偶極子聲波測井技術(shù)在壓裂評價中的應(yīng)用

彭文耀（湖北省潛江市 江漢石油工程有限公司測錄井公司，湖北 潛江 433123）

偶極子聲波測井技術(shù)在壓裂評價中的應(yīng)用

彭文耀（湖北省潛江市 江漢石油工程有限公司測錄井公司，湖北 潛江 433123）

在油田開發(fā)過程中，有些低滲透性的區(qū)域?yàn)榱颂岣弋a(chǎn)量，大部分油井需要對地層進(jìn)行壓裂施工改造來提高儲層的滲透特性。偶極子聲波測井技術(shù)可以通過對比壓裂前后的波形的衰減和形狀的變化，以及橫波的各向異性壓裂前后對比分析，可以確定壓裂的造縫高度和壓裂效果檢測

滲透性；偶極聲波；各向異性分析；壓裂檢測

隨著油田的開發(fā)利用，偶極子聲波測井評價技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛，其中在頁巖氣開采技術(shù)中用來指導(dǎo)和檢測壓裂施工尤為重要，利用偶極聲波的橫波各向異性分析，可以確定壓裂的造縫高度和壓裂效果。

1 各相異性分析

在實(shí)際工作中，大多數(shù)的地層是各向異性的，這也表明大多數(shù)巖石當(dāng)聲波從不同的方向傳播時的速度是不一樣的且表現(xiàn)出不同的聲波特性。各向異性的來源多數(shù)為構(gòu)造的應(yīng)力變化和裂縫性地層，地層的各向異性特性對指導(dǎo)我們進(jìn)行鉆進(jìn)和壓裂等施工和設(shè)計非常重要。偶極子聲波測井是一種利用擾曲波來模擬橫波的測井技術(shù)，在各向異性地層，橫波在傳播的過程中會分裂為快橫波和慢橫波，快慢橫波的速度之間變化能反應(yīng)地層的各向異性特性，且快橫波的方向與地層的各向異性方向相關(guān)；除了地應(yīng)力不均衡導(dǎo)致的地層各向異性之外，裂縫性地層也是聲波各向異性產(chǎn)生的原因之一，在偶極子聲波測井上表現(xiàn)為縱橫波和斯通利波由明顯的衰減或滯后現(xiàn)象，且聲波各向異性表現(xiàn)明顯，根據(jù)裂縫的類型、發(fā)育情況以及填充物的不同在聲波的表現(xiàn)形式也有不同，根據(jù)聲波計算出來的各向異性方向與裂縫的走向也有一定的相關(guān)性。

2 偶極子聲波對壓裂裂縫的識別與分析

對于人工誘導(dǎo)壓裂縫用聲波測井信息評價裂縫的第一步是根據(jù)聲波測井響應(yīng)的異常來判斷裂縫的存在。然后是對裂縫的類型、發(fā)育情況、走向、填充物等具體情況進(jìn)行分析和說明。聲波波形的衰減和聲波全波列變密度圖上的“V”形反射條紋來定性地識別裂縫。如下圖1所示

圖1 壓裂前后單極波形對比圖

第二步就是對裂縫的有效性進(jìn)行分析，當(dāng)裂縫走向與最大水平主應(yīng)力方向一致或角度相差小于30度時,人工誘導(dǎo)裂縫能將滲濾通道的作用發(fā)揮最大化,這個時候我們認(rèn)為裂縫系統(tǒng)的有效性最大,反之如果當(dāng)裂縫走向與最大水平主應(yīng)力方向角度較大或垂直時,裂縫的滲濾通道作用將大為降低,因此裂縫的有效性也大為降低。正是由于這個原因，所以對人工誘導(dǎo)裂縫的形態(tài)進(jìn)行有效性分析就顯得非常必要，當(dāng)裂縫發(fā)育的井段以及裂縫的類型為垂直于井身即水平裂縫時，偶極聲波測井資料表現(xiàn)為水平層理地層和水平裂縫縱波衰減明顯,因?yàn)榭v波的傳播方向和質(zhì)點(diǎn)振動方向與井軸處于平行方向,當(dāng)?shù)徒嵌攘芽p時，縱波的傳播會受到裂縫的影響而發(fā)生不同程度的衰減且衰減程度受裂縫的角度和發(fā)育程度影響。橫波的傳播方向沿井軸傳播，但是其質(zhì)點(diǎn)振動方向垂直與井軸，當(dāng)高角度裂縫或者垂直裂縫發(fā)育時，橫波的衰減幅度大幅增加且各向異性將變得更加明顯。

3 實(shí)際應(yīng)用效果分析

對某井進(jìn)行壓裂效果分析，得到壓裂前后各向異性分布圖，圖2是壓裂前后地層的各向異性對比圖。

圖2

由圖中可以看出1451—1463米井段，壓裂前地層各向異性較弱，且方向一致，壓裂后各向異性大小發(fā)生改變，呈低—中強(qiáng)度變化，而且方向也連續(xù)變化，體現(xiàn)出壓裂后在1451—1463米井段內(nèi)產(chǎn)生的壓裂縫多為中—低角度壓裂縫。1442—1451米井段和1463-1479米井段，壓裂前地層各向異性較弱，且方向一致。壓裂后各向異性發(fā)生變化，呈高強(qiáng)度變化，表現(xiàn)為方向基本一致。體現(xiàn)出壓裂后產(chǎn)生的壓裂縫為呈180度對稱單一高角度壓裂縫。另外從圖中可以看出，在1442米到1479米井段之間各向異性發(fā)生明顯變化，通過對比頻散圖確定該井段為壓裂造縫高度。

4 結(jié)語

偶極子聲波測井技術(shù)在油田勘探開發(fā)過程中廣泛應(yīng)用，尤其在頁巖氣開采技術(shù)指導(dǎo)和檢測壓裂施工方面應(yīng)用前景廣闊，通過對比壓裂前后的各向異性分析，可以檢測壓裂高度和壓裂效果。

[1]高艷玲等著，過套管偶極子聲波測井資料評價壓裂縫高度國外測井技術(shù)2012.03.

[2]董經(jīng)利，多極子陣列聲波測井資料處理及應(yīng)用，測井技術(shù)，2009，4.

[3]賴富強(qiáng)等著，利用多極子陣列聲波測井預(yù)測地層破裂壓力，勘探地球物理進(jìn)展，2007，02.