用测井资料识别裂缝方法-第十四章_裂缝识别

裂缝与泥质条带
泥岩条带
裂缝
三、深、浅双侧向测井
裂缝对电阻率的影响取决于裂缝的方向（垂 直缝或水平缝），以及所含流体性质。
感应测井不能反映高角度裂缝。高阻剖面含 泥浆滤液或地层水的水平裂缝，在双感应－聚 焦测井组合曲线上，显示为低电阻率。
双侧向测井：在高阻剖面的裂缝发育段，曲 线读数低。见图14－10。
优点：1）排除了地层层理等引起的电导率异常， 突出了与裂缝有关的电导率异常。
2）、直接显示裂缝的方位。 3）、探测高角度裂缝。
参见 P242 图14－6
3、定向微电阻率（OMRL) 将四条微电阻率曲线重合，当出现低阻与高
阻曲线的明显分离且垂直方向有一定延续长 度的异常时，可作为有裂缝的标志。
裂缝方位由相应的低阻极板方位求得。
基质孔隙度解释方程
b
1
tma t p
0.5
(14-9)
式中 Φb ———基质孔隙度,f ; Δtp ———声波时差读值,μs/ ft 。
4、裂缝性地层含油饱和度的计算
ห้องสมุดไป่ตู้So
f f b
Sof
f f b
Sob
(14-10)
式中 So ———含油饱和度,f ; Sob ———基质含油饱和度,f ; Sof ———裂缝含油饱和度,f 。
(14-14)
四、声波测井
在1222～1332 m井段, FMI图像显示有裂缝,在 斯通利波裂缝分析图上, 反应明显。斯通利波变 密度图干涉严重,能量损 失大,指示出裂缝为有效 开口大的裂缝。
图14－16 斯通利波识别开裂缝
图14－17 成像偶极子进行裂缝有效性评价
声幅衰减 大, 声波时差 大
图14-18、裂缝储集层曲线特征
裂缝发育 层段
图14-19、裂缝储集层曲线特征
高角度裂缝，双侧向曲线呈现正差异，见 图14－11、14－12、14－13。
低角度裂缝，呈现低阻尖峰或负差异。见图 14－14、14－15。
图14－10 裂缝倾斜度与双侧向曲线特征的模型实验结果
双侧向曲线 呈现正差异
裂缝发育 层段
图14－11 高角度裂缝的双侧向曲线特征
裂缝发育 层段
图14－12 高角度裂缝的双侧向曲线特征
裂缝发育
图14－5、高角度裂缝地层倾角测井曲线
1、裂缝识别测井（FIL） 方法：将四条电导率曲线两两重叠（1
－2、3－4、2－3、1－4）。
裂缝表现： 1）、水平裂缝在四条曲线上均有较短的异常。 2）、垂直裂缝在曲线上由较长井段的异常。
见 P241图14－5
2、电导率异常检测(DCA)
方法：求出各极板与相邻两个极板的电导率读数 的最小正差异，把这个最小正差异叠加在该极板 的方位曲线上，作为识别裂缝的标志。
第十四章 用测井资料 识别裂缝方法
第一节 裂缝性储集层的特点
一、一般概念 裂缝： 断裂、层间缝、裂隙、破裂。
按成因划分：天然裂缝（张开缝、填充缝） 人工裂缝（钻井诱导缝、人工压裂缝）
天然裂缝通常由构造应力 产生。 天然裂缝具有一定的方向 性，沿最大水平主应力方 向。
裂缝参数：裂缝倾角； 裂缝走向； 裂缝张开度； 裂缝线密度； 裂缝孔隙度。
Rf ———泥浆滤液电阻率,Ω·m ; Φf ———裂缝孔隙度,f 。
3、裂缝地层基质孔隙度的计算 骨架时差计算方程:
tma
43.5Vd Vd
47.5VL 70.0Vsh VL Vsh
(14-8)
式中：Δtma ———骨架声波时差,μs/ ft ; V d 、V L ———白云石、方解石含量,f 。
基质含油饱和度采用阿尔奇公式计算
So 1
abRw
Rtbm
(14-11)
式中 a 、b、m 、n ———岩电系数; Rt ———地层电阻率,Ω·m ; Rw ———地层水电阻率,Ω·m。
当裂缝张开度大于10μm 时,束缚水饱和度趋 于零,所以裂缝含油饱和度约为100 %。
3、确定裂缝的张开度 利用双侧向确定垂直裂缝的张开度
图14－4 通过裂缝的泥浆体积与渗透时间的关系 可变泵送压力状态
图14－4
1、裂缝宽度越 小，泥浆侵入深 度越大； 2、温度越高， 泥浆侵入深度越 深； 3、同等条件下， 纯裂缝性地层的 泥浆侵入深度深。
第二节 识别储集层裂缝的方法
一、地层倾角测井 裂缝性地层的地层倾角曲线特点
高倾角裂缝通常在一个或相对的两个 极板的为电阻率曲线上显示一定长度的 异常。如图14－5所示。
因为裂缝倾角的大小与深、浅侧向电阻率的差值 有关,所以采用双侧向法对裂缝倾角集合进行判别,
其参数Y 的数学模型为:
Y = ( RLLD - RLLS) / ( RLLD ×RLLS)0.5
(14-1)
RLLD 、RLLS 分别为深、浅侧向电阻率,Ω·m。 当Y > 0.1 ,为准垂直裂缝; 0 < Y <0.1 ,为中间角度缝; Y < 0 ,为准水平缝。
1
m n
S S ma wma
m nfr fr wfr
RLLd
Rw
Rw
1
mn
mfr nfr
S S m设aSxofrwm1.0a,SWfr 0,则fr得 xofr
RLLs
Rw
Rmf
Nfr---裂缝饱和度指数; mfr----裂缝孔隙度指数,1.3---1.5.
(14-2)
设S xofr
1.0, SWfr
0,则得
fr
mfr
Rmf
(1 RLLs
1) RLLD
(14-3)
在含水段,若R w与Rm差别较大,则用 下式计算裂缝孔隙度
fr
mfr CLLs CLLd
c
Cmf CW
(14-4)
也可以根据裂缝倾角大小，由下列各式计算裂 缝孔隙度。
准垂直缝模型:
Φf=(8.5225Cs–8.2428Cd+7.1236×10- 4）×Rf
2、根据双侧向曲线求裂缝孔隙度
假设: 双侧向测井探测的裂缝与非裂缝性地层组成
并联的导电系统. 仅裂缝有侵入,基块无侵入. 泥浆侵入使得RLLS仅反映冲洗带电阻率;而
RLLD反映原状地层电阻率. 未侵入部分的含水饱和度几乎为零. 受侵入的裂缝系统的泥浆滤液饱和度为
100%.
在上述假设成立的前提下,有下列不等式
二、裂缝性储层分类
1、孔隙型储集层 特点：灰岩或白云岩，储集空间和渗滤通道以
孔隙为主，裂缝的作用非常小；具有明显的非均 匀性。
2、裂缝型储集层 特点：基块孔隙度小，储集空间和渗滤通道主
要由裂缝承担。 常见泥灰岩、含燧石石灰岩地层。 1）、高角度裂缝储集层 2）、低角度裂缝储集层 3）、网状裂缝储集层
3、裂缝——孔隙型储集层 特点：主要储集空间为基块孔隙，主要渗滤通 道为裂缝。
4、裂缝——洞穴型储集层 特点：基块孔隙度小，孔径小。储渗作用主要 靠裂缝和溶洞。洞穴为主要的储集空间，裂缝 为主要的渗滤通道。
三、泥浆侵入特征 1、泥浆滤液驱油特点
泥浆滤液侵入裂缝和溶洞储集层时，其驱油 率与裂缝位置、裂缝张开度、泥浆滤液的流动 速度等因素有关。
图14－2 通过裂缝的泥浆体积与渗透时间的关系 静态渗透
压差△P
1、侵入裂缝的泥浆体 积与压差有关，压差越 大，侵入的体积越大。 2、开始时，泥浆侵入 体积较大。与静态比， 其到达稳态的时间短。
50微米 100微米 150微米
图14－3 通过裂缝的泥浆体积与渗透时间的关系 动态渗透
裂缝宽度
1、压差增大，通过 裂缝的泥浆滤液体积 稍有增大。 2、趋势与前两种情 况类似。
4、利用SHDT测井资料的并列电极对比深 度
探测垂直裂缝 充填泥浆的裂缝表现为高电导率（低电阻率）。 垂直裂缝：电导率尖峰只出在成对的并列电极的 一条曲线上。 水平裂缝：电导率尖峰在两条曲线上同时出现。
5、双井径曲线
垂直裂缝在与形成区域性裂缝的最小应力 方向（相当于裂缝走向）相平行的方向上产 生定向扩径。P240 图14－4
CLLs CLLd dCmf (GS Gd )
GS
ln(DS Ds
r r
)
;Gd
ln(Dd Dd
r) r
Ds , Dd 分别为浅侧向和深侧向仪器的探测直径.
(14-12)
利用双侧向确定水平裂缝宽度
C
Cb
d h
Cmf
(14-13)
斯仑贝谢公司采用下式计算水平裂缝宽度
CLLs CLLd 0.12 103 d Cmf
测范围，使得应用测井资料评价裂缝性储层 的含油性比较困难。
泥浆侵入特征与泥浆特性、地层温度、裂 缝宽度的关系如图14－2、14－3、14－3、 14－4所示。
裂缝宽度
1－T＝100°Ｃ 2－T＝20°Ｃ
1、裂缝宽度越大，通过的泥 浆越多； 2、开始时，泥浆渗透量大。 3、裂缝宽度越宽，形成的泥 饼深度越深。
图14－13 高角度裂缝的双侧向曲线特征
低阻尖峰
四个极板 出现高电 导率的深 度相同
图14－14 低角度裂缝的双侧向曲线特征
低角度裂 缝
双侧向 呈现负 差异
图14－15 低角度裂缝的双侧向曲线特征
1、利用深浅双侧向判别裂缝倾角
按照裂缝倾角大小可划分为3 个集合, 准垂直缝(70～90°) ; 中间角度缝(50～70°); 准水平缝(0～50°) 。
当裂缝走向与最大水平主应力的方向 一致时，裂缝有效性好。见图14－6。
图14－6 裂缝区域有效性判别图
二、地层微电阻率扫描测井
裂缝
裂缝
图14－7 微电阻率扫描测井井壁图象
图14－8 高电阻率裂缝 高电阻率裂缝特点 亮色条带
图14－9 电导率裂缝
裂缝与其它地质现象
裂缝
层理
裂缝与断层
断层 裂缝
中间角度缝模型
(14-5)
Φf = (20.2645Cs-17.6332Cd+913177×10- 4）
准×R水f 平缝模型:
(14-6)
Φf=(1.9725Cd-0.9924Cs+3.1829×10- 4)×Rf
(14-7)
式中 Cd ———深侧向电导率,S/ m ; Cs ———浅侧向电导率,S/ m ;
具体表现为以下三点：
1）、自垂直裂缝“从下往上”驱油时，驱油 率可达90－100％。 2）、自垂直裂缝“从上往下”驱油时，驱油 率与泥浆滤液的流动速度有关。从80米/天开 始随流体流动速度的增加，驱油率呈线性增加。 3）、从水平裂缝中排出石油时，不仅与流体 流动速度有关，而且与裂缝的张开度有关。
2、泥浆侵入特点 泥浆侵入深度比较大，一般超过仪器的探