基于巖心、成像測井的裂縫定量描述技術(shù)

曾海洋(陜西延長石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司油氣勘探公司內(nèi)蒙古勘探開發(fā)指揮部, 陜西 延安 716000)

基于巖心、成像測井的裂縫定量描述技術(shù)

曾海洋(陜西延長石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司油氣勘探公司內(nèi)蒙古勘探開發(fā)指揮部, 陜西 延安 716000)

在石油地質(zhì)條件均有利的條件下，裂縫發(fā)育程度決定了單井產(chǎn)能高低。本文運(yùn)用刻度放大鏡、網(wǎng)格法等手段對巖心、成像測井上的天然裂縫進(jìn)行準(zhǔn)確的定量描述，應(yīng)用表明該方法可靠。

巖心；裂縫；成像測井；定量描述

無論是碎屑巖、碳酸鹽巖油氣藏，裂縫均是影響油氣產(chǎn)出的重要因素。關(guān)于裂縫的描述、預(yù)測、建模等研究一直在不斷深化，越來越多的新技術(shù)被應(yīng)用到裂縫研究之中。針對裂縫油氣藏的建模的研究，一是“雙重孔隙模型”；二是“離散裂縫網(wǎng)絡(luò)模型”。但是，裂縫預(yù)測及建模都是基于對裂縫的描述，尤其對露頭、巖心、薄片等第一手地質(zhì)資料上裂縫的準(zhǔn)確識別、定量描述是重要的研究基礎(chǔ)。近年來，成像測井資料在巖性巖相解釋、孔、洞、縫等儲集空間識別等研究方面，取得了重要的進(jìn)展。將上述兩種資料結(jié)合研究，則可對單井全井段裂縫特征取得較好的認(rèn)識。本文通過刻度放大鏡、直尺等工具對巖心上的裂縫進(jìn)行準(zhǔn)確的讀取，該方法簡單、真實(shí)可靠，可人為剔除“假裂縫”的影響。筆者結(jié)合實(shí)際研究應(yīng)用的良好效果，探討裂縫定量描述的方法。

1 裂縫參數(shù)類型

裂縫參數(shù)主要包括：類型、長度、開度、條數(shù)、線/面密度、面縫率(原始和有效)、充填程度(充填率)、產(chǎn)狀等。本次對X地區(qū)目的層裂縫進(jìn)行描述，其主要類型為構(gòu)造縫，溶蝕縫少量。裂縫長度指通過巖心、測井資料所看到的視長度，寬度指縫面垂直距離，線密度指裂縫條數(shù)和統(tǒng)計(jì)裂縫長度之比。面縫率指裂縫表面積與統(tǒng)計(jì)巖心表面積的比值，有效面縫率指的是未被充填裂縫的表面積與巖心表面積之比。充填程度(充填率)指的是裂縫充填部分表面積與統(tǒng)計(jì)的之比，也就是原始面縫率和有效面縫率之差。

2 統(tǒng)計(jì)方法

巖心資料統(tǒng)計(jì)裂縫時，相關(guān)裂縫參數(shù)可直接看到，裂縫開度可借用放大鏡進(jìn)行讀取，目前常使用網(wǎng)格法對面縫率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。具體操作方法為將具有刻度的透明紙覆蓋在巖心的表面，然后對裂縫縱、橫向具體長度進(jìn)行讀取，如圖1，一般情況下按照每間隔1cm讀取一個數(shù)值，然后在用其和值與總裂縫長度相比，從而定量得到裂縫面縫率。

圖1 網(wǎng)格法裂縫統(tǒng)計(jì)示意圖

很顯然，巖心觀察裂縫具有一定的局限性，它可以清楚的看到裂縫的發(fā)育情況，但其代表性不強(qiáng)，實(shí)際操作中往往需要借用測井資料(常規(guī)或成像)進(jìn)行讀取，而成像測井資料最形象。成像測井主要測量地層的微電阻率，并將測量的微電阻率進(jìn)行校正和處理，得到直觀的裂縫圖像。成像測井圖的寬度的實(shí)際長度代表井壁周長，在成像測井圖上可識別巖性、層理、構(gòu)造、沉積、裂縫、孔洞等地質(zhì)信息。因此，基于成像測井圖采用網(wǎng)格法對未取芯井段裂縫進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，是可靠的方法。當(dāng)然成像測井資料本身受諸多因素的控制，因此需要對所得到的裂縫參數(shù)利用巖心刻度，從而得到更準(zhǔn)確的裂縫參數(shù)。相應(yīng)做法為在取心的深度范圍內(nèi)，將成像測井與巖心的定量統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行對比，可以得出參數(shù)的一個經(jīng)驗(yàn)差值ΔX，然后用這一數(shù)值校正該井未取芯段的裂縫參數(shù)。

ΔX=Xq—XFq； XW=XFw+ΔX

式中：ΔX為單井某參數(shù)的經(jīng)驗(yàn)差值；Xq為取芯深度內(nèi)巖芯上的參數(shù)統(tǒng)計(jì)值；XFq為取芯深度內(nèi)成像測井上的參數(shù)統(tǒng)計(jì)值；XW為未取芯段的參數(shù)統(tǒng)計(jì)值。

具體的識別過程中，往往需要使用成像測井的動態(tài)圖像。裂縫參數(shù)如傾角、傾向、視長度等參數(shù)，成像測井上可以準(zhǔn)確識別，不需要校正，而裂縫條數(shù)、張開度、面縫率則需要巖芯統(tǒng)計(jì)結(jié)果的校正。此方法對單井目的層的全部深度范圍內(nèi)的裂縫參數(shù)統(tǒng)計(jì)，有較好的效果。另外，由于在成像測井圖像上對有效縫的識別，仍難以達(dá)到較好的準(zhǔn)確度，因此，不對成像測井資料的有效面縫率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，只統(tǒng)計(jì)原始面縫率。

3 應(yīng)用實(shí)例

采用上述方法，對X地區(qū)各單井的巖芯、成像測井的裂縫特征參數(shù)進(jìn)行了定量統(tǒng)計(jì)，并建立了數(shù)據(jù)庫。研究認(rèn)為，X地區(qū)裂縫類型以構(gòu)造裂縫為主，局部可見溶蝕縫。裂縫傾角主要為高角度縫或垂直縫，可見網(wǎng)狀縫。裂縫充填物類型多樣，有石膏、硬石膏、方解石、瀝青、泥質(zhì)、硅質(zhì)等。裂縫視長度多大于50mm，裂縫張開度大小分布在0.1mm～5mm之間，集中在1mm～3mm范圍內(nèi)，占64.18%；各單井裂縫密度分布在1條/m～1.5條/m之間；各單井巖芯上裂縫面縫率差異較大，分布在0.5%～5%，但是多數(shù)集中在0.5%～3%范圍內(nèi)。

依據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，對裂縫參數(shù)進(jìn)行平面成圖。裂縫密度位于局部構(gòu)造高點(diǎn)，密度大；而構(gòu)造高點(diǎn)的翼部的裂縫張開度相對較大。平面上裂縫參數(shù)受構(gòu)造高低及斷裂控制明顯，由斷背斜核部向翼部逐漸減小。

[1]馬洪敏，劉興禮，劉瑞林.成像測井裂縫拾取在直井與相應(yīng)側(cè)鉆井中的應(yīng)用[J].石油天然氣學(xué)報，2011,33(11)：85-88.

[2]趙軍龍，朱廣社，馬永寧,等.基于多信息的鄂爾多斯盆地A區(qū)天然裂縫綜合判識研究[J].測井技術(shù)，2011,35(6)：544-549.

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曾海洋(1986- )，男(漢族)，助理工程師，主要從事野外地質(zhì)勘探工作。