基于過套管偶極子橫波測井的壓裂縫高度模型研究及應用

高鋒博，李 強，鄧咸安，李照林

（1.陜西延安石油天然氣有限公司，陜西西安710021；2.陜西延長石油集團研究院，陜西西安 710065；3.長慶油田分公司，陜西西安710018）

基于過套管偶極子橫波測井的壓裂縫高度模型研究及應用

高鋒博*1，李 強2，鄧咸安3，李照林3

（1.陜西延安石油天然氣有限公司，陜西西安710021；2.陜西延長石油集團研究院，陜西西安 710065；3.長慶油田分公司，陜西西安710018）

利用過套管偶極子橫波測井可以對比壓前壓后儲層的各向異性、檢測壓裂裂縫的高度，對壓裂效果進行評價。通過對鄂爾多斯盆地25口井的測井解釋結果進行回歸分析，得出了裂縫高度與施工排量的關系式，實例表明該方法具有指導性和可行性。

偶極子橫波；裂縫；高度；排量

判斷壓裂裂縫高度的有效評價方法主要有井溫測井、同位素測井、注硼中子壽命測井、過套管交叉偶極橫波測井[1]。井溫測井是價格最低廉的裂縫高度評價技術,但由于需要人為判斷拐點,因此其解釋精度受人員經(jīng)驗影響。注硼中子壽命測井判斷壓裂裂縫高度受地層孔隙度影響；同時,硼酸對攜砂液也有一定的破膠作用,對加砂壓裂效果有一定的影響。同位素測井判斷壓裂裂縫高度具有方便、直觀的特點，但同位素對施工現(xiàn)場有輕微的放射性污染,同時測井時間受限制較嚴格。過套管交叉偶極橫波判斷壓裂裂縫高度的方法準確可靠,同時具有施工風險小、直觀準確、快速方便的特點,且測井時間不受限制[2]。

1 技術原理

當一束橫波信號入射到各向異性地層時，入射橫波可分裂成質點平行和質點垂直于裂縫走向的振動，并以不同的速度向上傳播。質點平行于裂縫走向振動方向沿井軸向上傳播的橫波，比質點垂直于裂縫走向振動方向沿井軸向上傳播的橫波速度要快，前者稱快橫波，后者為慢橫波。

橫波的這種分裂現(xiàn)象是地層產(chǎn)生橫波方位各向異性的基礎，而橫波分裂現(xiàn)象往往是由地層裂縫（尤其垂直縫或高角度縫）引起的，利用反演技術，通過對各接收器波形數(shù)據(jù)進行聯(lián)立求解，確定地層快慢橫波速度及正交接收陣列有關的波的能量比，從而進行地層的各向異性分析。

各向異性是用快、慢橫波速度之差來度量的，可以用下式來定義：

式中：s1——快橫波速度；

s2——慢橫波速度；

Δs=s1-s2。

由于壓裂后所形成的裂縫多為垂直縫或高角度縫，因此，可以通過對比壓前壓后儲層的各向異性來檢測壓裂裂縫，進而評價壓裂效果。

2 過套管偶極子橫波測井選井原則

由于壓裂裂縫高度受井斜大小、儲層的各向異性及固井質量的影響。因此提出以下選井原則：

（1）直井段最大井斜角不大于5°；

（2）壓前射孔段周圍地層無明顯的各向異性；

（3）第一、二界面固井質量均勻，膠結良好，固井質量合格。

3 回歸統(tǒng)計分析

影響裂縫幾何形狀的施工參數(shù),包括流體的粘度和密度,施工排量和射孔孔眼的布置。對于形成一定壓裂規(guī)模的油田,其壓裂液的性能和使用具有相當?shù)姆€(wěn)定性,故壓裂液粘度對裂縫高度延伸的影響可看作是一個定量。這樣，針對某一區(qū)塊的酸化壓裂施工，影響裂縫高度延伸的動態(tài)因素只有施工排量[4-5]。

統(tǒng)計了鄂爾多斯盆地25口井的過套管偶極子聲波測井解釋成果，回歸出裂縫高度與排量的關系式（圖1）：

圖1 排量與裂縫高度關系曲線

式中：H——壓裂裂縫高度，m；

Q——施工排量，m3/min；

e——自然對數(shù)。

由（1）式可知：壓裂裂縫高度與施工排量成指數(shù)關系，施工排量越大，壓裂裂縫高度越高。

4 應用實例

延安公司的紅柳溝區(qū)塊X井在2428.00～2432.00m進行射孔，分別進行了過套管交叉偶極橫波壓前和壓后測井，通過測井資料的解釋認為壓前射孔段周圍地層無天然裂縫或壓裂縫，各向異性過濾不明顯；對該井進行壓后的測井解釋認為在2420～2435m井段，快慢橫波時差存在幅度差，各項異性明顯，判斷該井經(jīng)過壓裂改造之后形成了有效的壓裂縫，壓裂縫延伸段為2420～2435m，壓裂縫高度為15m。

5 結論與認識

（1）過套管交叉偶極橫波判斷壓裂裂縫高度的方法具有施工風險小、直觀準確、快速方便的特點,且測井時間不受限制；

（2）實際應用表明：過套管交叉偶極橫波判斷壓裂裂縫高度的方法具有可行性；

（3）壓裂裂縫高度與施工排量成指數(shù)關系，施工排量越大，壓裂裂縫高度越高。

[1]易欣民，唐雪萍，等.利用測井資料預測判斷水力壓裂裂縫高度[J].西南石油大學學報，2009，10（5）:21-24.

[2]羅寧，等.壓裂裂縫高度的測井評價方法[J].鉆采工藝，2009，1（1）：43-45.

[3]采油技術手冊(第九分冊)[M].北京：石油工業(yè)出版社，2005：620-621.

[4]李年銀，趙立強，等.裂縫高度延伸診斷與控制技術[J].大慶石油地質與開發(fā)，2008，10（5）：81-84.

[5]胡陽明，胡永全，等.裂縫高度影響因素分析及控縫高對策技術研究[J].重慶科技學院學報，2009，2（1）：28-31.

TE27

B

1004-5716(2015)03-0068-02

2014-03-28

2014-04-02

高鋒博（1982-），男（漢族），陜西乾縣人，工程師，現(xiàn)從事采油工藝方面的技術管理工作。