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從測井資料能夠獲得哪些地質信息

發布時間: 2021-02-27 08:35:41

A. 發掘出地質資料中的信息價值

對地質資料的利用者來說,地質資料的利用就是發掘出地質資料中的信息價值為我所用。

地質資料是地質勘探開發工程數據和地質研究信息的記錄。地質工作者在野外勘探所得地質資料、室內實驗所得數據以及收集來的前人研究成果,首先要求利用者能夠讀懂上面的信息,然後方能對所獲信息進行分析對比,使原始資料經過加工,去偽存真,去粗取精,並歸納分類使之系統化,接下來進行綜合推理,建立理性認識。基礎理論研究者可從中增加積累,或有所發現。在地質找礦工作領域,地質工作者或從中發現構造和圈閉,確定生成礦藏的可能,研究儲量的規模,服務於資源勘查和礦藏開發。對地質災害防治專家來說,通過對相關區域地質資料的研究,研判地層地基,搞清斷層情況預測災害發生,提供災害預警。

怎樣才能最大限度地發揮出已知地質資料中隱含的有價值信息呢?

首先,具備相關專業知識。了解地質工作程序,知道勘探開發相關工序對應產生的資料與數據。看得懂常規地質資料,懂得相關專業術語。如學物探的能理解時間剖面,學地質的能看得懂地質圖,學測井專業的能理解各類測井曲線所顯示的意義等。

其次,學會使用相關軟體。如相關數據解釋與處理軟體,懂得處理與解釋成果取得的過程,從中發現瑕癖或亮點。要在圖形庫看地質圖件的,就該學會使用圖形庫系統軟體,如:會使用MapGIS軟體。

再次,學會使用相關工具。如要打開物探數據磁帶,就該能操作地震數據的磁帶閱讀機等。

地質資料從產生後就存在著一定的價值,不同讀者對地質資料閱讀後,由於知識積累和功底深厚不一,閱讀體會產生什麼樣的效應和思維傾向也是不一樣的。

技術人員是否能收集和發現所需的地質資料,這也是一種能力。如果連收集相關資料的途徑都不了解,不知道從哪裡尋找自己所需資料,地質資料的利用又從何談起?

在看到具體資料後能否被確認有用,這是一種水平,體現的是閱讀水平和理解水平。

確認有用後能否被利用,利用之後以產生什麼樣的效應,這是機會。機會是留給有所准備的人的,稍不留意它會溜走,機會在於人的把握。

同一份地質資料被不同人利用,會產生不同的效應,有時會產生使用者都預料不到的,甚至與初衷完全相反的效應。造成不同利用效應的因素很多,除了資料本身的價值效應外,也與利用者的水平和利用者素質的多樣性相關,與資料中的隱含信息難以清晰認識並清醒把握有關。

一名玉石雕刻家,獨具一雙慧眼,看到玉石材料,只一眼就能看出材質的原貌與隱藏的本質,然後順其本質略加雕刻,即會產生別人想不到的優秀作品。資深的技術人員一般也是利用地質資料的高手,在閱讀中能發現資料中的瑕疵和利用的價值點,但閱讀利用者若是將真實反映當成瑕疵,或者是將真實誤當瑕疵不屑一顧,那是不可原諒的。「真作假時假亦真」,虛假的信息被當成真的,真的信息發現不了,導致真信息不被採信,在這種誤讀資料「前提」上做出的決策和實施相應的勘探開發行為,結果可想而知。

地質礦產行業中的「老江湖」利用資料常常也會出現的問題,有時是識別信息誤解,有時出現閱讀利用過程中的輕率或斷章取義。在人的一生中,生活可以「將就」,生活也可以「講究」,但地質資料的利用中,沒有「將就」只有「講究」,因為它屬於嚴謹的地質學科領域。本來是一個完整的、有機的復合性資料信息,不能只截取片斷為我所用。同樣由於讀者的閱歷不同、層次不一,即使都是高層次的技術人員,也有「仁者見仁、智者見智」的現象,對同一資料中反映出的信息也有不同的解讀,甚至完全相反的理解和看法,這是由於讀者知識素養和知識面的多樣性所決定的。

至於有的「利用」者,將資料中的信息意思領會錯誤而且引用,卻歪打正著而「不幸言中」,這種被戲稱為「狗屎運」的,我們不否認會在生活中可能會出現,但在地質礦產界極為少出現。反而在資料利用中出現「連鎖效應」卻也不少。最早反映出的地質信息,在被閱讀過程中,往往引發一系列解讀而出現難以控制的連續發現。我們不要指望「歪打正著」之幸運,還是要不斷提高自己識別和理解地質資料所蘊含信息的能力。因為地質資料所含信息與產生的效應,不是唯一的、線性的、必然的會產生正面效應,地質資料如果運用不當,也會產生與利用者目的相反的「負效應」。其「負效應」當然是浪費人力、物力、財力和寶貴的時間。

地質勘探使用的現代技術和相關設備越來越多,越來越好。如地球物理勘探、地球化學勘探、地質鑽井、實驗測試等技術和相應設備,准確識別機器設備輸出的信息,才能使我們的研判無誤。一名合格的地質科技工作者,不可能精通地質科學方面的所有學科,但對自己的工作業務領域范圍內的相關專業技術資料應該要求讀懂,並不斷積累和升華研讀能力,才能發現地質資料中蘊含的價值。當然,多學科的技術人員,他們應是閱讀利用地質資料的高手。

1977年,華東某礦產單位在蘇北鑽探蘇ⅹ井,完鑽井深4037米,測井項目為當時全套內容即:電阻率曲線、聲波、感應、中子伽馬、密度、井徑,自然電位。在3826~3835米為阜一段底塊砂岩,該層段在鑽井過程中錄井無油氣顯示,測井曲線特徵為典型水層響應,當時測井解釋為水層。在同一構造,仍在蘇北,1990年又打了一口井,用3700數控測井儀進行全套數控測井,同樣見到阜一段底塊砂岩,曲線顯示水層特徵,測井解釋仍為水層。1998年在該區塊另一地理位置又打成一口井,阜一段底塊砂岩仍然存在,錄井及電測井均為水層特徵,當時仍初定為水層,後來在該層取水樣時偶然發現含氣泡,這意外的驚喜發現促使對該構造的老資料進行復查,技術人員用密度—中子曲線反向交繪法,結合電阻率曲線,重新解釋該區域測井資料,糾正了原水層結論,經復試後獲取13×104立方米工業天然氣流。復將該區塊已打的3口井等地層對比,認為:原常規的測井解釋手段解釋不出氣層,經測井專家反復研究,摸索出氣層在特殊水層里的規律,又用此規律反演老井資料,獲得阜一段氣層的突破。

1999年國務院發布的《地質勘查隊伍管理體制改革方案》,是一個地勘單位企業化的方案。原地質礦產部下屬地質隊伍改制,單位由事業型逐步成為自主經營、自負盈虧、自我約束的企業型經濟實體。當時以1998年地質勘查費預算為基數(不含一次性補貼)保持不變,劃轉到企業,作為地勘隊伍企業化後的運作資金。冶金、有色、輕工、化工、建材等部門所屬的地質勘查單位,從各自部門的實際情況出發,改組為企業或進入企業集團。地質勘查單位進入前所未有的困難時期,投資銳減並由按人頭撥款改為按項目撥款。改革將地勘隊伍置之死地而後生。地質隊伍中的精英們,紛紛從地質資料中尋求生存。

雲南某區調隊發動專業技術人員在自己掌握的1:100萬、1:20萬、1:5萬區域地質調查資料中尋求出路,在沉睡的地質資料中找到了金礦、鉛鋅礦、銅礦、錫礦線索,區調隊轉型後成了礦山企業。該區調隊還在元江圖幅中淘到紅寶石信息,到實地踏勘得到證實後,上報地質局和國家主管部門後獲得批准,元江紅寶石成為當時中國第一紅寶石礦。現在已建成規模企業。

華東的地質工作者從油氣地質資料中讀出了其他礦產信息,開發出了「江蘇三大鹽礦」和一個「中型CO2氣田」。

地質資料本身就是個寶藏,就看我們能不能「淘」出寶貝來。有志於地質與礦產工作的年輕人,應該學會在地質資料中淘寶。

在利用者借閱地質資料的時候,一般有以下要求:

一是取得合法閱讀手續。《中華人民共和國檔案法》第十九條規定:國家檔案館保管的檔案一般自形成之日起滿三十年向社會開放。經濟、科學、技術、文化等類檔案向社會開放的期限,少於三十年,涉及國家安全或者重大利益以及其他到期不宜開放的檔案向社會開放的期限,可以多於三十年。開放的地質檔案資料,公民可憑居民身份證得查閱地質資料。

《地質資料管理條例》第二十三條規定:國家出資開展地質工作形成的具有公益性質的地質資料,自匯交之日起90日內向社會公開,無償提供全社會利用。閱讀這些開放的地質資料一般也需要居民身份證或持借閱證,沒有開放的地質資料,一般只對企業內部提供利用,需要系統內部相關級別的組織介紹信和居民身份證。在保護期內的地質資料,需要相應的介紹信、審批手續並可能收取相應的「資料費」。

二是注意保護知識產權。地質資料的產出是經過地質工作量的投入才能獲得的,特別是研究性成果是有知識產權的。要學會保護和尊重地質資料所有人的知識產權。不得非法買賣或非法傳播產權不屬於你的地質資料,防止出現不必要的法律糾紛。

三是嚴守商業秘密和國家秘密。市場經濟下的地質礦產工作是與經濟利益緊密相連的,投資者對所取得的地質資料屬於商業秘密的,使用者未經許可,不得用其去謀取利益。有一名地質工程師利用工作便利,將不屬於自己的大批單井資料數據倒騰到國外,非法獲取了不屬於自己的利益,已被追究刑期十多年。地質資料利用者代表單位去出去收集地質資料的,接待單位除了要求收集人員持單位介紹信和身份證明外,還會被要求簽訂所收集資料的「保密承諾書」。凡屬於國家保密范疇的如地質圖、重力圖、地形圖等,收集利用的人員還不能違反國家《保密法》。

保密承諾書NO:

四是需要遵守閱讀紀律和借閱制度,保護資料完好與完整。如:閱讀人員在閱覽室不能大聲喧嘩,不能隨意在資料上圈劃、批註、撕頁或將電子文件惡意篡改,不能在資料閱覽室喝水和吃零食。沒有經過批准不能抄錄、復制或拷貝電子文本等。

B. 地質資料信息化應用實踐——以勝利地質錄井公司為例

田相齋 王玉華

(中國石油化工股份有限公司勝利石油工程有限公司地質錄井公司)

摘要 本文主要以勝利地質錄井公司在地質資料信息化應用方面為實例,闡述了如何通過信息軟體的開發建立地質資料的信息化模式,以及兩種地質資料共享應用模式的建立,重點分析了地質資料信息化應用在生產管理、過程監控、綜合評價等方面發揮著重要作用,最後指出,隨著時代的發展,信息技術對地質資料的應用還會越來越深入。

關鍵詞 地質資料 信息傳輸 文檔庫 資源共享

錄井是油氣勘探開發過程中最基本的技術,是發現、評價油氣藏最直接的手段,具有獲取地下信息及時、多樣、分析解釋快捷的特點,被稱為「鑽井施工的眼睛」。錄井生產從鑽井開始到完井作業全程24小時服務於鑽井現場,能夠全程服務鑽井、測井、固井等生產施工。通過儀器和技術人員採集工程、地質等方面的信息,能夠及時發現工程異常和油氣水顯示,在工程決策和井控施工方面發揮著重要的作用。

1 錄井地質資料的組成

獲取現場各類數據是錄井現場的本職工作。錄井現場採集的資料包括現場錄取和現場收集的。現場錄取是指以各類錄井系統、分析儀器為手段對油氣勘探與開發作業現場信息進行的數據採集與整理,具體包括通過鑽時錄井、工程錄井、氣測錄井、岩心錄井、岩屑錄井、井壁取心錄井、熒光錄井、地球化學錄井、岩石熱解錄井、輕烴錄井、岩石熱蒸發烴氣相色譜錄井、核磁共振錄井、岩心掃描錄井、鑽井液錄井、泥頁岩密度測定、碳酸鹽含量分析等各種錄井系列技術獲得的現場地質資料數據。現場收集的資料包括鑽井液、測井、定向井、固井、試油等各井場施工單位在現場產生的各種需要收集的數據,以及井場地理位置、鑽具結構等井場各種基礎數據和大事記要。

另外,在完井之後,所有現場數據都要經過解釋評價和資料驗收後形成完整的完井資料數據,並印刷成冊,作為永久保存的成果文檔數據。

2 地質資料的信息化運行體系建立

錄井地質資料總體來說分為兩大類:離散數據——為後期數據應用提供支持;文檔類數據——作為成果永久保存及後期查閱。

2.1 現場地質資料信息傳輸

2.1.1 現場地質資料採集

現場地質資料主要包含兩大類數據,一是錄井儀產生的實時數據,二是人工收集錄入的數據。

勝利地質錄井公司開發了現場實時數據採集軟體,實現了各種錄井儀的實時數據讀取、整理、數據的井場存儲與遠程實時傳輸。

人工數據採集方面,多專業數據一體化採集技術的應用使得現場人工採集軟體能夠滿足井場各類地質、工程、測井、試油以及管理報表等方面數據錄入、導入與處理,並通過傳輸功能隨時遠程傳輸到後方基地。

2.1.2 數據傳輸和存儲

利用衛星、3 G、GPRS等技術,勝利地質公司建立了全方位的傳輸網路,研發了專用的傳輸軟體、接收入庫軟體,實現了現場所有地質資料的遠程實時傳輸。

在數據存儲方面,應用多種伺服器和跨資料庫平台存儲技術實現了數據存儲、備份。針對井場各方對自身數據的需求,建立數據的分布式存儲模式,實現了井場地質資料數據實時進入各需方資料庫。

2.2 地質文檔資料信息化模式建立

2.2.1 地質資料整理系統開發

以前,現場地質資料的整理是十分費時費力的一項工作,技術人員要根據現場數據手工整理各種報表,手工繪制各種需要的地質錄井圖件。為了減輕現場技術人員的工作強度,同時更重要的是為了滿足現場離散數據和報表圖件數據的一致性要求,勝利地質錄井公司應用靈活的報表模板定製和圖形繪制技術實現了錄井現場和完井報表、圖件的自動化生成處理,既滿足了效率提升,又符合了數據一致性要求,為地質資料數據的後期深化應用提供了基礎保障。

2.2.2 完井資料審核系統開發

地質錄井公司最重要的成果是完井地質總結報告和相關的完井綜合錄井圖件。無論是錄井公司還是勘探開發單位,都對完井資料質量提出了很高的要求,為此,地質錄井公司開發了完井資料審核系統,通過建立規范的錄井完井資料審核網路化運行流程,提高質檢工作的自動化水平,形成集資料整理、審核、歸檔、書刊化、繪圖應用於一體的信息工作平台。系統還實現了完井總結報告內文字報告、附表、附圖的動態生成及源數據的級聯顯示,實現報告內容的邏輯校驗、自動對比、標記差異、電子簽名、資料評分等功能。另外,通過集成手機簡訊、RTX通信工具等進行即時消息的推送服務,實現了質檢信息的全方位覆蓋。

3 地質資料共享應用模式建立

3.1 地質資料實時發布系統開發

勝利錄井公司的地質資料發布系統採用了以中石化郵箱為標識的用戶身份認證技術,實現了現場地質資料數據信息傳輸應用體系的統一,滿足了對信息化系統一體化和集成化發展的要求。應用實時數據數字儀表顯示、動態圖形、多井剖面對比、井斜圖繪制等滿足了用戶對地質資料數據多種展示形式的需求。

另外,針對移動辦公的需求,還適時的開發了移動設備數據發布系統,實現在移動終端上進行錄井數據、曲線、圖表、剖面等顯示功能。

3.2 地質資料文檔庫系統開發

本系統旨在建立錄井地質資料電子文檔的集中一體化管理平台,形成與公司的紙質資料相對應的電子文檔庫,實現電子文檔資料的完整、規范、永久性保存。並通過網路資源優勢進行高效便捷的共享應用。

現有地質資料的類型分為報表報告類、圖形圖片類、化驗報告類文件近50種。報表報告類文檔包括地質觀察記錄、岩心描述記錄、完井地質總結報告等,格式均為word文檔;圖形圖片類文件包括岩屑錄井綜合圖、岩心錄井綜合圖等,格式均為-jpg圖片;化驗報告類包括古生物分析鑒定報告、地球化學錄井成果表等,格式為word文檔和excel數據表。文件的存儲方式有兩種,一種是在存儲路徑內按井名稱自動創建文件夾,文件夾內存放該井的各個報告;另一種是將所有同類報告統一存放在同一個文件夾內。

該系統能夠完成資料的遠程提交、檢索查詢、集中管理、匯總分析等功能。通過將離散的文檔資料有機的進行存儲管理達到安全高效的資料查詢及信息應用。

4 地質資料信息化應用產生的作用

隨著油氣勘探開發的需要,越來越多的單位需要及時了解鑽井現場的鑽探動態。地質資料信息化的應用為勘探開發提供了源頭信息,實現了信息資源共享。在勘探開發過程中,從地質設計到錄井施工現場,隨鑽監測分析、技術措施制定、生產決策指揮、綜合研究等方面,信息化使得錄井地質資料信息的應用越來越廣泛,在油田勘探開發過程中發揮著越來越重要的作用。

4.1 數據資源共享,為「數字化」油田建設提供基礎保障

石油企業的所有重要決策,都離不開對地質資料數據的分析,及時、准確、全面的提供信息服務已經成為各油田提升核心競爭力的一個必要手段。錄井的地質資料數據提供了從地質設計到完井資料處理和應用的全部信息,為油田勘探總庫解決了錄井數據源頭數字化問題,降低了數據重復過程中的誤差,提高了數據的利用效率,實現了數據共享、動態跟蹤、信息聯動、透明高效的目標,為搭建統一的應用平台、打造數字石油來有效開展工作提供了基礎保障。

4.2 在生產管理、過程監控和指揮決策中發揮重要作用

傳統的錄井信息都是通過人工方式記錄或傳遞的,其利用的效率較低。井場信息採集、傳輸、資料整理驗收一體化軟體系統的研發確保了井場地質資料信息採集存儲的准確性,增強了井場第一手資料的可信性;其自動化的報表、報告列印和綜合圖繪制及完井資料審核等功能,降低了現場技術人員的勞動強度,使得整理一口探井資料的時間從以前1個月左右縮短為5天左右,優化了工作流程,降低了生產成本,提高了勘探經濟效益。

技術人員、管理人員直接與現場交互有效地減少了中間環節,極大地減少了鑽井過程中因跑井引起的停鑽等待等問題,從而優化生產管理流程,有效縮短鑽井周期,提高了鑽、錄井工作的總體效率。後方專家通過實時地質資料數據了解所有正鑽井動態,從層位預測與劃分、烴源岩評價、地層壓力評價、油氣層評價、復雜情況等5個方面跟蹤分析,預測下一步鑽探施工的關鍵環節,提出結論建議給上級生產決策部門,為及時指揮決策提供了參考依據,提高了生產決策效率和質量,節約了勘探成本。

4.3 在地質資料綜合評價和應用研究中發揮重要作用

最大限度地發揮錄井地質資料的信息價值,對數據進行深入挖掘和深化應用,為隨鑽和後期研究建立平台工具,從而提高勘探生產應用的精細化水平,是當前且必須長期堅持的一項重要工作。

有了准確豐富的現場地質資料數據,結合臨井區域資料,研究人員可以進行綜合研究,為開展油藏描述、區域研究、井位部署等提供參考。勝利地質錄井公司將地質、物探、測井、試油等現場無法得到的區域資料與現場傳回的地質資料結合,藉助先進的解釋工作站和專家系統、隨鑽評價軟體系統,相繼實施了隨鑽「錄井資料油氣層實時解釋」、「實時壓力預測」、「待鑽地層預測」等工作,不僅為前方提供高質高效的技術支持,還能提出下一步勘探開發井位部署建議,為勝利油田春季、秋季論證會提交技術報告。

5 結語

在勘探領域逐漸精細化和信息技術高速發展的今天,信息技術和勘探生產結合的將會越來越緊密。例如,三維技術的發展應用將在提高勘探精度和指導勘探鑽井中發揮作用;高速網路的應用、井場區域網組建,可以擴展井場的各種應用;井場完善的集成平台的建立以及虛擬現實技術將更好的實現專家的協同工作。

可以說,地質資料信息化的應用永無止境。未來我們將按照油田企業「數字化、智能化、智慧化」的總方向,跟隨信息技術的發展與生產、管理的需求變化,逐步完成現有系統的整合、協同與提升,逐步深化和提升信息資源的應用開發程度,建立完善的井場綜合信息平台,並朝著「智慧錄井」的方向不斷努力,為油田勘探開發建設提供一流的信息化技術支撐。

參考文獻

[1]文愛民,田相齋.現場錄井資料數字化處理系統的研究與開發[J].錄井工程,2007(1)39~41.

[2]普登崗.錄井綜合信息平台及其在勘探開發中的應用[J].錄井工程,2010(12):30~33.

C. 鑽井地質勘探知識

鑽井地質勘探,是用鑽機設備從地表向地下鑽進成孔,取出土壤、岩心、岩屑、各種液態、氣態介質,供分析研究土壤性質、地層構造、礦產情況的探測或開發施工的工程。它是在地球物理勘探、地球化學勘探的基礎上,為進一步搞清地層情況和構造進行驗證,查明有無目標礦藏,含礦區域大小、厚度與展布、地層壓力等地質情況直接探查礦藏或進行礦產開發的工程技術方法。近幾年鑽井技術不斷發展,水平井、欠平衡井、小眼井、側鑽井相繼出現,地質科技人員通過鑽井工程獲取的大量地質資料進行分析研究,幾乎可以查尋和了解礦藏和地層的詳細信息。

鑽井地質勘探知識體系,包括普通地質學知識、鑽井工程知識、錄井知識、測井知識、測試知識、礦產開發知識、實驗測試知識等。這就要求我們盡可能地將鑽井資料取准取全。還要學會對單井地質資料中透出的各種信息的識別和評價,這也是一名地質院校學子和地質技術人員應具備的基本素質。

(一)鑽井工程知識

鑽井工程在地質院校里,是一門專業課程,一般以超深井或石油鑽井為例,講述鑽井的基本原理和鑽井工藝。從單井設計的依據開始到鑽井工程實施過程,和整個過程中應錄取主要鑽井資料及獲取數據信息的方法和要求。

地質鑽井資料統計表

續表

需要看懂的資料主要有:

鑽井地質設計書。

觀察記錄。

地質日誌。

井斜數據表。

井壁取心記錄。

井史。

鑽井地質設計是地質技術人員了解鑽井施工最主要的地質資料,它的內容有:基礎數據,介紹井名、鑽井屬性(該井屬於科學探井、還是參數井或開發井)、井位坐標、地理位置、構造位置、設計井深、目的層等內容;區域地質構造情況介紹;設計依據和鑽井目的;設計地層剖面及礦層位置;地層壓力預測和鑽井液要求;獲取地質資料及數據採集要求等。

一些原始資料,如套管數據、錄井儀情況等,用於地質研究和礦藏分析的並不多見,屬於鑽井工程技術數據,多用於研究工程技術改進、提高鑽井效率、降低作業成本及相關鑽井的井位地質施工設計,分析作業事故時使用。

(二)地質錄井知識

地質錄井工作,是隨鑽井工程伴生的地質技術記錄工作。這種記錄包括筆錄和設備記錄,它是獲取單井的井孔上下的地質資料的主渠道。分為岩屑錄井、熒光錄井、鑽井液錄井、氣測錄井、岩心錄井、綜合錄井、地化錄井等內容。

錄井工作中有一組基礎性數據,它是記錄該井的必備數據。如井位坐標,它通常統一採用WGS—72系統,記錄材料上通常顯示3°帶、6°帶,一般採用衛星定位系統和通過三角點計算得來的。也有單獨或同時採用經緯度坐標的。井位坐標和行政地理位置是單井的最基礎數據。井位坐標數據具有保密性質,它的泄密很容易受到導彈的精確打擊或其他破壞。所以地質資料保管單位在一般情況下是不讓摘抄或數據拷貝的,以防止泄密。

岩心錄井是錄井工作中重要組成部分,岩心是認識地層和礦層最真實、最寶貴的資料。如油氣田中的許多地質資料要靠對岩心的化驗分析獲取,岩石的孔隙度、滲透率、含油飽和度,以及油氣層的分布與厚度等。通過對多口井岩心的實驗分析,可以認識礦床分布規律,准確計算儲量,確定合理開發方案,針對礦物特性採取相應的礦產增產措施,保護油氣層技術也需用岩心作為研究對象的。

岩屑錄井需要懂得井深、鑽達時間、遲到時間、撈砂時間之間的關系,這是掌握岩屑深度描述的要件。我們觀察利用岩屑這一實物資料時,需要了解岩屑深度是如何確定的,它是在鑽進過程中,按照一定的深度間隔和岩屑遲到時間算出,在泥漿出口處撈取,隨鑽井液從井筒中返出地面的。岩屑錄井工作是建立地層剖面,了解地層層序、岩性組合、礦物顯示的重要手段。岩屑錄井最重要的要求是:鑽具井深、遲到時間准確無誤。岩屑深度算錯或岩心、岩屑描述錯誤,就會導致技術人員地質層位和岩石屬性的誤判。有熟練老道的技術人員,看了岩心、岩屑描述後不放心,一定要觀察岩心岩屑實物或實物掃描圖像,就是害怕錄井技術人員對岩心岩屑的描述出現錯誤。對岩屑深度的誤判後果,有可能在礦產開發作業中層位深度出現錯誤,對岩性誤判失誤,易造成礦藏認識誤解。

油樣、氣樣、水樣或其他礦物也是實物資料,它的採集有具體要求。油樣,採用專用廣口瓶在鑽液槽中採集原油樣品250毫升;氣樣,用氣測儀器中的脫氣器進行取樣,無氣測儀器的用排水取氣法取樣,置於瓶中密封;水樣,採用失水儀方法取鑽井液5毫升,現場進行離子測定。樣品瓶外貼上詳細標簽後,一部分油樣、氣樣、水樣應及時送化驗室分析,另一部分作為實物資料保存。

錄井工程中所產生的資料統計表

續表

續表

需要看懂的錄井地質資料主要有:

完井地質總結報告(有時也稱完井地質小結)。

綜合錄井圖(岩屑錄井、岩心錄井等內容)。

氣測錄井圖。

綜合錄井色譜分析記錄。

油、氣、水柱狀顯示圖。

鑽井基礎數據表。

岩心錄井圖。

井斜數據表。

其中單井的完井地質報告利用頻度最高,完井地質報告的主要內容有:前言(介紹該井的基本情況,地質任務完成情況等)、鑽井錄井簡況(鑽井條件對錄井質量的影響)、鑽探成果(地層、構造、礦層、生儲蓋層、地層壓力)、結論與建議(本鑽井是否達到了地質目的、對本井的地質認識和地質結論、存在的地質疑點和下一口鑽井需要證實解決的問題)、建議(如試油意見、後續鑽探工程方面的提醒、今後勘探方向、對礦藏進行經濟預測和評估)。

當技術人員對完井地質總結報告進行閱讀不解渴或產生懷疑時,就會詳細查閱相關綜合錄井等圖件。具體地了解地層、岩性等錄井記錄情況。很多單純的某一礦產勘探,其完井地質報告中僅涉及礦產是針對性的,不涉及其他礦產,很多其他礦產是在綜合錄井圖等資料對礦物描述中發現的。所以錄井圖對綜合了解單井的地質情況作用很大。

(三)測井工程知識

測井工程是鑽探工程中的一部分,只有鑽井工程開鑽後,才能到井孔中實施「測井」施工,它的全稱又叫地球物理測井,所以地球物理測井資料也可劃入為地球物理勘探資料范疇。勘查地下礦產離不開地球物理測井,特別是在石油及天然氣勘探領域不但廣泛應用,而且是地質技術專業人員為了解該井是否「出彩」急不可耐查看的單井測井資料。

地球物理測井是在鑽井的井孔中利用相關探測儀器測定地層各種物理化學參數進行礦藏評價的一種技術方法。它不僅可用於判斷地層的岩石性質、確定岩石層厚度和藏埋深度,而且還可就鑽探區域的地層進行對比、測試地層傾向、傾角和斷層、構造特徵,不僅能探測儲層物性和含礦情況,而且還可用於沉積環境、岩體分布,特殊礦物組分的研究,不僅可以探測地層溫度、壓力、張力和油、氣、水界面,進行地層或礦藏的靜態分析,而且還能進行礦藏產能,進行礦產開發分析。測井技術方法對於礦產勘探來說,它要協助勘探技術人員解決以下問題:地下是否有目標礦產,有多少,是否可以開采,能開采多久,是否有工業價值;下一口探井還打不打,如果繼續打井,井位又怎麼部署;如果是開發井,井網如何安排等問題。

測井工程技術在油氣勘探開發工程中利用是最為廣泛,研究人員關注鑽井過程,除了突破性發現外,測井情況及其資料是首要關注的一線井場信息。其在礦產勘探開發尤其是油氣勘探開發中的作用可見一斑。

近幾年來,測井方法也有很大發展。廣泛使用的有電極測井技術、電磁測井技術、聲波測井技術、放射性測井技術、VSP測井技術,有時進行單項技術測井,大多數情況下綜合使用以上測井技術。新一代掃描成像和陣列成像測井技術問世,明顯提高了對復雜岩性礦藏、隱蔽性油藏的測井綜合地質分析與評價的能力。測井儀也從CLS-3700數控測井發展到ECLIPS-5700成像配套系列測井,可提供常規測井、聲電成像、偶極子聲波、核磁共振、陣列感應測井等新技術服務。成像測井提供的圖像往往是地質現象的直觀顯示。

雖然電極測井已經過時,但在一些要求不太高的淺井探測中,是仍在使用的成本較低的電極測井技術,況且由於歷史上由電極測井產生的老資料也大量存在,有必要對過去的電極測井技術知識有所了解,以便對電極測井老資料進行開發利用、研究挖掘,為礦產勘探開發和地質研究服務。

近幾年的發展,測井資料除了在地層岩性、儲集空間、流體類型評價需要利用外,還在礦產地質研究、勘探鑽井工程井眼穩定性控制、壓力預測、緻密儲層壓力改造方案設計與優化、探井裸眼井油氣水層快速識別、產能預測與評價等諸多領域發揮了重要作用,它們為礦產勘探開發降低成本,提高勘探效率和礦山效益做出了貢獻。

現代測井技術中需要了解測井知識,要求讀懂的測井資料主要有:電極測井、電磁測井、聲波測井、放射性測井等方面的知識。氣測又稱隨鑽氣測,放在錄井階段進行,又稱氣測錄井。我們可以針對企業的測井技術和設備現狀及館藏測井資料情況,選擇學習、了解和積累相關測井知識,利用各種測井曲線對不同岩性地層的反映特徵進行對照,以便讀懂並利用測井資料。

測井工程產生的主要資料統計表

續表

主要需要看懂的測井資料有:

測井解釋地質報告。

綜合測井圖1:200。

自然伽馬測井圖1:200。

標准測井圖1:500。

固井質量檢查圖。

成像測井綜合解釋成果圖1:200。

聲速測井圖1:200。

地震測井(VSP)小結。

地溫測井圖。

儲層響應特徵圖。

成像裂縫分析圖。

變形層理成像圖。

其中單井測井解釋地質報告,也有叫測井地質小結的,利用頻度最高。地球物理測井,是通過測井設備與儀器,獲取實測數據,經過處理和解釋軟體,繪成各種曲線圖件,測井解釋地質報告是對成果圖件的解讀和總結。當技術人員對測井解釋地質報告閱讀不解渴或產生懷疑時,就會查閱相關測井曲線圖件和相關測井數據的解釋。知識比較全面的研究人員,會直接要求要求測井一線人員傳回測井數據體,自己利用工作站系統處理解釋數據與閱讀測井曲線圖件。及時了解並對應處理井下施工情況,指導礦山的進一步的勘探與開發研究與部署。

(四)地質實驗知識

地質實驗工作是地質礦產工作的組成部分,它貫穿於地質研究、地質找礦和礦產開發工作的整個過程。是為地質研究、找礦和礦產開發工作提供技術服務,礦產開發實驗是一項專業性技術工作。為了確定古地理環境,必須在岩心等實物資料的化驗分析中找出相應古生物進行證明。為了確定礦產組分和含量,就必須對礦石進行分析測試,有時還得模擬地下環境進行礦產開發試驗等。這些地質實驗或稱化驗分析,其成果稱為實驗報告、化驗分析報告。我們應該首先能看懂實驗分析數據和相應的文字報告,然後才能在此基礎上進行地質礦產勘探開發研究,進而有所認識和發現。

地質實驗分析資料統計表

續表

續表

需要讀懂的資料主要有:

岩石礦物鑒定報告和分析結果表。

物性分析報告和分析結果表。

古生物分析報告和分析結果表。

電鏡掃描報告和分析結果表。

絕對年齡測定報告和分析結果表。

酸解烴分析報告和分析數據表。

氣體組分分析報告和分析數據表。

油氣水化驗報告和分析數據表。

……

實驗分析報告一般分為:報告文字部分和分析數據表兩個部分。其中的文字部分是對數據表中數據的地質含義進行的解讀,實驗分析數據表是實驗儀器對送樣標的或實驗對象的化驗分析數據。地質技術人員在閱讀這些報告時,首先閱讀文字部分,因為它是實驗或化驗分析地質解讀結論。其次再從數據表中查看化驗分析數據,更多時刻是邊閱讀文字部分,邊對對照化驗分析數據。

地質工作技術人員根據研究實際需要決定採集實物資料樣品,送化驗分析單位做實驗分析,自己送的樣,一般都會認真閱讀。不少化驗分析的研究人員,對某一區域的化驗分析資料進行積累和分析,會寫出該區域的古地理環境等方面的學術文章,會發現該區域新的古生物物種,對古地理與氣候環境、礦藏形成條件進行認證,從而在行業期刊上發表而倍受矚目。

(五)測試知識、試采知識

1.地層測試

在鑽井過程中或者完鑽之後對礦層進行測試,獲得動態條件下地層壓力和流體的相關參數,根據參數對地層和相關礦產開發做出評價。主要參數有:油氣水產出量、日產能力等;流動壓力、地層壓力、生產壓差;流體性質與高壓物性數據;地層參數及地層損害程度;含油高度與油水界面;測試半徑、斷層界面顯示、能量補給及儲量參數等。

測試工程主要資料統計表

測試曲線的解讀是應該掌握的。一般曲線分為六大類:高滲透層曲線,低滲透層曲線,高壓低滲透層曲線,低壓低滲透層曲線,污染堵塞型曲線和能量衰竭型曲線。這幾種測試曲線與測井曲線對照,有響應規律可循。可以利用測試資料可對礦藏進行早期評價。

測試資料主要需要看懂的是這些曲線資料及測試解釋報告。中途測試資料主要有:分層測試小結、壓力恢復曲線、處理解釋報告、高壓物性資料。

2.試采知識(以石油試采為例)

試采是指礦產試驗開采。在油氣田開發領域又稱試油。這里以試油為例。試油在學術環境下稱試油地質和試油技術,是石油和天然氣勘探至油氣田開發過程中的重要程序,是搞清油氣藏中油、氣、水分布情況和認識相應層位的直接手段。

在一口井鑽井完成後的試油過程中,油氣層保護是油氣田開發工程中需要遵循的原則。射孔層位、洗井和誘噴、求產、壓力、酸化、壓裂等程序是試油工作過程中關鍵環節。

試油工序主要產生的資料統計表

試油工程中產生的地質資料,主要需要讀懂的有:

試采報告(又稱試采地質總結)及附圖、附表、附件,如試油報告及附圖、附表、附件。為油田開發方案提供依據。

D. 測井地質解釋的研究方法論

測井地質學的研究建立於地質學和岩石物理學理論基礎之上,以地質信息和測井信息的提取為依據,通過地質信息和測井信息間的正演和反演過程,建立測井解釋地質模型,以期解決地質問題。

(一)測井地質解釋研究的邏輯步驟

1.鑽井岩心和野外露頭的觀察

露頭和岩心觀察是地質學及測井地質學研究的基礎,通過露頭和岩心的觀察可獲取諸如地層、岩性、岩石物質成分、結構、構造、沉積組合、生、儲、蓋條件等大量的地質信息和第一性資料。以此為基礎,可建立起地層層序、沉積相和生、儲、蓋組合等概念模型。

2.地質刻度測井

應用野外露頭,鑽井岩心和實驗室分析化驗獲取的地質信息和參數,進行各種測井曲線的標定和刻度。通過建立正演和反演模型,建立正確可靠的岩電關系,為提高測井地質解釋的精度奠定堅實的基礎。

3.測井資料的處理

根據各種地質基礎資料和測井系統,進行資料的可行性評價及數據處理;並對測井曲線校正和資料處理,是測井地質學研究的重要環節。

4.測井資料的地質解釋

在岩石物理研究的基礎上,以大量的地質資料所建立的地質模型和測井資料處理結果為依據,完成測井地質解釋工作。

(二)測井地質解釋的數據資料向地質信息的轉換

地球物理測井資料實質上是井剖面岩層各種物理性質(如導電性、放射性、電化學特性等)的二維或三維分析,是一組數據。這些數據僅僅間接地反映了岩石地質特性(如,岩石的成分和結構),而岩石性質的描述信息大量的是不便於數量化的知識信息。

測井地質解釋理論和技術的發展,其主要目的是指導測井問題得到正確分析解,解決井中物理場的計算和非均勻介質中測井儀器的測量值問題,即深刻完成由測井數據信息到地質信息知識信息的轉換。原理如下:

1.測井數據特點

測井結果(Y)由地質剖面的影響因素參數(W)、井的影響和測量誤差(V)所確定。其科學關系表示為

地球物理測井

式中:A為測量轉換系數。上式仍可表示為

地球物理測井

式中:U=(W,V),為全影響因素集。這是一種初等函數關系,U為自變數,Y為因變數,Y是U的復合函數。

通過上述分析可以看出,不能直接對地質剖面(岩性與含油性等)進行觀測。測井分析者只能用Y數值估計地質環境性質W。因此,測井分析者在解釋過程中必須進行以下三種轉換,才能得到最終地質成果。它們如下。

1)儀器轉換和測量干擾:

地球物理測井

2)測井地球物理場轉換為地質環境參數:

地球物理測井

3)根據岩性與物性關系進行地質環境參數轉換:

地球物理測井

綜合以上三種地質和測井數據的轉換,其測量轉換系數有如下形式:

地球物理測井

式中:Apf為岩性轉換系數;Agf為物性轉換系數;Ain為儀器響應轉換系數。

地質環境性質是受許多地質和鑽井條件影響所賦給的特性。其中包括:沉積相、成岩作用、後生變質作用和鑽穿地層影響等因素。假設地質和鑽井過程為AG,則可寫出:

地球物理測井

式中:ω(t)為環境的函數,與地質時代(t)有關。為定義上述參數而列入目的轉換系數(C),按照下式定義特徵(X)的真值:

地球物理測井

或按更為復雜的形式:

地球物理測井

測井解釋和數字處理工作只能把測井資料轉換為可定義地質特徵的估計值:

地球物理測井

式中:表示為估計值以區別於地質特徵真值;B為處理系數。系數A、B和C之間的關系可由下述表達式表示:

地球物理測井

地球物理測井

式中:P表示和X之間的差別,即平均解釋或處理誤差;P0為地質狀況QU與概率分布Φ(U)的平均誤差;S(P)=minP0(A,B,C)稱為「最佳准則」。

通過以上對測井數據特點的分析,要達到高質量的定量解釋或處理效果,應當合理選擇測井解釋模型,使A,B,C系數合理,誤差P0為最小。

2.解釋方法(或數字處理方法)選擇

定量解釋方法,目前主要有三類。即體積模型方法、最優化模型方法和概率統計模型方法。最優化模型方法基礎仍然沒能脫離體積模型,故上述三種方法中的前兩種可視為一類方法。

目前,已經提出和發展了概率統計模型測井解釋理論。相應地形成了使成果誤差達到最小的以下數字處理方法。

1)進行反褶積運算和方差分析,消除隨機影響和最佳劃分測井剖面。

2)進行相關和判別分析,實現分類的研究(劃分油氣水層、裂縫類型等)。

3)進行聚類分析,研究沉積相和環境。

4)人工神經網路演算法,進行沉積微相的劃分。

5)利用米蘭柯維奇、小波分析等周期性模型,進行測井層序地層分析。

6)混沌及隨機行走分析方法,進行非線性反演計算。

E. 地球物理測井

水文地質測井在水文地質勘查工作中日益得到廣泛的應用。它主要用於鑽孔剖面的岩性分層、判斷含水層(帶)、岩溶發育帶和鹹淡水分界面位置(深度)及確定水文地質參數等。當採用無心鑽進或鑽進取心不足時,物探測井更是不可缺少的探測手段。物探測井的地質—水文地質解釋精度遠比前述的地面物探方法精度高。

目前,水文地質鑽探中常用的測井方法及應用情況見表4-2。在實際工作中,各種測井方法要相互配合,以提供更多、更可靠的地質、水文地質信息。另外,物探測井要與鑽探取心和水文地質觀測資料密切配合,才能取得最佳效果。

電法測井(或稱電測井)在地球物理測井方法中使用廣泛,效果好,且簡便易行。電測井的工作原理是利用儀器(如JDC型輕便電子自動測井儀等),並通過電纜把井下裝置(如電極系統)送入管井中進行測量。在電纜從井底向上提升的過程中,用儀器記錄各地層的電阻率(ρS)、電位差(ΔU)等。通過繪制有關曲線,即可進行水文地質解釋。電測井的資料,如有鑽孔資料作校正,就會取得更好的效果。圖4-5是某地根據管井的電測井曲線,劃分地層和鹹淡水分界。

圖4-5 管井的電測井曲線和水文地質解釋

尚需指出,水文地質人員應根據工作任務,工作區的地質、水文地質條件和物探人員一起合理確定物探方法,選定物探測線、測點的布置方案和測量裝置等。最好能使用綜合物探手段完成同一項任務,以相互驗證,取長補短,提高成果解釋的可靠性和精度。

值得注意的是,各種物探方法都有其局限性,其成果具有多解性。物探曲線常反映了探測對象本身和其他多種自然或人為因素的綜合影響,因此,只有了解具體的地質—水文地質背景和各種干擾因素的可能影響,才能進行正確的解釋,否則對於測量成果常常可以作出多種或錯誤的解釋。所以在使用物探方法時,應針對具體地質環境,進行分析對比,綜合研究,以便客觀的反映地質和水文地質條件,從而使所得資料更為真實可靠。因為含水層或富水段沒有固定不變的異常標志,為了提高測量成果解釋的可靠性,最好首先在露頭較好地段或已有勘探井旁進行試驗,確定出探測對象異常的形態、性質和幅度,從而制定出可靠的解釋標志。例如,在視電阻率較高的石灰岩、岩漿岩和砂岩中,一般以低阻異常作為有水的標志,但在視電阻率本來就較低的碎屑岩及結晶片理發育的岩石中,高阻異常帶則常常是有水的標志。因此,符合已有水井旁試驗得出的解釋標志,才是可靠的。

小結

本章的重點是物探方法的使用條件和在水文地質調查中的應用。電法勘探中的電阻率法和電測井應用最廣,應掌握該種方法及其應用。

復習思考題

1.水文地質物探方法的基本原理是什麼?

2.物探方法的使用條件是什麼?

3.水文地質物探的主要任務是什麼?

4.電法主要有哪些種類?應用情況如何?

5.試述電阻率法的原理和應用條件?

6.試述激發極化法的原理和應用條件?

7.試述自然電場法的原理和應用條件?

8.試述交變電場法的原理和應用條件?

9.試述放射性探測法的原理和應用條件?

10.地球物理測井的方法有哪些?應用情況如何?

11.如何提高物探方法的可靠性和精度?

F. 測井信息的地質屬性研究

李浩1,2

(1.中國石化石油勘探開發研究院,北京;2.中國石油大學,北京102249)

摘要 以岩電實驗為基礎的測井分析方法,主要應用測井技術的地球物理屬性。隨著油氣勘探開發目標的日益復雜,該方法的局限性日益顯現。本文提出「測井信息的地質屬性」這一概念,並討論了其3個類型:對應性、專屬性和統一性。其中,研究測井信息與地質背景的對應性,有助於利用測井信息還原某些地質事件;研究測井響應與某些地質事件的專屬性,有助於推測測井信息隱含的重要地質現象;研究測井信息與其地質背景間存在宏觀地質作用與微觀岩層結構的統一性,有助於測井技術的地質預測研究。應用測井信息的地質屬性分析,成功地預測出沙特某探區下古生界儲層具備產能,確定了澳大利亞某探井意外鑽遇的1000m泥岩地層的時代歸屬問題。

關鍵詞 測井分析方法 地球物理屬性 地質屬性

Geological Characteristics Study on Logging Information

LI Hao1,2

(1.Exploration & Proction Research lnstitute,SlNOPEC,Beijing 100083;2.China University of Petroleum,Beijing 102249)

Abstract Based on rock electrical properties testing,geophysical characteristics is mainly used in well logging evaluation.However,complication with invisibility in the targets of oil/gas exploration and development make logging evaluation technology facing challenge.The paper put forward a concept—geological characteristics of logging information and discuss three types of geological characteristics:correspondence,specialization and unification.Study the correspondence of logging information and geological setting can help to use the log curves』 shape to describe or revert some geological events;study the specialization of logging response and some geological events can help to conjecture important connotative geological phenomena with logging information;study the unification of macroscopical geological process and microcosmic reservoir structure in logging information and geological setting can help to geologic prediction.

During the oversea oil/gas resource evolution in Sinopec,it succeeded to predict a exploration area in lower Paleozoic with reservoir proctivity in Saudi Arabia,and determined the time ownership of claystone unexpected encountered in a exploration well,Australian,etc.

Key words well logging evaluation geophysical characteristics geological characteristics

目前,測井評價技術面臨的主要問題是其測量方法本身存在的認識多解性與油氣勘探開發目標的日益復雜化、隱蔽性之間的矛盾[1~4]。事實證明,用單一技術、方法開展測井評價已暴露諸多弊端。將測井評價技術與宏觀地質背景相結合,減少測井評價認識的多解性和提高測井信息的地質應用已成為測井技術發展的共識。深化測井地質學研究方法,不僅可減少評價的多解性,而且能提供一些地質研究所需的關鍵證據。

1 地質背景的差異決定了測井響應的差異

地質內因從根本上決定了不同地質條件下的測井信息響應特徵。深刻地認識到這一點,就有可能利用測井技術識別地質事件或揭示隱含的重要地質現象,為地質學家提供研究和參考的依據,為特殊油氣層的預測提供指向。

圖1和圖2分別為伊朗Y油田K-1井上白堊紀和下白堊紀地層測井響應特徵,其儲層岩性雖然同為碳酸鹽岩,但測井曲線所表現出的電阻率和孔隙度響應特徵卻差別很大。分析原因,推測為沉積背景因素所致。其中,圖1的上白堊紀儲層在岩心照片中見到大量砂屑,極可能與海侵期陸源物質大量進入海水,造成陸源物質與碳酸鹽岩混積有關,這類儲層在測井曲線上的電阻率和孔隙度變化穩定,當裂縫因素影響小時,用阿爾奇公式解釋儲層含水飽和度(Sw),與地下地質符合程度較高;圖2的下白堊紀儲層為純碳酸鹽岩地層,這種地層可能與海退因素有關,海退期的陸源供給不足,使碳酸鹽岩自身的韻律構成沉積地層的主體[5]。這類儲層韻律性使測井曲線上的電阻率和孔隙度變化不穩定,用阿爾奇公式解釋儲層含水飽和度,與錄井含油顯示差別較大。圖中可見,非儲層段常常處理出較高的含油飽和度(Sw為低值),這種韻律性變化大的儲層很難用數學分析模型解釋。

圖1 水進期碳酸鹽岩測井響應特徵

2 測井信息地質屬性的提出及其研究目的

以上兩例說明,測井信息與地質演化息息相關,內含地質屬性。研究測井信息與地質背景演化的內在聯系,對於能否將測井信息轉換成地質分析模型具有探索價值。

圖2 水退期碳酸鹽岩測井響應特徵

屬性的定義是指事物所具有的性質與特點。就測井信息的形成而言,它同時具備地球物理屬性和地質屬性。前者來自測井儀器由發射、傳輸到接收形成的地球物理響應,不同儀器測出不同的地球物理數據結果;後者來自測井數值對儲層地質背景的信息表現,不同地質背景測出不同的曲線特徵。測井信息的這兩種屬性是對地下真實情況的間接表達。目前的測井評價主要是用其地球物理屬性,對其地質屬性的認識和應用相對不足。

測井信息地質屬性的具體表現在於,地質演化過程中的特徵現象,必有特徵響應被測井記錄。只要建立正確的測井-地質轉換關系[6~7],就有可能用測井信息恢復部分或主要的儲層地質原貌,因此,測井地質屬性有可能是深化測井地質學的理論依據。

根據應用,測井信息應存在3類地質屬性:①對應性,即測井響應與其地質演化背景有對應關系,根據該屬性可用測井曲線形態描述或還原某些地質事件,如測井相建模及地層傾角描述斷層、不整合等;②專屬性,測井信息的某些特殊響應常專屬於某一特定地質現象,如異常高壓與泥岩聲波時差增大、強地應力與泥岩電阻率變高等;③統一性,地質問題都是宏觀地質作用與微觀儲層結構的統一,除去施工因素,局部測井信息的特殊變化,必然是宏觀地質內因的一種響應,因此,宏觀與微觀的統一性有助於精確的地質預測。

開展測井信息地質屬性研究的目的,是希望利用測井信息恢復和推導部分地質演化過程中的本質特徵,通過正演或反演分析,建立測井信息與地質背景的轉化模式,提高測井信息的應用效率和開發測井信息的預測功能。

3 測井信息地質屬性在海外油氣資源評價中的應用

3.1 識別意外鑽遇的未知地層

V1井位於澳大利亞西北大陸架Bonaparte盆地西部Vulcan次盆內部的背斜高點,研究區下—中侏羅統至下白堊統鑽井揭示地層主要有Plover組、Montara組、Lower Vulcan組、Upper Vulcan組、Echuca shoals組和Jamieson組等多套地層。次盆東部的高台階部位鑽井近20口,均鑽遇下侏羅統的Plover組地層(圖3)。V1井設計目的層亦為Plover組地層,但出乎意料的是,在預計深度3400m以下,鑽遇1000m泥岩,地層歸屬成為焦點。

圖3 V1井構造背景模式圖

3.1.1 地層對比及沉積相研究

地層對比識別出3套對比標志層:Jemieson組底的不整合面、Lower Vulcan組頂部的100多米灰質泥岩及東部壘台區Plover組頂部的不整合面。上述標志層放在聯井剖面和地震剖面追蹤均表現出良好的一致性,表明地層對比的結論正確可靠。

歷年的沉積相研究表明,下侏羅統Plover組為河道-三角洲沉積背景,是典型的淺水沉積特徵;而上侏羅統Lower Vulcan組發育海相頁岩和局部的海底扇,為深水沉積特徵。

測井信息研究表明,Plover組與Lower Vulcan組地層存在不同的測井地質屬性。一是測井相不同,Plover組為厚層箱形砂岩,自然伽馬數值低且平穩、光滑;Lower Vulcan組發育厚層泥岩,自然伽馬數值高且平穩,大段的厚層泥岩中,往往難見薄層砂岩。二是物質組成有所不同,Plover 組的沉積地層,在測井曲線上,難以見到含鈣質薄層的發育;Lower Vulcan組的沉積地層,在測井曲線上,則常見有含鈣質薄層的發育,說明,兩套地層之間物源可能有所變化(圖4)。

以上是利用測井信息區別兩套地層的較為明顯的測井證據。

3.1.2 新鑽探井1000m泥岩的地層歸屬分析

經測井信息的地質屬性研究,認為V1井3400m以下鑽遇的1000m泥岩應歸屬於上侏羅統的Lower Vulcan組。

(1)V1井1000m泥岩的測井相指示深水沉積環境,與Lower Vulcan組發育海相頁岩相吻合。

(2)大套泥岩中常見有含鈣質薄層的發育,說明其物源與Lower Vulcan組接近。

圖4 未知鑽遇地層的測井地質分析圖

(3)1000m泥岩中,極難見到砂岩或薄層砂岩沉積,這也是最為重要的證據。由於東部壘台區Plover組是典型的淺水沉積特徵,即使與該井發生很大的沉積相變,在較深水區的Plover組也理應見到或多或少的、由強水動力搬運而來的砂岩。

外國合作公司提供的孢粉分析表明,該段泥岩屬於晚侏羅紀地層,同樣支持本研究結果,這一研究成果為該區塊的下一步勘探提供了決策。

3.2 沙特某探區下古生界儲層的異常地層壓力分析

沙特某區塊是中石化的一個天然氣勘探區,是在前寒武紀末由裂谷作用形成的一個含鹽地塹的基礎上發育起來的坳陷盆地,整個顯生宙不斷下沉,沉積了寒武紀至新近紀地層,局部地區沉積岩累計厚度超過9000m。其古生界以碎屑岩為主,中生界和新生界則以碳酸鹽岩為主。在2005 年之前的研究中,一直將泥盆系J組和二疊系的K組以及U 組作為主要儲層,因此,在初期的研究評估時,對於儲層只評價到U組,下古生界儲層未能給予應有的重視,如MK-1井鑽深達5510m,但測井解釋的深度僅僅達到4580m。

圖5 MK-1井目的層地層壓力分析圖

2005年對MK-1井重新解釋時,發現其下古生界地層有異常高壓,很有可能具備產能(圖5),這一認識為油氣勘探提供了重要指向,2006年新鑽的S2井在二疊系失利而在下古生界試出油氣,證實上述推測。

圖6為MK-1井和S2井的下古生界地層測井曲線圖,其中,S2井的1 號層層厚14.7m,電阻率為99.22Ω·m,孔隙度為3.95%,滲透率為0.02×10-3μm2,含水飽和度(Sw)為36.54%;2 號層厚31.7m,電阻率為55.68Ω·m,孔隙度為4.5%,滲透率為0.03md,含水飽和度(Sw)為34.97%(據申本科等)。鑽井過程中發現在奧陶系Sarah組頂部總烴含量開始增加,在5703.4mTG為3.02%,對該井下古生界先後測試兩次,第二次測試誘噴成功,獲日產氣400~8000m3/d,證實該層為儲含氣層,為下一步的油氣勘探提供了依據。

圖6 下古生界地層測井曲線圖

4 結論

(1)地質演化過程中的特徵現象,必有特徵響應被測井所記錄,因而測井信息具有地質屬性。

(2)深入研究測井信息內含的地質背景及其演化特徵,可減少測井評價認識的多解性和提高測井信息的地質應用。

(3)深入研究測井信息與其地質背景間的對應關系,建立測井信息與地質信息之間的轉換分析模型,是測井地質學進一步發展的關鍵。

參考文獻

[1]李國欣,劉國強,趙培華.中國石油天然氣股份有限公司測井技術的定位、需求與發展[J].測井技術,2004,28(1):1~6.

[2]趙江青,匡立春,劉應.非均質儲層孔喉結構的測井評價方法[J].測井技術,1998,22(增):60~63.

[3]歐陽健.加強目標區塊岩石物理研究提高測井識別評價油層能力[J].中國石油勘探,2001,6(1):24~30.

[4]歐陽健.加強岩石物理研究提高油氣勘探效益[J].石油勘探與開發,2001:28(2):1~5.

[5]梅冥相.碳酸鹽旋迴與層序.貴陽:貴州科技出版社[M],1993.

[6]王貴文,郭榮坤.測井地質學.北京:石油工業出版社,2000.

[7]王貴文,郭榮坤.測井地質學.北京:石油工業出版社,2000.

G. 地質資料的種類

在地質資料管理工作實踐中,地質資料的分類方式很多,按工作需要和不同標准對地質資料進行不同的分類:

(1)按地質資料的內容的性質可分為原始地質資料、成果地質資料和實物地質資料。如《地質資料管理條例》中指出,「國家對地質資料實行統一的匯交制度:成果匯交資料時,按紙質資料要求匯交,原始地質資料和實物地質資料只向國家提交清單」。這里是根據地質資料內容性質,將其分為原始地質資料、成果地質資料、實物地質資料三類。

原始地質資料是最初的、第一手的文字、數據、影像記錄,具有原始性和唯一性,也稱地質檔案。

成果地質資料是體現地質工作成果的「地質報告」或地質圖件,可以復制多份,也可以印刷,利用率高。雖不具唯一性,卻高度體現其「成果」性質,成果地質資料與圖書的區別是沒有書號,閱讀范圍有人為限制。如地質資料只有在資料館或資料室能借閱,沒有標明單價,而圖書可在書店中購買到,每冊都有單價標注。

實物地質資料,具有唯一性,但它強調的是實物性質,立體性質,在管理上一般是針對實物特性採取比較方便的、安全的集中統一管理形式。

(2)按載體性質,地質資料可以分為:紙質資料、光碟與磁質資料、膠片資料、岩心樣品等實物資料。

在資料庫房中對資料排架管理時,按紙質資料、光碟與磁帶、縮微膠卷、岩心岩屑分類進行分區管理,便於按地質資料載體性質的不同和管理條件的特殊要求,設置標准庫房和專用裝具。

(3)按地質礦產工作程序又可分為:野外踏勘資料、地球物理勘探資料、地球化學勘探資料、鑽探資料、礦藏開發資料、地質科學技術研究資料等。如在石油天然氣勘探開發行業中,按物探化探、鑽探、科學研究、油田開發、其他工作等程序分類,其中鑽探資料還可按工程程序細分為:鑽井、錄井、測井、固井和化驗分析資料等。這種分類方法往往體現在基層地質資料管理資料庫系統的分類之中。

H. 測井地質方法

5.3.1 超聲波成像測井法

近幾年開展的超聲成像測井法是一種聲波測井法。通過這種測井可以得到顯示鑽孔孔壁岩層反射波強度的圖像,孔壁岩層反射波強度的最大值和平均值的連續曲線,用非接觸法測量的井徑曲線。從超聲圖像上能夠直觀地識別出層理、節理、裂隙、岩石破碎帶、溶洞等小型地質構造現象。識別方法是:

岩層的層理構造與沉積環境和沉積過程中水介質的活動特性有關。在超聲圖像上,層理面形成許多組 S 形曲線,均可用於計算產狀。當計算結果與岩層界面產狀一致時是水平層理。當層理面傾角大於界面傾角時是斜交層理。

由於地應力的作用,使岩石產生節理和裂隙。在超聲圖像上,砂岩層中的節理顯示明顯,通常是在砂岩層的中間出現連續的形狀不規則的 S 形曲線。節理面往往與岩層面斜交,且交角較大,與岩層面的傾向也不相同 ( 圖5.22) 。裂隙面形成的 S 形曲線不連續,形狀也不規則,與相鄰岩層面的產狀不相關。當裂隙被水或泥質充填時,在圖像上顯出暗條帶。被方解石或石英充填時,顯出亮條帶。

圖5.22 層理、節理、裂隙的超聲波圖像( 據秦傑等,1988)

當鑽孔穿過岩石破碎帶時,全段圖像均呈暗色,並在暗背景的上部或下部夾有零亂分布的尖稜角狀的灰色團,看不出 S 形曲線。當破碎帶的范圍較大時,圖像顯示不明顯,可以根據該段岩層產狀的急劇變化判斷斷層的位置和性質。

石灰岩層中的溶洞和裂隙發育帶,表現在圖像上很明顯,在圖像的亮背景上,有不規則的暗團塊和暗條帶。從團塊和條帶的位置和數量可以確定溶洞和裂隙的發育情況。

從以上分析可以看出,超聲圖像對岩性和小型構造的分辨力與圖像的攝影效果有關。如果進一步改進儀器的顯示性能,有經驗的地質工程師依靠圖像和其他測井曲線,進行綜合分析,就能獲取更多的地質信息。再經過與少量岩心的對比研究,可以提高對圖像的解釋精度。

5.3.2 測井曲線解釋構造法

隨著煤田勘探的進行,用測井曲線進行構造解釋,尤其是解釋褶曲將成為今後的一個重點,本書提出解釋方法要求有如下幾點:

1) 解釋測井曲線要與全區的物性特徵統一起來。與地質特徵配合相互驗證,使曲線解釋符合地質客觀規律的反映。

2) 找出全區范圍內較穩定的物性特徵和明顯的標志層,以此為基礎,按層位順序推斷其他地層。

3) 通過勘探線上鄰近鑽孔曲線對比,了解全區曲線組合形態特徵標准。對比非煤系和煤系地層時,首先抓住曲線反映較明顯的標志層定準層位,然後按地層沉積順序推斷其他層位。對於煤系地層,先分析對比曲線特徵,控制主要煤層,然後進一步確定區域性組合形態標志。根據上述原則細致分析對比測井曲線,掌握全區曲線組合形態特徵。實踐表明它是有一定規律性的,對確定煤層層位起了一定作用。特別是向斜東翼煤系地層上面的非煤系地層物性變化較大,有時出現幾次重復。認識了曲線的組合形態特徵之後這些重復現象也就比較好解釋了。

I. 測井資料的應用有哪些

我是大慶測井一公司的。
測井資料在地質勘探中解決較為突出的地質問題有:
一、確定標志層
利用測井資料在勘探區尋找標志層,標志層是在測井曲線上具有一定明顯特徵,並在勘探區內分較廣,具有岩性、物性、層位和曲線形態都比較穩定
二、確定煤層
利用測井資料解釋煤層的深度、厚度、結構(夾矸厚度≥0.10M),而且精度很高。由於煤層、岩層的物性各自不同,引起測井曲線上的幅值異常反應,測井資料主要是利用測井曲線在煤層中反應的特殊性來確定煤層的厚度、深度及結構,其在各類地質報告中已普遍應用。由於採集系統和處理系統的不斷改進,解釋精度也在不斷提高。
三、煤層對比
利用測井資料對煤層層位或斷缺情況以及煤層結構、煤層分叉合並進行對比,利用地震資料對煤層分布規律進行研究並與測井資料進行對比。建立地層層序模式,提高了地質研究程度。
四、構造的確定
利用測井資料確定斷層,褶曲等構造。斷層會使地層出現間距明顯縮短或缺失或者是增大或重復的現象。因此根據測井曲線層位間距的明顯縮短或缺失、層位間距的增加或重復,我們可以從曲線上判斷斷層的大致位置及其性質。
五、確定煤質級別
通過測井資料的分析、處理對煤層灰份、水份、含碳量的解釋,氧化煤、風化煤的確定。從而確定煤質的級別。提高了對煤層的研究程度。而且對煤層風化氧化、火成岩入煤層等規律的研究,也取得了可喜在成果。
六、測井資料對岩性的解釋
岩性解釋是測井資料地質解釋的重要一環。在諸多的識別方法中,岩性判別樹法是其中的一種。岩性判別樹法是基於每種岩性在測井曲線上都有各自的響應范圍,該范圍在測井響應超維空間中佔有各自的至少不完全重復的超維立方體。根據勘探區的地球物理特徵來建立岩性判別樹,用其來作測井解釋的岩性識別。其識別准確性較高。
七、岩石強度的劃分
利用測井資料進行數字處理,對岩石的強度、岩層孔隙度、岩層砂泥水含量等提供有關參數。尤其對煤層頂底板提供較為詳細的岩石力學資料。從而為礦井建設及設計提供煤層頂、底板的有力依據。
八、在解決水文地質問題方面
用測井資料解釋第三、四系的厚度及變化規律,研究其水文地質條件。應用測井資料劃分含水層、隔水層。確定含水層位置、流速、流量、補給關系、富水性及地下水活動規律等取得了明顯的地質效果。為鑽孔的壓力試驗提供了可靠的試驗依據。
九、利用測井資料對沉積環境的分析
利用測井資料解釋煤層沖刷變化及砂體的堆積情況等。
十、測井資料解釋煤層空巷
煤層空巷,即煤層采空部分。水位一般保持不住,密度、電阻率明顯減小,井徑明顯地增大,並隨充填物的多少而變化。當充填物較少時,則密度、電阻率突出明顯地減小,井徑突出明顯地增大;當充填物較多時,則密度、電阻率明顯增大,井徑明顯減小。
十一、對礦井開采技術條件方面
利用測井資料的井溫、井斜、井徑為礦井開采技術條件的研究提供了資料和依據。測井還提供了地層傾角及方位角資料。
十二、利用測井資料確定溶洞、構造破碎帶、裂隙帶及其深度、厚度和發育程度,判斷岩石的軟硬、完整性
十三、利用測井資料,對岩漿進行劃分,對煤質變化的影響范圍進行圈定
測井資料是地質勘探信息數字化的一種不可缺少的手段之一,測井資料是勘探鑽孔中地質信息的原始基礎資料,測井資料已經從簡單的定性、定深、定厚、定量、劃分地層及岩性,發展到煤岩層層位、煤岩層產狀、煤岩層力學性質、斷層參數,煤層煤質參數、岩層孔隙度、岩層砂泥水含量、含水層參數,成為補充鑽探、地質資料的重要手段。隨著測井參數的增多和處理技術的發展,測井資料會提供更多更可靠的信息,可以應用於各種礦產勘探和多領域地質研究。總之,測井資料在地質勘探中必將佔有越來越重要的地位。

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