综合测井技术在划分地层中的应用研究

摘 要：地球物理测井是地球物理学的重要分支，采用先进的电子及传感器、计算机信息论、数据处理等技术，借助专门的探测仪器设备，沿钻井剖面观测岩层剖面的物理性质，以研究和解决地质问题[1]。本文主要通过使用Matrix测井仪获得四种常用的曲线，对比分析这四条曲线，识别和划分出某实验室3号钻孔的沉积相层序。

关键词：地球物理测井 划分地层 Matrix测井仪

中图分类号：TV22 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）12（a）-0027-02

层序地层学由地震地层学发展而来，在盆地分析、有利含油气区带预测等方面得到广泛应用。而我们进行测井地质解释的一个重要目的就是数据资料向地质信息的转换[2]。

由于测井曲线具有较高的纵向分辨率，因此可以划分出大多数地层单元，如层序、准层序组、准层序、层组等[3]。Matrix测井仪是美国Mount Sopris仪器公司生产的最新产品，集合了很多其他测井仪的功能于一体，采用先进的井下视频系统和光学及声学成像探头，操作方便，数据采集效率高且准确性好，并对施工环境要求低，是进行测井实验、研究最佳的仪器。此次使用Matrix测井仪器在某测井实验室对3号钻孔井进行数据采集，得到了两组综合测井曲线，然后根据形态幅度特征及变化趋势，进行划分地层，最后得到两组岩性柱状图，并且与实际钻孔资料对比，其解释结果与实际钻孔资料大致相吻合，证明该方法应用在划分地层方面应用效果良好，值得推广。

1 电测井的方法及原理[4]

1.1 普通视电阻率测井

电阻率测井是沿井身测量井周围地层电阻率的变化，因此向井中供应电流，在地层中形成电场，然后研究地层中电场的变化，求得地层电阻率。把供电电极A和测量电极M、N组成的电极系放到井下，供电电极的回路电极B（或N）放在井口。由A电极供应电流I，M、N电极测量电位差，它的变化反映了周围地层电阻率的变化。通过变换，即可测出地层的视电阻率。

1.2 自然电位测井

地层岩石之间存在电化学差别时，地层岩石中会自发地产生电动势而形成自然电场，钻井泥浆的电化学性质不同于地层水。因而，井内也有自然电场分布，而岩石中的自然电动势主要有扩散-吸附电动势、动电动势和氧化还原电动势。测量井内自然电场的测井方法就是自然电位测井，它的目的是根据其形态（幅度和形状）定量和定性地研究储油气地层孔隙性、渗透性、沉积环境和计算泥质含量、地层水电阻率。

1.3 自然伽马测井

自然伽马测井仪氛围地面仪器和下井仪器两部分。下井仪的基本组成是伽马射线探测器、放大器和高压电源等。地面仪器有前置放大、鉴别、整形和计数率计等。

在井下伽马射线由伽马射线探测器感知并将其转变为电脉冲，被放大器的放大后经过电缆传输到地面仪器中再被放大后，通过鉴别器消除其中的干扰，然后整形器把所有的脉冲信号变成幅度、宽度一样的矩形波，这样每一个矩形波带的电量就是一样，计数率计再把单个的矩形脉冲变成连续变化的电压（或电流），电压（或电流）的大小反映了伽满脉冲的多少。最后由测井仪记录员记录成自然伽马测井曲线。

2 测井的影响因素

（1）测井仪器的影响。

（2）井径与侵入带的影响。

（3）地层厚度与电阻率的影响。

（4）统计涨落的影响。

3 应用实例

本次实验采用Matrix综合测井仪在地球物理测井实验室对3号钻孔进行测量。工作时探头从下往上进行测井数据的采集，采集方式为：深度采样率0.1 m，时间采样率1 ms，采集深度为20 m。得到3号孔的测井数据，结果如图1、2所示。

从曲线变化趋势来看，两组曲线有明显的差别，其中视电阻率与自然伽马曲线逐渐增大，与实际钻孔资料大致吻合，存在极小的出入是因为仪器的误差、液的影响及施工条件等因素的影响，不过还是可以明显的区分出每一层的曲线特征，根据曲线的变化趋势，钻孔的地层大致都可以分为五层（素填土和粉质粘土归为一层），如表1所示。

4 结论

上述测井工作从现场资料采集到资料处理解释都做了认真细致的工作，获得了较好的资料和得到可靠的地质解释成果，因此本次探测结果表明。

（1）Matrix测井仪集合了很多其他测井仪的功能于一体，采用先进的井下视频系统和光学及声学成像探头，操作方便，数据采集效率高且准确性好，并对施工环境要求低，是进行测井实验、研究最佳的仪器。

（2）测井曲线参数多、信息丰富、特征明显在地层的划分、对比上贡献大、易对比。利用测井资料划分层序，不仅具有较高的纵向分辨率，而且可使地层的纵向划分和横向对比定量化，为层序地层的划分提供了定量分析的工具，而且划分地层的结果可靠，与钻孔资料比较吻合，可以建立分层标准并提供标定信息，为资料解释人员划分土层及强、弱、微风化层提供更准确的依据。

（3）通过仪器所获得的各组数据，尽管可以为地层的划分及层序的识别提供依据，但往往由于各种因素的影响需要对曲线进行校正，比如为了排除地层厚度与电阻率对自然电位的影响，必须要利用自然电位校正系数（SP/SSP）才能得到该地层岩石的静自然电位。不同的曲线需要用不同的方法来排除影响因素，所以还需进一步研究。

总之，Matrix测井仪工作效率高、操作方便、数据准确，是测井工作中不可多得的仪器设备。而通过综合测井曲线划分地层的方法，随着电子技术、信号分析、数据处理等手段的广泛运用，必将为工程设计、施工提供更多的参数和可靠的设计依据。

参考文献

[1] 测井编写组.测井学[M].北京：石油工业出版社，1998.

[2] （法）塞拉，肖义越[译].测井资料地质解释[M].北京：石油工业出版社，1992.

[3] 欧阳健.石油测井解释与储层描述[M].北京：石油工业出版社，1994.

[4] 王惠濂.综合地球物理测井[M].北京：地质出版社，1985.