利用測(cè)井技術(shù)識(shí)別和探測(cè)裂縫

趙輝 孫勝利 （中海油田服務(wù)股份有限公司）

前言

在油氣資源儲(chǔ)存地區(qū)， 致密地層的裂縫是決定油氣藏是否有經(jīng)濟(jì)開采價(jià)值的關(guān)鍵因素。 對(duì)于油氣藏勘測(cè)來說，識(shí)別和探測(cè)裂縫，及研究裂縫的分布規(guī)律和發(fā)育程度，是日常工作的重要內(nèi)容。 近年來，由于電子技術(shù)的發(fā)展和新型電子器件的應(yīng)用，測(cè)井技術(shù)水平得到的迅速的提升，被廣泛應(yīng)用于裂縫的識(shí)別的探測(cè)。利用測(cè)井技術(shù)識(shí)別和探測(cè)裂縫就是利用地層微電阻掃描成像技術(shù)、聲波成像技術(shù)和方位側(cè)成像等成像測(cè)井技術(shù)，識(shí)別裂縫、計(jì)算裂縫的幾何參數(shù)。 以及給出裂縫的有效性、發(fā)育程度等參數(shù)，進(jìn)一步分析裂縫的網(wǎng)絡(luò)橫向展布情況。 本文從技術(shù)層面，分析了裂縫識(shí)別的測(cè)井技術(shù)響應(yīng)特征， 詳細(xì)介紹了裂縫識(shí)別的常規(guī)測(cè)井技術(shù)和新型測(cè)井技術(shù)的發(fā)展。 并結(jié)合實(shí)際例子，舉出了測(cè)井技術(shù)在裂縫識(shí)別和探測(cè)中的具體應(yīng)用，有一定的參考意義。

1、裂縫識(shí)別和探測(cè)的常規(guī)測(cè)井技術(shù)

2.1、電阻率的測(cè)井技術(shù)

常采用的電阻率測(cè)井技術(shù)有雙感應(yīng)-八側(cè)向測(cè)井和深淺雙側(cè)向-微球聚焦測(cè)井探測(cè)裂縫。 在探測(cè)過程中，電阻曲線為高低間互、 起伏不定的多尖峰曲線， 其中峰值較低時(shí)表示電阻值越小， 裂縫發(fā)育越成熟。 基于電阻率測(cè)井技術(shù)的診斷模型比較成熟，應(yīng)用較廣，衡量裂縫好壞的參數(shù)一般有裂縫長度、開口方向、角度、孔隙大小等等。

2.2、聲波測(cè)井技術(shù)

裂縫能形成聲波阻抗面，從而減弱聲波的傳播速度和幅度。在聲波對(duì)裂縫進(jìn)行識(shí)別和探測(cè)時(shí)，可以利用聲波時(shí)差、全波波形和長源距聲波來識(shí)別和評(píng)估裂縫的好壞。 另外，還可以通過計(jì)算縱、橫波幅值比和速度比來識(shí)別裂縫。 在波形顯示圖上，圖上出現(xiàn)的干涉條紋，可以確定裂縫位置和解釋低角度縫，此方法對(duì)水平縫顯示的效果較好。

2.3、地層傾角測(cè)井技術(shù)

地層傾角測(cè)井和地層傾角儀都是通過貼井壁極板上的微聚焦電極接觸裂縫時(shí)而產(chǎn)生的電導(dǎo)率來檢測(cè)出裂縫的,并識(shí)別裂縫產(chǎn)狀和走向。 但存在一些缺點(diǎn)，測(cè)量結(jié)果容易受到環(huán)境因素和測(cè)量條件的影響，如井口位置和大小、地層物質(zhì)、裂紋角度和長度等等。地層傾角測(cè)井技術(shù)一般又分電導(dǎo)率異常檢測(cè)DCA 和 裂縫識(shí)別測(cè)井FIL。 DCA 處理方法可以通過檢測(cè)和比較開啟裂縫，從電導(dǎo)率差異來識(shí)別斜角度和高角度，確定裂縫的走向。 充分研究DCA 資料，能有效預(yù)測(cè)油氣儲(chǔ)藏的分布規(guī)律。

2.4、其他常規(guī)的測(cè)井方法

其他常用的測(cè)井方法還有巖層密度測(cè)試法、 電磁波測(cè)井技術(shù)和密度校正值測(cè)井方法等。 巖性密度測(cè)井技術(shù)中，測(cè)試光電吸收的截面指數(shù)Pe 可以預(yù)測(cè)裂縫帶， 通過對(duì)地層發(fā)射電磁波，測(cè)量電磁波的衰減指數(shù)也可以有效預(yù)測(cè)裂縫的大小和走向。

3、裂縫識(shí)別和探測(cè)的測(cè)井新技術(shù)

3.1、地層電阻率掃描成像技術(shù)

地層電阻率掃描成像技術(shù)是一種井壁成像方法， 可以通過掃描地層，顯示井眼周圍一定深度的三維圖像和井壁二位圖像。電成像技術(shù)在對(duì)裂紋進(jìn)行識(shí)別和探測(cè)時(shí)有如下幾種功能：

（1）識(shí)別裂紋的生成原因。 識(shí)別真假裂紋，如斷層面、層界面、黃鐵礦帶及其他和裂縫相似的地質(zhì)情況。 常見的誘導(dǎo)縫有重泥漿的壓裂縫、機(jī)械振動(dòng)裂縫、壓力釋放裂縫等等。 在成像圖上，可以根據(jù)電阻率的不同繪制不同顏色的曲線區(qū)別真假裂縫。

（2）解釋裂縫的參數(shù)。 裂縫參數(shù)主要有裂縫密度、裂縫開口、裂縫長度和裂縫面積等。 利用FMI 圖形能直觀解釋評(píng)判指標(biāo)的計(jì)算過程。 并通過光學(xué)掃描成像分析上述數(shù)據(jù)，預(yù)判裂縫的發(fā)育程度和存儲(chǔ)質(zhì)量。

3.2、方位側(cè)向成像測(cè)井技術(shù)

方位側(cè)向成像測(cè)井技術(shù)是在側(cè)向測(cè)井技術(shù)上發(fā)展而來，能探測(cè)井壁較遠(yuǎn)區(qū)域的介質(zhì)電阻率， 為地層不均勻性研究提供重要方法。 目前常用的電阻率成像測(cè)井儀有ARI，徑向探測(cè)深度為2m， 是預(yù)測(cè)裂縫有效性和井旁構(gòu)造形態(tài)的有效手段。 由ARI 和FMI 結(jié)合的探測(cè)技術(shù)，能有效排除干擾，探測(cè)裂縫，并預(yù)探井旁的不整合和地層構(gòu)造特點(diǎn)。

3.3、聲波測(cè)井技術(shù)

當(dāng)前聲波測(cè)井技術(shù)發(fā)展迅速，開發(fā)出了各種聲波探測(cè)儀，如多級(jí)電子聲波測(cè)井儀、 超聲波電視成像測(cè)井儀和井旁聲波反射成像儀等。 多級(jí)電子聲波測(cè)試能提高高質(zhì)量的縱、橫聲波和斯通利波，提供反射波具體參數(shù)，用來評(píng)價(jià)裂縫的狀況。 超聲波電視成像儀記錄聲波反射波幅和傳播時(shí)間， 提供井眼內(nèi)全視角的顯示圖。

4、應(yīng)用實(shí)例分析

圖1 中為某油田井旁聲波反射測(cè)井（BARS）的處理結(jié)果。 從圖中可以看出，在井旁12m 范圍內(nèi)沒有明顯的反射界面，聲阻阻抗界面傾角約為40°左右，表示裂紋主要為中低角度裂縫。 結(jié)合FMI 圖形可以發(fā)現(xiàn)，在4115-4125m 和4197-4205m 地層界面發(fā)育不夠好，但有較強(qiáng)的轉(zhuǎn)換波反射，據(jù)此分析這些裂紋應(yīng)是有效裂縫。

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[3]陸敬安.成像測(cè)井中的裂縫自動(dòng)識(shí)別方法[J].測(cè)井技術(shù).2004(02)