1、课程教案课程编号： 0801223022课程名称：应用地球物理 4 ：钻井地球物理勘探课程英文名称： Applied Geophysics 4: Geophysical Well Logging总学时： 64学分： 3.5开课单位：地球探测科技与技术学院，地球物理系授课对象：地球探测科技与技术学院，勘查技术与工程专业本科生前置课程：普通物理一、教学目的与要求应用地球物理 4 ：钻井地球物理勘探是应用地球物理系列课程之一，是勘查技术与工程专业的学科基础课程，本教学大纲适用于勘查技术与工程专业的本科教学。通过本课程教学，使学生掌握电测井、声测井、核测井及研究油井的其它测井方法的基本原理，了解与测井
2、资料解释与处理与测井数据采集有关的基础知识和基本概念，为进一步学习测井资料解释与数据处理、测井数据采集原理与技术课程打下基础。通过对本课程的学习，学生应掌握各种主要测井方法的工作原理，了解如何根据地质与工程问题选择测井系列的能力。二、教学内容应用地球物理钻井地球物理勘探第一章 绪论一、定义钻井地球物理勘探在钻孔中进行的各种地球物理勘探方法的总称。又称为：地球物理测井、矿场地球物理、油矿地球物理。简称为“测井”。1 石油勘探与开发过程的几个阶段（测井在其中的位置）；1 ）地质调查查明含油气盆地、提出含油气远景区；2 ）物探帮助查明盆地状况，通过详查找出有利储油的构造；3 ）钻探了解地质分层，寻找
3、出油气层；4 ）测井划分渗透性地层，判别渗透层含油气情况；5 ）试油与采油为了解油井动态变化及研究井的技术状况，还须进行测井。测井是贯穿在整个石油勘探与开发过程中的一个不可缺少的环节。2 有关“井”的几个概念1 ）钻井又称钻孔，井孔，井眼2 ）泥浆用于将钻井过程中产生的岩屑排出地面；保持对地层产生适当压力，防止发生井喷。3 ）裸眼井与套管井3 常用石油测井方法1 ）以岩石导电性为基础的一组方法；普通电极系电阻率法测井；微电极系测井；侧向测井及微侧向测井；感应测井、阵列感应测井、介电测井；微电阻率扫描成像测井。2 ）以岩石电化学性质为基础的一组方法；自然电位法人工电位法3 ）以岩石弹性为基础的一
4、组测井方法声波速度测井；声波幅度测井；声波电视测井；声波井壁成像测井；4 ）以物质的原子物理和核物理性质为基础的一组侧井方法；自然伽马测井；密度测井及岩性测井；中子测井；中子寿命测井；中子活化测井；能谱测井；同位素示踪测井核磁测井。5 ）其它测井方法热测井气测井地层倾角测井检查井内技术状况的测井（井径、井斜）二、测井发展历史与现状（从评价油气层的角度来看）1 历史第一阶段：测井始于 1927 年，法国；我国 1939 年在四川首次测井。仅有普通电阻率法及自然电位法两种测井，只能测量视参数，定性估计储层情况。第二阶段：研究出一套根据视参数确定岩层电性参数的解释方法横向测井；1942 年 Arch
5、ie 提出了研究电阻率、饱和度、孔隙度之间关系的 Archie 公式。上述进展使储层评价进入半定量阶段。（介绍孔隙度、饱和度、渗透率概念）。第三阶段： 50 年代中后期开始，出现一批新型测井方法，使储层评价进入定量阶段。新出现的测井方法：感应测井、侧向测井、微侧向测井；声波测井；密度测井与中子测井等。第四阶段： 60 年代以后，计算机技术引入测井；对各种的理参数与储量参数和参数之间的关系有了进一步的认识；解释模型更接近实际地层；综合解释方法成为求解岩石成分及储量参数、饱和参数的主要方法。2 、现代测井仪器及测井技术发展特征方法系列化；仪器综合化；记录数字化；损伤程控化；解释自动化。三、地球物理
6、测井在油气勘探开发中的作用和地位1 ）划分钻孔的岩性剖面，找出含油气储杂层，确定油气层的埋深及厚度；2 ）定量或半定量估计岩层的储杂性能（孔隙度、渗秀率）；3 ）确定岩层的含油气性质（含油气饱和度及油气的可动性）；4 ）研究岩层产状，进行剖面对比，研究岩性变化及构造；5 ）在油田开发过程中，研究油层动态情况（油水分布的变化情况）；6 ）研究钻孔的技术状况（井径、井斜、井温、固井质量）；7 ）研究地层压力、岩石强度等问题。6 测井仪器发展概况1 ）半自动模拟记录仪器2 ）全自动模型记录仪器3 ）数字记录仪器4 ）数控测井仪器5 ）成像测井仪器四、测井现场1 测井设备2 井场布置3 测井电缆五、测
7、井的井下环境1 钻井工程及泥浆2 泥浆侵入带3 泥浆、井径和侵入带等环境因素本课程学习要点：本课程是地球物理勘探的一个独立分支，与其它物探方法相比，物理原理基本一致，差别在于所用仪器的传感器可直接靠近地层，因此表层（或中间层）的影响远小于地面的探方法；有些测井方法，地面无法使用；测井不仅可在单井中进行而且可在井间进行。学习本课程时应充分注意测井的特殊性。本课程各章讲述重点：1 各种测井方法的基本原理；2 各种测井方法的影响因素；3 各种测井方法的主要用途；4 各种测井方法中的基本概念。第二章 普通电阻率法测井电阻率法测井根据岩石导电能力的差异，在钻孔中研究岩层性质和区分它们的一套测井方法。它包
8、括普通电极系电阻率法测井，微电极系测井，侧向测井，感应测井等方法。普通电阻率法测井使用普通电极系的电阻率法测井。电阻率法测井的物理依据石油和水的电阻率相差很大，同样的储集层，含油时比含水时电阻率要高。第一节 电阻率法测井的基本知识一、岩石电阻率电阻率的概念：导线电阻用 r = R L/S 式表示，式中系数 R 与物质的材料有关，称为电阻率。单位为 m 。岩石电阻率的影响因素：矿物成份、孔隙度、孔隙流体的性质、温度等。储杂层岩石导电性（电导率）可用下式表示：C t = A C w + BC m式中 C w 孔隙中流体的电导率；C m 粘土表面导电性造成的附加电层率；A, B 系数。不含粘土的砂岩
9、层，电阻率可表示为：R t = A R w式中， A = 1/A 与岩石孔隙结构、孔隙大小是否含油气有关，可将上式改写为： R t = F I R w式中 F 与孔隙结构、孔隙大小有关的系数，称为“地层因素”。F 可写成： F = a / m式中 为孔隙度， a 和 m 与岩性及胶结程度有关的系数。I 称为电阻率指数或电阻增大率，与岩石含油气有关。I 与岩石中含油气饱和度有关式中 S w 、 S 0 分别为含水饱和度和含油饱和度， n 为系数。孔隙流体的电阻率为 R w ，它与含盐多少、盐的类型及温度有关。二、普通电阻率测井现场的测量原理电阻率法测井，首先是研究在一定供电电流的情况下电场分布的问题，然后再根据电场与电阻率的关系确定出岩层电阻率，并划分出不同电阻率的地层。三、描写电场分布的基本方程和边界条件稳定电流场基本方程为拉普拉斯方程：
