地球物理实习报告

　　一、实习背景

　　本次实习是本科阶段重要实习，在大三的暑假进行，在炎热的酷暑中，我们不仅得到专业知识的实践，也经历酷暑的考验。

　　第一章、井场概况

　　本次地球物理测井教学实习在中国地质大学现代钻探实践中心进行。

　　中国地质大学现代钻探实践中心位于学校东南角，教五楼以南、测试楼以东、南翼楼以西。

　　现代钻探实践中心钻塔高为17.5米，钻头为岩心钻。根据塔高，该钻塔可钻进1000米的深度；加上塔基，钻机占地17.5平方米。在前期本科生实习中，已钻进约20米，基本上可以满足测井实习的需要。由于钻进较浅，钻遇地层为第四纪土层。地层含砂越多、电阻率值越高，泥浆滤液矿化度对电阻率也有影响。北京地区第四纪地层电阻率一般为20~100欧姆米。

　　第二章 仪器设备

　　本次测井实习所需仪器包括：

　　(1) 地面仪器：jgs-3型智能测井主机；

　　(2) 下井仪器：jd-2型电极系；

　　(3) jch-1000型测井绞车；

　　(4) 井口滑轮。

　　测井过程中所需要的其它辅助设备和耗材，包括交流电源、地面电极、专用导线、万用表、手套等。

　　1、jgs-3型智能测井系统

　　jgs-3型智能测井系统是一套轻便的小口径测井设备，由重庆地质仪器厂制造。适用于固体金属和非金属数字测井、煤田数字综合测井、煤层气测井、水文和工程地质数字测井等。

　　现场测井数据采集系统包括地面测井主机、绞车电缆、下井仪器几部分，本次实习主要用到电极系探管。

　　2、jd-2电极系

　　电测井以研究岩石的导电性为基础，其中的视电阻率测井是最常用的方法，视电阻率测井是电极系探测范围内各介质电阻率的某一加权平均值，一般来说，岩层至电极系的距离越近，它对电阻率的影响就越大。电阻率曲线可以用来划分地质剖面，确定矿层位置及估算岩层的真电阻率等。

　　利用jd-2电极系，可以作以下参数的测量：

　　(1) 电位电阻率

　　在电位电阻率曲线测量中，电极2和电极3是供电电极，电极1和井口组成测量电极，记录点在电极1和电极2的中点。

　　(2) 梯度电阻率

　　在梯度电阻率曲线测量中，电极1和电极2组成供电电极，电极3和井口组成测量电极，记录点在电极1和电极2的中点。

　　(3) 自然电位

　　利用电极系探管，可以测量钻孔某深度处的自然电位，测量自然电位时，不需要供电，电极2和井口组成测量电极，记录点就是电极2的中点。

　　自然电位测井

　　自然电位测井是沿井身测量岩层或矿体在天然条件下产生的电场电位变化的一种测井方法。井中自然电位包括扩散电位、扩散吸附电位、过滤电位和氧化还原电位等几种。

　　钻井泥浆滤液和地层水的矿化度（或浓度）一般是不相同的，两种不同矿化度的溶液在井壁附近接触产生电化学过程，结果产生扩散电位和扩散吸附电位；当泥浆柱与地层之间存在压力差时，地层孔隙中产生过滤作用，从而产生过滤电位；金属矿含量高的地层具有氧化还原电位。在石油井中，自然电位主要由扩散电位和扩散吸附电位组成。

　　自然电位测井使用一对测量电极，用m、n表示。测井时，将测量电极n放在地面，电极m用电缆送至井下，沿井轴提升电极m测量自然电位随井深的变化，所记录的自然电位随井深的变化曲线叫自然电位测井曲线，通常用sp表示。

　　实际自然电位测井曲线不设绝对零线，而是以大段泥岩对应的自然电位曲线作为其相对基线（即零线）。

　　自然电位测井曲线特征

　　理论曲线具有以下特点：

　　a.曲线相对于地层中点对称；

　　b.厚地层（h>;4d，d为井径）的自然电位曲线幅度值近似等于自然电位，且曲线的半幅点深度正对着地层界面深度；

　　c.随着地层变薄，对应界面的自然电位幅度值离开半幅点向曲线的峰值移动；

　　d.地层中点取得曲线幅度的最大值，随着地层变薄极大值随之减小，且曲线变得平缓。

　　e.渗透性砂岩的自然电位，对泥岩基线而言，可向左或向右偏转，它主要取决于地层水和钻井液滤液的相对矿化度。在砂泥岩剖面中，钻井一般用淡水泥浆（cw>;cmf），在砂岩渗透层井段自然电位测井曲线出现明显的负异常；在盐水泥浆井中（cw

　　影响自然电位的因素主要有：

　　a.地层水和泥浆滤液中含盐浓度比值的影响；

　　b.岩性的影响。当目的层含有泥质（其他条件不变）时，总自然电位降低，因而曲线异常的幅度也随之减小。此外，部分泥岩的阳离子交换能力减弱时，会产生基线偏移，渗透层的自然电位异常幅度也会相对降低。

　　c.温度的`影响。同样岩性的岩层，由于埋藏深度不同，其温度是不同的，从而影响自然电位系数k，导致埋藏深度不同的同样岩性岩层的自然电位测井曲线上异常幅度有差异。

　　d.地层水和泥浆滤液中所含盐的性质不同时，溶液中所含离子不同，不同离子的离子价和迁移率均有差异，直接影响自然电位系数k；

　　e.地层电阻率的影响；

　　f.地层厚度影响；

　　g.井径扩大和泥浆侵入的影响。

　　自然电位测井的应用：

　　a. 划分渗透性岩层。一般将大段泥岩层的自然电位测井曲线作为泥岩基线，偏离泥岩基线的井段都可以认为是渗透性岩层。

　　b. 地层对比和研究沉积相。

　　c. 确定地层水电阻率。

　　d. 估算泥质含量。

　　方法一。利用经验公式估算，当泥砂岩地层中所含泥质呈层状分布形成砂泥质交互层，且泥质层与砂质层的电阻率相等或差别不大时，地层的泥质含量可用下式求得：

　　vsh=1-(upsp/ussp)。其中upsp为含泥质砂岩的自然电位测井曲线幅度，mv。

　　方法二。利用岩心分析资料和数理统计方法，找出自然电位与泥质含量之间的关系，建立泥质含量计算模型，然后利用这种模型来求取泥质含量。该方法适合于具有较多岩心分析资料的地区。

　　e. 判断水淹层。如果一口井的某个油层见到了注入水，则该层就叫水淹层。油层水淹后，自然电位测井曲线往往发生基线偏移。常根据基线偏移来判断水淹层，并根据偏移量的大小来估算水淹程度。

　　第三章 实习内容及过程

　　本次实习分为六天进行，全班分成12个组，每个组大约7,8名同学，3人一组进行仪器操作。一人负责操作jgs-3型智能测井主机，一人负责手摇绞车，控制下井仪器的上升速度，一人负责在井口看护下井仪器。

　　1、仪器连接

　　（1）将jd-2电极系与绞车的电缆头连接；

　　（2）绞车电缆的另一端与专用导线连接；

　　（3）将地面电极埋入距井口大于10米远的地下；

　　（4）利用万用表检测仪器通断，区分出a、m、n电极接线；

　　（5）接供电电池到+-极，ab接线柱接ab电极，mn接线柱接mn电极，牢靠连接，切勿虚接。

　　2、地面仪器操作

　　测井数据采集操作步骤：

　　（1）确定各接口连接正确，开启主机电源（左关右开）；

　　（2）启动公共机电源（开关在主机右侧），打开软件“智能测井系统3.0”；

　　（3）新建工作目录，方便管理后面测得的数据；

　　（4）点击“开始测井”，进行井孔参数设置、测井参数设置、深度修正系数等；

　　（5）在主机控制面板依次按下“停止”、“复位”按键，此时a、b、c、d四个灯同时亮起，等到它们熄灭后，再向主机发送采集指令，即在深度修正系数对话框中按下确定。速度显示窗口依次出现“f-1”、“f-2”......“f-10”功能号，直至其显示“000”；

　　（6）开启下井电源，开始给井下仪器供电（自然电位测量时除外），此时c灯亮起；

　　（7）确定面板上绞车运行的方向与开始选定测井方向一致，然后转动位于主机右侧的绞车速度控制旋钮，开始测井；

　　（8）结束测井时，将绞车速度降为零，按下“停止测井”，将数据保存在开始设定的目录下。

　　3、注意事项

　　（1）在放a、b线时，接线要牢靠，注意维护好现场安全；

　　（2）野外工作时，仪器要放置在一块塑料布或板上，以防潮湿漏电；

　　（3）尽量避免长时间在太阳下直接曝晒；

　　（4）不了解仪器的人员不要随便打开仪器，仪器有故障时要由有修理能力的技术人员在室内修理，或送厂家修理；

　　（5）仪器长时间不工作或受振动导致在电压量程20mv档不为零时，可调节线路板上的蓝色电位器，小心调节至零（此时mn电极用导线短路），此电位器有红色记号。

　　第四章 测井曲线绘制与解释

　　下图为自然电位曲线

　　解释：

　　在我们所测的井中，影响自然电位变化的因素主要是因为井中泥浆滤液的流动使离子浓度不均匀引起自然电位变化，从图中可以看出在1m和4m处自然电位出现极小值，淤泥中的离子浓度与泥浆滤液中的离子浓度不同引起的，随着仪器的提升，不与井底和井壁接触之后，自然电位就在-85mv上下波动。二在1m和4m深处的两个极小值可能是套管损坏或者泥浆滤液的流动引起的自然电位变化。

　　二、结束语

　　本次测井实习为期6天，共12组的同学进行了此次实习，肖亮老师全程指导，每组半天的时间，期间我们进行了自然电位的测量，每个同学测一条自然电位曲线，学习了仪器的连接和软件的操作，同时也因为电缆损坏不得不手摇提升和下放测井仪器。还有由于长时间未对井进行钻探，部分井段发生垮塌，我们测的井深只有8.5m，没有可以明显辨别的地层。

　　最后衷心的感谢肖亮老师对我们耐心的指导，感谢同学们高效默契的配合，让我们的测井实习顺利愉快地进行。