常規(guī)測井方法識別巖層儲層裂縫

第五輝

(西安方元能源工程有限責任公司,陜西西安 710201)

常規(guī)測井方法識別巖層儲層裂縫

第五輝

(西安方元能源工程有限責任公司,陜西西安 710201)

在地下碳酸鹽巖層中,有著一種很常見并且相當重要的存儲空間,被人們稱為裂縫。因此,是否能夠精確地識別裂縫對于能否開發(fā)利用好地下巖層是至關重要的因素。就目前來看,想要通過測定裂縫的位置來使碳酸鹽儲層的產油效率得到提升,最實用的方法仍是常規(guī)測井方法,因其有著低成本的優(yōu)點。就如新疆某油田,首先通過巖層內部觀測得到成像資料與常規(guī)測井得到的觀測曲線對比,之后通過分析得出了若干常規(guī)測井在裂縫發(fā)育層段的響應特點,再選取典型井段進行實際運用,發(fā)現(xiàn)識別效果良好,因此說明是完全可以用常規(guī)測井方法來識別地下巖層裂縫的。

常規(guī)測井 碳酸鹽巖儲層 裂縫識別

1　常規(guī)測井法識別裂縫的重要意義

這些年來，隨著科技的高速發(fā)展，國內外對能源的需求越來越大，高油價時代逐漸來臨，因此提高油氣的開采效率和產量是目前國內外研究的重點，而巖層儲層裂縫在油氣勘察和開發(fā)中已逐漸的表露出了其重要性，并成為了國內外的日益重視的研究。裂縫除了具有重要的空間貯存作用，還給鹽層中流體提供了良好的滲透流動通道，還影響著地下巖層中流體的分布情況和泥漿的侵入以及溶孔、溶洞的發(fā)育。此外，天然氣的囤積和生產也是主要憑借裂縫系統(tǒng)，因此，對于巖層裂縫的生長和散落情況的研究顯得特別重要。在油氣勘探工作中廣泛應用的也是利用常規(guī)測井方法來找出并分析裂縫，因為裂縫的分析評價是裂縫性碳酸鹽巖儲層測井評價的關鍵的因素。但由于通常裂縫并不能很好的均勻發(fā)育以及儲層方向各異性等特點，使得這些油氣藏的評定陷入許多桎梏。成像測井雖然能夠得到直觀準確的井的周邊圖像資料，使得裂縫能夠被準確識別和評價，但由于經濟成本相對常規(guī)測井較高，所以成像測井的適用廣泛程度不及常規(guī)測井法。因此，常規(guī)測井法的低成本特性，已然對識別已開發(fā)的油氣田的碳酸鹽巖儲層裂縫具有極為重要的意義。

2　常規(guī)測井方法裂縫響應特征

2.1雙側向測井

雙側向測井作為一種常規(guī)的發(fā)現(xiàn)裂縫的主要方法，有著良好的探測性能，采用具有較強的電流聚焦能力的儀器，能夠有效地反映地下巖層裂縫的發(fā)育情況。雙側向測井電極系憑借著兩個探測深淺不同的電極系，分別探測距電極系較遠和較近的巖石，并利用深淺電極探測的縱向范圍的不同，分別探查出侵入帶地層和原狀地層的電導率。[1]碳酸鹽巖儲層通常有低電導率的特征，由于充斥著一定礦物質的巖層水或者鉆井遺留的泥漿漿液等高電導率的液體涌入填充在裂縫發(fā)育層段的縫隙空間，會導致電導率的顯著提高，表現(xiàn)為在低電導率情況下相對較高的電導率，而且由于裂縫發(fā)育程度(裂縫張開度、裂縫密度、裂縫產狀及裂縫的徑向延伸深度和泥漿的侵蝕程度的不同，電導率的增幅及兩者的差異情況也大相徑庭。經有關數(shù)據(jù)統(tǒng)計， 在裂縫發(fā)育段，裂縫的長生形狀與雙側向電導率正負差異特征存在一定的吻合， 在裂縫的發(fā)育段，深淺側向出現(xiàn)了很明顯的幅度差異。正幅度差說明了儲層高角度裂縫，導致淺電導率降幅大于儲層的角度或水平裂縫的負幅度差，這類裂縫使深電導率降低幅度大。[2]此外隨著裂縫的發(fā)育，裂縫的空隙越發(fā)增大，越有可能侵入電導率較高的液體，因此雙側向測井電阻率相對于基質巖石的電阻率降幅也越大。

2.2利用聲源測井

聲波測井以發(fā)射器為聲源發(fā)出超聲波在巖層里傳播，通過檢測超聲波來測量巖層中的聲波傳播特點。由聲波的特性，首波遭遇非均勻密度巖石時，聲波會尋找傳播速度最快路徑到達接收器，即通過基質傳播，繞過不均勻分布的孔隙、孔洞，故通常認為，聲波測井只反映原生孔隙，不反映次生孔隙。[3]但當巖層中裂縫發(fā)育充分時，裂縫中含有的流體在巖層中會形成影響聲波傳播的阻抗界面，尤其是當有低角度裂縫(如水平裂縫)、網狀裂縫存在的時候，首波只能通過裂縫來傳播，然后到達接收器，此時因聲波中的能量損失巨大，剩余能量不足以使首波被記錄，而后面到達的波反而被接收器記錄下來，導致為聲波周期變大，當裂縫寬度較大時，時差曲線很可能由于周期跳躍而出現(xiàn)很高的時差。此外，經研究證明，哪怕是聲波時差曲線的小幅度搖擺和小幅度的時差變化也能作為識別裂縫的標志。

2.3密度測井

密度測井是利用γ射線的容易被巖層吸收的性質， 通過使用極板推靠式儀器，來分析鉆井的剖面上密度的變化，進而推斷出待測巖層地質的特征的測井方法?；驹?發(fā)射中低能量的伽馬射線到鉆井中的地層巖石時，伽馬射線與巖層中的電子相互作用發(fā)生康—吳效應，結束時發(fā)生光電效應。因此密度測井時，只要通過探測到的巖層中散射的γ射線強度，就能反映出巖層的電子密度的大小，進而根據(jù)體積密度與電子密度間的關系推斷出巖層巖石的體積密度，而所測量的體積密度，可以反映出地層的各空隙情況。但由于當極板接觸到的天然裂縫有可能被泥漿侵入，地層的巖石屬性及孔洞大小、巖層氣體、鉆井口不規(guī)則也可能造成所測的密度相對真實情況偏小。因此，在實際研究的過程中，要結合測井曲線、巖芯、成像資料等途徑進行全方面考慮。

3　結語

由許多的巖芯和測井成像資料與常規(guī)測井進行比較，可以得出，在識別巖層中裂縫時，常規(guī)測井有著下述幾個優(yōu)勢。(1)雙側向電阻率在巖層高阻值時顯著減小，產生一定程度的正負差異，隨裂縫增大，深淺電阻率差異也不斷變大，在識別出高角度縫時有較好效果。(2)小幅度波動的時差曲線和小幅度的時差變大可當作識別裂縫的標志，此時對于網狀縫和低角度縫的識別效果較好。(3)降幅大的密度測井值說明可能存在裂縫，裂縫具體情況需進行成像確定。上述常規(guī)測井曲線雖然都是針對裂縫存在的各種響應，但由于探測原理不經相同，每種方法都有其適用性，比如雙側向測井適用于高角度縫、聲波測井適用于低角度和網狀縫的識別等。此外，由于碳酸鹽巖儲層大多為非均質性巖土，儲層的裂縫有著多種類型，在利用常規(guī)測井法對裂縫進行識別的時候，可以適當?shù)亩噙\用幾種方法進行綜合評價。

[1]黃顯華,郭昱宏,李穎.常規(guī)測井方法識別碳酸鹽儲層裂縫研究[J].中國石油和化工標準與質量,2013,24:130.

[2]趙軍龍,鞏澤文,李甘,馮春艷,白旭,蹇軍,傅波,紅巖.碳酸鹽巖裂縫性儲層測井識別及評價技術綜述與展望[J].地球物理學進展,2012, 02:537-547.

[3]馬海山.常規(guī)測井方法識別巖層儲層裂縫[J].科技傳播,2012,17: 121+117.