應用常規(guī)測井資料進行裂縫識別

楊 雪，王 瑩，李萬才

1.中國石油化工股份有限公司東北油氣分公司，吉林 長春 130026；2.吉林大學地球科學學院，吉林 長春 130061

在一些低滲透儲層，裂縫是決定油氣產(chǎn)能的主要因素[1]，因此，只有獲取地層中有關(guān)裂縫發(fā)育的信息，才能對儲層進行準確的評價。隨著科技的發(fā)展，越來越多的測井技術(shù)可用于裂縫的識別，如：聲波測井[2,3]，密度測井，成像測井[4]，全波列測井[5,6]，地層傾角測井[2]，以及識別井旁裂縫的pp波測井技術(shù)[7]。在研究區(qū)某油田調(diào)查了99 口井，有52 口發(fā)育層間裂縫。這一地區(qū)儲層沉積顆粒分選好，泥質(zhì)含量低，構(gòu)造裂縫相對發(fā)育。受區(qū)域應力場作用影響，裂縫發(fā)育程度具有明顯的規(guī)律性。總體上看，裂縫的寬度較大，在數(shù)量級上超過基質(zhì)孔隙直徑，若無變形作用或礦物質(zhì)充填，則由顯裂縫組成的裂縫系統(tǒng)在低滲透砂巖儲層中可以提高滲透率，一些開發(fā)井組動態(tài)分析中有時可以看到，部分油田在注水很短一段時間內(nèi)就見效，且含水很快升高，這些現(xiàn)象說明儲層中裂縫在起作用。因此，我們需要對這些裂縫進行識別，以便能對這些儲層進行更好的認識。但由于研究區(qū)只進行了常規(guī)測井，無成像等資料可用，故在這一地區(qū)進行裂縫識別時上述諸多方法都不適合，只能利用現(xiàn)有的資料進行分析。

1 裂縫識別分析

地層中的裂縫常常被一些大大小小的充填物充填著，它們在垂直裂縫面方向上建立起了裂縫與巖石的固體礦物的直接耦合。因此當聲波傳到裂縫時，并不需要聲能的轉(zhuǎn)換或聲波的繞行，就可直接通過裂縫中的充填物，就像沒有裂縫存在一樣，故利用聲波時差來反映的孔隙度，一般認為只是巖石粒間孔隙度，而不包括裂縫孔隙度[8]。而裂縫的存在影響巖層電阻率，因而用視聲波孔隙度求出的電阻率與地層視電阻率響應曲線經(jīng)過相同的參考刻度標準化重疊起來（即用重疊圖），進行分析，便可對巖層中的裂縫進行識別。

從聲波孔隙度計算電阻率曲線過程中，是按照地層孔隙中百分之百含水的情況選取的參數(shù)。這樣，如果地層含油，實測電阻率會升高，因而高于計算的電阻率；地層含水時，計算曲線與實測曲線基本重合；只有當?shù)貙影l(fā)育裂縫時，實測電阻率降低，于是低于計算的電阻率。這里需要說明的是，裂縫性儲集層含油時，實測電阻率可能并不明顯低于計算電阻率曲線，這是將會造成漏判。因此，地層視電阻率應盡可能選淺探測電阻率，而計算電阻率時采用泥漿電阻率，這樣會使結(jié)果受含油性影響小些，但殘余油仍會對結(jié)果造成一定影響。如能對含油性影響進行有效校正，將會大大改善本方法準確性。但因研究區(qū)儲層厚度小，平面展布小，沒有足夠的巖電分析等數(shù)據(jù)可用，無法進行可靠的含油性校正。

應用測井曲線：聲波時差，微電極，自然伽馬，自然電位，三側(cè)向。

考慮到這個地區(qū)砂巖層泥質(zhì)含量較低，故可通過阿爾奇公式，利用孔隙度求出地層視電阻率，為求孔隙度，可利用聲波時差曲線。

1.1 利用聲波時差求取巖石視電阻率

由于研究區(qū)砂巖固結(jié)較好，而根據(jù)實驗室對巖樣的研究，對固結(jié)的純巖石，孔隙度與聲波時差存

在下列關(guān)系[1]：

其中， aφ 為巖石的視聲波孔隙度，Δt、Δtf、Δtma分別為聲波在巖石中、在孔隙流體中和在巖石骨架中每傳播1m 需要的時間。

結(jié)合阿爾奇公式和視電阻率指數(shù)公式，可以得出純巖層視電阻率

其中，Sw為含水飽和度，Rw為地層水電阻率，a, b, m, n 為常數(shù)。結(jié)合這一地區(qū)測井資料，取a=1.38，b=0.45，m=1.66，n=2。

1.2 裂縫識別實例

對于滲透性砂巖層，若裂縫發(fā)育較好時，電阻率值會明顯偏低，也因此此時利用視聲波孔隙度求出的電阻率會比真實巖層電阻率偏高，即與巖層視電阻率曲線呈現(xiàn)正的差異。而當裂縫發(fā)育一般時，電阻率值也會明顯偏低，利用視聲波孔隙度求出的電阻率與真實巖層電阻率相差不大。當裂縫發(fā)育較差時，由于通過聲波視差求得的視孔隙度是一個上限值，即較巖層真實孔隙度大，進而求得的純巖層視電阻率偏小，其與巖層視電阻率曲線呈現(xiàn)負的差異。

圖1 研究區(qū)A 井測井解釋成果圖Fig.1 Log interpretation of Well A in the study area

圖1為研究區(qū)某井測井曲線，其中微電極（紅）較微電極（黑）探測范圍大。在測井解釋中我們通常利用微電極測井的“正幅度差”[9]來判斷其滲透性。從圖中可以看出，在1 894.0～1 899.6 m 段GR 幅度明顯為低值，我們可確定這一層段應為砂巖層，進一步通過這一井段的微電極上的“正幅度差”能判斷此巖層段滲透性較好，且測得的電阻率值較低，可初步判斷此地層有裂縫發(fā)育。而由阿爾奇公式計算出的巖石視電阻率Rz 與三側(cè)向曲線有正的差異，就可以得出這樣的結(jié)論：此砂巖層段裂縫很發(fā)育。圖2 所示，在1 638.0～1 644.8 m 段砂巖層，由于微電極“正幅度差”的存在，同樣可判斷此段巖層滲透性較好，而由阿爾奇公式計算出的巖石電阻率Rz 與三側(cè)向曲線無幅度差異，因此此段巖層裂縫發(fā)育一般。

儲層中發(fā)育不同傾角和連通程度的裂縫時，電阻率值降低程度會不同，本方法上不能加以區(qū)分。而在儲層上進行裂縫識別時，即使裂縫較為發(fā)育，但由于含有油氣，故巖層視電阻率值較高，且在重疊圖上的兩根曲線無明顯幅度差異，從而對儲層中裂縫的識別效果較差。因此為確保單井天然裂縫發(fā)育井段的識別成果準確可靠，應盡量使用巖心觀察、成像測井資料等可靠的識別成果進行綜合評價對比。

圖3是在1 890.0～1 896.8 m 段砂巖層，由于微電極“正幅度差”的存在，可判斷此段巖層滲透性較好．而此段巖層電阻率明顯處于高值，初步判斷此處裂縫不發(fā)育．且由阿爾奇公式計算出的巖石電阻率Rz 與三側(cè)向曲線呈負的差異，因此此段巖層裂縫發(fā)育較差。

2 結(jié)語

利用聲波時差來反映的孔隙度，只是巖石粒間孔隙度，不包括裂縫孔隙度。而裂縫的存在影響巖石的電阻率大小，因而在視聲波孔隙度求出的電阻率與地層視電阻率響應曲線重疊圖中進行分析，便可對裂縫進行識別。在研究區(qū)，綜合采用巖心裂縫磁定向[10]和井斜統(tǒng)計分析等方法研究表明，利用常規(guī)的測井資料，通過這種重疊圖來識別裂縫的方法是可行的。

圖2 研究區(qū)B 井測井解釋成果圖Fig.2 Log interpretation of Well B in the study area

圖3 研究區(qū)C 井測井解釋成果圖Fig.3 Log interpretation of Well C in the study area

由于地層條件的復雜性，使用一種方法來識別裂縫仍會有一定的局限性。比如裂縫傾角變化和含油性影響，目前還沒能很好解決。

[1] 李舟波．地球物理測井數(shù)據(jù)處理與綜合解釋[M]．長春：吉林大學出版社，2003.

[2] 測井學編寫組. 測井學[M]．北京: 石油工業(yè)出版社,1998.

[3] 楚澤涵．聲波測井理論[M]．北京：石油工業(yè)出版社，1985.

[4] 秦 巍，陳秀峰．成像測井井壁圖像裂縫自動識別[J]．測井技術(shù)，2001，25（1）:64-69.

[5] Chen S T.The full acoustic wave train in a laboratory model of a borehole[J].Geophysics,1982,47(11):1 512-1 520.

[6] 周繼宏，黃文新，章成廣，等. 碳酸鹽巖地層中全波列聲波測井實驗研究[J]. 石油地球物理勘探,1999 ,34（4）:415-419.

[7] 邵維志，王曉杰，遲秀榮．用pp波識別井旁裂縫技術(shù)在碳酸鹽巖地層中的應用[J]．測井技術(shù)，2001，2（55）:369～372.

[8] 趙良孝，補 勇．碳酸鹽巖儲層測井評價技術(shù)[M]．北京：石油工業(yè)出版社，1994.

[9] 李舟波．鉆井地球物理勘探[M]．北京：地質(zhì)出版社，2006.

[10] 岳樂平，王建其，邸世祥，等．油氣田鉆井巖芯及巖芯裂縫方位確定的古地磁原理與方法[J]．地球物理學進展，1997，12（3）:71-76.