常規(guī)測井識別裂縫研究綜述

王瑞雪

(東華理工大學(xué) 核工程與地球物理學(xué)院，江西 南昌330013)

0 引言

裂縫的發(fā)育可以使變質(zhì)巖、巖漿巖、碳酸鹽巖和泥巖等幾類重要的巖石都能成為儲層，在深層的低滲透砂巖儲層中發(fā)揮重要的作用。 裂縫不但是重要的流體滲濾通道，也是流體的儲集空間。據(jù)統(tǒng)計,我國已探明的低滲透油藏儲量約占全國總探明儲量的23%,其中87%為低滲透砂巖油藏,有裂縫發(fā)育的約占低滲透油藏總儲量的40%[1]。 隨著石油工業(yè)的飛速發(fā)展和對能源的巨大需求, 裂縫性儲層在油氣勘探和開發(fā)中已經(jīng)不斷顯示出其重要性,因此，準(zhǔn)確的識別分析裂縫性儲層的裂縫產(chǎn)狀和分布規(guī)律, 對于有針對性地高效開發(fā)這類油藏有著極其重要的意義。

1 裂縫識別技術(shù)

裂縫（這里泛指孔隙、裂縫及孔洞）分布復(fù)雜、規(guī)律性差，因此觀測、探測手段以及研究方法受到限制。 目前，識別裂縫最直接的方法就是鉆井取心， 它可以直接觀察裂縫發(fā)育情況[2]。 但其缺點主要為：一是，成本太高，不可能每口井都大段取心；二是，裂縫發(fā)育方位歸位不確定；三是，受裂縫影響，所取巖心極易破碎，很難有效利用。

1.1 常規(guī)測井方法識別裂縫

與鉆井取心相比，常規(guī)測井資料在油田勘探開發(fā)階段被普遍應(yīng)用并有一定的優(yōu)勢。 根據(jù)測井序列對裂縫的響應(yīng)程度的不同，一般識別裂縫的常規(guī)測井資料有聲波測井、電阻率測井、核測井等。

目前，常規(guī)測井的分辨率較小且測井響應(yīng)易受其他條件如充填物、泥漿、溶蝕等因素的影響使得常規(guī)測井的有效性還不足以使之成為裂縫性儲層評價可靠的數(shù)據(jù)資源。

1.2 成像測井方法識別裂縫

從測量原理來看，成像測井井下儀器主要有四類：電成像、聲成像、核磁成像和井下光學(xué)照相[3]。 與常規(guī)測井相比成像測井資料有其獨特的優(yōu)勢，它可以以直觀、形象、清晰的展示出井壁二維空間的地質(zhì)特征，但是，目前成像測井在應(yīng)用中也存在諸多難以解決的問題，如實驗數(shù)據(jù)缺乏，模式信息不夠豐富，地質(zhì)特征識別的多解性等。

2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

裂縫性儲層的研究和開發(fā)在國內(nèi)外有著悠久的歷史，國外對裂縫性儲層裂縫識別及其定量評價方面具有較深的研究，國內(nèi)對裂縫性儲層的研究也有新的進(jìn)展。 概括起來，國內(nèi)外對儲層裂縫的識別研究經(jīng)歷了以下歷程：

早期裂縫識別方法主要有:微電導(dǎo)率重疊對比曲線法、雙直徑井徑曲線法等，如，1977 年,貝克(Beck)[4]等人開始研究用測井方法識別裂縫，并發(fā)表了比較系統(tǒng)的資料。1953 年，洪有密[5]以測井為基礎(chǔ)，利用地層傾角測井方法來識別裂縫。20 世紀(jì)90 年代，隨著計算機的推廣，閻新民建立了應(yīng)用計算機研究噶爾盆地火山巖裂縫的一套完成系統(tǒng)，1999 年，孫建孟[6]等人利用常規(guī)測井資料和地層傾角資料為基礎(chǔ)，采用曲線變化率法、孔隙結(jié)構(gòu)指數(shù)法、視地層因素指數(shù)法等方法對青海柴西地區(qū)裂縫識別進(jìn)行研究。 21 世紀(jì)初，在研究常規(guī)測井對儲層裂縫識別的基礎(chǔ)上，又研究出一些新的方法來對裂縫進(jìn)行識別和評價，2001 年王越之[7]等人將FMI 測井資料和常規(guī)測井資料相結(jié)合來計算裂縫孔隙度值, 并對裂縫橫向上的分布規(guī)律進(jìn)行了研究分析。 2006 年，申輝林等人利用BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、李雪英等人將濾波算法和窗口掃描技術(shù)相結(jié)合識別裂縫[8]。 2007 年，申輝林，高松洋利用交叉偶極聲波資料對地層裂縫進(jìn)行研究[9]，同年，高霞等人利用地層微電阻率掃描測井、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等方法對裂縫進(jìn)行識別分析。2008 年劉莉莉等[10]利用聲波時差(AC)數(shù)據(jù)與其它測井資料,運用分形幾何中的變尺度分析技術(shù),預(yù)測儲層的天然裂縫分布,并探討了裂縫發(fā)育程度與油井初期產(chǎn)能的關(guān)系。 2009 年，鄧模等人通過巖心觀察及成像資料與常規(guī)測井曲線對比對碳酸鹽巖儲層裂縫進(jìn)行了研究， 并總結(jié)出了幾種常規(guī)測井在裂縫發(fā)育段的響應(yīng)特征，并在該類儲層的典型層段進(jìn)行應(yīng)用。2009 年張文靜[11]利用雙樹復(fù)小波分析了常規(guī)測井和聲波全波列測井的裂縫響應(yīng)特征。 2010 年，鄭軍，劉鴻博[12]等人在對研究區(qū)阿曼五區(qū)塊Daleel 油田儲層地質(zhì)特征分析研究的基礎(chǔ)上，利用常規(guī)測井裂縫識別模式對儲層裂縫進(jìn)行識別，將有效裂縫分離出來。 2011 年，肖大志[13]利用小波多尺度分析方法提取聲波時差測井高頻信號, 結(jié)合自然伽馬測井(GR)、中深感應(yīng)測井(ILM、ILD)等常規(guī)測井資料識別出裂縫發(fā)育層段。

近幾年隨著計算機的快速發(fā)展和對數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)的深入研究很多學(xué)者將常規(guī)測井與數(shù)學(xué)方法相結(jié)合進(jìn)行裂縫識別,如，2012 年3 月林纓，李學(xué)平[14]建立了基于有限元的結(jié)構(gòu)多位置裂縫的識別方法，通過損傷靈敏度矩陣識別結(jié)構(gòu)裂縫所在的單元位置并確定裂縫的深度，有效的提高了裂縫識別的精度。 2012 年9 月，吳斌[15]等人利用蟻群算法對東部某碳酸鹽巖油藏裂縫進(jìn)行識別和預(yù)測，取得了較好的成效。 2013年，師興輝[16]等人將R/S 分析法與聲波時差等常規(guī)測井資料相結(jié)合來識別裂縫的發(fā)育，并預(yù)測四川盆地的MB1 井，取得了與成像測井資料基本一致的結(jié)論。

3 結(jié)論

在未進(jìn)行成像測井的井中, 常規(guī)測井資料是進(jìn)行井中裂縫識別的唯一手段,具有重要的研究及應(yīng)用價值，通過前人研究,常規(guī)測井三孔隙度曲線,雙側(cè)向電阻率曲線,井徑曲線等均對裂縫具有一定響應(yīng)，但運用常規(guī)方法識別裂縫得到的裂縫響應(yīng)特征往往不夠直觀、明顯。

目前,研究裂縫的方法很多,每一種方法都有特定的原理和應(yīng)用條件,單一的方法很難正確地識別和預(yù)測裂縫。將地質(zhì)學(xué)、地球物理學(xué)、數(shù)學(xué)、計算機等方法相結(jié)合,才能有效的識別和預(yù)測裂縫。

綜上所述，一般通過常規(guī)測井和非常規(guī)測井(成像測井、交叉偶極測井等)來對裂縫的識別和裂縫性儲層的評價進(jìn)行研究。 裂縫性儲層的儲集空間類型的多樣性和復(fù)雜性，目前很難準(zhǔn)確的進(jìn)行裂縫識別和裂縫性儲層的評價，通過測井?dāng)?shù)據(jù)濾波來全面、準(zhǔn)確的研究裂縫參數(shù)及裂縫性儲層評價的理論和方法尚不成熟，有待進(jìn)一步研究發(fā)展。

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