常规测井方法识别岩层储层裂缝

第五辉

【摘 要】在地下碳酸盐岩层中，有着一种很常见并且相当重要的存储空间，被人们称为裂缝。因此，是否能够精确地识别裂缝对于能否开发利用好地下岩层是至关重要的因素。就目前来看，想要通过测定裂缝的位置来使碳酸盐储层的产油效率得到提升，最实用的方法仍是常规测井方法，因其有着低成本的优点。就如新疆某油田，首先通过岩层内部观测得到成像资料与常规测井得到的观测曲线对比，之后通过分析得出了若干常规测井在裂缝发育层段的响应特点，再选取典型井段进行实际运用，发现识别效果良好，因此说明是完全可以用常规测井方法来识别地下岩层裂缝的。

【关键词】常规测井 碳酸盐岩储层 裂缝识别

1常规测井法识别裂缝的重要意义

这些年来，随着科技的高速发展，国内外对能源的需求越来越大，高油价时代逐渐来临，因此提高油气的开采效率和产量是目前国内外研究的重点，而岩层储层裂缝在油气勘察和开发中已逐渐的表露出了其重要性，并成为了国内外的日益重视的研究。裂缝除了具有重要的空间贮存作用，还给盐层中流体提供了良好的渗透流动通道，还影响着地下岩层中流体的分布情况和泥浆的侵入以及溶孔、溶洞的发育。此外，天然气的囤积和生产也是主要凭借裂缝系统，因此，对于岩层裂缝的生长和散落情况的研究显得特别重要。在油气勘探工作中广泛应用的也是利用常规测井方法来找出并分析裂缝，因为裂缝的分析评价是裂缝性碳酸盐岩储层测井评价的关键的因素。但由于通常裂缝并不能很好的均匀发育以及储层方向各异性等特点，使得这些油气藏的评定陷入许多桎梏。成像测井虽然能够得到直观准确的井的周边图像资料，使得裂缝能够被准确识别和评价，但由于经济成本相对常规测井较高，所以成像测井的适用广泛程度不及常规测井法。因此，常规测井法的低成本特性，已然对识别已开发的油气田的碳酸盐岩储层裂缝具有极为重要的意义。

2常规测井方法裂缝响应特征

2.1双侧向测井

双侧向测井作为一种常规的发现裂缝的主要方法，有着良好的探测性能，采用具有较强的电流聚焦能力的仪器，能够有效地反映地下岩层裂缝的发育情况。双侧向测井电极系凭借着两个探测深浅不同的电极系，分别探测距电极系较远和较近的岩石，并利用深浅电极探测的纵向范围的不同，分别探查出侵入带地层和原状地层的电导率。[1]碳酸盐岩储层通常有低电导率的特征，由于充斥着一定矿物质的岩层水或者钻井遗留的泥浆浆液等高电导率的液体涌入填充在裂缝发育层段的缝隙空间，会导致电导率的显著提高，表现为在低电导率情况下相对较高的电导率，而且由于裂缝发育程度（裂缝张开度、裂缝密度、裂缝产状及裂缝的径向延伸深度和泥浆的侵蚀程度的不同，电导率的增幅及两者的差异情况也大相径庭。经有关数据统计， 在裂缝发育段，裂缝的长生形状与双侧向电导率正负差异特征存在一定的吻合， 在裂缝的发育段，深浅侧向出现了很明显的幅度差异。正幅度差说明了储层高角度裂缝，导致浅电导率降幅大于储层的角度或水平裂缝的负幅度差，这类裂缝使深电导率降低幅度大。[2]此外随着裂缝的发育，裂缝的空隙越发增大，越有可能侵入电导率较高的液体，因此双侧向测井电阻率相对于基质岩石的电阻率降幅也越大。

2.2利用声源测井

声波测井以发射器为声源发出超声波在岩层里传播，通过检测超声波来测量岩层中的声波传播特点。由声波的特性，首波遭遇非均匀密度岩石时，声波会寻找传播速度最快路径到达接收器，即通过基质传播，绕过不均匀分布的孔隙、孔洞，故通常认为，声波测井只反映原生孔隙，不反映次生孔隙。[3]但当岩层中裂缝发育充分时，裂缝中含有的流体在岩层中会形成影响声波传播的阻抗界面，尤其是当有低角度裂缝（如水平裂缝）、网状裂缝存在的时候，首波只能通过裂缝来传播，然后到达接收器，此时因声波中的能量损失巨大，剩余能量不足以使首波被记录，而后面到达的波反而被接收器记录下来，导致为声波周期变大，当裂缝宽度较大时，时差曲线很可能由于周期跳跃而出现很高的时差。此外，经研究证明，哪怕是声波时差曲线的小幅度摇摆和小幅度的时差变化也能作为识别裂缝的标志。

2.3密度测井

密度测井是利用γ射线的容易被岩层吸收的性质， 通过使用极板推靠式仪器，来分析钻井的剖面上密度的变化，进而推断出待测岩层地质的特征的测井方法。基本原理：发射中低能量的伽马射线到钻井中的地层岩石时，伽马射线与岩层中的电子相互作用发生康—吴效应，结束时发生光电效应。因此密度测井时，只要通过探测到的岩层中散射的γ射线强度，就能反映出岩层的电子密度的大小，进而根据体积密度与电子密度间的关系推断出岩层岩石的体积密度，而所测量的体积密度，可以反映出地层的各空隙情况。但由于当极板接触到的天然裂缝有可能被泥浆侵入，地层的岩石属性及孔洞大小、岩层气体、钻井口不规则也可能造成所测的密度相对真实情况偏小。因此，在实际研究的过程中，要结合测井曲线、岩芯、成像资料等途径进行全方面考虑。

3结语

由许多的岩芯和测井成像资料与常规测井进行比较，可以得出，在识别岩层中裂缝时，常规测井有着下述几个优势。（1）双侧向电阻率在岩层高阻值时显著减小，产生一定程度的正负差异，随裂缝增大，深浅电阻率差异也不断变大，在识别出高角度缝时有较好效果。（2）小幅度波动的时差曲线和小幅度的时差变大可当作识别裂缝的标志，此时对于网状缝和低角度缝的识别效果较好。（3）降幅大的密度测井值说明可能存在裂缝，裂缝具体情况需进行成像确定。上述常规测井曲线虽然都是针对裂缝存在的各种响应，但由于探测原理不经相同，每种方法都有其适用性，比如双侧向测井适用于高角度缝、声波测井适用于低角度和网状缝的识别等。此外，由于碳酸盐岩储层大多为非均质性岩土，储层的裂缝有着多种类型，在利用常规测井法对裂缝进行识别的时候，可以适当的多运用几种方法进行综合评价。

参考文献：

[1]黄显华，郭昱宏，李颖.常规测井方法识别碳酸盐储层裂缝研究[J].中国石油和化工标准与质量，2013，24：130.

[2]赵军龙，巩泽文，李甘，冯春艳，白旭，蹇军，傅波，红岩.碳酸盐岩裂缝性储层测井识别及评价技术综述与展望[J].地球物理学进展，2012，02：537-547.

[3]马海山.常规测井方法识别岩层储层裂缝[J].科技传播，2012，17：121+117.