綜合測(cè)井技術(shù)在劃分地層中的應(yīng)用研究

摘 要：地球物理測(cè)井是地球物理學(xué)的重要分支，采用先進(jìn)的電子及傳感器、計(jì)算機(jī)信息論、數(shù)據(jù)處理等技術(shù)，借助專門的探測(cè)儀器設(shè)備，沿鉆井剖面觀測(cè)巖層剖面的物理性質(zhì)，以研究和解決地質(zhì)問題[1]。本文主要通過使用Matrix測(cè)井儀獲得四種常用的曲線，對(duì)比分析這四條曲線，識(shí)別和劃分出某實(shí)驗(yàn)室3號(hào)鉆孔的沉積相層序。

關(guān)鍵詞：地球物理測(cè)井 劃分地層 Matrix測(cè)井儀

中圖分類號(hào)：TV22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）12（a）-0027-02

層序地層學(xué)由地震地層學(xué)發(fā)展而來，在盆地分析、有利含油氣區(qū)帶預(yù)測(cè)等方面得到廣泛應(yīng)用。而我們進(jìn)行測(cè)井地質(zhì)解釋的一個(gè)重要目的就是數(shù)據(jù)資料向地質(zhì)信息的轉(zhuǎn)換[2]。

由于測(cè)井曲線具有較高的縱向分辨率，因此可以劃分出大多數(shù)地層單元，如層序、準(zhǔn)層序組、準(zhǔn)層序、層組等[3]。Matrix測(cè)井儀是美國(guó)Mount Sopris儀器公司生產(chǎn)的最新產(chǎn)品，集合了很多其他測(cè)井儀的功能于一體，采用先進(jìn)的井下視頻系統(tǒng)和光學(xué)及聲學(xué)成像探頭，操作方便，數(shù)據(jù)采集效率高且準(zhǔn)確性好，并對(duì)施工環(huán)境要求低，是進(jìn)行測(cè)井實(shí)驗(yàn)、研究最佳的儀器。此次使用Matrix測(cè)井儀器在某測(cè)井實(shí)驗(yàn)室對(duì)3號(hào)鉆孔井進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，得到了兩組綜合測(cè)井曲線，然后根據(jù)形態(tài)幅度特征及變化趨勢(shì)，進(jìn)行劃分地層，最后得到兩組巖性柱狀圖，并且與實(shí)際鉆孔資料對(duì)比，其解釋結(jié)果與實(shí)際鉆孔資料大致相吻合，證明該方法應(yīng)用在劃分地層方面應(yīng)用效果良好，值得推廣。

1 電測(cè)井的方法及原理[4]

1.1 普通視電阻率測(cè)井

電阻率測(cè)井是沿井身測(cè)量井周圍地層電阻率的變化，因此向井中供應(yīng)電流，在地層中形成電場(chǎng)，然后研究地層中電場(chǎng)的變化，求得地層電阻率。把供電電極A和測(cè)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(yīng)電流I，M、N電極測(cè)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(cè)出地層的視電阻率。

1.2 自然電位測(cè)井

地層巖石之間存在電化學(xué)差別時(shí)，地層巖石中會(huì)自發(fā)地產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)而形成自然電場(chǎng)，鉆井泥漿的電化學(xué)性質(zhì)不同于地層水。因而，井內(nèi)也有自然電場(chǎng)分布，而巖石中的自然電動(dòng)勢(shì)主要有擴(kuò)散-吸附電動(dòng)勢(shì)、動(dòng)電動(dòng)勢(shì)和氧化還原電動(dòng)勢(shì)。測(cè)量井內(nèi)自然電場(chǎng)的測(cè)井方法就是自然電位測(cè)井，它的目的是根據(jù)其形態(tài)（幅度和形狀）定量和定性地研究?jī)?chǔ)油氣地層孔隙性、滲透性、沉積環(huán)境和計(jì)算泥質(zhì)含量、地層水電阻率。

1.3 自然伽馬測(cè)井

自然伽馬測(cè)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(cè)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(jì)數(shù)率計(jì)等。

在井下伽馬射線由伽馬射線探測(cè)器感知并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娒}沖，被放大器的放大后經(jīng)過電纜傳輸?shù)降孛鎯x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(hào)變成幅度、寬度一樣的矩形波，這樣每一個(gè)矩形波帶的電量就是一樣，計(jì)數(shù)率計(jì)再把單個(gè)的矩形脈沖變成連續(xù)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(cè)井儀記錄員記錄成自然伽馬測(cè)井曲線。

2 測(cè)井的影響因素

（1）測(cè)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(tǒng)計(jì)漲落的影響。

3 應(yīng)用實(shí)例

本次實(shí)驗(yàn)采用Matrix綜合測(cè)井儀在地球物理測(cè)井實(shí)驗(yàn)室對(duì)3號(hào)鉆孔進(jìn)行測(cè)量。工作時(shí)探頭從下往上進(jìn)行測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的采集，采集方式為：深度采樣率0.1 m，時(shí)間采樣率1 ms，采集深度為20 m。得到3號(hào)孔的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，結(jié)果如圖1、2所示。

從曲線變化趨勢(shì)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(shí)際鉆孔資料大致吻合，存在極小的出入是因?yàn)閮x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(qū)分出每一層的曲線特征，根據(jù)曲線的變化趨勢(shì)，鉆孔的地層大致都可以分為五層（素填土和粉質(zhì)粘土歸為一層），如表1所示。

4 結(jié)論

上述測(cè)井工作從現(xiàn)場(chǎng)資料采集到資料處理解釋都做了認(rèn)真細(xì)致的工作，獲得了較好的資料和得到可靠的地質(zhì)解釋成果，因此本次探測(cè)結(jié)果表明。

（1）Matrix測(cè)井儀集合了很多其他測(cè)井儀的功能于一體，采用先進(jìn)的井下視頻系統(tǒng)和光學(xué)及聲學(xué)成像探頭，操作方便，數(shù)據(jù)采集效率高且準(zhǔn)確性好，并對(duì)施工環(huán)境要求低，是進(jìn)行測(cè)井實(shí)驗(yàn)、研究最佳的儀器。

（2）測(cè)井曲線參數(shù)多、信息豐富、特征明顯在地層的劃分、對(duì)比上貢獻(xiàn)大、易對(duì)比。利用測(cè)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?qū)Ρ榷炕?，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(jié)果可靠，與鉆孔資料比較吻合，可以建立分層標(biāo)準(zhǔn)并提供標(biāo)定信息，為資料解釋人員劃分土層及強(qiáng)、弱、微風(fēng)化層提供更準(zhǔn)確的依據(jù)。

（3）通過儀器所獲得的各組數(shù)據(jù)，盡管可以為地層的劃分及層序的識(shí)別提供依據(jù)，但往往由于各種因素的影響需要對(duì)曲線進(jìn)行校正，比如為了排除地層厚度與電阻率對(duì)自然電位的影響，必須要利用自然電位校正系數(shù)（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(jìn)一步研究。

總之，Matrix測(cè)井儀工作效率高、操作方便、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，是測(cè)井工作中不可多得的儀器設(shè)備。而通過綜合測(cè)井曲線劃分地層的方法，隨著電子技術(shù)、信號(hào)分析、數(shù)據(jù)處理等手段的廣泛運(yùn)用，必將為工程設(shè)計(jì)、施工提供更多的參數(shù)和可靠的設(shè)計(jì)依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 測(cè)井編寫組.測(cè)井學(xué)[M].北京：石油工業(yè)出版社，1998.

[2] （法）塞拉，肖義越[譯].測(cè)井資料地質(zhì)解釋[M].北京：石油工業(yè)出版社，1992.

[3] 歐陽(yáng)健.石油測(cè)井解釋與儲(chǔ)層描述[M].北京：石油工業(yè)出版社，1994.

[4] 王惠濂.綜合地球物理測(cè)井[M].北京：地質(zhì)出版社，1985.