鄂尔多斯盆地常规测井识别天然裂缝方法应用

罗 妮 赵毛虎 张 焕

延长油田股份有限公司井下作业工程公司 陕西延安 716000

特殊测井主要包含成像测井，呈现出较高的分辨率、可视化等优势，属于裂缝识别的现代化先进方法。但是在实际应用过程中存在成本高、探测深度浅等问题，且受井壁的影响较大。同时，我国油田测井大多以常规测井资料为主，针对特殊测井的各项资料和应用经验较少。所以，如何科学合理地利用常规测井识别裂缝成为当前重点研究和分析的问题。

1 常规测井识别方法分析

（1）深、浅及微侧向电阻率测井针对裂缝敏感，裂缝方向、内部包含的流体性质对曲线响应特征具有决定性作用。在保证水基钻井泥浆和相邻储层物性的基础上，该电阻率值呈现出显著减少或者幅度值明显增加的现象，表明储层发育裂缝。另外，工作人员结合双侧向系列电阻率值计算，能够简单分类储层裂缝形态。

（2）感应- 八侧向系列中感应测井针对储层垂直裂缝响应特征相对不显著，但是针对充满低电阻率滤液的垂直裂缝呈现出较敏感的响应[1]。所以，相关人员可以根据感应- 八侧向曲线形态特点，有效识别垂直裂缝。部分复杂裂缝包含油气，针对油气和水基钻井泥浆等多种性质之间存在的差异性，感应- 八侧向值会出现异常。

（3）声波时差测井具有独特的声波传播特点，对高角度裂缝不响应。但是对于低角度裂缝、水平裂缝响应明显，裂缝位置呈现出显著的声波时差增加状况。

（4）裂缝发育井段中采用井径测井方法，通常会产生显著的扩径现象，可以应用井径异常值识别裂缝。

2 天然裂缝地质特征分析

结合岩心观察、资料分析等，分析天然裂缝基础特征，将其当作天然裂缝识别的基础。在致密砂岩储层中，岩石致密，强度和脆性较大，会产生岩性、构造挤压。应力等相关因素会对裂缝发育程度产生影响，使岩石受到相应程度的影响形成裂缝，主要包括构造应力场作用产生的构造裂缝、沉积成岩影响形成的成岩裂缝[2]。研究发现，天然裂缝主要构造缝较多，发育角度高，通常在46°～90°，大多为全充填、半充填方解石，较少天然裂缝中无充填，裂缝开度较小，普遍不大于2mm，或者呈现出闭合缝。岩心分析发现，渗透率较高的位置和天然裂缝发育具有紧密关系，针对野外岩心观察相关数据分析，明显发现裂缝发育角度，划分等级主要包含高于60°的高角度裂缝、30°～60°的斜交裂缝和0°～30°低角度裂缝。

3 常规测井识别天然裂缝方法应用分析

3.1 常规测井裂缝响应特征

天然裂缝的存在会增加储层的繁杂性，常规测井识别裂缝的过程中，能够促进测井曲线出现一定变化。砂岩和泥岩中裂缝对测井曲线产生不同程度的影响，需要进行统计分析。例如，开展常规测井裂缝响应特征研究的过程中，选择岩心上典型砂岩、泥岩裂缝、非裂缝断33 样本，主要包含9 个砂岩有效裂缝样本、10 个非裂缝和充填样本、5 个泥岩有效裂缝、9 个泥岩非裂缝和充填裂缝样本。通过全面校正的岩芯观察结果对应到单井剖面中，获得典型裂缝段、非裂缝段测井响应值[3]。分析发现，砂岩有效裂缝、非裂缝样本采用深感应电阻率、声波时差、密度和八侧向等测井识别裂缝方法能够进行良好的区分，同时将深感应电阻率11Ω·m、密度2.47g/ cm3、声波时差257μs/ m、八侧向电阻率17Ω·m 当作分界线。泥岩有效裂缝、非裂缝能够经过声波时差、深感应电阻率、八侧向电阻率等测井方法进行区分，主要将声波时差242μs/ m、深感应电阻率17Ω·m、中感应电阻率测井23Ω·m 当作分界线。R/ S 法裂缝识别主要应用于储层物性、孔隙结构、非均质性研究等多个方面，又被称为重标极差分析法，属于非线性统计方法。其中R 代表极差,为时间序列的复杂程度式；S 代表标准差，为时间序列的平均趋势式；R 和S 比值表示无因次时间序列的相对波动强度，在储层参数随深度转变中的应用表示储层垂向上的非均质性。

鄂尔多斯盆地红河油田长9 油层组为典型低孔、低渗透储层，在HH55 井区长9 油层获得高产油气流，但是存在断层发育，油气富集、产出可能和天然裂缝发育程度、分布具有直接关系。因此，相关人员开展该区天然裂缝识别，主要以高角度斜交缝、垂直缝位置，结合成像测井影响的具体特征将裂缝划分成连续和不连续传导缝、连续和不连续高电阻缝。分析岩心、成像测井有效裂缝、常规测井电性关系表明，砂岩有效裂缝对电阻率、密度和声波测井系列呈现出显著响应特征；泥岩有效裂缝针对电阻率、声波测井系列具有明显响应特征。岩芯观察裂缝相对应R/ S 分形法对数曲线的下凹断，充分表明该方法在储层非均质性研究，特别是在天然裂缝识别研究的可行性和准确性。

3.2 垂直裂缝

鄂尔多斯盆地南部黄陵地区S123 井，主要目的层为延长组长6 油层，发育水下浊积水道沉积，油层是典型的低孔、低渗储层。结合相关资料分析和开发实践情况，发现长6 油层中大多为发育交错层理、隐蔽裂缝，在注水和压裂操作中可能使这些裂缝形成显裂缝。所以，需要综合识别和判断长6 油层裂缝。S123 井主要应用水基泥浆钻井，目的层段钻头直径为21.6cm，取心信息资料上显示长6层发育接近垂直缝[4]。另外，结合取心资料判断，取心井段主要是砂岩断。相关人员仅仅采用井径曲线就有效识别出目的层段包含3 处发育裂缝，但是在实际操作中选择感应- 八侧向测井方法针对相同目的层段能够有效识别出4 处天然裂缝。

3.3 水平裂缝

鄂尔多斯盆地延长地区的Z067 井，目的层主要是延长组长6 油层，发育三角洲前缘水下分流河道沉积，经过取心、露头等相关资料发现，区块呈现水平缝发育[5]。结合取心资料分析，该井延长组长6 油层水平缝中几乎无填充，常规测井响应特征主要为井径曲线产生无规律变化，深、浅侧向产生低阻尖峰，声波时差产生显著增大等特征。相关人员采用单一的深、浅侧向测井综合识别目的层段，发现研究层段包含5 处发育水平缝。但是采用声波时差增大的特征进行分析，识别出相同研究层段具有6 处发育水平裂缝。又采用常规测井曲线组合判断的方式，借助MXRX、CAL、AC 等多个系列的曲线，综合识别出该研究层段包含4 处发育裂缝。该种天然裂缝识别方法和单一系列测井识别方法相比，可有效提升天然裂缝识别程度37.5%。另外，Z067 井微电阻率扫描成像测井资料同样验证类该井段具有发育水平缝。

3.4 孔隙度系列

3.4.1 声波测井的天然裂缝响应

天然裂缝在岩石中具有显著的声阻抗界面，成为运用声波探测裂缝技术的理论基础。低角度和水平裂缝存在的情况下，通常呈现出声波时差增加、周波跳跃特征。在声波时差增加幅度较大的情况下，不同形状裂缝呈现不同的变化趋势，裂缝倾角越小，声波时差具有越大的增加幅度。鄂尔多斯盆地陕北斜坡中部的志丹油区呈现出较多油层系，分布面积广泛，油气藏生成和分布相对繁杂。该研究区长6 储层主要发育垂直缝、高角度缝，声波时差参数增加等相关响应特征不明显。

3.4.2 密度测井裂缝响应

密度测井主要采用伽玛源发射的放射线照射地层，密度测井极板接触到钻井液进入到天然裂缝的情况下，孔隙度呈现一定程度上的增加，密度值相应下降。研究人员针对鄂尔多斯盆地志丹油区350 多口井进行统计分析，发现孔隙度系列测井对裂缝响应较好；电阻率测井对天然裂缝响应相对较复杂，裂缝填充类型和填充物存在差异，反映裂缝的电阻率测井结果不同，但是针对明确的油区呈现出相应的规律；岩性测井针对天然裂缝响应相比电阻率、孔隙度系列最不明显。通常天然裂缝发育段的浅探测电阻率不大于72Ω·m，中子孔隙度不小于26%，声波时差不小于245μs/ m，岩层体积密度不大于2.42g/ cm3。

4 结语

天然裂缝对优良储层分布、油气富集规律产生直接影响，同时对油气田开发模式和井网部署具有决定性作用。通过对鄂尔多斯盆地常规测井识别天然裂缝方法的应用进行深入研究和分析，针对不同裂缝采用相应的常规测井方法，从而可有效识别裂缝。