斯倫貝謝利用“交叉偶極”測井聲波數據優選產層

斯倫貝謝（Schlumberger）公司日前稱，公司在改進“聲波測井”工藝、優化油氣田生產井水平布置方面獲得積極進展。

目前，油氣田生產井的水平布置，對于提高非常規油氣藏的產量起著重要作用。油氣田運營者優選生產井的井位，一般情況下是根據地層內有關天然裂縫，以及地層應力存在的可用信息。具體來說，進行油氣田生產井的優化設計，需要識別具有天然裂縫的深度層段，以及這一層段最大和最小水平應力的相對大小。更詳細地說，需要作業者能夠利用人工智能設計油氣田生產井，以形成有效的水力裂縫，從而提高油氣產量。

斯倫貝謝公司聲波測井工藝中的“交叉偶極聲波”數據，可以經過處理以輸出“快速偶極”和“慢度偶極”的彎曲色散。“快速偶極”彎曲色散，可以反轉以獲得C55、C66、C33和C13。而“慢度偶極”的彎曲色散，可以反轉以得到C44（＜C55）和C23、C66，因此提供了天然裂縫方向。

公司工藝原理是沿著“垂直先導井”的軸向或橫截面定向，疊加在有機頁巖儲層的橫向各向同性（TI）常數C44=C55和C66上。在此基礎上，C23和C13的相對大小，有助于確定作為深度函數的“最大和最小水平應力之比”。公司改進聲波測井工藝，已應用于在二疊紀盆地鉆探的“垂直先導井”中，進行“交叉偶極聲波”數據采集。這口井穿越了若干種可識別的巖性，其中各地層含有不同數量的伊利石、綠泥石、石英、方解石、白云石、干酪根、含油飽和度和無界水。

研發人員發現，在測井層段上部，表現出交叉偶極慢度各向異性，即C55＞C44。“交叉偶極剪切慢度各向同性”的存在表明，該測井層段中垂直排列的裂縫占優勢。測井層段的下部顯示了通常與有機頁巖儲層相關的TI常數，其特征為C66＞C55=C44。與此相反，測井層段上部的特征，是C66幾乎等于C55，甚至小于C55，這是由于垂直裂縫的存在主導了剪切模量的TI各向異性效應。此外，C13和C23之間的差異，反映在地層上部裂縫層段更為明顯，此差異意味著最大和最小水平應力之間的差異。

研發人員進行相關領域驗證，例如，專家更詳細地開展地層的上部深度區間水平應力分布的三維有限元應力分析，證實地層存在分散的剛性和柔順層。這些地層中最大和最小水平應力都有顯著變化，是垂直方向水力裂縫傳播的潛在障礙。這些觀察結果表明，作業者需要充分考慮水力裂縫模型中的這種變化。在相應的井場作業中，需要盡可能地增加多條裂縫分支，以便更有效地從儲層中排出油氣流體。