水矿化度以及泥质含量。在油(气)井中，它与电阻率测井组合，可以划分油(气)、水层并进行地层对比等。
2、声波测井：利用岩石的声波传播特性研究钻孔剖面岩层地质特征和井下工程隋况。声波测井按其探测目的不同，可分为声速测井和声幅测井两类。常用的声波测井方法有：声速测井(纵波速度和横波速违度)、声幅测井、声波变密度测井(或称微地震测井)、声波电视测井等。
（1）声速测井：记录声波沿井壁各地层滑行时经过某一长度所需要的时间，主要用于确定岩性、孔隙度和指示气层。它与密度测井进行综合解释，可以确定地层声阻抗和灰层的灰分，同时还可以合成垂直地震剖面。
（2）声幅测井：测量声波初至波前半周幅度的衰减。分为裸眼井声幅测井和固井声幅测井。裸眼声幅测井主要用来寻钻孔剖面上的裂缝带；固井声幅测井主要用于检查固井质量及确定水泥返回高度。
（3）声波变密度测井：是一种全波波形测井。在套管井中，能检查套管与水泥环和水泥环与地层胶结程度的好坏，也是检查固井质量的有效方法之一。在裸眼，它用于确定岩石的横波速度，计算岩石弹性参数（柏松比，杨氏模量、切变模量等），对于评价煤层的强度特别有用。
（4）声波电视测井：利用超声波的传播与反射，来反映井壁物体形象的测井方法。主要用途是：拍摄井下套管的照片，以检查套管射孔后的质量及套管的工程问题；在裸眼井内拍摄井下碳酸盐岩层和煤层的井壁照片，以确定岩层裂缝及溶洞的形状。
3、核测井，测量井剖面岩石的天然放射性射线的强度，或测量经过放射性源照射后，岩石所产生的次生放射性射线强度，用以发现放射性矿藏，确定岩石成分，计算岩石物性参数，判断气层。核测井主要有以下几种：
（1）中子测井：当中子源释放出的快中子同介质原子核发生碰撞时，就会失掉自己的部分能量，减低速度并最后变成热中子。由于氢原子核与中子的质量基本相等，中子在含有大量氢的含水层和含油层里最容易被减速。因此，通过测量中子的计数率可以反映孔隙度的大小。根据测量的中子能量的大小可以分为热中子和超热中子测井。目前的三孔隙度测井中的补偿中子测井就属于该类。
（2）中子寿命测井：测量热中子被地层俘获所需要的时间。可以利用它来区分油水层、划分油、气、水的界面。
（3）中子伽马能谱测井：快中子非弹性散射伽马能谱测井、中子俘获伽马能谱测井、中子活化伽马能谱测井。主要用于判别地层中碳氧原子含量的差异，进而判断含油、水量的大小。
（4）中子活化测井：是中子活化分析技术在测井中的应用。主要用于寻铜、镍矿体并确定其含量。在石油领域主要用于识别岩性、确定泥质含量。
（5）伽马-伽马密度测井：即常说的密度测井，测量岩层密度。
（电动升降机构6）自然伽马测井：测量沿井孔的天然放射性、划分岩性。
（7）核磁测井：利用原子核的核磁共振效应，氢核的核磁共振效应最明显，也是核磁测井的研究对象。核磁测井能够直接划分储集层，并确定它们的自由流体指数，进而确定地下可采的石油储量。核磁测井还能确定地层的有效孔隙度、地层流体类型和含量、地层水电祖率和岩性等多种参数。核磁测井是迄今为止唯一能够直接获取地层渗透率的测井方法。
4、其他测井，包括井温测井、地层测试、井径测井、气测井等。
四、测井系列及服务内容
1.勘探测井（完井测井）
通常将在钻井过程中和钻至设计井深后所进行的一系列测井项目叫勘探测井，勘探测井项目繁多，目前各油田应用最普遍的测井项目有三孔隙度、三电阻率及部分辅助测井项目，限于缆薄荷棒芯数目及井下安全考虑通常组成几个测井仪器串系列分别进行测量。但在允许的条件下，利用脉冲编码调制器，可以将多个测井仪器串组合起来，形成“大满贯”或“小满贯”下井，从而减少下井次数，提高测井时效。
分液罐
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