碳酸盐岩储层裂缝发育程度对电阻率的影响研究

魏小龙 刘红岐 安子铉 杨美锦 何小兵周路钧

（1.西南石油大学，成都 610500；2.中海油田服务股份有限公司物探事业部，天津 300451；3.西部钻探工程有限公司测井公司，克拉玛依 834000；4.河南油田测井公司解释研究中心，南阳 473132）

碳酸盐岩储层裂缝发育程度对电阻率的影响研究

魏小龙1刘红岐1安子铉2杨美锦3何小兵4周路钧1

（1.西南石油大学，成都 610500；2.中海油田服务股份有限公司物探事业部，天津 300451；3.西部钻探工程有限公司测井公司，克拉玛依 834000；4.河南油田测井公司解释研究中心，南阳 473132）

塔河油田奥陶系油藏是经过多期构造运动和古岩溶共同作用形成的岩溶缝洞型碳酸盐岩油藏。利用成像测井资料及双侧向电阻率测井资料识别裂缝和溶洞，是目前测井资料综合解释应用的热点。当储层中存在缝和洞时，电阻率幅度应有不同程度的变化，根据这些变化，能有效的研究裂缝参数。对塔河油田A区B组裂缝性储层进行研究，分析了裂缝倾角、致密碳酸盐岩电阻率、泥浆电阻率、FMI成像测井资料处理参数与双侧向测井响应的关系。

塔河油田；碳酸盐岩储层；裂缝；双侧向电阻率；成像测井

碳酸盐岩储层以其独有的孔隙空间结构而区别于孔隙性砂岩储层，具有低孔、各向异性、非均质性的特点。

裂缝对电阻率的影响主要是由裂缝张开度、裂缝产状及裂缝充填物决定的。当裂缝被高电阻率的方解石等矿物充填时，深浅双侧向基本不会有太大变化；而当裂缝为低角度的未充填缝时，裂缝中一般充滿钻井泥浆，导致深浅双侧向均大幅度降低。

FMI分辨率高、所携带的地质信息多，尤其在裂缝评价上具有难以比拟的优势。相对而言，深浅双侧向电阻率的分辨率比FMI成像测井低得多，一般在0.6m，所以深浅双侧向对裂缝的反映是一个综合反映。研究裂缝对电阻率影响可采用FMI成像测井资料与深浅双侧向相结合的方法进行。利用FMI处理成果中的裂缝孔隙度（PF）、裂缝渗透率（FK）、裂缝张开度（EF）等信息来分析不同情况下深浅双侧向的响应特征，从而研究裂缝发育程度对电阻率的影响。

1 致密碳酸盐岩电阻率、泥浆电阻率与双侧向测井响应的关系

当裂缝倾角为某一定值时，深、浅侧向测井的电阻率响应随着基岩电阻率的增加总是上升的。但在不同裂缝倾角下，深、浅侧向电阻率曲线的相互位置和变化趋势有明显的区别，裂缝倾角从低变高的过程中，深、浅双侧向电阻率曲线的上下位置关系发生了互换。这说明低角度时浅侧向受基岩的影响小于深侧向（如图1），高角度时浅侧向受基岩的影响大于深侧向（如图2）。

图1 低角度裂缝型储层测井特征(X6)

一般来说，随着泥浆电阻率的增加，深、浅侧向的测井响应值也随之增加，但有一个重要的特征是：泥浆电阻率的变化对双侧向测井响应的临界角（深、浅侧向测井响应曲线的交点所对应的角度）的改变很小。泥浆电阻率变化给双侧向测井响应带来的最大影响是在曲线的形态和过渡上。当泥浆电阻率增大后，双侧向测井响应曲线明显变陡，深、浅侧向测井响应的幅度差相对于低泥浆电阻率时大幅增加。

图2 高角度裂缝型储层测井特征(X4)

2 FMI成像测井资料处理参数与双侧向测井响应的关系

在裂缝发育层段，因钻井泥浆或泥浆滤液的侵入，会造成电阻率的降低，表现为高电阻率背景值上相对较低的电阻率，而且视泥浆侵入程度（侵入深浅）、裂缝发育程度（如裂缝密度、裂缝张开度、连通性等）的不同，深浅双侧向值减小的幅度及两者之间的差异也不同。一般来讲，对于发育裂缝条数多（即裂缝密度大）、裂缝张开宽度大、连通性好的层段，可以看出除深浅双侧向值明显减小外（电阻率多数在几十至几百Ω·m），两条曲线呈明显的“正差异”特征（即深电阻率大于浅电阻率）。本次重点研究的是FMI处理的裂缝参数与双侧向测井相应的关系。

通过成像处理，可以很清楚的看到，该区的裂缝以高角度缝为主，当裂缝发育时，深浅双侧向均有不同程度的降低，并出现“正差异”，尤其是在溶孔附近的裂缝发育段，“正差异”更为明显，如X9井（图3）。

图3 溶孔附近的裂缝发育带测井特征图(X9)

但是，电阻率的低值以及深浅双侧向的明显“正差异”与裂缝的发育并非完全对应，换言之，并非所有存在裂缝的井段，其电阻率都表现为低值和“正差异”。事实上，在本工区内通过成像处理而解释的裂缝发育段，常见到深浅双侧向呈“负差异”的情况。通过对比常规测井与成像测井，发现造成“负差异”的原因主要在于裂缝纵向上穿过地层的厚度大，但这些裂缝的张开度小，因此裂缝的存在对电阻率的影响较小，而在对应井段内，如果出现薄层状灰岩、水平泥质纹层等地质现象 （成像图呈明暗相间的水平层状）时，对深浅双侧向造成了类似于水平缝的影响，因此深浅双侧向则可出现类似水平缝特征，呈现出“负差异”的特征，如X5井（见图4）。

图4 薄层状灰岩及泥质条带使裂缝发育段双侧向呈“负差异”（X5）

电阻率测井受许多因素影响，例如泥浆侵入特性、岩性及地层中流体的性质、裂缝发育程度、分布形态、几何形态等，还取决于地层中孔隙通道的弯曲程度及连通性；此外泥浆电阻率与地层水电阻率的差别大小，也会影响深浅双侧向之间的差异大小。而测井响应实际是上述各种影响因素的综合反映，裂缝的存在只是众多因素之一，两者不是一一对应关系，因此就会出现有的裂缝发育段电阻率呈低值特征且深浅双侧向“正差异”幅度较大，而有的裂缝发育段上述特征不明显。

为了分析裂缝参数对深浅双侧向的影响，分别作3个主要裂缝参数与深侧向电阻率、深浅双侧向差值、深浅双侧向比值的关系图(图5对应于X5、X6和X9井)。需要说明的是这些图是原始图，并没有去掉裂缝发育，但侧向却出现 “负差异”的层段，目的是找寻深浅双侧向差异与裂缝处理参数的关系。

由图5可知，规律性最强的是深侧向与PF的关系，其次是深侧向与FK、EF的关系，深侧向均随着PF、EF、FK的增大呈明显的递减规律。同时可以清楚地看到：深浅双侧向差异、深浅双侧向比值与PF、EF、FK这3个主要参数的对应关系也较差。

结合前面分析的裂缝发育段出现“负差异”的情况，删除出现“负差异”的井段数据，再分别建立各裂缝参数与深侧向电阻率关系图(图6)，同时，经多种方式回归比较选择了如下回归关系式：

图5 X5、X6和X9井裂缝参数与深浅双侧向交会图

图6 X5、X6和X9井RD与裂缝参数的关系图

从图6中可以看到，PF、EF、FK这3个参数与RD的相关系数多数大于0.5。考虑到电阻率测井受许多因素影响，例如泥浆侵入特性、岩性及地层中流体的性质，而测井响应实际是上述各种影响因素的综合反映，但裂缝是其中重要的影响因素。同时，可以近似得出PF、EF、FK与RD的对应关系：随着RD的增加，PF、EF、FK成指数函数规律递减。其中PF与RD的对应关系最好，EF与RD的对应关系次之，FK与RD的对应关系最差。

造成相关系数较低的原因有以下几个方面：

（1）裂缝的平均宽度小（基本都在10μm以下），裂缝孔隙度较低，引起的深浅双侧向响应变化小。

（2）整个井段裂缝发育处深浅双侧向几乎都呈“负差异”。原因是在这些层段内，出现了薄层以及水平泥质纹层（成像图呈明暗相间的水平层状），对深浅双侧向造成了类似于水平缝的影响，既呈现出“负差异”的特征。“正差异”的井段很少，同样受到了薄层以及水平泥质纹层的影响。

（3）背景电阻率太高，裂缝发育处的深侧向电阻率甚至高达13 000Ω·m。

（4）裂缝发育井段深浅双侧向出现大段平直的“正差异”，成典型的“双轨”（压裂缝特征，由泥浆与地应力不平衡造成），压裂缝与天然裂缝混杂在一起。

3 结 论

（1）本地区由于受薄层和泥质条带的影响，即使高角度缝发育，深浅双侧向也常出现负差异。

（2）通过裂缝处理参数（PF、EF、FK）与深浅双侧向所作图可以发现：规律性最强的是深侧向与PF的关系，其次是深侧向与EF、FK的关系，深侧向均随着PF、EF、FK的增大呈明显的递减规律。对应关系可用指数函数回归：裂缝参数=A×eB×RD。

（3）深浅双侧向差异、深浅双侧向比值与PF、EF、FK这3个主要参数的对应关系也较差。

（4）实验模型相当于单组系张开缝的结果，但通过本地区X口井成像资料处理，实际发现本地区由于岩性及其他因素的影响，深浅双侧向出现正负差异的临界角小于70°，估计在50°左右。此外，裂缝发育时，裂缝的倾角很低，储层形成类似孔隙型储层的特征，因此深浅双侧向也会出现正差异。

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Influence of Fracture Development on Resistivity in Carbonate Reservoir

WEI Xiao-long1LIU Hong-qi1AN Zi-xuan2YANG Mei-jin3HE Xiao-bing4ZHOU Lu-jun1
(1.Southwest Petroleum University，Chengdu 610500；2.Geophysical Survey Department of China Oilfield Services Limited,Tianjin 300451；3.Logging Company of Western Drilling Engineering Company，Karamay 834000；4.Interpretation Research Institute of Henan Oilfield Logging Company，Nanyang 473132)

Currently Ordovician reservoir of Tahe oilfield in Tarim is the major exploration blocks.It is the karst fractured carbonate reservoir.It's the result of the interaction of multi-episode tectonic movement and karst.Along with exploration dynamics unceasing enlargement,the use of image formation log information and dual lateral logging data to identify fractures and caves that become the hot spot in log information integrated interpretation application recently.When the reservoir has the fractures and holes,the electronic resistivity scope should have the varying degree changes.According to these changes,the fracture parameters can be effectively researched.This paper focuses on the research of the fracture reservoir in the Tarim oilfield A area B Group.The paper has analyzed the relationship between the crack inclination angle and the dual lateral well logging;the response relationship of the compact carbonate rock electronic resistivity,mud electronic resistivity and the dual lateral well logging;and the response relationship between the processed parameters of the FMI image log information and the dual lateral well logging.

Tahe oilfield；carbonate reservoir；fracture；bilateral to the resistivity；imaging log

TE122

A

1673-1980（2011）03-0021-04

2011-02-12

国家科技重大专项(2008ZX05049-02)

魏小龙（1984-），男，四川崇州人，西南石油大学在读硕士研究生，研究方向为测井解释与精细描述。