層狀介質水力裂縫電磁響應的有限元正演模擬

吳世偉，劉得軍，趙 陽，王 旭，馮 雪，李 洋

（1.中國石油大學(北京)信息科學與工程學院,北京 102249；2.國家石油天然氣管網集團有限公司油氣調控中心,北京 100007）

目前，開發非常規油氣資源時，需要利用水力壓裂技術提高儲層的滲流能力，以達到高效開采的目的[1]。近年來，國內外水力裂縫監測方法和技術研究較多、發展較快：Ren Yi 等人[2-3]采用井下單發雙收裝置，利用金屬圓盤模擬基巖中含導電支撐劑裂縫；Yan Liangjun 等人[4]采用可控源電磁法成功獲得了涪陵頁巖氣田某水平壓裂井的作業作用范圍；Zhang Liming 等人[5]設計了一種井下單發三收天線組測井儀，對儀器響應進行了正演分析；Yang Kai 等人[6]探討了低頻電阻率測量在水力裂縫探測和評價中的適用性；Huang Weifeng 等人[7]對橫跨5 層介質的垂直裂縫和橫跨3 層介質的傾斜裂縫進行了正演模擬，但沒有詳細分析影響裂縫響應的參數；Li Yang 等人[8]利用低頻電磁感應測井對非對稱裂縫進行了正演模擬，研究發現非對稱裂縫的電磁響應信號顯著區別于對稱裂縫。目前，利用電磁法監測水力裂縫的方法較多，但系統分析多層介質裂縫的正演方法較少，因此有必要研究多層介質裂縫中電磁測井儀器的響應特征。

為此，筆者基于有限元數值模擬方法，分別建立了三維水平井單層介質和5 層介質地層裂縫模型，對這2 種地層結構的裂縫模型進行了正演模擬計算；對比分析了對稱裂縫和非對稱裂縫在2 種地層結構中的電磁測井響應特征，包括對稱裂縫夾角、非對稱裂縫旋轉角和展寬角的響應特征及其變化規律，以期為水力壓裂效果評價及測井儀器參數選擇提供理論依據。……