测井沉积学是指沿用沉积学的研究成果，把测井资料用于油区沉积学研究, 进而描述油气储集层的一门学科。

常规的测井评价技术主要是分析孔隙性地层中的流体成分和确定地层的岩性及界面。自从60年代以来随着沉积学的迅速发展以及测井技术的进步，地下沉积学研究也取得突破性进展，就油气田勘探和开发而言，测井资料已是地下沉积学研究、特别是解释古环境不可缺少的一种地质信息。

自从60年代以来随着沉积学的迅速发展以及测井技术的进步,地下沉积学研究也取得突破性进展,就油气田勘探和开发而言,测井资料已是地下沉积学研究、特别是解释古环境不可缺少的一种地质信息。

测井沉积学概念的提出可追溯到陆凤根1988年发表于《测井技术》上的两篇文章，即《测井沉积学基础》和《测井沉积学方法和应用概述》。1999年尹寿鹏、王贵文系统总结了测井沉积学的概念、研究方法及内容以及计算机技术和数学方法在测井沉积学解释中的应用等问题。认为测井沉积学是近些年来发展起来的一门新的边缘学科，它是以测井资料为主，在油区沉积学研究覆盖下，与其它学科和技术紧密结合的一种专门的多井测井评价技术。

早期研究侧重于常规测井资料,自80年代以来倾角测井及成像测井(主要是裸井眼微电阻率成像测井FMI和井下电视CBIL)资料在沉积学研究领域得到广泛使用,提高了地质目标的分析精度和分辨能力。

目前,成像测井在所有的地球物理测井中具有最高的分辨率,对沉积学分析而言,可以更加准确地进行沉积特征的识别和沉积环境的解释,使研究更为直观。成像测井技术的不断改进可提供更多的地层信息,如确定构造倾角、沉积层理、古河道方向、岩相渗透屏障及孔隙类型等。

就测井资料而言， 它是研究地质情况的间接资料， 而沉积学是把这些资料转变为各种地质模型、模式， 然后利用这些模式、模型去解释地下地质情况，即包括正演和反演两个方面。正演问题: 要把自然界各种需要研究的地质现象建立相应的地质模型、模式， 这种模型、模式可分为两大类， 即数理模型和几何模型， 数理模型定量描述地下地质现象， 而几何模型是定性描述地质现象。反演问题: 用有关的各种测井参数和曲线形态与各种不同的地质模型、模式建立关系， 以便正确反映地下地质现象。

反演问题包括两个因素：

一是客观因素， 即测井资料的准确性，同时要引进与测井沉积学有关的新测井技术； 另为主观因素， 即在推论和提出假设的过程中加进人的思想， 这也是反演问题的关键， 应综合利用人的智能分析和专家知识。

早期的测井沉积学研究侧重于常规测井资料，自80 年代以来倾角测井及成像测井(主要是裸井眼微电阻率成像测井FMI 和井下电视CBIL ) 资料在沉积学研究领域得到广泛使用， 提高了地质目标的分析精度和分辨能力。

目前， 成像测井在所有的地球物理测井中具有最高的分辨率， 对沉积学分析而言， 可以更加准确地进行沉积特征的识别和沉积环境的解释， 使研究更为直观。成像测井技术的不断改进可提供更多的地层信息， 如确定构造倾角、沉积层理、古河道方向、岩相渗透屏障及孔隙类型等。

地层倾角测井数据所提供的矢量图、频率方位图和杆状图等都是对井剖面所钻地层产状的直观描述， 至于其中潜在反映地层的构造、断层以及沉积现象， 则需利用实际总结的反映地质现象的典型倾角模式结合地区性地质知识和积累的丰富经验， 进行更高层次的解释与判断。

地层倾角是研究沉积特征的重要方法， 它能反映岩性的均质、非均质、岩石粒度及分选性等岩石结构信息； 用短对比法处理倾角资料得到的矢量图用于识别各种层理构造； 用矢量方位频率图可估计古水流方向。国内外很多学者都对地层倾角测井资料进行了大量深入的研究。主要包括沉积环境及沉积体系、地层倾角及倾向、断层及不整合界面、砂体性质及几何形状、古水流方向和交错层理、进积和退积层序以及沉积能量等的分析。

从上述分析可以看出， 测井资料沉积学分析并不能包括沉积学研究的所有内容(如颜色、古生物等) ， 其研究内容主要包括沉积环境、岩相解释、沉积构造和古水流分析等。这些研究的显著特点是把测井资料的地质应用与油区沉积学研究紧密结合起来， 从三维角度对油藏进行解剖。因此， 测井沉积学研究中相和沉积环境的分析是主要的研究内容， 尤其是相分析更为重要。在地质学中一直使用相的概念， 随着油气勘探和开发新技术的发展， 相的概念也被赋予了新的内涵， 当测量的数据是测井数据和地震数据时， 相就被定义为测井相和地震相。

根据沉积学原理， 沉积相是沉积物形成条件的物质表现。从物质表现这点来看， 这种相的概念可包括测井相和地震相。沉积相的表现形式包括相序图、相组图、方块结构图以及方程式等。油区沉积相研究主要包括3 个阶段， 即单井相分析、剖面对比相分析和平面相分析， 形成点—线—面的有机结合最终总结出沉积相模式。单井相分析主要是描述和分析垂直剖面， 确定成层层序， 对沉积过程作出推断， 进而总结不同相的相序模式； 井剖面对比相分析主要解释地质相的横向展布及变化规律(涉及定时、穿时及相变等问题) ； 平面相分析是岩相古地理分析， 可认识有利油气生成和储集带的地区分布。

相标志最能反映沉积相的一些地质特征， 是沉积相分析的基础和关键。相标志包括: 相体的几何形态、岩性、沉积构造、古水流、古生物和地球化学特征等， 描述和分析这些相标志是相分析及解释过程的基础， 测井沉积学研究的主要途径就是分析和研究能描述各相标志的测井响应特征。

1、相体几何形态

沉积岩体的几何形态是指总体形状和大小， 不涉及内部层理构造， 是沉积前地形、沉积环境和沉积后地质史的函数， 只有在沉积过程中形成并被保存下来的岩体其几何形状才有作为相标志的价值。

几何形状研究有两种途径：

一是由整体到局部的研究过程， 即从地震相确定区域或油田范围内各相体的大致形态和分布， 然后由岩相和测井相分析结果对各相体进行详细研究， 使地震相获得更加精确和综合的描述；

另一种是在钻井覆盖程度和密度较高的地区进行多井剖面对比分析， 由此得到相体几何形状和沉积过程的解释。在相体几何形态研究中测井资料起到了单井标定以及从点到面之间的桥梁作用， 测井对地震的标定可以分析相体的空间展布。

2、岩性及岩相分析

岩性分析主要是成分和结构分析。岩性是进行沉积相分析的基础， 从测井资料看几乎所有的测井方法都对岩性或沉积岩矿物成分有反映。由于沉积岩岩性比较复杂， 往往由不同比例的矿物组成， 加上孔隙系统及流体的影响以及层厚、井眼条件的干扰，一般要使用两三种以上的岩性—孔隙度测井方法才能实现， 一般用交会技术和模型方法。

在岩性的解释过程中， 除曲线选择和方法使用外， 还应注意诸如井径、缝洞、泥浆条件、电相重复和薄层等因素的影响， 应对解释结果根据影响程度进行必要的校正。

用测井资料研究沉积结构主要是颗粒大小、形状、排列、分选程度、含泥质情况及它们的纵向分布，其依据是测井物性和岩性之间有密切的响应关系。

由于测井深度是时间刻度， 因此， 孔隙度、渗透率和含泥量曲线能反映沉积能量和作用时间变化的规律， 从而可描述沉积结构。由于碎屑岩岩性比较复杂， 进行结构分析时要选用不同的测井方法和分析方法才能获得岩石结构的某些资料。如弱胶结的碎屑岩中， 影响测井响应的主要是组成岩石的颗粒， 因此， 测井资料就可研究颗粒的大小、形状、排列与分选等。对于胶结好的碎屑岩， 仅在胶结物含量相同时才可以根据孔隙度的降低判别分选情况。具体讲， 对于弱胶结碎屑岩， 可用自然伽玛及自然电位测井曲线的形状定性地估计岩石颗粒大小， 用自然伽玛测井值确定岩石颗粒的直径。根据岩石中富含长石、云母等情况可确定该岩石的颗粒形状是有棱有角的。如砂岩很纯， 则自然放射性十分低， 孔隙度高且磨圆程度高。富含云母的砂岩， 其介电常数高于正常值，这是因为电磁场垂直作用于片状组成时， 这种岩石组分对于电场有很强烈的影响所致。

传统的岩性及岩相分析方法是利用孔隙度测井进行矿物成分的研究， 用交会图的形式来实现。随后， 又陆续使用光电吸收指数、多元回归分析及非线性理论等方法研究矿物成分。

岩相的分析历经了手工分析、模式识别、多元分析( 主成分和聚类分析等) 以及智能分析等阶段。主要研究包括: 利用分数维进行岩性和沉积相的划分及盆地演化的动力学特征分析； 用主成分分析、判别分析和马尔柯夫链方法分析沉积相； 通过对泥质含量的计算及电性曲线特征分析进行相和测井相研究； 利用已有测井资料进行直方图分析， 然后比较已建模式和被分析对象之间的误差函数的分析技术来计算相的类型； 在岩相分析中还包括模糊集合理论和多维标度分析技术等。值得一提的是， 由于沉积微相的划分存在着模糊性， 即具有多解性， 用普通的集合论就很难模拟人的思维， 而应用模糊集合论能较好地表示各种沉积微相的差异， 即通过把测井相数值模式和未知新模式用隶属度表示， 然后计算未知模式与各标准模式间的贴近度， 比较其大小从而完成相的识别及划分。

3、沉积构造

沉积构造是测井沉积学研究的重要内容， 对于测井资料而言， 沉积过程中形成的宏观结构(层理)只有在纵向分辨率高和采样率高的成像测井和地层倾角测井上有响应。沉积构造所造成的层理包括层理产状、形状、界面特性和界面内物质结构等内容。

4、古水流和搬运方向

根据水流层理的特征(类型、角度、形式、分布)和方向(定向程度、发散程度、与古斜坡和砂体几何形状的走向关系) 与对应的测井信息来确定古水流的方向及发育情况。图像资料和高精度地层倾角资料在岩心观测结果和区域地质背景的刻度下， 成为古水流分析的主要依据。

5、地球化学分析

自然伽玛能谱、岩性密度测井、激发伽玛能谱测井等测井技术可使岩石中的10 余种元素成分直接测量到， 使识别岩石成分和分析沉积环境的能力得到提高， 通过实验室分析和理论研究使测井岩性组成成分解释更趋合理。

测井相分析源于50 年代， 是由美国SHELL—PECTEN 公司的工程师在研究密西西比三角洲时提出的， 主要利用自然电位曲线进行相分析。从此，自然电位测井曲线在沉积环境和相分析中得到逐步推广， 并由自然电位测井扩展到其它测井。O.Serra (1970) 首先正式提出电相(Elect rofacies) 的概念， 定义为: 确定某一部分沉积岩并区别于周围岩体的一组测井的原始或分析数据。目前这一概念已被广泛接受， 它起到了测井测量和沉积相分析之间的桥梁作用。测井资料是一种间接的地下地质资料， 测井数据及其分析结果离地质解释之间的距离较大， 有些地质信息测井反映不出来(如颜色、化石等) ， 测井相分析需用岩相成果进行刻度才能扩大测井分析结果， 还原出更多的地质信息。测井相常通过形状图(曲线形状、参数谱相图、交会图) 以及由测井资料演绎出的测井相图来表示。关于测井相分析， 雍世和曾进行过系统总结，提出了测井相分析的内容及步骤， 即: 测井曲线的深度校正和环境校正、测井曲线的自动分层、地层倾角测井资料处理、测井曲线归一化、多元分析(主成分分析和聚类分析) 及把测井相转化为岩相。在测井相分析过程中， 主要的研究内容是相标志的识别及相关测井信息的提取、分类(手工和计算机)。测井相研究是测井沉积学研究的核心， 是在岩心刻度下经过沉积相与测井资料综合分析后建立的正演模型对连续的测井资料进行沉积学解释的关键， 主要任务和研究内容是建立测井相沉积学解释模板。目前， 测井相研究随着测井方法和手段的发展(如高分辨率成像测井和地层倾角测井) ，已逐步向高精度、自动化和智能化方向发展， 在岩石学(颗粒、基质和胶结物)、沉积构造(层理、层面)、局部特征分析(团块、结核、虫孔、黄铁矿等)、分层处理、薄层分析等领域的资料提取和分析方面展示了广阔的应用前景。

最早系统整理测井资料地质应用的是Pirson的“测井资料地质分析”，其核心是把测井资料用于油区沉积学研究，进而描述油气储集层。用测井曲线的模式来解释沉积环境奠定了用测井曲线进行沉积学分析的基础。

沉积学研究中沉积相分析方法为测井沉积学提供了十分丰富的理论和方法基础。在沉积相分析中，已发展了相的概念，成为包括沉积相、地震相和测井相的广义相，三种相的结合大大提高了现代沉积学的功能，因此，测井沉积学可以沿用沉积学的研究成果。沉积学研究表明，现代沉积环境是有限的，古沉积岩的沉积相也是有限的、并且是可以与现代沉积过程建立联系的（均变论思想），在此基础上建立的相模式成为沉积学研究的指南和基础，测井相分析同样可以应用这些成果。

测井资料的地质解释和应用是测井技术系统的输出，测井数据处理成果并不是最终的地质解释，而是对经过信息还原的数据处理成果以及来源于测井与非测井两大体系信息成果进行的综合决策和分析，这样才能为解决地下地质问题提供尽可能正确的答案。因此，在测井沉积学研究中，与其它地质资料相比，测井资料具有信息量大、纵向连续、横向对比性好以及资料获取时间短和成本低等特点，测井沉积学研究的关键是测井资料中所包含的沉积学信息的提取。

目前， 沉积学研究已发展成为与其它学科(地球物理、地球化学、矿物、古生物、大地构造等) 紧密结合的综合性学科。现代沉积学以研究沉积过程为特征， 提供了人们认识地质体的大量知识， 按照本体论的思想， 沉积学研究的目的是缩小现代沉积过程和古代沉积岩特性认识和解释之间的距离， 重建古代岩石的形成环境及变化规律。对油气田勘探和开发而言， 在钻井数较少以及取心不连续等条件下， 测井资料显示了较强的优势。

除上述经常使用的常规测井、倾角测井和主要的成像测井技术以外， 对于测井沉积学研究而言， 一些新的测井技术正在得到逐步的推广和应用。如阵列感应测井仪(A IT ) 可探测不同深度感应曲线， 反映了地层层理和侵入特性等信息； 自然伽玛和能谱伽玛测井可用于泥质含量和粒径分析， 从而分析古代沉积环境； 能谱测井(70 年代出现) 主要用于粘土矿物和氧化还原环境分析； 地球化学测井技术已成功地用于大洋钻探计划(ODP) 中， 分析火成岩和变质岩的演化及分布规律。此外， 核测井的使用使测井地质应用进一步得到发展， 核测井可测量大量矿物和地球化学信息， 根据元素分析结果可计算矿物类型及进行成岩作用研究。尽管目前核测井应用范围还较小， 但通过实验室分析等手段进行标定后， 核测井的应用前途是光明的。

因此， 测井沉积学研究是和测井技术的发展密切相关的， 随着科学技术的进步， 现代的测井解释需综合不同来源、不同性质及不同尺度的定量和定性的信息， 特别是成像技术的出现在油藏描述领域产生了质的突破。测井信息是地层岩石物理性质的反映， 岩石物理性质控制流体性质， 而流体性质又依赖于沉积物沉积后的成岩和沉积相特征， 这就使测井和沉积学之间建立了联系。第五代成像测井技术的出现提供了这种特征分析的基础， 通过穿过地层的井壁成像资料的形状、平整度、粗糙度、延伸性、角度关系、电阻率差异等因素的分析， 就可对地层的非均质性作出精细的解释并通过不同的测井技术实现对其认识和标定。

用测井资料进行沉积学研究是测井资料地质应用的一个新领域， 它综合利用了丰富的测井信息， 在沉积学领域又开创了一个新的方向， 丰富了沉积学的研究手段。从测井沉积学研究的背景看， 单纯利用测井资料进行沉积学分析是不够的， 必须建立在扎实的沉积知识的基础之上， 充分了解沉积特征与测井参数之间的关系(测井响应) ， 同时参考野外露头测量、岩心测井和地震分析的结果， 选取适应地质特点的数学方法， 利用先进的计算机技术， 测井沉积学才能在油气勘探和开发过程中发挥作用。用测井资料研究沉积学， 关键是方法的使用和模型的建立， 同时必须根据研究地区和研究目的的不同， 使这些方法和模型不断改进和完善。