第一篇测井原理与综合解释
第一章地层评价概论
测井（地球物理测井）是应用地球物理学的一个分支。它是在勘探和开发石油、天然气、煤、金属矿等地下矿藏的过程中，利用各种仪器测量井下地层的各种物理参数和井眼的技术状况，以解决地质和工程问题的工程技术。它是应用物理学原理解决地质和工程问题的一种边缘性技术学科。
石油和天然气储藏在地下具有连通的孔隙、裂缝或孔洞的岩石中。这些具有连通孔隙，即能储存石油、天然气、水又能让油、气、水在岩石中流动的岩层，称为储集层。用测井资料划分井剖面的岩性和储集层，评价储集层的岩性、储油物性、生产价值和生产情况称为地层评价。
地层评价是测井技术最基本和最重要的应用，也是测井技术其它应用的基础。
世界上第一次测井是由法国人斯仑贝谢兄弟（康拉德和马塞尔）与道尔一起，在1927年9月5日实现的。我国第一次测井是由中科院学部委员、著名地球物理学家翁文波先生，于1939年12月20日在四川巴县石油沟油矿1号井实现的。经过几十年的发展，现在测井技术已成了一个主要提供技术服务的现代化的高技术产业。航天技术要上天，而测井技术要入地（数百米，数千米，上万米），两者在技术上的难度和发展水平值得从事这些事业的人们引以为骄傲。
第一节地层评价的任务
地层评价的中心任务是储层评价，相关的任务还有划分剖面地层的年代和岩性组合，评价一口井的完井质量，描述和评价一个油气藏。油气藏是整体，单井是局部，对油气藏的正确认识可以指导单井储集层评价，单井储集层评价搞好了，又可以加深对油气藏的认识。
一、划分单井地质剖面
划分单井地质剖面是对一口井粗略的评价，它包括完成以下任务：
（1）划分全井地层的年代和主要地层单位的界限；
（2）找出本井的含油层系；
含油层系是同一地质时代的一系列油气层及其围岩的总称。一般对应于地层单位的组。如：长庆油田，延安组，油气资源丰富的地区，可以有多套含油层系，如：长庆油田的延安组，延长组，马家沟组等。
（3）找出属于同一油气藏的油层组；
（4）在油层组内分出不同的砂岩；
（5）必要时，为了地质工作需要，可画出某一井段的岩性解释剖面。其中单一的储集层是地层评价的基本对象。
为了完成上述任务，应当熟悉本地区有关地质情况，还应知道本井的井位及其钻井地质情况。
二、单井储集层评价
储集层是有连通的孔隙、裂缝或孔洞，能存储油、气、水，又能让油气水在这些连通孔隙中流动的岩层。在单井中划分和评价那些可能有工业价值的储集层，是测井地层评价的中心任务。单井储集层评价的任务有以下几项。
（一）划分储集层
划分储集层是指确定单一储集层在井内的位置，其顶界面和底界面的深度和厚度。
地质上常常把储集层按岩性分类：有碎屑岩储集层、碳酸盐岩储集层和其它岩类的储集层。但从测井地层评价的角度来看，应突出强调不同孔隙类型对岩石形成储集性质的决定作用和它们对测井地层评价带来的差别。这样我们强调把储集层划分为两大类：孔隙性储集层和裂缝性储集层。
（1）孔隙性储集层
粒间孔隙对岩石储集性质起决定作用的储集层。岩性以碎屑岩为主，砂岩储集层为代表，其他还有鲕状灰岩、生物灰岩、生物碎屑灰岩、内碎屑灰岩及细粒以上白云岩等，是成岩作用或后生作用形成的，一般与构造作用无关。孔隙分布均匀，横向变化较小。孔隙度较高，低者10%左右，高者30%左右，一般15~25%。
孔隙性储集层，尤其是碎屑岩剖面内的孔隙性储集层是测井地层评价应用最好的一类储集层。其特点有三点：
①储层之间有泥岩隔层，而泥岩的性质较稳定，使夹在它们之间的储层较易识别，特别是自然电位测井成了识别储集层最简便易行的方法；
②储集层孔隙度较高，使储集层定性评价和定量评价都有良好的效果；
③储集层的岩性、物性、含油性较均匀，横向变化小，使各种探测特性不同的测井方法具有良好的重复性，容易实现比较理想的组合，评价效果良好。
（2）裂缝性储集层
因裂缝较发育而使岩石具有储集性质的储集层。
裂缝发育和孔隙度较高者（10%左右）的裂缝性储集层，测井评价的效果同孔隙性储集层。而裂缝发育程度有限、孔隙度很低（5-7%）的裂缝性储集层，对测井技术的要求很高，应用效果却比较差。低孔隙度裂缝性储集层的地层评价有以下特点值得注意：
①储集层之间是比较纯的低孔隙度緻密岩石，或者说储集层是这些纯岩石中孔隙度稍高的部分，即裂缝性储集层具有岩性纯（不含泥质或泥质含量低）、孔隙度稍高，有缝洞孔隙等地质特征，这是识别这类储集层的地质依据；
②储集层上下方的緻密围岩使井内自然电流不能在储集层界面附近形成回路。因而不能用自然电位划分储集层。而要依据前述地质特征在测井上的显示识别储集层；
③识别裂缝发育程度是这类储集层评价的关键，因而除了常规测井方法，还发展了一些专门识别裂缝的技术，如裂缝识别测井等；
④由于储集层岩性复杂，孔隙度低和孔隙结构复杂，使测井地层评价很困难，效果较差。因而除了加强测井质量控制和解释方法研究，还应加强地质研究和对钻井地质资料的分析。
（二）岩性评价
储集层的岩性评价是指确定储集层岩石所属的岩石类别，计算岩石主要矿物成分的含量和泥质含量，甚至确定泥岩在岩石中分布的形成和粘土矿物成分。
（1）岩石类别
地质上把储集层岩石分成三大类：碎屑岩、碳酸盐岩、其它岩石。测井地层评价按岩石的主要矿物成分确定岩石类别。如：砂岩、石灰岩、白云岩、硬石膏、石膏、盐岩、花岗岩、灰质砂岩、灰质白云岩等。
（2）泥质含量和矿物含量
泥质含量是岩石中颗粒很细的细粉砂（小于0.1mm）和湿粘土的体积占岩石体积的百分数,用符号V SH表示。
岩石中除了泥质以外的其它造岩矿物构成岩石固体部分，我们称之为骨架，这是测井的专用术语。所谓确定岩石矿物成分及其含量，就是确定岩石骨架的矿物成分及其体积占岩石体积的百分数。由于岩石的矿物成分较复杂，而测井的计算能力有限，故一般只考虑一、二种矿物成分，其它忽略不计。另外测井只注意矿物的化学成分，按化学成分命名矿物，如：SiO2为石英，CaCO3为方解石等。
（3）泥质分布形成和粘土矿物成分
泥质分布形式是指泥质在岩石中的分布状态。有分散泥质，是分布在粒间孔隙表面的泥质；层状泥质，是呈条带状分布的泥质；结构泥质是呈颗粒状分布的泥质。确定泥质分布形式，就是分别计算其含量。
（三）储油物性评价
储集层岩石储集流体的能力称为孔隙性，而它在一定压差下允许流体渗透的能力称为渗透性，两者合称储油物性。根据测井资料可定性判断地层的孔隙性和渗透性，也可计算反映地层孔隙性和渗透性的有关参数。
（1）总孔隙度
岩石全部孔隙体积占岩石总体积的百分数，用符号фt表示。
（2）有效孔隙度
岩石有效孔隙体积占岩石总体积的百分数，用符号ф表示。
测井技术难以区分孔隙大小，但能区分泥岩和不含泥质或含泥质很少的纯砂岩，也能计算岩石的泥质含量。因此，在测井地层评价中认为：泥岩和其它岩石所含泥质的孔隙是微毛细管孔隙，不是有效孔隙。计算的纯岩石孔隙为有效孔隙度。泥质岩石的包含泥质孔隙的孔隙度为总孔隙度，泥质岩石的不包含泥质孔隙的孔隙度为有效孔隙度，即：
ф=фt—V shфsh
фsh为泥质孔隙度；
V sh为泥质含量。
（3）缝洞孔隙度
是有效缝洞体积占岩石体积的百分数，是岩石有效孔隙度的一部分，用Φ2表示。它是表征裂缝性储集层储油物性的重要参数。测井计算的缝洞孔隙度是反映规模较大的缝洞孔隙。
（4）.绝对渗透率
是岩石孔隙中只有一种流体时测量的渗透率，用符号K表示，因为常用空气测量，也称空气渗透率。测井通常只计算绝对渗透率。
（5）有效渗透率
当岩石孔隙中有两种以上流体存在时，对其中一种流体测量的渗透率称为有效渗透率或相渗透率。有效渗透率之和总是小于绝对渗透率。符号K o、K g、K w分别表示油、气、水的有效渗透率。
（6）相对渗透率
有效渗透率与绝对渗透率的比值称为相对渗透率，数值在0-1的范围内。符号K ro、K rg、K rw分别表示油、气、水的相对渗透率。
（四）含油性评价
储集层的含油性是指岩石孔隙中是否含油气以及含油气的多少。地质上对岩心含油级别的描述分为富含油、含油、油侵、油斑、油迹、荧光，其含油性依此降低。测井通过计算饱和度来评价储集层的含油性。
（1）含水饱和度
岩石含水体积占其有效孔隙体积的百分数，称为含水饱和度，用S w表示。岩石孔隙中含有地层水，其中被吸附在孔隙表面而不能流动的地层水，称为束缚水；而离孔隙表面较远，在一定压差下可以流动的地层水，称为可动水或自由水。相应地就有束缚水饱和度和可动水饱和度（S wirr和S wm），并且S w= S wirr + S wm。
（2）含油气饱和度
岩石含油气体积占其有效孔隙的百分数，称为含油气饱和度，用符号S h表示，且
S w+ S h=1。如果明确知道只含油，用S o表示含油饱和度，S w+ S o=1；如果明确知道只含气，用S g表示含气饱和度，S w+ S g=1。当含水饱和度很高即含油气饱和度很低时，油的有效渗透率接近于0，这部分油称为残余油，其饱和度为残余油饱和度，用Sor表示。
（3）储集层侵入特性
钻井过程中，泥浆柱压力大于地层压力，其压力差驱使泥浆滤液向储集层孔隙渗透，驱替出一部分原来的液体。在不断渗滤的过程中，泥浆中的固体颗粒逐渐在储集层井壁沉淀下来形成泥饼。因泥饼是非渗透的，当泥饼形成时，泥浆滤液的渗滤也就停止了。泥饼形成以
前以径向渗滤为主，泥饼形成以后，油气水和泥浆滤液产生重力分异，使纵向滤液显著表现出来。这个过程使井壁附近的储集层形成几个环带。如图1：
泥饼：厚度0.5-2.5cm，全是泥质颗粒的沉积物；冲洗带，厚度10-50cm，是储集层在井壁附近受到强烈冲洗的部分，其孔隙以泥浆滤液为主，其它为残余水或残余油气。其含水饱和度称为冲洗涤带含水饱和度，用S XO表示，其电阻率称为冲洗带电阻率，用R XO表示；过渡带，是储集层受泥浆侵入影响由强到弱的过渡部分，其厚度不定，与钻井条件和储层性质有关；未侵入带或原状地层，是储集层未受侵入影响的部分其含水饱和度为S W ，其电阻率为R t 。
储集层受泥浆侵入以后发生的变化，特别是冲洗带与原状地层的差别，称为储集层的侵入特性。图1-1示出储集层理想化的结构图，是测井地层评价研究的基本对象，搞测井解释的人随时都会想到这个图形。
井径dn
（图1-1）
图1-2是高侵电阻率剖面，表示出以井轴开始径向电阻率的变化，其特点是冲洗带电阻率R XO明显高于原状地层电阻率R t 。
图1-3是低侵电阻率剖面，其特点是冲洗带电阻率R XO明显低于原状地层电阻率R t。若R XO与R t接近，称为侵入不明显。
电
R
R mc
R m
图1-2
泥浆滤液侵入储集层，既给测井地层评价带来许多问题，又给它创造了良好的条件，测井技术的发展总是离不开对这个问题的研究。
（五）产能评价
产能评价是在定性分析与定量计算的基础上，对储集层产出流体的种类和产量的高低做出综合性的解释结论。
油层：产出有工业价值的原油，不产水或含水少于10%。
气层：产出有工业价值的天然气，不产水或含水少于10%。
油水同层：油水同出，含水10-90%。
含油水层：产水大于90%到见油花。
水层：完全产水，有时也把含油水层归入水层。
干层：不论产什么，因产量极低而被认为无生产能力。
（1）预期产能评价（解释符合率）
是在储集层未向井内产出流体的情况下，用裸眼井或套管井的地层评价测井资料对储集层产能做出的评价。目前，我局的解释符合率指标是：气探井75% ；油探井76% ；开发井85%.
（2）实际产能评价
在储集层正在向井内产生流体的情况下，用生产测井资料对储集层产能做出的评价。
（3）油气层有效厚度
在目前经济技术条件下，能够产出有工业价值油气的油气层实际厚度。
它是已经确认的一个油气层总厚度扣除无生产价值的夹层以后剩余的厚度.。油气层的有效孔隙度、含油气饱和度和有效厚度是计算油气地质储量的重要参数。
三、油井技术评价
一口井从钻井开始到采出油气，要做许多技术工作，其中有些技术工作的质量或效果要靠测井资料来评价，而且这些资料常常同储集层评价也很有关系。
1．裸眼井井身质量
（1）井斜方位角、井斜角，斜井的靶心距等。
（2）井径
2．固井质量
固井质量是指水泥环与套管之间（第一界面）和水泥环与地层之间（第二界面）胶结的好坏，以及本身水泥丰满的程度。测井对固井质量评价一般分为良好、中等、差（胶结不好），后者为不合格。
3．射孔质量
油井射孔是采用专门的井下射孔器完成的，是测井技术的服务项目之一。射孔质量首先是深度准确，特别是不能射开水层，其次是射入深度、孔眼大小、射孔密度（每米孔数）和孔眼方位分布；再次是孔眼畅通程度。
4．压裂和酸化效果
将压裂或酸化前后的同类测井曲线进行比较，可评价压裂和酸化效果。
5．管材损伤
如果油管和套管变形、腐蚀、穿孔、油管接头漏气，油管与套管之间安装的封隔器发生漏失等，都影响开采效果，可用测井方法对这些损伤进行探测。
四、多井解释与油气藏研究
对开采油气来说，油气藏是整体，一个井眼只是一个很小的局部。因此，单井地层评价应着眼于油气藏，而单井评价的结果应当自然地向描述油气藏发展，这就出现了多井解释和油气藏研究。长期以来，单井解释与多井解释一直是互为补充的。按多井解释的难易程度，大体上可分为以下几项工作。
1．地层对比
测井在地质上最初的应用，就是实现井间地层之间的对比，即找出不同井中属于同一地层的岩层。如果地层不连续，必然有断层或尖灭。对比结果用横剖面图表示。在多井对比的基础上，参考地质和钻井资料，还可绘出构造图。
2．复查解释结论
单井地层评价结论是预测性的，要靠试油结果或生产测井来验证。因此，当积累了较多的测试资料后，重新认识油、气、水层的特点，对原有的解释结论进行复查，并对过去没有划分的储集层进行研究，这是一项既简便，又非常有益的工作。
3．二次解释与多次解释
如果对区域性的储层评价有了新的认识，需要修改测井解释模型、某些响应方程或某些解释参数。那就需要选择有代表性的井进行研究。再对其它井进行二次解释或二次处理。这可以使计算的参数和解释的参数更符合实际。
4．沉积相研究
对油气藏研究逐渐从以地层对比手段转到以沉积相研究为手段，试图将油气藏在纵向和横向上划分为不同的相带。在这一研究中，测井资料作为反映地下地质情况的主要资料正日益发挥着巨大作用。其研究结果反过来又促进了测井资料的地质解释。
5．油藏描述
在油气藏勘探开发的各个阶段，需要用地质、物探、测井和开发资料，反复对油气藏进行综合研究和评价，并将结果以各种图形（等值线图、剖面图、栅状图等）显示出来，以描述油气藏的几何形态、参数空间分布及开采动态等。过去这一工作是人工完成的，现在已发
展了油藏描述计算机方法和软件系统。在这一研究中，大体上可认为地质资料和地质认识属于主导地位，测井资料是主要信息来源，地震资料起宏观描述作用。
第二节地层评价测井技术
一、测井技术的分类
测井技术是应用物理学原理解决地质和工程问题的边缘性技术学科，由于它面临的任务太复杂，它本身没有直接现实性的品格，只是一种间接研究地质和工程的方法，因而发展了很多技术，门类也不好划分。但为了便于理解和使用，仍有必要对测井技术进行分类。
1．按研究的物理性质分类
（1）电法测井
它是研究地层电学性质和电化学性质的各种测井方法的总称。研究地层导电性质的有各种电阻率测井，研究地层极化性质的有各种高频电磁波测井，研究地层电化学性质是自然电位和人工电位测井。
（2）声波测井
它是研究地层声学性质的各种测井方法的总称。包括研究纵波速度的声速测井，研究纵波幅度的声幅测井，研究横波速度的横波测井，研究声波全波列各种成分的声波全波列测井，研究纵波反射的井下电视测井等。
（3）放射性测井
它是研究地层核物理性质的各种测井方法的总称。研究地层天然放射性的有自然伽马测井和自然伽马能谱测井，研究伽马射线与介质相互作用的有密度和岩性—密度测井，研究中子与介质相互作用的有中子孔隙度测井、中子寿命测井和次生伽马能谱测井等。
（4）其他测井
如测量地层温度的井温测井，测量地层压力的地层测试器，测量井眼几何形态的井径测井，测量泥浆烃含量的气测井等。
2．按技术服务项目分类
提供测井技术服务的产业是测井公司。测井公司为了提供一个技术服务项目，要根据地质或工程需要选择几种测井方法，构成技术服务项目所需要的一套综合测井方法。这套综合测井方法称为测井系列。
按测井公司提供的技术服务项目，测井技术主要分为四大测井系列：
（1）裸眼井地层评价测井系列
在未下套管的裸眼井中，用测井资料对储集层做出预测性评价使用的一套测井方法。该系列称裸眼井地层评价测井系列。目前长庆油田裸眼井地层评价测井系列有以下四个子系列：见表1—表4：
（2）套管井地层评价测井系列
在已下套管的井中，用测井资料对储集层做出预测性评价所用的一套综合测井方法，该系列也用于储集层监护。长庆套管井地层评价测井系列见表5。
（3）生产动态测井系列：
在生产井或注水井中的套管内，在地层产出或吸入流体的情况下，用测井资料确定生产
井的产出剖面或注水井的注水剖面所用的一套综合测井方法，见表6
（4）工程测井系列
在裸眼井或套管井中，用测井资料确定井斜状态、固井质量、酸化或压裂效果、射孔质量和管材损伤等所用的各种测井方法见表7。
表2 油探井测井系列
表4 油开井测井系列
表5 套管井地层评价测井系列
此外，测井技术还可提供下列服务项目：
（1）井壁取芯
用井壁取芯器从裸眼井井壁取出地层的岩心，作为直接认识储集层的一种手段。一般用于录井漏失，解释疑难的储集层。
（2）地层测试
在裸眼井或套管井中，用电缆地层测试器可以从地层取得流体样品，并在取样过程中得到井内静液压、流动压力、地层静压力、压力恢复曲线和压降曲线等压力资料。
（3）射孔、桥塞、井下爆炸切割等。
3．按资源评价的对象分类
（1）石油测井
（2）煤田测井
（3）金属测井
（4）水文地质工程测井
二、测井数据的采集
采集测井数据的各种仪器设备，通称为测井仪器。它由以下三部分组成：各种下井仪器；绞车电缆及井口装置；地面测量、记录和控制系统。
1．下井仪器
下井仪器的主体是探测器，还有电子线路、机械部件及承受高温高压的钢外壳。探测器是一个将测量的物理性质或技术状态转换成电信号的装置。将测量的电信号再转换成代表某一物理性质或技术状态的物理参数（如电阻率、井斜角等）称为仪器刻度。
各种下井仪器的探测特性是指探测器的探测特性，一般包括以下几个方面。
（1）记录点记录点也叫测量点，是探测器测量物理参数记录的深度参考点。它是探测器上一个固定点，该点在井内的深度，就是该点测量参数的记录深度。随着下井仪器在井内匀速移动，地面记录仪就记录出随深度变化的测井参数曲线。
（2）横向探测深度它是指某一探测器测量的结果在横向上主要受多大范围内介质的影响（贡献50—90%），简称探测深度或探测范围。如果探测器不贴井壁，通常认为它在井轴上，其探测范围可看成一个球体，其半径是探测深度。如果探测器是贴井壁的，其探测范围可看成是井壁附近地层环带（如冲洗带）的一部分，（靠近探测器），这个环带的径向厚度就是探测深度。
（3）纵向分辨率是指探测器分层能力，即它在纵向上能分辨不同性质岩层的最小厚度。
2．地面记录仪
测井仪器的地面记录仪是在地面给井下仪器供电，对井下仪器实行测量控制，接受和处理井下仪器传来的测量信号，将测量信号转换成测井物理参数加以记录，甚至将测井物理参数处理成地质参数加以记录的装置。目前我国地面记录仪有3种类型。
（1）多线记录仪
它采用照相记录，能同时记录多条模拟曲线。目前在长庆油田已基本淘汰。
（2）数字磁带测井仪
它是采用数字磁带作为记录介质的综合测井系统。它除了将测井数据记录在磁带上，还将模拟曲线记录在胶片上。
（2）数控测井仪
它是七十年代末投入使用的新一代测井地面设备。它以计算机为中心，配备若干外围设备及测井专用接口，组成联机实时系统，实行操作控制、数据采集、处理和解释，可在井场
提供数字磁带记录的原始测井数据和地质解释结果。同时提供模拟记录的测井曲线和地质解释成果图。长庆油田目前已普及了数控测井仪。
3．电缆等辅助设备
由导电缆芯、绝缘层和钢丝编织层组成的单芯或多芯铠装电缆，是向井内传送下井仪，给下井仪供电，在下井仪和地面仪间传送信息的设备。电缆每隔一定的距离（25米）做一个磁性记号（该处电缆磁化），将检测电缆磁性记号器放在钻台方补心上，当电缆磁记号经过磁性记号器时，便向记录仪发出深度信号。因此，测井记录的深度是从钻台方补心的顶面开始计算的。电缆从绞车滚筒上引出，与下井仪器连接好后，将仪器放入井口，井口滑轮对电缆移动进行导向，而绞车动力装置控制下放或上提的速度。测井数据采集一般在仪器上提的过程中进行。
三．测井数据的处理与解释
采集测井数据的过程是将地质信息变为测井信息的过程，而处理与解释测井数据的过程则是将测井信息转换成地质信息的过程。测井数据的采集、处理与解释是地层评价测井技术的三大环节。国内外也常把测井数据处理与解释称为测井分析，这类人员称为测井分析家。下面介绍一下测井分析的几个基本问题。
1．测井曲线的形态
各种测井曲线的形态是各不相同的，但仅从形态来说，又可以说大同小异，具有一些共同的特点，这些特点是定性分析的要点。
（1）曲线异常曲线异常是构成测井曲线的基本元素，也称曲线元素。测井曲线就是由不同形态的曲线元素连接而成。图1-4标出一条电阻率曲线的曲线元素，可作为曲线元素的代表。现对其分述如下：
图1—4
峰(高异常)——是一段由低到高,再由高到低变化较为缓慢的曲线段。
谷(低异常）——是一段由高到低,再由低到高变化较为缓慢的曲线段。
尖峰——是由两端近乎直线段构成的曲线段。
平直线段——是一段几乎不变化而近似直线的曲线段，表示地层性质稳定不变。
台阶——是表示曲线在地层界面处突然偏移，而界面两侧是曲线平直的曲线段。
其中峰与谷是测井曲线最基本的形态，在一个大峰或大谷内还可以有若干次级变化，表示出地层的非均匀性，而均质性为直线线段。
（2）地层界面每一曲线异常都对应一个地层或同一地层内性质均匀的某一部分，而地层界面在各种曲线上都有明显的特征或特定的位置。如峰与谷相连的曲线异常，界面在两段曲线的拐点处，大约位于最低值与最高值之间的中点，通常称为半幅点。
（3）代表值同一曲线异常内，如果没有明显的次级变化，它应对应一段均匀的地层。这段曲线的高低变化是探测器的探测特性造成的。那么什么位置数值最能代表地层的性质呢？一般来说，峰的最大值、谷的最小值、平直线段的平均值，就是该段地层最有代表性的数值。峰的顶部或谷的底部若为变化平缓的平直线段，也取其平均值为代表值。
2．测井数据处理
测井数据处理是用计算机处理和解释测井数据所做的各项工作，主要包括测井数据处理和测井数据地质分析两个方面。
（1）测井数据预处理在用测井数据计算地质参数之前，对测井数据所做的一切处理都是预处理。主要包括：
①深度对齐使测井数据曲线由浅往深顺序排列，并使每一深度各条测井曲线的数据都是地层同一采样点的数据。
②把斜井曲线校正成直井曲线
③曲线平滑处理采用滤波的方法把测井曲线上非地层原因引起的小变化或不值得考虑的小变化平滑掉。
④环境校正对一个储集层来说，测井仪器所处的环境，是一个非均匀介质，因而不论何种测井方法，其测量结果都不可能是地层的真实数值。所谓环境校正，就是把仪器探测范围内与测量目的无关的影响消除掉，以获得地层真实的数值。
⑤数值标准化由于刻度不准等原因，测井数据有时会有系统的误差。数值标准化就是消除这种系统误差的方法。
⑥确定解释模型和解释参数测井解释模型是一个简化的地层模型，是人们对仪器探测范围内岩石组成情况的概括认识。根据测井解释模型可以确定每一测井参数与地质参数的关系式，这些关系式称为测井响应方程。测井响应方程中与岩石矿物成分或流体性质等有关的常数，称为解释参数。故在计算地质参数之前，应当先选择解释模型和解释参数。
（2）测井数据分析
按照确定的解释模型，选用相应的测井分析程序，计算机用测井数据可自动计算出各种地质或工程参数，并用形象直观的图表显示出来。这相当于求解一组测井响应方程。测井数据分析的过程，就是用计算机计算地质参数的过程。
3．测井数据的综合解释
测井技术是用测量的物理参数来间接推断地层的地质特性和计算相应的地质参数。这种间接性又引发了多解性和计算结果的不准确性，特别是单条曲线的多解性十分突出。因此，
应用测井资料的途径应当是：（a）按照井眼条件和地层情况选用一套经济实用的综合测井方法，即选用测井系列，不能用单一测井方法；（b）采用多种测井方法保证测井数据的准确性，包括测井过程中的质量控制，对原始曲线的定性检查，做好测井数据的预处理；（c）根据地区经验，收集尽可能多的第一性资料，选择比较切合实际的解释模型和解释参数，使测井分析程序计算的结果尽可能与实际一致；（d）应当把测井数据处理的结果与测井曲线的定性显示、本地区的地质知识、邻井的解释结果与试油结果以及本井的地质资料结合起来，进行深入细致的综合分析，作出综合性的解释结论，不能只凭数据处理结果做出解释结论。综上所述，测井数据的综合解释就是把所有这些资料结合起来进行综合地质解释，它是测井数据处理及其处理结果与已知的地质情况和人们已有的经验相统一的结果。
（1）测井解释所必须收集的第一性资料包括以下：
①钻井取芯
②井壁取芯和地层测试
③钻井显示
④岩屑录井
⑤气测录井
⑥试油气资料
（2）测井资料的定性解释
测井资料的定性解释是要确定每条曲线的幅度变化和明显的形态特征所反映的地层岩性、物性和含油性，把各条曲线的显示综合统一起来，并与邻井的显示和结论相对比，结合地区经验，对每一储集层做出综合性的地质解释。定性解释是综合解释的关键，是人们经验和智慧的产物。虽然计算机处理将不断引入这类人工智能因素，但最终还要靠人们的大脑做出最可能的地质解释。对于那些测井难以对付的疑难层，除了强调定性分析，还要更多地依靠第一性资料和地区经验。
（3）测井综合解释的三个层次
①井场解释它是在井场完成的解释，其结果判断是否值得下套管完井和应当注水泥固井的井段。目前数控测井仪可在井场按常规的方法处理和解释测井资料，提供快速直观的解释结果，加上处理人员的定性分析，可向地质和工程方面提供较详细的结果。
②解释计算站解释它是由各油田测井公司的解释计算站完成的。它一般有中小型计算机，有完善的外围设备和软件，有可选择的多种处理程序和分析程序，有比较富有经验的人员，较丰富的资料和较充裕的时间，可以对测井数据做更完善的处理和解释，它向油田提供正式的单井处理与解释结果，又可根据需要进行二次、三次多井解释及其它综合地质研究，还可以完成地层倾角、裂缝识别、岩石机械性质解释等特殊处理。解释计算站的进一步发展，将是测井解释工作站，它是在数据库支持下，引入人工智能方法，采用人机联作，具有很强的处理与显示功能的一个计算机系统。它在地区地质资料和人们经验的支持下，更完善地进行单井与多井解释及其它地质研究，其处理结果将会直接进入油田地质工作站计算机系统，参与油气藏描述及油藏模拟等全油田的地质及油藏工程研究。
③油田研究它是在油田研究院，用全油田的地质、物探、测井、钻采工程资料，对一个或多个油气藏进行描述、模拟和综合评价，以便更好地勘探和开发油气资源。现在也在向地质解释工作站的方向发展。地质解释工作站与物探解释工作站和测井解释工作站的关系，应当是整体与局部的关系，即物探和测井工作站各自完成专业处理，向地质解释工作站提供
处理与解释结果，而地质解释工作站利用这些成果及油田地质和开发研究成果，对油气藏进行描述、模拟和评价。这三方面应当是互相沟通，不能互相封闭，也不要想去代替某一方。
从上面我们对测井技术的基本介绍可以看出，测井技术是一个提供技术服务和技术产品的产业。它以技术发展作为自己的生命力，不断推出新方法、新仪器、新的服务项目和新的处理解释方法。而且测井解释还有一种奇特的现象：最新的测井方法与最古老的测井方法并存，常是较古老的方法应用最多。如最新的各种能谱测井与最早的自然伽马和自然电位测井、最新的解释方法与最老的解释方法并存，最老的方法依然有很强的生命力，如阿尔奇公式。
我国是一个发展中国家，地质情况十分复杂，国家资源和经济实力有限。测井技术应当把注重技术与注重效果结合起来，应当把发展新技术与老技术挖潜和对老技术的重新认识结合起来。
第二章 自然电位测井
自然电位测井是在裸眼井中测量井轴自然产生的电位变化以研究井剖面地层性质的一种测井方法。它是世界上最早使用的测井方法之一，是一种最简便而实用意义很大的测井方法，至今仍然是砂泥岩剖面淡水泥浆裸眼井必测的项目之一。只要在井内电缆底端装一个不极化的电极M ，在地面泥浆池内放入另一个电极N ，将它们与地面记录仪相连，当匀速上提M 电极时，记录的电位差变化便是井轴上自然电位产生的电位变化。
第一节 井内的自然电动势
井内有自然存在的电位变化，说明井内有自然电流流动，井内必然有自然产生的电动势。
-|25mv|+
（图2—1
）
泥浆（稀溶液）泥岩
泥岩
砂岩
图2—1表示出一个完全含水的纯砂岩层及其围岩（泥岩）与井眼交界处的自然电流分布和自然电位曲线示意图。在图示的情况下，井内的自然电流从泥岩流向砂岩，自然电位曲线左为低，右为高。
井内自然电动势的起因，包括不同浓度的盐溶液相接触时的扩散、吸附作用，盐溶液在岩石孔隙中的渗滤作用，金属矿物和煤的氧化还原作用。对石油测井来说，主要是前两种。
第二节 自然电位曲线形态分析
一、自然电位曲线的形成
要了解自然电位曲线的形成，就要了解自然电流。图2—1画有一个厚度较大的含水纯砂岩储集层，C w ＞C mf ，其上下有厚度较大的纯泥岩。如前所述，此时在砂岩冲洗带与未侵入带的交界面上产生扩散电动势E ｄ，冲洗带一侧为负极，未侵入带一侧为正极，砂岩未侵入带的地层水通过泥岩孔隙与泥岩井眼内的泥浆滤液产生扩散吸附电动势E ｄa ，我们设该电动势在泥岩井壁两侧，泥浆一侧为正极，泥岩一侧为负极。如果C w ＜C mf ，则扩散方向相反。
这两个电动势的方向也相反。在图2—1的情况下，自然电流从泥岩井壁的正极出发，流经井内泥浆，进入砂岩冲洗带和未侵入带，再经过泥岩流向井内泥浆。因此，井内的自然电流在砂岩、泥岩与井眼交界处形成环状流动，全部电流都流经井内砂岩与泥岩的交界面，该处电流密度最大，其它地方有不同程度的发散。
自然电流在井内的电位降造成井轴上自然电位的变化，各个地层的变化构成全井自然电位曲线。如图2—1，由上往下，当泥岩厚度较大，测量电极离泥岩与砂岩界面较远时，那里没有自然电流流动，测量到的电位是电极极化电位，一般非常小而且稳定，故自然电位曲线是一段比较平直的直线，当井内有了自然电流由上往下流动，且井内各横截面的电流强度逐渐增加时，它产生的电位降也增加，井内自然电位缓慢降低，因界面上电流强度最大，到地层界面降低最快，而过了界面电位降低又由快到慢，直至没有自然电流时变成直线段；到了井内出现下部界面的自然电流时，因电流是由下往上流动，使井内自然电位由上往下逐渐升高，直至没有自然电流时升到泥岩井内的电极电位。如果砂岩是均匀的，上下泥岩岩性相同，则自然电位曲线对称于砂岩的中点。
二、储集层的自然电位异常
自然电位曲线记录井轴上自然电位的数值变化，并不记录自然电位的实际数值，因而不在图上标出电位的真实坐标，只用正负号标出电位高低方向，并用两条竖线标出电位变化的横向比例，即图上那段横向距离（一般2cm）代表25mv的电位变化。
1．泥岩基线
泥岩的自然电位曲线不但比较平直，而且一个井段内相邻泥岩的自然电位曲线大体上构成一条竖直线或略有倾斜的直线，而储集层的自然电位曲线则偏离这条曲线，我们把一个井段内临近的泥岩自然电位曲线构成的直线段，称为自然电位泥岩基线,简称泥岩基线，泥岩基线是认识和应用自然电位曲线的基础。
2．储集层自然电位异常
.砂岩储集层的自然电位曲线都向低电位方向偏移，从而形成偏离泥岩基线的曲线异常。这些异常同图2—1的形态一致，说明C w>C mf。我们把储集层自然电位曲线偏离低电位一方的异常，称为负异常，它偏离泥岩基线的最大幅度是该异常的大小，其值是负的，这是C w>C mf 或R mf>R w时发生的情况。反之，C w < C mf或R mf < R w时，自然电位偏向高电位一方，称为正异常，其值是正的。
三．影响储集层的自然电位异常因素
1．地层水与泥浆的性质
两者含盐量应有较大差别，C w>C mf为负异常，C w < C mf为正异常，C w与C mf相近无异常。NaCl以外的其他盐类增多，也会有一定影响，但通常不考虑。
2．储集层与泥岩的岩性
如果储集层泥质含量增加，或者泥岩砂质增多，都将使总自然电动势减小。
3．地层温度
地层温度升高，自然电位系数K增加，从而使自然电位幅度增加，但温度变化的影响很有限，一般在有限的解释井段内可不考虑温度变化。
4．储集层厚度
一般4米以下的地层，自然电位幅度随其厚度减小而减小；相反，当储集层厚度充分大时（实际观察要在4米以上），自然电位幅度不受影响。
5．储集层的含油性和电阻率
含油气饱和度比较高的储集层，其电阻率比它完全含水时要高3—5倍以上，使自然电位幅度略有减小。故在测井图上，油气层的自然电位幅度略小于相邻的水层；而厚度较大的油水同层，当其向下S W增加时，自然电位幅度异常逐渐增大。
6．储集层侵入带直径
储集层侵入带直径愈大，自然电位幅度减小。
7．泥浆电阻率和井径
当泥浆电阻率很低时，（常认为地层温度下小于0.1Ω.ｍ）被称为盐水泥浆，井内自然电位几乎没有变化，曲线平直。因此，自然电位测井不能用于盐水泥浆。
储集层井径明显扩大时，自然电位幅度可能减小。
8．岩性剖面
自然电位测井是一种以泥岩为背景来显示储集层性质的测井方法。幅度大小不只与储集层性质有关，而且与相邻泥岩的性质有关。因此这种方法只能用于储集层与泥岩交替出现的岩性剖面，最常见的是砂泥岩剖面。这种方法不能用于巨厚的碳酸盐岩剖面，因为它没有或很少有泥岩，裂缝发育的储集层以致密碳酸盐岩为围岩，许多储集层要通过远处的泥岩才能形成自然电流回路，因而在相邻泥岩间形成巨厚的大片自然电位异常，不能用来划分和研究储集层。
第三节自然电位测井的应用
自然电位测井适用于砂泥岩剖面和淡水泥浆的裸眼井，是这种井眼最常用的测井方法之一，有广泛的用途。
一、自然电位曲线的定性解释
1．划分储集层
自然电位曲线上的一切偏离泥岩基线的明显异常是孔隙性和渗透性较好的储集层的标志。而在泥岩基线上或附近变化的地层是非储集层，是泥岩或其孔隙性和渗透性很差的地层，称为緻密层。对于岩性均匀、厚度较大、界面清楚的储集层,通常用自然电位异常幅度的半幅点(泥岩基线算起1/2幅度处)确定储集层界面；如果厚度较小，SP异常较小，半幅点厚度将大于实际厚度，地层界面将靠近异常顶部。如果上下界面幅度大小不同，应分别用其半幅点确定界面，如果岩性渐变层某个界面不清楚，应参考其它曲线确定界面。
2．判断岩性
在划分储集层与非储集层的基础上，依据本地岩性剖面的组成情况，本地解释经验和其它曲线的显示，可进一步划分岩性。
3．判断油气水层
幅度异常可帮助区分油气水层，但不是主要依据。一般来说，油气层的SP异常略小于水层；完全含水，岩性较纯，厚度较大的纯水层，SP异常最大；下部含水饱和度明显升高的油水层，SP异常由上往下有渐大的趋势；注入淡水水淹后的油水层，被水淹的底部或顶部的
SP异常明显小于未水淹部分的SP异常，使该层上下部泥岩基线发生明显的偏移。
4．地层对比和研究沉积相
地质学有研究沉积相的系统方法，在此基础上，SP曲线常常作为单层划分，井间对比，绘制沉积体等值图的手段之一。其特点如下：
①单层曲线形态能反映粒度分布和沉积能量的速率。
②多层曲线形态反映一个沉积单位的纵向沉积序列，可作为划分沉积亚相的标志之一。
③SP曲线形态较简单，又很有地质特征，因而便于井间对比，研究砂体空间形态，后者是研究沉积相的重要依据之一。
④SP曲线分层简单，便于计算砂泥岩厚度，一个沉积体的总厚度、沉积体内砂岩总厚度、沉积体的砂泥比等参数，按一个沉积体绘出等值图，也是研究沉积环境和沉积相的重要资料。
二、估算泥质含量
碎屑岩泥质含量的增加，将使自然电动势减小，从而使SP幅度减小，因此，以完全含水、厚度足够大的水层的静自然电位SSP为标准，某地层SP与SSP的差别将与地层泥质含量有关。通常把泥质含量表示为：
Vsh=1—SP/SSP=(SSP—SP)/SSP
式中：Vsh-----地层泥质含量，小数；
SP-------解释层的SP幅度，ｍｖ；
SSP-----解释井段的静自然电位，ｍｖ。
三、确定地层水电阻率
SSP=－Kｌｇ﹙Ｃｗ／Ｃｍｆ﹚＝－Ｋｌｇ﹙Ｒｍｆｅ／Ｒｗｅ﹚
第三章声波测井
声波测井是通过测量井壁介质的声学性质来判断井壁地层的地质特性及井眼工程状况的一类测井方法,包括声速测井、声幅测井、声波全波列测井等多种测井方法。
第一节声波速度测井的应用
声波速度测井是测量滑行纵波在井壁地层中传播速度的测井方法，简称声速测井。它是最早发展的一种声波测井方法，也是目前使用最普遍的一种声波测井方法。因而声波测井常常就是指声速测井。
1. 单层声速曲线取值方法
声速曲线的深度比例一般是1：200，横向比例一般是每厘米50 s/m，向左增大。图3—1是声速和感应曲线取值实例。储集层为砂岩，邻层为泥岩水平线标出两者的界面；因泥岩井眼扩大，声速曲线在储集层顶界出现时差减小的假异常，而在底界出现时差增大的假异常。对储层评价来说，对测井曲线取值就是在储集层界面内读取代表储集性质的测井读数。对声速曲线来说，首先要排除井眼扩大引起的假异常，然后再分别情况取值。
（1）储集层厚度较大，声速曲线呈平缓起伏变化者，读曲线平均值。此时曲线起伏范围一般在2—3mm以内。如图3-1.。
图3-1
（2）如果储层内声速曲线有明显的时差减小的小尖峰，且尖峰位置与微电极等曲线电阻率增大的小尖峰一致，则这些尖峰是致密夹层的显示，其值不代表储层性质，应当扣除这些尖峰以后取曲线段的平均值，如图3-2.