常规测井识别裂缝（通用4篇）
常规测井识别裂缝 篇1
0 引言
裂缝的发育可以使变质岩、岩浆岩、碳酸盐岩和泥岩等几类重要的岩石都能成为储层,在深层的低渗透砂岩储层中发挥重要的作用。裂缝不但是重要的流体渗滤通道,也是流体的储集空间。据统计,我国已探明的低渗透油藏储量约占全国总探明储量的23%,其中87%为低渗透砂岩油藏,有裂缝发育的约占低渗透油藏总储量的40%[1]。随着石油工业的飞速发展和对能源的巨大需求,裂缝性储层在油气勘探和开发中已经不断显示出其重要性,因此,准确的识别分析裂缝性储层的裂缝产状和分布规律,对于有针对性地高效开发这类油藏有着极其重要的意义。
1 裂缝识别技术
裂缝(这里泛指孔隙、裂缝及孔洞)分布复杂、规律性差,因此观测、探测手段以及研究方法受到限制。目前,识别裂缝最直接的方法就是钻井取心,它可以直接观察裂缝发育情况[2]。但其缺点主要为:一是,成本太高,不可能每口井都大段取心;二是,裂缝发育方位归位不确定;三是,受裂缝影响,所取岩心极易破碎,很难有效利用。
1.1 常规测井方法识别裂缝
与钻井取心相比,常规测井资料在油田勘探开发阶段被普遍应用并有一定的优势。根据测井序列对裂缝的响应程度的不同,一般识别裂缝的常规测井资料有声波测井、电阻率测井、核测井等。
目前,常规测井的分辨率较小且测井响应易受其他条件如充填物、泥浆、溶蚀等因素的影响使得常规测井的有效性还不足以使之成为裂缝性储层评价可靠的数据资源。
1.2 成像测井方法识别裂缝
从测量原理来看,成像测井井下仪器主要有四类:电成像、声成像、核磁成像和井下光学照相[3]。与常规测井相比成像测井资料有其独特的优势,它可以以直观、形象、清晰的展示出井壁二维空间的地质特征,但是,目前成像测井在应用中也存在诸多难以解决的问题,如实验数据缺乏,模式信息不够丰富,地质特征识别的多解性等。
2 国内外研究现状
裂缝性储层的研究和开发在国内外有着悠久的历史,国外对裂缝性储层裂缝识别及其定量评价方面具有较深的研究,国内对裂缝性储层的研究也有新的进展。概括起来,国内外对储层裂缝的识别研究经历了以下历程:
早期裂缝识别方法主要有:微电导率重叠对比曲线法、双直径井径曲线法等,如,1977年,贝克(Beck)[4]等人开始研究用测井方法识别裂缝,并发表了比较系统的资料。1953年,洪有密[5]以测井为基础,利用地层倾角测井方法来识别裂缝。20世纪90年代,随着计算机的推广,阎新民建立了应用计算机研究噶尔盆地火山岩裂缝的一套完成系统,1999年,孙建孟[6]等人利用常规测井资料和地层倾角资料为基础,采用曲线变化率法、孔隙结构指数法、视地层因素指数法等方法对青海柴西地区裂缝识别进行研究。21世纪初,在研究常规测井对储层裂缝识别的基础上,又研究出一些新的方法来对裂缝进行识别和评价,2001年王越之[7]等人将FMI测井资料和常规测井资料相结合来计算裂缝孔隙度值,并对裂缝横向上的分布规律进行了研究分析。2006年,申辉林等人利用BP神经网络、李雪英等人将滤波算法和窗口扫描技术相结合识别裂缝[8]。2007年,申辉林,高松洋利用交叉偶极声波资料对地层裂缝进行研究[9],同年,高霞等人利用地层微电阻率扫描测井、人工神经网络技术等方法对裂缝进行识别分析。2008年刘莉莉等[10]利用声波时差(AC)数据与其它测井资料,运用分形几何中的变尺度分析技术,预测储层的天然裂缝分布,并探讨了裂缝发育程度与油井初期产能的关系。2009年,邓模等人通过岩心观察及成像资料与常规测井曲线对比对碳酸盐岩储层裂缝进行了研究,并总结出了几种常规测井在裂缝发育段的响应特征,并在该类储层的典型层段进行应用。2009年张文静[11]利用双树复小波分析了常规测井和声波全波列测井的裂缝响应特征。2010年,郑军,刘鸿博[12]等人在对研究区阿曼五区块Daleel油田储层地质特征分析研究的基础上,利用常规测井裂缝识别模式对储层裂缝进行识别,将有效裂缝分离出来。2011年,肖大志[13]利用小波多尺度分析方法提取声波时差测井高频信号,结合自然伽马测井(GR)、中深感应测井(ILM、ILD)等常规测井资料识别出裂缝发育层段。
近几年随着计算机的快速发展和对数学理论基础的深入研究很多学者将常规测井与数学方法相结合进行裂缝识别,如,2012年3月林缨,李学平[14]建立了基于有限元的结构多位置裂缝的识别方法,通过损伤灵敏度矩阵识别结构裂缝所在的单元位置并确定裂缝的深度,有效的提高了裂缝识别的精度。2012年9月,吴斌[15]等人利用蚁群算法对东部某碳酸盐岩油藏裂缝进行识别和预测,取得了较好的成效。2013年,师兴辉[16]等人将R/S分析法与声波时差等常规测井资料相结合来识别裂缝的发育,并预测四川盆地的MB1井,取得了与成像测井资料基本一致的结论。
3 结论
在未进行成像测井的井中,常规测井资料是进行井中裂缝识别的唯一手段,具有重要的研究及应用价值,通过前人研究,常规测井三孔隙度曲线,双侧向电阻率曲线,井径曲线等均对裂缝具有一定响应,但运用常规方法识别裂缝得到的裂缝响应特征往往不够直观、明显。
目前,研究裂缝的方法很多,每一种方法都有特定的原理和应用条件,单一的方法很难正确地识别和预测裂缝。将地质学、地球物理学、数学、计算机等方法相结合,才能有效的识别和预测裂缝。
综上所述,一般通过常规测井和非常规测井(成像测井、交叉偶极测井等)来对裂缝的识别和裂缝性储层的评价进行研究。裂缝性储层的储集空间类型的多样性和复杂性,目前很难准确的进行裂缝识别和裂缝性储层的评价,通过测井数据滤波来全面、准确的研究裂缝参数及裂缝性储层评价的理论和方法尚不成熟,有待进一步研究发展。
摘要：裂缝是岩石发生破裂的一种地质现象,裂缝的存在对储层的电性、弹性、放射性等各种物理性质均有不同程度的影响,由于裂缝性储层有复杂的储集空间和储层的非均质性,使得传统测井解释技术存在许多问题,本文通过总结前人经验的基础上,介绍利用常规测井手段识别裂缝的方法并对其优缺点进行了简要评述,同时也阐述了裂缝识别的发展方向。
关键词：常规测井,裂缝识别,裂缝储层
常规测井方法识别岩层储层裂缝 篇2
现阶段, 各国对能源的消耗和不断的需求, 还有能源价格的飙升使全世界都在关注着对裂缝的研究。在对裂缝型储层的开发和采集油源的过程当中能否运用经济可行的方法进行是至关重要的。裂缝在储层中担任着重要的位置, 尤其是碳酸盐岩储层, 它不仅可以储存能源, 而且它的发育还控制着储层的产能源情况和能源分布情况。所以, 在开发能源的过程中, 利用常用的方法对碳酸盐储层中的裂缝进行识别是重要且必须的。这种意义是重大的。下面我们将根据新疆油田的实际运用, 具体介绍几种常规测井对碳酸盐岩储层裂缝的影响以及反映状况和效果。
1 常规测井方法裂缝响应特征
1.1 双侧向测井
双侧向测井作这种探测方法具有良好的识别性能, 它可以很好的将电流聚集起来, 能够清晰的分析出裂缝的相关指数。之所以称之为双侧向测井, 是因为它的电极系的构成是两个电机系的结合。他们可以识别的深度不同对象也不同。探测深度大的电极系检测的是与电极距离远些的岩石, 可以直观的反映出地层的原貌, 深度小的电极系探测的是距离较近的岩石, 它可以分析出被浸入的地层的电阻率指数。我们所研究的碳酸盐地层的电阻率是很高的, 所以, 当裂缝存在时, 它附近的地层会因为被矿化或者存在的一些泥浆等液体物质使原地层的电阻率大大的下降。当泥浆的浸入地层的体积以及裂缝的开展大小、浓度和扩散范围不一样时, 电阻率下降的范围和它们之间的差距也会不一样。
1.2 利用声源测井
利用声源的方法就是根据在岩石中传的用发射机械产生的超声脉冲测试非横波在刚到的时候的性质状况。第一个声波碰触到不均质岩石时就会顺着频率最大的途径来到接受器前, 简言之, 让声波顺着基本的性质传播, 而且只在分布较为均匀的洞洞和缝隙中传播, 所以我们都推断, 利用声源测井的方法只是针对原生缝隙, 质量不好的缝隙就不能进行测量。但是有种情况第一个波一定要在裂缝中传播, 就是在地层的缝隙发展得十分好, 缝隙和它的液体在岩石里构成的抵制声波可以对声波的传播造成困扰, 尤其在出现较小角度的缝隙例如直线缝隙还有网络型缝隙时, 然后声波抵达接受器械, 在这个时候就会迅速降低声波的能量, 在记载中就不会出现声波的名字, 但是在之后出现的声波却会记载在记录里, 主要的呈现方式就是声波出现的时间距离拉大, 而且时间的差距会随着缝隙的大小而发生明显的变化。除此之外, 科学实验表明, 辨别缝隙可以通过声波时间差距表的细微变化以及增大的时间差距来实现。
1.3 密度测井
利用密度进行测井的方法就是依靠极板推靠式器械, 根据岩石表面对γ射线的反射特性, 对钻井解剖表层的密度状况进行测验从而得出岩石表层特征。这种方法的根据主要是:利用非高能量的伽马射线 (零点二五兆电子伏特铯源/钴, 六十到二点五兆电子伏特铯源/钴六十) 来照亮钻井里的岩石, 这时候伽马射线与地层岩石里的电子会发生反应, 这种反应叫做康—吴电子效应, 而当测试结束时会以光电反应结束。这种测试方法主要是利用测试经过散射的γ射线的大小表现岩层的电子密度, 而且如果电子密度大则体积密度就会相应地变大, 电子密度小则体积密度也会变小。这种检测方法测试的主要是岩石的体积密度以此来测量孔隙的大小。但是这种方法也会受到外界因素影响致使钻井的密度变小, 例如, 当泥浆进入到自然的缝隙时就会造成影响, 还有像是地层的岩石性质、缝隙的宽度、钻井顶部状况等都是影响密度变小的因素。为了减少误差必须要在操作时采用多种材料, 保证测量结果的准确性。
1.4 区分双井径与钻头的方法
碳酸盐岩地层里, 双井径曲线的大小都不大于钻头直径 (缩径) 的是渗透层;双井径曲线大小都多于钻头直径 (扩径) 的地层是泥浆岩石或者是易塌岩层;双井的缝隙和通过密度进行测井的相关性:1) 自然伽马;2) 钻井直径;3) 声波时间差距;4) 密度;5) 深度侧向;6) 钻头直径小于浅层侧向径曲线但是另一个不大于钻土直径, 影响角度较大的缝隙 (例如竖直缝隙) 的生长。而那些角度较小的缝隙, 双井径器械就较难分别角度较小的缝隙和泥质带与薄层的联系。另外, 岩石的裂开、钻井的坍塌都会使钻井顶部形状不正规, 这样就能使这种测试其他原因 (如岩石破碎、井壁垮塌) 造成的井眼不规则, 都会影响到这种方法测试的结果。
2 结论
辨别碳酸岩储备层里的缝隙时主要是利用数量较多的岩石内芯和录制成碟的测井材料与一般的测井状况比较, 而一般的测井具备下列特点:
1) 当双侧向电阻遇到碳酸盐岩较大的阻值时就会大大变小, 造成相对范围的差距, 而且当缝缝隙的角度变大时, 深浅电阻值之间差距也会变大, 辨别角度较大缝隙的成果也很好;2) 区分缝隙时可以以时间差距表的较小变化以及较小变化时时间差距的变大为标准。而且准确性较高主要是在区分角度较低的缝隙和网络型缝隙;3) 密度测井数值的较大变化很有可能产生缝隙, 但是缝隙的状况就需要利用资料确认。
各类检测方式都有其优点, 像是双侧向测井主要针对角度较高的缝隙、角度较低的缝隙就要用声波测井方法。碳酸盐岩存藏层很不均匀, 存藏缝隙有各种类型。在区分存藏层时, 一般的方法都要使用多种方式进而保证测量的准确性。
参考文献
[1]赵海燕.火成岩裂缝识别方法研究与探讨[J].吐哈油气, 2000 (1) .
[2]赵冬梅, 胡国山, 郑玉玲.测井资料在塔河油田储层有效性分析中的应用[J].新疆地质, 2005 (2) .
[3]赵青峰.碳酸盐岩储层裂缝的测井响应特征评价[J].内蒙古石油化工, 2009 (24) .
利用测井技术识别和探测裂缝 篇3
在油气资源储存地区, 致密地层的裂缝是决定油气藏是否有经济开采价值的关键因素。对于油气藏勘测来说, 识别和探测裂缝, 及研究裂缝的分布规律和发育程度, 是日常工作的重要内容。近年来, 由于电子技术的发展和新型电子器件的应用, 测井技术水平得到的迅速的提升, 被广泛应用于裂缝的识别的探测。利用测井技术识别和探测裂缝就是利用地层微电阻扫描成像技术、声波成像技术和方位侧成像等成像测井技术, 识别裂缝、计算裂缝的几何参数。以及给出裂缝的有效性、发育程度等参数, 进一步分析裂缝的网络横向展布情况。本文从技术层面, 分析了裂缝识别的测井技术响应特征, 详细介绍了裂缝识别的常规测井技术和新型测井技术的发展。并结合实际例子, 举出了测井技术在裂缝识别和探测中的具体应用, 有一定的参考意义。
1、裂缝识别和探测的常规测井技术
2.1、电阻率的测井技术
常采用的电阻率测井技术有双感应-八侧向测井和深浅双侧向-微球聚焦测井探测裂缝。在探测过程中, 电阻曲线为高低间互、起伏不定的多尖峰曲线, 其中峰值较低时表示电阻值越小, 裂缝发育越成熟。基于电阻率测井技术的诊断模型比较成熟, 应用较广, 衡量裂缝好坏的参数一般有裂缝长度、开口方向、角度、孔隙大小等等。
2.2、声波测井技术
裂缝能形成声波阻抗面, 从而减弱声波的传播速度和幅度。在声波对裂缝进行识别和探测时, 可以利用声波时差、全波波形和长源距声波来识别和评估裂缝的好坏。另外, 还可以通过计算纵、横波幅值比和速度比来识别裂缝。在波形显示图上, 图上出现的干涉条纹, 可以确定裂缝位置和解释低角度缝, 此方法对水平缝显示的效果较好。
2.3、地层倾角测井技术
地层倾角测井和地层倾角仪都是通过贴井壁极板上的微聚焦电极接触裂缝时而产生的电导率来检测出裂缝的, 并识别裂缝产状和走向。但存在一些缺点, 测量结果容易受到环境因素和测量条件的影响, 如井口位置和大小、地层物质、裂纹角度和长度等等。地层倾角测井技术一般又分电导率异常检测DCA和裂缝识别测井FIL。DCA处理方法可以通过检测和比较开启裂缝, 从电导率差异来识别斜角度和高角度, 确定裂缝的走向。充分研究DCA资料, 能有效预测油气储藏的分布规律。
2.4、其他常规的测井方法
其他常用的测井方法还有岩层密度测试法、电磁波测井技术和密度校正值测井方法等。岩性密度测井技术中, 测试光电吸收的截面指数Pe可以预测裂缝带, 通过对地层发射电磁波, 测量电磁波的衰减指数也可以有效预测裂缝的大小和走向。
3、裂缝识别和探测的测井新技术
3.1、地层电阻率扫描成像技术
地层电阻率扫描成像技术是一种井壁成像方法, 可以通过扫描地层, 显示井眼周围一定深度的三维图像和井壁二位图像。电成像技术在对裂纹进行识别和探测时有如下几种功能:
(1) 识别裂纹的生成原因。识别真假裂纹, 如断层面、层界面、黄铁矿带及其他和裂缝相似的地质情况。常见的诱导缝有重泥浆的压裂缝、机械振动裂缝、压力释放裂缝等等。在成像图上, 可以根据电阻率的不同绘制不同颜色的曲线区别真假裂缝。
(2) 解释裂缝的参数。裂缝参数主要有裂缝密度、裂缝开口、裂缝长度和裂缝面积等。利用FMI图形能直观解释评判指标的计算过程。并通过光学扫描成像分析上述数据, 预判裂缝的发育程度和存储质量。
3.2、方位侧向成像测井技术
方位侧向成像测井技术是在侧向测井技术上发展而来, 能探测井壁较远区域的介质电阻率, 为地层不均匀性研究提供重要方法。目前常用的电阻率成像测井仪有ARI, 径向探测深度为2m, 是预测裂缝有效性和井旁构造形态的有效手段。由ARI和FMI结合的探测技术, 能有效排除干扰, 探测裂缝, 并预探井旁的不整合和地层构造特点。
3.3、声波测井技术
当前声波测井技术发展迅速, 开发出了各种声波探测仪, 如多级电子声波测井仪、超声波电视成像测井仪和井旁声波反射成像仪等。多级电子声波测试能提高高质量的纵、横声波和斯通利波, 提供反射波具体参数, 用来评价裂缝的状况。超声波电视成像仪记录声波反射波幅和传播时间, 提供井眼内全视角的显示图。
4、应用实例分析
图1中为某油田井旁声波反射测井 (BARS) 的处理结果。从图中可以看出, 在井旁12m范围内没有明显的反射界面, 声阻阻抗界面倾角约为40°左右, 表示裂纹主要为中低角度裂缝。结合FMI图形可以发现, 在4115-4125m和4197-4205m地层界面发育不够好, 但有较强的转换波反射, 据此分析这些裂纹应是有效裂缝。
参考文献
[1]李青和.测井技术在致密储层裂缝识别中的应用[J].内蒙古石油化工.2007 (07)
[2]申辉林.基于BP神经网络进行裂缝识别研究[J].断块油气田.2007 (02) .
常规测井识别裂缝 篇4
一、声电成像测井技术
声成像测井不仅可以利用滑行波, 还能利用反射波进行测量;主要通过反射波的能量及反射界面的声阻抗相关原理, 对反射波能量实际强弱进行准确的测量, 以此明确具体的井壁岩石及套管实况。实际中, 主要遵循的测量原理是:采用换能器, 将一个换能器安装在井下适当位置处, 以作为发射与接收, 在两次发射的中间作接收。实行的换能器工作方式是通过恒速在井中绕仪器轴旋转, 同时对声波进行接收与发射。把反射波的信号进行放大, 然后送入到示波管中, 以当做示波器的辉度控制信号, 反射波的强弱变为扫描线的亮暗, 通过照相机同步照相记录。
电成像测井能够为我们展现清晰完整的地层岩性剖面, 且最后所得测量结果存在着一定的方向性, 有时候能替代钻进取芯;能进一步强化裂缝分析研究工作, 利用电成像测井能够及时掌握了解裂缝的类别、参数、分布情况以及有效性;通过电成像资料能够准确识别地层层理、沉积粒序及薄互层等的沉积结构特征, 结合具体的沉积特征对当前的沉积环境加以分析, 增强功率。
二、储层裂缝识别中声电成像测井技术的应用
主要是对裂缝的真实性、有效性、填充性进行准确识别和评价, 本文以某地区为例, 主要是通过声电成像测井技术来全面有效评价储层裂缝的发育现状。
1. 评价裂缝真实性
利用声电图像, 将裂缝分成天然裂缝与钻井诱生裂缝两种类型;其中, 天然然裂缝指的是本地区实际钻遇的天然缝有斜交缝与垂直缝两种, 裂缝倾角一般在四十到八十度左右, 不仅能当做渗流通道使用, 还可当做储集空间来使用。
(1) 张开裂缝;在该裂缝中经常存在泥浆等诸多的低阻物质, 所以, 从成像图片上可以看到低阻黑色正弦曲线状特征。
(2) 闭合裂缝;是在地层的压熔作用下而发展起来的, 里面常存在方解石等高阻物质, 所以, 从电成像图中所看到的闭合裂缝呈现出了一种高阻浅色的曲线特征, 在成像图上闭合裂缝与张开裂缝显示出了不同的特征, 张开裂缝在成像图中主要是暗色的正弦曲线, 闭合裂缝在电、回波幅度图像中呈现出的是暗色的正弦曲线 (泥质充填) 或者亮色的正弦曲线 (高阻矿物充填) , 在回波时间图像中没有任何的裂缝情况。
(3) 钻井诱生裂缝;凡是由钻井所引起的裂缝我们都称之为钻井诱生裂缝;在对地层进行钻开后, 常常会因为地层内部应力的释放和因所使用的钻具导致井壁出现擦痕, 这均属于钻井诱生裂缝范畴。该裂缝最大的作用之处是能够及时明确现阶段的具体主应力方向。
(4) 真假裂缝的识别;从微电阻率扫描成像测井图中可以看到类似于裂缝特征的有缝合线、泥质条带、断层面等, 不过, 相较于裂缝特征, 它们的特征又存在着不同。首先, 缝合线和裂缝间的不同;缝合线主要是在压溶作用下而形成的, 在所有的沉积岩中都会存在, 是一种薄层的锯齿状, 是没有规则性也没有连续性的平面, 毫无渗透性。其次, 泥质条带与裂缝的不同;泥质条带中的高电导异常通常都是平行在层面上, 十分的规则, 只有在强烈的构造运动时发生柔性变形才会有剧烈弯曲的现象, 不过没有多大的宽窄变化;但是裂缝不一样, 往往有溶蚀孔、洞在一起, 直接导致巨大的电导率异常宽窄变化。另外, 断层面与裂缝的不同;在断层面位置处经常会发生地层的错动, 但裂缝不会有这样的情况, 非常便于识别。
2. 对裂缝有效性评价
(1) 看裂缝的张开度来评价裂缝的有效性;实际中, 按照成像测井辅以双侧向曲线的差异与电阻率值, 如果成像图上显示出宽度较大、不平整的裂缝, 我们称之为有效的张开裂缝, 需要强调一点:时刻查看裂缝有没有很好的填充。
(2) 分析研究裂缝的连通性与渗透性评价裂缝的有效性;由交叉偶极子声波测井所提供的全波列及能量衰减可对裂缝的渗透性进行合理的评价, 分析裂缝的渗透性有助于我们获悉裂缝的实际张开程度、径向延伸程度及相互的连通情况, 所以, 对于裂缝有效性评价也有着积极的作用。
3. 裂缝充填性评价
(1) 裂缝性地层存在各向异性的特点, 当横波利用各向异性地层进行传播时将会出现分裂情况, 按照横波强弱变化能指示地层的各向异性的大小。而横波异性的实际大小程度和裂缝的密度及张开度间有着一定的关联性。在查阅相关资料后看到, 通过泥质充填或者方解石充填而产生的高角度裂缝仅仅存在很小的各向异性, 没有进行任何充填的裂缝存在较大的横波各向异性。
(2) 评价裂缝有无充填应从三方面着手进行:首先, 泥质充填, 在成像图上经常将其与实际没有进行填充的裂缝混在了一起, 要想准确的识别, 应观察与其相对应的GR值有无增高的情况, 如果增高了就是泥质充填缝。其次, 和宽度一致的裂缝比较电阻率曲线的降低大小, 电阻率降低较大的就是未充填缝, 电阻率降低小或者没下降的是充填缝;最后, 方解石等电阻率高的岩石将裂缝进行了充填, 从成像图中可以看出该充填缝是一种颜色较浅的正弦波条纹。经过一番分析后发现, 该区域裂缝的充填程度不强, 有很多裂缝全部属于有效裂缝。
结论
综上所述可知, 利用声电成像测井能够准确评价裂缝真实性、裂缝有效性、裂缝的充填性, 是储层裂缝识别中一种较为理想的先进技术, 效果显著, 具有广阔的市场发展前景。
参考文献
[1]潘欣.构造裂缝识别与建模研究[D].西北大学, 2010年.
[2]徐洁.声电成像测井处理解释方法研究及软件实现[D].吉林大学, 2010年.