李 宾

（山西省煤炭地质148勘查院，山西 太原 030053）

1 自然电位曲线

1.1 划分渗透性岩层

砂岩层渗透性的好坏和岩石中含泥质多少有直接关系，而自然电位曲线也受岩石中泥质含量的影响。一般渗透性好的地层（颗粒粗、分选好、含泥质少），在地层水矿化度大于泥浆矿化度的情况下，自然电位为较大的负异常；渗透性差、致密的地层（颗粒细、分选差、含泥质多），自然电位为较小的负异常。因此，根据自然电位曲线可以粗略地判断岩层的渗透性。在砂岩中含有泥质夹层时，如果夹层的厚度不是很薄，在自然电位曲线上往往也能比较清楚地反映出来。所以，在一些地区不仅利用自然电位曲线定性地划分渗透性地层，而且还利用自然电位曲线和微电极曲线相配合，来确定储集层的有效厚度。

1.2 确定地层水电阻率

利用自然电位曲线确定地层水电阻率时，要选择地层厚度足够大、泥浆侵入不深、地层泥质含量很低的含水砂岩层。再根据已知岩层电阻率、泥浆电阻率、地层厚度和井径等数据，把自然电位曲线校正到静自然电位。

2 普通电阻率法测井

2.1 钻井地质剖面的划分

为了便于综合分析各种钻井资料以研究每口井地质剖面的纵向变化特点，需进行井与井之间的剖面对比，以便了解岩性、厚度、构造等水平方向上的变化。所以在一个地区内往往采用一种或两种普通电极系作为标准电极系，与自然电位和井径曲线结合起来，构成所谓的标准测井。

标准测井的成果图件是标准测井曲线图，它应能把剖面上多数地层区分开；标志层应反映比较明显；视电阻率标准曲线的幅度变化应能基本上反映出岩层真电阻率的变化，以便估计含油水情况。总之，标准测井应对地质分层、对比、编制构造图等区域性研究提供可靠的资料。在探井中，应能显示可能含油的地层，以便确定进一步详细研究的井段。因此，标准测井图也是钻井地质人员经常使用的图件之一。标准测井曲线图的深度比例尺一般为1∶500，横向比例则视各地区的地质、地球物理条件而定。为了便于井间曲线的对比，同一地区最好采用相同的比例尺。由于不同类型、不同电极距的电极系测得的视电阻率曲线不同，解决地质问题的能力也不相同，所以要想用最少的视电阻率曲线解决较多的地质问题，就必须对标准测井所使用的电极系进行选择。根据前面所提到的标准测井的任务，选择标准电极系的基本原则是：能将钻井剖面上各种电阻率和各种厚度的地层区分开来，并能准确地确定其界面；能根据视电阻率曲线较准确地估计地层的电阻率。

2.2 岩层真电阻率的估计

岩层电阻率和含油饱和度有直接关系，所以它是石油测井需要求取的一个重要参数。一般情况下，直接测得的视电阻率不仅和岩层电阻率有关，而且和井内泥浆以及上下围岩的电阻率有关，特别是在储集特性良好的渗透性地层上，还要受泥浆侵入带的影响。如果把视电阻率和有关的各个因素写成函数形式，则有：

式中：Rt：岩层电阻率；

Ri：侵入带电阻率；

Rm：泥浆电阻率；

Rs：围岩电阻率；

D：侵入带直径；

d：井径；

h：地层厚度；

L：电极距。

对于一些具体情况，可根据不同的介质分布情况，得到一系列由Ra值和上述参数组成的理论曲线。在实际确定岩层电阻率时，是用不同电极距实测的视电阻率值构成类似的曲线，然后和理论曲线对比，求出未知数。

在数学上，只是对一些特殊情况，如忽略井眼和侵入带影响的水平多层介质，或忽略邻层影响的无限厚同轴柱状介质，可以给出解析解。对于一般情况下的地层模型，在电法测井的早期是用电阻网络模型获得理论曲线，随着计算数学的进展和计算机的广泛应用，可以利用有限元或有限差分方法计算理论曲线。近几年，由于数学理论与方法的进步，以及计算机的广泛使用，横向测井的手工解释方法已有可能被数学的反演方法取代，并且可以解释更为复杂的地层模型。电阻率法测井除了解释方法不断进步之外，测井方法也在不断发展。目前，求取地层电阻率的任务，已主要由带有聚焦特点的侧向测井和感应测井所完成。

3 侧向测井的应用

在泥浆矿化度比较高和地层厚度比较薄的情况下，侧向测井是确定地层电阻率，并进一步确定含油饱和度的主要手段。深、浅侧向测井曲线同微电阻率Rx0曲线相配合，对于划分渗透性地层和判断地层的含流体性质有重要参考价值。深、浅侧向测井相结合，对于划分碳酸盐岩剖面上的裂缝带和估计次生孔隙度有很好的效果。

4 声波速度测井在储集层研究中的应用

4.1 利用地层纵波速度确定孔隙度

根据实验室对岩样的研究，对于固结的（压实的）纯岩石，声波传播速度与孔隙度和孔隙中液体性质之间存在下列关系：

式中：△t、△tf和 △tma分别为弹性波在岩石、孔隙液体和“岩石骨架”中的时差，表示在相应物质中，声波每传播1 m所需要的时间。整理上式可得声波孔隙度计算表达式：

4.2 划分岩性和地层对比

由于各类岩石声波速度不同，所以根据声波速度曲线可以划分不同岩性的岩层。例如，砂泥岩剖面中，砂岩一般显示低的时差，泥岩一般为高的时差。在含膏盐剖面中，岩盐为高的时差，无水石膏为低的时差。碳酸盐岩剖面中，灰岩和白云岩时差最低，泥灰岩和泥岩时差较高。当白云岩或灰岩有裂隙时，时差明显增大。岩层类型一定，且孔隙度和岩性在横的方向上大体稳定时，时差曲线可以用来作地层对比。它的优点是不受井眼大小和井内泥浆矿化度的影响。

4.3 预测压力异常地层

正常情况下，随着埋藏深度的加大，泥岩地层的压实程度随之加大，孔隙中流体由于被排除而减少，地层的声波速度则逐渐增大。在某些特殊构造和沉积环境下，由于沉降过快，压实程度较低，使一些泥岩层含有过多的孔隙水。这时，泥岩孔隙水的压力将不是静水压力，而且承受一部分上覆地层压力。这个压力将传递给被其覆盖的储层，形成超压储层。预测超压储层对钻井工程和地质研究均有重要意义。地层的声波速度可以反映地层的压实程度和孔隙度变化，因此，利用声波速度测井可以发现超压带。正常情况下，泥岩声波速度的变化趋势是随深度增加而增大的。当出现超压地层时，速度变化将偏离正常趋势。在不同地区，常常可以根据经验，从实测时差值与正常时差值的偏离程度来估计出超压幅度。

5 自然伽马测井

在煤炭勘探中，自然伽马测井曲线主要用来划分岩性、判断储集层、估计储集层的泥质含量和进行井间地层剖面对比。

5.1 判断岩性和划分渗透性岩层

自然伽马测井是根据岩石中放射性物质的多少来划分钻井剖面的，而放射性物质含量与岩性之间的关系是受多种因素影响的，每种岩石的放射性并不是一个固定的数值，而是在一定范围内变化的。因此，在一个地区开始进行自然伽马测井时，应该把自然伽马测井曲线和钻井剖面上的各种岩石进行对比，必要时可以在实验室测定一些岩样的放射性，找出本地区岩性和放射性强度之间的关系。利用这些关系才能指导我们根据自然伽马测井曲线划分岩性的工作。同样，利用自然伽马测井曲线划分渗透性岩层也必须注意总结地区性的规律。因为利用自然伽马测井曲线来区分渗透性与非渗透性岩层主要是根据泥质含量的多少，所以利用这个方法必须满足一定的条件。例如，除黏土矿物之外，渗透性地层中不含有其他放射性矿物，或由其他原因造成的放射性核素的富集等。

5.2 确定储集层的泥质含量

一般来说，沉积岩层的放射性主要和它的泥质含量有关。因此，常常用自然伽马测井曲线来估计泥质的含量。下列关系通常被用来测量一级近似地估计泥质的含量：

式中：GR纯地层：该地区放射性强度最低的纯地层的放射性强度；

GR泥岩层：该地区放射性强度最高的泥岩层的放射性强度；

GR目的层：准备求泥质含量的目的层的放射性强度。

在不同地区和不同层系地层中，岩层放射性强度和泥质含量的关系并不完全相同，在不同地区最好根据实验找出相应的关系。

5.3 地层对比

利用自然伽马测井曲线进行地层对比有下列优点：

（1）在一般情况下，自然伽马测井曲线读数和岩石孔隙中的流体性质无关。

（2）自然伽马测井曲线一般与泥浆性质无关。

（3）在自然伽马测井曲线上容易找到标难层。

6 密度测井

沉积岩的3种主要造岩矿物是：石英、方解石和白云石，以及不同黏土矿物的Pe值和U值具有明显差别。因此，岩性密度测井的最主要用途是根据地层的矿物成分划分岩性。如果把Pe测量结果和自然伽马能谱测井、密度测井或中子测井的数据相结合，将能更好地识别岩性。

7 中子测井

最主要用途之一是确定地层孔隙度。在特定的地质条件下，或结合其他测井资料，中子测井在探测天然气、划分岩性、区分煤层和剖面对比等方面也可以发挥重要作用。根据应用的目的不同，为了获得准确的结果，需要进行各种必要的校正。

7.1 确定孔隙度

中子测井读数是岩石中主要的减速物质——氢含量的反映。岩石中含量的多少，由含氢指数H表示。当地层中不含有带结晶水的矿物，并且孔隙被含氢指数接近1的水或油充满时，含氢指数和孔隙度有简单的对应关系。在非理想条件下，估计孔隙度时需考虑流体性质和岩石类型的影响。现代的补偿中子测井或井壁中子测井记录的测井曲线，直接以视孔隙度刻度。因为标准的刻度井是由石灰岩构成的，所以通常输出的是石灰岩孔隙度。总之，当地层不是石灰岩，或地层孔隙中含有轻烃或矿化度高的水，以及地层含有泥质或其他含有结晶水的矿物时，解释时都需要进行校正。

7.2 划分岩性剖面

各类岩石因其结构不同，含氢量也有不同的变化，因此，有可能根据中子测井来划分岩性。中子测井读数是和岩石中含氢的总量有关，所以它反映的是总孔隙度。为了把总孔隙度大，但有效孔隙度小的泥质岩石和孔隙性岩石相区别，故在应用中子测井时，通常是和自然γ测井相配合使用的。