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出版者:石油工业

作者:王伟男等编著

出品人:

页数:182

译者:

出版时间:2004-8

价格:38.00元

装帧:

isbn号码:9787502148324

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• 泥质砂岩
• 物理性质
• 测井
• 岩石物理
• 油气勘探
• 地质工程
• 储层评价
• 地球物理
• 岩石力学
• 地层参数

泥质砂岩的物理性质及其测井应用 概述 泥质砂岩，作为一种重要的沉积岩类型，在地质勘探、工程建设和资源开发等领域扮演着不可或缺的角色。其独特的物理性质，如孔隙度、渗透率、密度、声波时差、电阻率等，不仅反映了岩石的成岩过程和储层潜力，更是评估地下油气藏、地下水资源以及地层稳定性等信息的重要依据。而测井技术，作为一种直接、高效的地下探测手段，通过测量岩层在井筒中不同物理参数的响应，能够精确地揭示地层岩性、孔隙度和流体性质，为地质认识和油气开发提供关键数据。 本书将深入探讨泥质砂岩的物理性质，并着重阐述这些性质在测井解释中的实际应用。我们将从微观的岩石组成和结构出发，分析其如何影响宏观的物理性质，进而探讨这些物理性质如何通过各种测井仪器进行测量和反映。本书旨在为地质、石油、水文地质、岩土工程等领域的专业人士提供一份详实的技术参考，帮助读者更准确地理解泥质砂岩的特性，并能熟练运用测井资料进行地层评价和资源勘探。 第一部分：泥质砂岩的物理性质 本部分将系统性地介绍泥质砂岩的主要物理性质，并分析其形成机制与相互关系。 1. 岩石组成与结构对物理性质的影响 矿物成分： 砂岩颗粒的成分（如石英、长石、岩屑、粘土矿物等）直接影响岩石的密度、声波传播速度和电阻率。例如，石英含量高通常意味着密度较低、声波时差较大；而粘土矿物（如伊利石、绿泥石、高岭石）的存在，则会显著影响岩石的孔隙结构、渗透率和电学性质。 填隙物与胶结物： 填隙物（如粘土、粉砂）和胶结物（如碳酸盐、硅质）的类型、含量和分布方式，对孔隙度、渗透率以及岩石的力学性质（如抗压强度）起着决定性作用。富含粘土质填隙物的砂岩往往孔隙度高但渗透率低，且易受水敏性影响。 沉积构造： 层理、交错层理、波痕等沉积构造，不仅指示了沉积环境，也可能在局部区域影响岩石的渗透率方向性（各向异性）。 2. 关键物理性质详解 孔隙度： 测量岩石中孔隙体积占总体积的百分比。这是评价储层能力的最基本参数。我们将讨论总孔隙度、有效孔隙度、初生孔隙度、次生孔隙度等概念，并分析影响其大小的因素。 渗透率： 衡量岩石允许流体通过的能力。渗透率受孔隙度、孔喉半径、连通性以及岩石骨架支撑度等多种因素制约。我们将重点讨论泥质砂岩中粘土质对渗透率的负面影响，以及不同类型孔隙（如晶间孔、粒间孔、溶蚀孔）对渗透率的贡献。 密度： 岩石单位体积的质量。密度主要取决于岩石的矿物成分和孔隙度。低密度通常与高孔隙度或低密度矿物（如有机质）有关。 声波时差（或声波速度）： 声波在岩石中传播所需的时间（或速度）。声波传播速度受岩石的密度、弹性模量以及孔隙流体性质影响。它与孔隙度、岩性密切相关，是识别储层的重要参数。 电阻率： 岩石对电流的阻碍程度。电阻率主要取决于孔隙流体的导电性（盐度）和岩石骨架的电阻率。这是识别含油气层和判断油气饱和度的关键参数，尤其是在含有导电粘土的泥质砂岩中，需要考虑粘土的贡献。 其他物理性质： 可能还包括阳极响应（SP）、自然伽马（GR）、中子孔隙度（NPHI）、密度孔隙度（RHOB）等，这些将是下一部分测井应用的基础。 第二部分：泥质砂岩的测井应用 本部分将详细阐述各种测井资料如何反映泥质砂岩的物理性质，以及如何在实际勘探和开发中进行解释应用。 1. 测井仪器原理与响应 自然电位（SP）测井： 主要反映地层水与钻井液之间的电化学势差，受泥岩的影响较大，可用于区分砂泥岩界面和评价泥质含量。 伽马（GR）测井： 测量地层中天然放射性元素（如钾、钍、铀）的含量。泥质砂岩通常具有较高的伽马值，可用于识别泥岩层和计算泥质含量。 密度（DIP）测井： 通过发射伽马射线并测量其在地层中的衰减情况来计算地层密度。是计算孔隙度的重要依据。 声波（DT）测井： 测量声波通过地层的传播时间。与密度联用可计算孔隙度。 中子（NPHI）测井： 通过发射快中子并测量其被地层原子核慢化吸收后的慢中子或快中子衰减情况来测量地层中的氢含量，进而计算孔隙度。 电阻率（RT, RXO）测井： 测量地层对不同频率交流电的阻抗。是识别含油气层和计算油气饱和度的核心工具。 核磁共振（NMR）测井： 通过测量岩石中流体质子的弛豫时间，可以区分束缚水、可动水、油和气，并提供孔隙度、渗透率和束缚水饱和度等更详细的信息。 成像测井（如电阻率成像，声波成像）： 提供高分辨率的井壁图像，可识别微小的沉积构造、裂缝等，对于精确评价储层具有重要意义。 2. 泥质砂岩的测井解释方法 岩性识别与划分： 结合SP、GR、密度、声波等多种测井曲线，综合判断地层岩性，区分砂岩、粉砂岩、泥岩及其混积岩。 孔隙度计算： 密度-中子交会图： 最常用的孔隙度计算方法，利用密度测井和中子测井的交会关系，可以有效识别和计算孔隙度，并对可能存在的碳酸盐岩、硬砂岩等进行校正。 声波-密度交会图： 适用于某些特定情况下的孔隙度计算。 全孔隙度模型： 考虑岩石骨架的密度和孔隙流体的密度，根据测井曲线计算孔隙度。 泥质含量计算： 利用GR、SP等曲线，或结合其他测井参数，建立经验公式或模型，定量计算地层中的泥质含量。泥质含量的准确评估对于孔隙度和渗透率的计算至关重要。 渗透率评价： 经验公式法： 基于孔隙度和泥质含量，利用各种经验公式（如Tixier公式、 Timur公式等）估算渗透率。 核磁共振（NMR）法： NMR测井可以提供更直接的渗透率评估，尤其是在低渗透储层中。 岩石物理模型： 结合岩石物理理论，建立反映泥质砂岩特性的渗透率模型。 流体性质评价（油气饱和度计算）： Archie公式： 最经典的油气饱和度计算公式，但需要准确的岩石参数（如a, m, n）和孔隙水电导率。 Cooke公式和Simandoux公式： 针对含有导电粘土的泥质砂岩，对Archie公式进行修正，以考虑粘土的导电贡献。 其他修正模型： 针对不同类型的泥质砂岩，研究人员开发了多种修正模型。 储层质量评价： 综合考虑孔隙度、渗透率、泥质含量、油气饱和度等参数，对泥质砂岩储层的产能进行综合评价。 特殊情况处理： 粘土对测井响应的影响： 重点分析粘土（特别是导电粘土）如何影响电阻率、声波、中子等测井曲线，以及如何进行校正。 复杂井眼环境下的测井解释： 如井径变化、泥饼、钻井液侵入等对测井响应的影响及解释策略。 低孔低渗储层的测井解释： 针对渗透率极低的泥质砂岩，重点讨论核磁共振、成像测井等新技术的应用。 3. 案例分析与实例应用 本书将通过实际的油田、气田或地下水勘探案例，展示泥质砂岩的物理性质如何在测井资料中得到反映，以及如何运用上述解释方法进行实际的储层评价。通过具体的案例，读者可以更直观地理解理论知识的应用，提升实际操作能力。 结论 泥质砂岩的物理性质及其测井应用是地质勘探与资源开发领域一个复杂而重要的问题。本书通过系统深入的阐述，旨在为读者提供一个全面的理解框架，帮助大家掌握泥质砂岩的特性，并能熟练运用测井技术解决实际问题。无论是初学者还是经验丰富的专业人士，都将从中受益。

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这本书的装帧设计非常考究，封面采用了哑光处理，手感细腻，那种略带粗砺的质感与书名中的“砂岩”二字形成了奇妙的呼应。排版上看得出是用心了的，字体选择既有学术的严谨，又不失阅读的舒适度，尤其是那些复杂的公式和图表，清晰度极高，让人在深入钻研技术细节时也能保持清晰的思路。光是翻阅目录，就能感受到作者在知识体系构建上的宏大构想，从基础的地质学原理到高级的地球物理勘探方法，脉络分明，结构紧凑。我特别欣赏它在专业术语处理上的细致，对于一些容易混淆的概念，作者似乎总能找到最恰当的措辞进行区分，这对于初涉此领域的读者来说，无疑是一座灯塔。整本书的纸张厚实，即使用荧光笔做了大量标记，也丝毫没有渗墨的困扰，看得出出版方对品质的坚持。这本书摆在书架上，本身就是一件艺术品，它的存在，仿佛就在无声地宣告着其中蕴含的知识的重量与价值。

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阅读这本书的体验，简直就像是跟随一位经验老到的地质学家进行了一次深入的野外考察，只不过这次考察是在知识的殿堂里完成的。作者的叙述风格极为生动，尽管主题是严谨的物理性质分析，但行文间却充满了对岩石世界的好奇与敬畏。他不仅仅是罗列数据和公式，更擅长将抽象的岩石力学参数与实际的工程地质问题巧妙地联系起来。我尤其喜欢他描述那些微观孔隙结构变化时所用的比喻，那些原本晦涩难懂的渗透率和孔隙度概念，在他的笔下变得立体而鲜活。这感觉不像是在读一本教科书，更像是在听一场精彩的学术讲座，讲者循循善诱，总能在关键时刻抛出一个引人深思的问题，迫使读者停下来，结合自己已有的知识进行反刍和消化。这种互动式的阅读体验，极大地提高了我的学习效率和学习兴趣，让我对这门看似枯燥的学科产生了浓厚的探索欲。

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从实际应用的角度来看，这本书的价值简直是无可估量。那些关于测井数据解释的章节，简直就是一本实用的操作手册。作者并没有停留在理论层面，而是花费了大量的篇幅讲解如何将岩石的物理特性转化为可供测井仪器读取和处理的参数，以及在实际井场环境中可能遇到的各种干扰因素。他深入剖析了不同测井曲线（如电阻率、伽马、声波时差等）如何精准地反映泥质含量、孔隙度和饱和度的微小变化。我尤其欣赏他对“反演”过程的细致描述，哪些是经验性的拟合，哪些是基于物理机制的约束，区分得非常清晰。这对于一线工程师来说，意味着可以避免许多因为对岩性认识不足而导致的误判，真正做到用地球物理的语言去“阅读”地下岩层的真实状态，大大提升了油气勘探和地质评价的准确性和效率。

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这本书的学术深度令人印象深刻，它显然是建立在多年的实践经验和广泛的文献综述之上的。我注意到其中引用的参考文献的广度和时效性都达到了行业前沿的水平，很多最新发表的研究成果和未公开的行业内部数据似乎都被作者巧妙地整合了进去，形成了一个非常扎实的研究基石。对于那些寻求深入了解岩石物理响应机制的研究人员来说，这本书提供的理论模型和实验方法论无疑是极具参考价值的。特别是关于非饱和状态下泥质砂岩声波速度各向异性的讨论部分，涉及了非常复杂的张量分析，但作者的处理方式却显得井然有序，层次分明，让人能够顺藤摸瓜地理解其背后的物理意义。这本书绝非泛泛而谈，它的每一章节都像是经过精密计算的分子结构，逻辑严密，环环相扣，为理解岩石的复杂多相介质特性提供了坚实的理论框架。

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这本书最让我感到震撼的是它所展现出的那种跨学科的整合能力。它巧妙地搭建了岩石物理学、岩土工程学和地球物理测井技术之间的桥梁，使得原本看似分散的知识体系得到了有力的统一。作者的视角非常宏观，他不仅关注单个岩石样本的力学响应，更着眼于这些响应如何在大尺度地质构造中表现出来，以及这些宏观表现如何通过地球物理方法被捕捉。这种“由微观到宏观，再由理论到实践”的叙事路径，不仅极大地拓宽了读者的知识边界，更重要的是，它激发了一种整体性的思维方式。读完之后，我感到自己对整个油气田开发过程中的岩性识别和储层评价环节都有了更深层次的理解，仿佛打开了一个全新的视角来看待我们脚下的这片土地。这本书的价值，在于它不仅教会了我们“是什么”，更教会了我们“为什么”和“怎么办”。

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