电成像测井资料在裂缝分析中的应用探讨

电成像测井资料在裂缝分析中的应用探讨

范卫光

【摘要】本文主要探讨了电成像测井资料在裂缝解释分析中的应用,包括裂缝形态的识别及裂缝参数定量和半定量的解释分析.

【期刊名称】《化工中间体》

【年(卷),期】2017(000)010

【总页数】2页(P8-9)

【关键词】电成像测井;资料;裂缝分析;应用

【作者】范卫光

【作者单位】中国石油集团长城钻探工程有限公司北京 100101

【正文语种】中文

【中图分类】T

1.引言

电成像测井是利用测井仪器对钻孔中地球物理场进行观测，这种方法可以对井壁和井周围物体进行物理参数成像，它是诸多测井技术当中的一种。电成像测井技术的优点就是可以直观、清晰的展示出井壁周围二维空间的地质特征，可以很清楚的对裂缝进行描述。电成像测井具有以下显著的特点：其一是具有非常高的纵向和横向分辨率；其二是可视化程度高，井壁成像测井可以提供分辨率很高的井壁成像图，能够较为清晰的反映井壁面上的状况；其三是人工交互功能强，充分利用了人脑的

灵活性和电脑的快速性，及时以定量的方式或者以图形的方式呈现裂缝形状和裂缝相关的参数。

2.裂缝形态的识别

(1)构造裂缝与非构造裂缝的识别。构造裂缝由地层的构造应力作用产生，裂缝的

宽度比较一致，一般成组发育，缝面都比较平坦，可以利用正弦线在电成像测井图上进行拟合。非构造裂缝一般是由各种外力形成，例如溶蚀、热胀冷缩、风化、压实及岩石塌陷等。非构造裂缝的形态一般不规则，很难用正弦线在电成像测井图上拟合。裂缝的宽度不规则，变化较大，产状也没有明显的规律性。

(2)真、假裂缝的识别。在电成像测井图上有很多地质现象的形态与裂缝的很相似，可以从以下方面入手将他们进行区别。首先看FMI成像测井图，图上一般与裂缝

形态相似的地质事件有层界面、断层面、缝合线、泥质条带、黄铁矿条带等。这些地质事件与裂缝区别有：一是裂缝有各种各样的产状，而这些地质事件中，除了断层面以外，其他基本平行于层理面；二是因为岩溶与充填作用对裂缝的影响，裂缝的宽度通常变化很大，而这些地质事件虽然有弯曲和变形，但是它们的导电截面积的宽度一般都是相对稳定的。

(3)天然裂缝与诱导裂缝的识别。在FMI地层微电阻率成像测井图上常可见到三种诱导裂缝。第一种诱导裂缝产生的原因是钻井过程中钻具振动形成，这种裂缝的宽度一般很微小，在径向上延伸距离短。虽然在FMI图像表现为高电导，但是在

ARI成像测井图像上却没有明显的显示，比较容易识别。第二种诱导裂缝产生的原因是由重钻井液和水平地应力之间的不平衡性造成。它们的特征主要有：①总是以180度或近于180度之差对称的出现在FMI图上。②主要表现为高角度张性缝，在它的两侧部位同时有状似羽毛的比较细小的高角度剪切裂缝。③这种诱导裂缝在双侧向测井曲线上表现为比较特别的“双轨”现象，也就是深、浅双侧向曲线的形态是大段平行，比较规则的正差异，通常电阻率数值也比较高。第三种诱导裂缝产

生的原因是由应力释放造成。在碳酸盐岩致密地层段，由于其间保存了比同一地区裂缝发育段较大的地应力。当钻井时遇到这些致密层时，伴随着较强应力的释放，就会产生一组因为地应力释放而造成的裂缝，也就是通常说的应力释放裂缝。

所以，从裂缝的分布状况来看，诱导裂缝一般都排列整齐，有比较强的规律性强，而天然裂缝分布却不是很规则。从裂缝的形态来看，诱导裂缝形状比较规则、裂缝的宽度也很均匀，而天然裂缝的不管是缝面形状还是宽度变化一般都比较大。最后从裂缝的径向延伸来看，诱导裂缝的径向延伸都很浅，电阻率下降慢，而大多数天然裂缝的径向延伸则比较深，电阻率下降较明显。

3.关于裂缝参数的计算

(1)对井壁裂缝参数进行定量计算。井壁上的裂缝参数主要有裂缝张开度、裂缝长度、裂缝密度、缝洞面积、出现次数、缝洞在井壁上的连通情况等。目前斯伦贝谢公司开发了两个计算这些参数的程序。

①FRAKVEW程序。该程序首先对FMI成像测井图进行定性解释，然后再由人工拾取裂缝，输入计算机后，计算机对拾取的裂缝计算相关的参数。计算的基本原理是用有限元法寻找有裂缝曲线电导率的异常与电极距裂缝的垂直距离之间的关系曲线。该曲线的积分面积主要决定于裂缝的张开度和井壁附近侵入带的电阻率，与裂缝的倾角和电极与井壁之间的距离关系很小。

②SPOT程序。这个程序主要用来计算洞缝的面积及其在井壁上的连通情况。这一程序的方法原理是标志控制分块法，即设法提取各个需要分开的区块特征标志，使得在骨架与地质体标志之间的灰度梯度图上可将低的梯度值填平而只保留最强的梯度脊线。这样，在重建的梯度图上，对应每个标志就只产生一条闭合的等值线。利用这些等值线就可以在成像测井图中标示出需要研究的地质体界限，进而计算它们与井壁相切割面积的百分比、大小、个数、视方位、连通性等。

(2)三维空间的裂缝参数解释。由于裂缝型储层和裂缝-溶洞型储层都具有强烈的非

均质性，其井壁上的特征值很难代表井壁以外储层的特征，必须在三维空间中来讨论成像测井解释问题，才有可能全面的认识裂缝的性质。

①裂缝径向延伸特征的判断。因为FMI测井的径向探测深度浅，不能评价裂缝的

径向延伸情况，必须结合探测深度较大的双侧向测井或ARI测井。具体作法是先

用FMI图像搞清裂缝的产状及组合特征，进而消除这些特征对双侧向或者ARI电

阻率性质的影响，然后根据浅侧向、深双侧向、ARI电阻率的高低及其比值的大小就可近似估计裂缝的径向延伸状况。

②裂缝渗透率的确定。裂缝渗透率可以综合反映裂缝的形态状况。它是评价裂缝储层有效性的最好指标。目前评价裂缝渗透率最好方法用斯通莱波传播特征。可以根据斯通莱波能量衰减程度判断裂缝渗透率的高低，渗透率越高，能量衰减越大。也可以根据斯通莱波波形干涉特征来判断渗透率的高低，任何有效的裂缝都将在地层中产生一个声阻抗界面，从而造成斯通莱波在裂缝面处的反射和干涉。还可以根据斯通莱波传播速度判断渗透率的高低，斯通莱波速度直接受到地层切变模量的影响，而切变模量又与地层渗透率有着密切联系，可用来计算渗透率值。

电成像测井资料对裂缝类型识别具有较强优势，还可以对裂缝参数进行定量和半定量的计算。由于裂缝产生的原因及发育关系非常复杂，仅仅依靠电成像测井资料分析裂缝的形态并计算裂缝的有关参数不全面，还需要结合常规仪器测井、岩心裂缝观测及破裂实验等综合分析。