浅谈石油测井技术

摘 要：石油测井是石油科学的十大学科之一。一般说，它包含勘探测井、开发测井、射孔、井壁取心等几方面。我国测井工作始于1939年，已经走过60年历程。它在石油工业中的地位和作用日显重要。测井学是通过研究钻孔内地球物理场的变化来研究钻孔周围介质分布特征，从而解决各种地质、工程和有关科学同题的一门学科。作为地球物理学科的重要分支。

关键词：石油；测井；能谱；感应

一、引言

测井技术又称为地球物理测井技术，是一种井下油气勘探的重要手段，是在钻探井中使用反映热、声、电、光、磁和核放射性等物理性质的仪器测量地层的各种物理信息；通过对这些信息按各自的物理原理和它们之间相互联系进行数据处理和解释，辨别地下岩石的孔隙性、渗透性和流体性质及其分布，用于发现油气藏，评估油气储量及其产量。测井技术在油气田开发和钻井工程中也有广泛的用途。测井技术还是勘探煤、盐、硫、石膏、金属、地热、地下水、放射性等矿产资源的重要方法和有效手段，并扩展到工程地质、灾害地质、生态环境等领域的应用。在油气藏勘探开发中测井技术是地质家和油气藏开发工程师的“眼睛”，通过测井获得的测井资料是测井评价、地质研究和油气藏开发的科学依据。

测井技术在研究石油和天然气、煤炭、水文工程钻井地质剖面，划分油气层、煤层和确定油气储层特征和煤的内容有很广泛的应用，测井技术的重要性突出显示。测井学是通过研究来研究地球物理场的变化在钻孔周围介质分布特性，从而解决各种地质、工程、和相关科学问题的一门学科。作为一个地球物理学科的重要分支，它是基于不同的岩石物理性质的差异，通过相应的地球物理方法不断测量来反映某种岩石物理参数变化与轴，所以石油和天然气、煤炭、水文和工程方面的钻井地质剖面，划分油气层、煤层和确定油气储层特征、煤质的内容，针对测井技术广泛应用，测井技术也得到了快速发展。

二、自然伽马能谱测井

自然伽马测井探测的是自然伽马射线总强度，它反映的是地层中所有放射性元素的总效应，而不能区分地层中所含放射性元素的种类及含量。在此基础上，发展起来的自然伽马能谱测井（NGS），采用能谱分析的办法，可以定量测定铀、钍、钾的含量，同时，还给出地层总的伽马放射性强度。所以自然伽马能谱测井可以解决更多的勘探和开发中的地质问题。

自然伽马能谱测井原理是基于铀、钍和钾的特征，自然伽马能谱分析方法，利用频谱测量铀、钍、钾、γ放射性混合光谱，光谱分析，从而确定铀、钍和钾含量的形成。自然伽马测井是g射线射线探测器来探测地层和g射线转换成电脉冲信号。电气脉冲信号到地下放大器放大，放大的脉冲信号放大器放大的地面。由于混合的一些干扰信号的脉冲信号，需要清不确定和消除干扰，将一些塑性变形的脉冲信号到梳妆台。它的应用主要包括以下几点，岩性分类，确定泥质含量。分为煤层、地层对比和沉积环境分析。

三、感应测井

感应测井是利用交流电的互感原理，在发射线圈中通一定频率的交流电，在接收线圈中会感应出电动势。由于发射线圈和接收线圈都在井内，发射线圈的交变电流必然在井周围。地层中感应出次生毫流（涡流），这个电流在与发射线圈同轴的环形地层回路中流动，产生一个磁场，这个磁场在接收线圈中产生二次感应电动势，该电动势与涡流强度有关，即与地层的导电性有关，根据这个原理可以得到岩层导电性。

感应测井仪器理论研究的完善是感应测井仪器发展的前提，其内容包括两方面：一方面是以精确电磁理论为基础的数值计算，用于解释和分析感应测井仪器对各种地层的响应和异常现象；另一方面是建立在近似电磁理论基础上的几何因子理论，是井场实时信号处理和仪器设计的理论基础。这两方面的发展促进了新型仪器的产生。

实际测井中，感应测井受井眼、围岩和侵入等环境影响和趋肤效应影响，因此，感应测井的数值计算首先用于趋肤效应校正和制作井眼、围岩和侵入校正图版。随着测井测量精度要求的提高和实际测井中出现许多异常的响应，也是由于计算技术的发展，人们致力于研究真实测井的响应以便精确解释地层。首先是水平层状地层和圆柱形成准确的解释简单多层地层，他们促进了简单的多层地层的信号处理研究和相量感应测井仪器。其次是更复杂的二维轴对称旋转计算地层，它包括偏心影响分析仪器，倾斜地层响应分析，同时有水平和响应的圆柱形形成。所以许多计算方法，主要包括分析和半解析方法，适当的扩展方法，有限元法（fem）。进入90年代，由于增加的水平钻井，高角井和水平井电测井研究、数值模拟三维模型的研究成为理论的研究方向，它是基础的三分量感应测井仪器的未来研究。数值计算的研究来解决响应的感应测井在复杂地层，奇异的现象在实际测井来帮助分析。感应测井数值计算的发展是推动发展电磁理论在应用测井，和一个新的电磁测井方法，主要有一个新的介电常数电磁波测井，一个新的电磁波随钻电阻率测井、测井和井间层析成像。甚至宽带电磁计程仪，提出了侧向测井的低频，中频感应和电磁波测井和高频介电常数测井变成一个日志系统，自适应的改变与测井条件选择最佳频率范围。很难预测因为恶劣的井眼条件，严重影响井筒附近，形成耗散介质，所以检测高频电磁波测井在浅深度，未能得到广泛的应用，最实用的仍在低频感应和侧向测井探测深度。随着阵列感应和阵列侧向，专注于研究电磁测井理论仍然是感应和阵列侧向测井。

四、结语

测井采集将向阵列化和集成化发展。变单点测量为阵列测量，以适应复杂储层非均质的需要；变分散项目的测量为高精度组合测量，以适应质量和效率的需要；随钻和套管井电阻率测井系列不断完善，应用范围不断增加，以适应复杂井况探井和老井测井评价的需求； 测井评价从目前的单井解释和多井评价，发展为以测井为主导在地质认识约束下的具有多学科结合特征的油气藏测井评价技术，为油气勘探开发提供重要保障。