长岭地区火山岩储层裂缝的测井评价研究

张 莹，潘保芝，邢艳娟，张建民

（1.广东海洋大学 海洋遥感与信息技术实验室，广东 湛江 524088；2.吉林大学 地球探测科学与技术学院，吉林 长春 130026；3.大庆钻探工程集团 测井二公司，吉林 松原 138001）

0 前言

火山岩是一种以裂缝～溶蚀孔洞为主的孔隙结构复杂的非均质储层，对其裂缝性质的研究直接关系到油田开发的规模和潜力。测井资料蕴藏着丰富的与裂缝相关的信息，由此用来识别裂缝的测井方法也应运而生，尤其是成像测井技术的日趋成熟。这为利用测井资料进行裂缝的识别和研究，提供了直观、有效的途径。

对裂缝的研究最开始且最直观的方法就是观测法，包括露头区调查、岩心观测及在此基础上的实验室分析。继而通过取心资料与测井资料的对比，总结裂缝在常规测井曲线上的响应特征，常用的常规测井曲线有孔隙度测井曲线、双侧向电阻率曲线、倾角测井曲线［1～5］。近年来许多学者通过综合多种学科，将数学方法广泛地应用到裂缝研究领域，取得了一定效果。如分形方法、有限元法、神经网络法、概率法等等［6～11］。

随着地层微电阻率成像测井（FMI）的广泛应用，为孔隙结构复杂的火山岩储层裂缝定量评价提供了良好的手段［12～14］。作者在本次研究中，首先从地层微电阻率成像测井资料中提取裂缝参数，包括裂缝的位置、形状、产状和长度、宽度、孔隙度等，并结合长岭地区资料，分析研究该区域内火山岩地层裂缝发育情况，与岩性，岩相之间的关系及其空间展布规律。

1 单井成像资料裂缝识别及参数提取

长岭断陷位于松辽盆地南部吉林省长岭县、前郭儿罗斯蒙古自治县、乾安县、通榆县和内蒙古自治区科尔沁左旗［15］。构造单元上属于松辽盆地南部中央凹陷区的二级构造单元，是松南断陷中最大的断陷之一。其西临西部斜坡带，东接华字井阶地，南为西南隆起，北与红岗阶地和扶新隆起带相连。

作者本次研究选取了长岭地区A井、B井、C井、D井、E井、F井、G井等七口井，这些井具备较好成像测井资料，井位分布合理，具有代表性。利用LogView软件对上述七口井的成像测井资料进行了图像的处理和裂缝的识别，并提取了有关参数。

图1（见后面）为长岭地区各种裂缝在FMI图像上的特征：

（1）高导天然缝。高导构造缝在FMI图像上表现为深色（黑色）的正弦曲线，连续性比较好，往往充填有钻井泥浆等低阻物质。其倾角大小变化很大，主要在40°～80°之间变化。

（2）高阻天然缝。高阻缝在FMI图像上表现为相对高阻（浅色～白色）正弦曲线，高阻缝多为闭合缝，系高阻物质充填裂缝或裂缝闭合而成。

（3）钻井诱导缝。钻井诱导缝系钻井过程中产生的裂缝，主要由于地层内部应力释放，以及钻具在井壁造成的擦痕所形成。最大特点是沿井壁的对称方向出现，呈羽状或雁列状。

为了得到定量化的裂缝信息，继而利用Log－View软件，对高导裂缝井段的火山岩层进行了定量计算。裂缝定量计算得到的曲线分别为如下三种：

（1）裂缝密度，为统计窗长内所见到的裂缝总条数（＃／m）。

式中 ρf为裂缝密度（＃／m）；NF为统计井段之内的裂缝总条数；θi为第i条裂缝的视倾角；H为统计窗长（m）；C为电成像的井眼覆盖率（%）。

（2）裂缝长度，为每平方米井壁所见到的裂缝长度之和（m／m2）。

式中 Lf为裂缝长度（m／m2）；r为井眼半径（m）；H为统计窗长（m）；C为电成像的井眼覆盖率（%）；Li第i条裂缝的长度（m）。

（3）裂缝视孔隙度，为所见到的裂缝在1m井壁上的视开口面积除以1m井段中FMI图像的覆盖面积（%）。

式中 φ为裂缝视孔隙度（%）；Wi为第i条裂缝的平均宽度（m）；Li为第i条裂缝在统计窗长L内（一般L选为1m）的长度（m）；D为井径。

2 长岭地区裂缝参数的研究

图2（见下页）为长岭地区A井、C井、F井通过LogView软件处理得到的高导裂缝井段各参数，依次为裂缝长度、裂缝密度、裂缝孔隙度。

表1（见下页）为长岭地区七口井裂缝发育井段位置及与火山岩层顶部距离，各井详细裂缝参数平均值。由此可见，长岭地区裂缝发育井段主要集中在火山岩层的上部，距离该区火山岩顶的平均距离为30m，裂缝孔隙度值约在0.42%～0.9%之间，虽然有些井的裂缝长度和裂缝宽度值存在，但是由于缝隙间不联通，或者多为填充缝，导致该井孔隙度值接近零。

3 长岭地区裂缝参数与火山岩性和岩相关系

从区域地质资料可知，长岭地区主要发育有流纹岩、凝灰岩、粗面岩及安山岩。主要发育有爆发相、喷溢相、及火山通道相。

图3（见后面）为长岭地区七口井裂缝密度值与岩性、岩相关系对比图。

表2（见后面）为长岭地区七口井内，在不同岩性、岩相中裂缝密度值详细情况。

图4（见后面）为长岭地区七口井裂缝孔隙度值与岩性、岩相关系对比图。

表3（见后面）为长岭地区七口井内，在不同岩性、岩相中裂缝密孔隙度值详细情况。

由上可知，①长岭地区裂缝视孔隙度值与岩性的关系为：流纹岩段裂缝视孔隙度值＞凝灰岩段裂缝视孔隙度值＞粗面岩段裂缝视孔隙度值＞安山岩段裂缝视孔隙度值；②长岭地区裂缝视密度值与岩性的关系：流纹岩段裂缝视密度值＞凝灰岩段裂缝视密度值＞粗面岩段裂缝视密度值＞安山岩段裂缝视密度值；③长岭地区裂缝视孔隙度值与岩相的关系：爆发相裂缝视孔隙度值＞喷溢相裂缝视孔隙度值＞火山通道相裂缝视孔隙度值；④长岭地区裂缝密度值与岩相的关系：爆发相裂缝密度值＞喷溢相裂缝密度值＞火山通道相裂缝密度值。

4 长岭地区裂缝的空间展布规律

腰英台深部构造总体处于长岭断陷中央隆起达尔罕断凸带上，是一受达尔罕断裂控制的近EW向延伸的断背斜构造。三维地震及钻井资料表明，营城组气藏为一被断层遮挡的断背斜构造，走向近南北向，与深层区域构造走向一致，构造内发育的次级小断层多呈南北或北北西向。

图5（见后面）为长岭地区火山岩储层顶面裂缝玫瑰花图。由图5可知，火山岩层顶部裂缝大多为西南～东北走向。

图6（见后面）为长岭地区火山岩储层底面裂缝玫瑰花图。从图6中可以看出，火山岩层底部裂缝大多为南北走向，该结论与区域构造情况一致。

图7（见后面）为长岭地区火山岩储层顶面裂缝角度图。从图7中可以看出，火山岩层顶部裂缝大多为较低角度，基本在0°～45°之间，由北至南，裂缝角度逐渐增大。

图8（见后面）为长岭地区火山岩储层底面裂缝角度图。从图8中可以看出，火山岩层底部裂缝值较顶部有所增加，基本在0°～70°之间，依然存在从北至南逐渐升高的规律。

图9（见后面）为长岭地区火山岩储层顶部裂缝孔隙度等值线图。从图9中可以看出，孔隙度高值区为A井所在位置，孔隙度值约为1.8%。

5 结论

（1）长岭地区火山岩顶部地层裂缝发育，平均与顶距离约为30m。裂缝孔隙度值大都在0.42%～0.9%之间变化。

表1 长岭地区各井裂缝参数值Tab.1 Fracture parameters of the wells in Changling area

图3 长岭地区各井裂缝密度与岩性、岩相关系图Fig.3 Relation graph of fracture density，lithology and lithofacies for the wells in Changling area

图4 长岭地区各井裂缝孔隙度与岩性、岩相关系图Fig.4 Relation graph of fracture porosity，lithology and lithofacies for the wells in Changling area

表2 长岭地区各井裂缝密度值Tab.2 Fracture density values of the wells in Changling area

表3 长岭地区各井裂缝孔隙度值Tab.3 Fracture porosity values of the wells in Changling area

图5 火山岩顶面裂缝玫瑰花图Fig.5 Rose diagram for the top fractures of volcanic rock

图6 火山岩底面裂缝玫瑰花图Fig.6 Rose diagram for the bottom fractures of volcanic rock

（2）长岭地区裂缝视孔隙度值与岩性的关系：流纹岩段裂缝视孔隙度值＞凝灰岩段裂缝视孔隙度值＞粗面岩段裂缝视孔隙度值＞安山岩段裂缝视孔隙度值；裂缝视孔隙度值与岩相的关系：爆发相裂缝视孔隙度值＞喷溢相裂缝视孔隙度值＞火山通道相裂缝视孔隙度值。

（3）火山岩层顶部裂缝大多为西南～东北走向，底部裂缝大多为南北走向，位于长岭中部位的井中裂缝多为东西走向。

（4）火山岩层顶部裂缝大多为0°～45°之间的较低角度，底部高角度裂缝较顶部有所增加，基本在0°～70°之间，平面上存在从北至南逐渐裂缝角度逐渐升高的规律。

图9 火山岩顶部裂缝孔隙度等值线图Fig.9 Isoline map for the top fracture porosity of volcanic rock

（5）A井所在位置为长岭地区裂缝孔隙度的高值区域。

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