地层元素测井技术：解决复杂储层岩性识别问题

地层元素测井技术：解决复杂储层岩性识别问题

地层元素测井同时测量非弹性散射与俘获伽马射线，通过剥谱分析得到各种地层元素，利用氧化物闭合模型和综合处理解释得到地层的矿物含量，进而对复杂储层的敏感性矿物进行识别。地层元素测井测量的主要元素包括Si、Ca、Fe、S、Ti、Gd等，这些元素的含量差异反映地层沉积背景，因此通过元素测井进行地层对比可进行区域评价和沉积环境研究，提供较为准确的地层岩性剖面及各种岩石矿物含量，为油气储层改造施工和开采作业方案提供决策依据。

在所有测井技术中，地层元素测井是唯一能从岩石成分角度解决岩性识别问题的测井方法，对识别复杂储层岩性具有重要的意义。目前已投入到商业化应用的地层元素测井仪有斯伦贝谢公司的元素俘获能谱测井仪ECSTM（Elemental Capture Spectroscopy）、哈里伯顿公司的地层元素测井仪GEMTM（Elemental Analysis Tool）和贝克休斯公司的地层岩性测井仪FLeXTM（Formation Lithology eXplorer）等。在探测器方面，上述3家公司都选择了伽马射线探测效率较高的锗酸铋晶体（BGO），其缺点是受温度影响大，因此都为BGO探测器设计了保温瓶和散热件等来解决井下高温对探测器的影响问题。在中子源方面，斯伦贝谢和哈里伯顿公司都采用了化学源镅铍中子源，区别只是源的强度不同而已；而贝克休斯公司则采用了非化学源的能量为14 Me V的脉冲中子源。

175 175 175耐压／MPa 138 138 138长度／m 3.09 2.94 4.8重量／kg 138 136 136外径／cm 12.7 12.2 12.4最小井眼尺寸／cm 15.2 15.24 15.2最高测井速度／（m·min－1） 9.15 9 9.1 FLeX耐温／℃公司 斯伦贝谢公司ECS 哈里伯顿公司GEM 贝克休斯公司测量范围／MeV 0.6～8 0.6～9.5 0.5～10探测深度／cm 22.86 15.24 21.6（非弹）；53.3（俘获）输出数据Si、Ca、Fe、A1、S、Ti、Cl、Gd、Cr的百分含量；SO2、A12 O3、K2 O、Na2 O、FeO、Fe2 O3、CaCO3、TO2、CaSO4、FeS的百分含量主曲线：Si、Ca、Fe、A1、S、Ti、Cl、Gd、H、C、O、Mg、K、Mn的产额；次曲线：Mg、Al、Si、S、K、Ca、Ti、Mn、Fe、Gd的百分含量Si、Ca、Fe、A1、S、Ti、Cl、Gd、H、C、O、Mg、K、Mn的产额中子源类型 16 Ci镅铍中子源 15 Ci镅铍中子源 14 Me V脉冲中子源探测器类型 BGO BGO BGO测量方式 偏心测量 偏心测量 偏心测量

不同地区、不同地层指示岩性的主要矿物类型不同。斯伦贝谢公司在业内率先开发出地层元素测井数据解释技术，通过元素含量对岩石和骨架属性进行量化，将核能谱与常规测井资料相结合，进行快速地层评价。通过因子分析和回归分析等方法定量求解地层的矿物含量，通过氧化物闭合模型进行剥谱分析；通过最小二乘拟合法确定Fe和Al元素的浓度；通过滤波处理法确定K元素的浓度；通过俘获谱和非弹谱获得各种主要造岩元素浓度。（信息来源：［1］http：∥www.slb.com／services／evaluation／wireline＿open＿hole／petrophysics／porosity／spectroscopy＿sonde.aspx；［2］http：∥www.halliburton.com／ps／Default.aspx？navid＝1488＆pageid＝2862＆prodid＝PRN%3a%3a KL5A2L15；［3］http：∥www.bakerhughes.com／productsand－services／evaluation／openhole－wireline－systems／petrophysics／mineralogy／formation－lithology－explorer－flex－service）

（杨兴琴编译 王环审校）