碳酸盐岩储集层评价

第一节 碳酸盐岩储集层的基本特征
1、主要矿物
方解石、白云石、硬石膏、石膏、岩盐
2、碳酸盐岩储集空间的基本类型
孔隙、裂缝、穴洞
◆
砂泥岩储集层的孔隙空间：以沉积时就存在或产生的 原生孔隙为主。
◆
碳酸盐岩储集层：以沉积后在成岩后生及表生阶段的改造
过程中形成的次生孔隙为主。
上述三类储集空间从成分及分布上看是相互制约、 相互关联的。如洞可在孔和缝的基础上不断发生和发
b、FMS（orFMI)识别裂缝 钻井诱生裂缝 构造裂缝 天然裂缝
开启裂缝：在FMI图像上显示为低阻黑色特征。
闭合裂缝：在FMI图像上显示为浅色线条。
收缩裂缝：在FMI图像上显示为黑色特征，大部分 呈树枝状特征，延伸较短，短线的角度较高，细而 弯曲，且极不规则，一般不具有正弦波状特征。
非构造裂缝
缝合线：在FMI图像上显示为低阻黑色的近似正 弦的曲线，缝合面成锯齿状。
1、孔隙型储集层
储集和渗滤空间：以各种孔隙为主，裂缝的作用很小。 一般与孔隙型砂岩储集层类似，但具有更大的非均匀性。
2、裂缝型储集层
在致密碳酸盐岩中因发育了较多的裂缝而形成的储集层。 其基岩块孔隙度很低，基本无储、渗价值。其储集空间和渗滤 通道主要由裂缝贡献，因此只有当储集层厚度较大、裂缝很发 育且延伸较远时，才能成为有工业价值的储集层。 根据裂缝组系状况的不同，再细分为：
c.电阻率成像测井原理
硬石膏(高电阻)
泥 岩(低电阻) 砂岩(中等电阻) 石灰岩(高电阻)
地层中不同的岩石（泥 岩、砂岩、石灰岩）、流体 ，其电阻率是不一样的，通 过测量井壁各点的电阻率值 ，然后把电阻率值的相对高 低用灰度（黑白图）或色度 （彩色图）来表示，那么， 井壁就可表示成一张黑白图 象或彩色图象。
a、纵波△tc反映水平裂缝好，对垂直裂缝反 映差。 b、横波时差△ts比纵波时差△tc受裂缝影响 大，所以当△tc不变，而△ts增大 裂缝带。
3、放射性测井 （1）地层密度 密度仪探测器正好与张开裂缝相接触 时使ρb 若为重结晶泥浆，且井壁规则，则裂 缝段的△ρ具较高的正值，故参考井径曲 线，用△ρ可定性指示裂缝。
2、声波速度测井 声波时差△t:对地层岩性及孔隙度都有良好 的显示。裂缝对△t影响除取决于裂缝的宽度外， 更主要地受裂缝产状的影响。当声波传播时，按 最短时间选择声程，传播过程中将尽可能绕过裂 缝，因此△t对高角度裂缝反映好。如果遇到大的 水平裂缝时，使滑行波首波衰减过大，接收器只 能靠后续波触发产生的脉冲输出，导致△t增大并 伴随有周波跳跃现象（气层、泥浆气侵也会产生 周波跳跃现象）。
•
用自然伽马时间推移 测井也能识别裂缝。右图 是任丘油田某井两次测量 的自然伽马测井曲线。从 图中看出，第一次测量裂 缝性油层是低自然伽马异 常，开采一段时间后，该 层被水淹，水中溶解的铀 元素沉积在裂缝中，导致 第二次测量时，该层是高 自然伽马异常，指示为裂 缝。
4、井温 如果你将温度低于地 层温度，因为泥浆侵入 裂缝将引起该处地层温 度的变换，使得温度梯 度受开裂缝的影响产生 低温异常。但注意不要 将这种现象与天然气所 引起的温度下降相混淆。 除井壁图像、井温外， 还有其他一些测井方法， 如电缆地层测试资料等， 目前应用实例较少，这 里从略。
1、排除五种非渗透层 致密层：R>2000Ω*m,Φ视<1%,FIL或TPL无裂缝显示， VDL图条纹清晰，黑白反差很强，纵横波声幅无衰减（不 扩径处）：低GR。 泥质层：高GR、SGR、U、K、TH，低R,高△t,TPL与 ΦN。泥质层自然放射性不高，中子孔隙度高，密度小， 时差高，与储集层特征时分类似，所不同者主要在于电 阻率偏高。 硬石膏层：电阻率很高，Pe值高，密度值高于石灰 岩和白云岩，接近2.98g/cm3，各种测井视孔隙度均接近 于自然伽马值很低。 盐岩层：较高R，扩径严重，低GR，浅探测曲线受到 扩径影响大，使测井值接近泥浆影响值。
图为水槽模拟实验结果：反映裂缝倾角与 双侧向电阻率关系，实验表明： 当裂缝倾角为45°时： 双侧向呈最大负差异（RLLD<RLLS） 当裂缝倾角为90°时： 双侧向呈最大正差异（RLLD>RLLS） 低角度裂缝： 双侧向值为负异常 高角度裂缝： 双侧向值为正异常。
0°
RLLS> RLLD
2 2°
裂 缝 倾 斜 角 6 7 . 5°度
(a) 4极板倾角仪
◆每次下井调试测得9条曲线：
4条微电导率曲线FC~FC4（4个互成90°的极板） 井斜角DEVI 井斜方位角AZIM 1号极板相对方位角RB 相互正交的两条井径曲线C1，C2。 目前判断裂缝主要用FC1~FC4及C1、C2曲线。方位角曲 线可以判断裂缝的发育延伸方向。 ◆由于是极板型仪器，所以只有当极板位于裂缝上 时才能由电阻率下降来判断裂缝。
主要指标 二级板 四级板 0.27 <2.5cm 40% 八级板
测井最大井斜
电极直径（in） 纵向分辨率 一次下井井眼覆盖率
70°
0.2 <2.5cm 20%
90°
0.16 5mm 80%
地层微电阻率扫描测井仪的主要优点是能提供井 壁附近地层的电阻率随深度变化的图像，其外观类似 于岩心剖面，具有极高的垂向分辨率和井眼覆盖率， 可用于识别裂缝、分析薄层，进行储层评价以及沉积 相和沉积构造方面的研究，在探测复杂岩性、裂缝性 气藏方面具有独特的优势。
（b）裂缝识别测井（FIL）
◆对倾角仪测得到4条电阻率曲线FC1、 FC2、FC3、FC4，将相邻两极板的电阻率 曲线进行叠置，根据重叠曲线的幅度差 的大小来判断裂缝存在的可能性，并在 有幅度差的地方涂上黑色。
■该井在钻3328m时
发生井漏（电导率增 大）。由图可知，各 极板遇到裂缝的深度 的深度依次为 3238.76m、3239.3m 3239.36m、 3238.81m,裂缝段在 井壁上延续长度约4m。 ■缺点：FIL常因 倾斜较大的薄层、条 带或砾石层等沉积特 征的影响（使曲线有 幅度差），使涂上黑 色的区域不一定都是 由裂缝引起。
第二节 裂缝性储集层的测井响应特征
1、电阻率测井
裂缝的显著特征：低电阻率 裂缝在电阻率测井曲线上的响应 取决于裂缝的产状（倾角与方位）、 裂缝的宽度与长度（纵向或径向）、 裂缝中的充填物（胶结物、泥浆滤 液、地层流体等）以及泥浆侵入深 度等因素。图为由地层、井眼及裂 缝网络组成的导电系统的俯视图 （从井口向井底方向看）。
展形成。缝往往又可在孔和洞的背景下发展成裂缝孔洞网。因此，在碳酸盐岩储集层中，以上三类储集 空间常常同时存在，但往往以某一种起主导作用。 由上可知，与碎屑岩储集层相比较，碳酸盐岩储 集层具有储集空间类型多、次生变化大、分布上的复
杂性和严重的非均质性等特点。
3、储集层按孔隙空间类型的分类
不同的学科从各自的研究目的和研究手段出发 而采用的分类方法。 从测井评价储集层来说，可将碳酸盐岩储集层 分为四种类型： 孔隙型 裂缝型 裂缝-孔隙型 裂缝-洞穴型
1）高角度裂缝型储集层
2）低角度裂缝型储集层 3）网状裂缝型储集层
3、裂缝-孔隙型储集层 在岩石具有一定有效孔隙的基础上，又被各种裂 缝切割所形成。其主要储集空间是基岩块的孔隙，其 主要的渗滤通道是裂缝。 裂缝-孔隙型储集层一般可成为较好的生产层，既 能稳产，又能高产。 4、裂缝-洞穴型储集层 在裂缝型储集层的背景上，由于地下水的溶蚀作 用，又产生了很多洞穴，形成的储集层。 其基岩块孔隙度很低且孔径也很小，不具有工业 价值，其储渗作用主要靠裂缝和洞穴（洞穴是主要的 储集空间，裂缝是主要渗滤通道）。
（３）地层微电阻率扫描成像测井（FMS、FMI）
a、地层微电阻率扫描仪的发展简况、技术指标和主要优点斯 伦贝谢测井公司经过十年努力，于八十年代在地层倾角测井仪的基 础上，研制出地层微电阻率扫描测井仪（Formation Microscanner Service),简称FMS。经过十年的发展，地层微电阻率扫描仪有了长 足进步，由原来的两极板、54个电极的FMS仪，发展到四极板、96 个电极的FMS，最后发展到现在的八极板、192个电极的全井眼地层 微电阻率扫描仪（FMI）。它们主要的技术指标是：
井径曲线：
裂缝在井径上的显示常表现为： （ａ）在压实地层处井径变小，只是因 为有泥饼形成的缘故。 （ｂ）如果钻井或地应力的释放引起裂 缝带的井壁垮塌，则引起井径扩大。这种井 径变化在倾角测井的井径上的显示比双臂井 径仪的显示效果更好。同时，因扩径的方位 往往代表裂缝发育的主方向，所以根据方位 角曲线及其它资料即可得知裂缝产状。
（C）电导率异常检测程序DCA
◆
为了解决FIL的这一缺点，设计了电导率异常检测程 序ＤＣＡ，以专门搜索那些非地层因素所引起的电导 率异常（可能是裂缝带）。程序处理时采用以下三个 条件进行判断： （ａ）电导率值＞某一值（门槛值） （ｂ）各电导率之间的幅度差＞某一值（门槛值） （ｃ）反映电导率异常的深度段＞某一值（门槛值） 上述三者同时成立时，就认为满足裂缝性电导率异常。 其中三个门槛值由解释人员根据地区情况确定。 图５－６电导率异常检测程序处理成果图（任丘）。
高阻 低阻
溶洞(低电阻)
ห้องสมุดไป่ตู้
可直观显示井壁地层的微细变化，识别裂缝和孔洞，定量计算孔洞缝参数
不 同 储 集 类 型 的
FMI
孔洞: 分散的暗色斑点或不 规则的斑状和条带状。
成 像 图
裂缝: 非均匀暗色色板, 呈正弦曲线分布。
微细裂缝
在成像图上的低角度裂缝
裂缝与层理的区别
切 割 层 面 的 高 角 度 裂 缝
长江大学地球科学学院
第五讲
碳酸盐岩储集层评价
裂缝性储集层评价
世界上许多高产油气藏都是来自碳酸盐岩储集层， 而裂缝是碳酸盐岩储集层的重要渗流通道和储集空间。 与前面介绍的砂泥岩储集层相比，裂缝性储集层具有 明显不同的地质特征，如非均质性、各向异性等，大 大增加了油气勘探的难度。因此，天然裂缝性储集层 的研究与评价成为石油地质家和测井分析家十分感兴 趣的研究对象，并逐渐形成了一套有别于砂泥岩剖面 的专门的勘探技术和测井评价体系。 本章重点讨论裂缝在主要的、有代表性的测井曲 线上的响应特征以及根据测井资料综合判断裂缝和定 量评价裂缝的方法。
（2）光电吸收截面Pe 重晶石的Pe值极高，所以若为重晶石泥浆钻 井，则可探测泥浆侵入的裂缝，裂缝处Pe值增大。 （3）自然伽马测井 一般质纯的致密岩石在构造运动中容易产生 裂缝，所以裂缝带的GR值较低（以往识别裂缝的 条件之一）。 特殊：在某些地区，由于裂缝层段的地下水 的活动很活跃，地下水中溶解的铀元素被离析， 并沉积在裂缝周围的壁上，造成铀元素富集。常 规自然伽马测井与自然伽马能谱在裂缝带出显示 出铀含量的增加。
裂缝性油气层井段： RLLD>RLLS(正差异) RMSFL<RLLD、RLLS
无裂缝井段： RLLD、RLLS、RMSFL 基本无异常
双侧向—MSFL测井对裂缝的影响
(2)地层倾角测井（倾角仪有多个极板， 本节为4个）
◆ (a)4极板倾角仪 ◆ (b)裂缝识别测井（FIL） ◆ (c)电导率异常检测程序DCA
第三节裂缝性储层评价
一、应用测井资料划分裂缝性储集层 1 划分非渗透性特殊岩段 2 寻找相对低电阻率层段 3 寻找具有一定孔隙度的底层 4 寻找有裂缝发育段 二、裂缝性储集层评价 1 裂缝的定量描述 2 裂缝性储层参数的定量计算
一、裂缝性储集层的划分 具体划分方法：一般式先找出低阻和高孔隙 度显示，然后再剔除GR相对高的含泥质地层，则 其余即为渗透性地层；也可以先找出非渗透性致 密层段，然后再从中找出高孔隙、低电阻显示的 渗透层。储集层截面主要以分层能力较强的曲线 为准。 可概括为四个步骤：
4 5°
8 0°
9 0°R L L S < R L L D
微电阻率测井（RMSFL、RPL、RML）为极板型仪器。 所以测得曲线值具有方向性，只有当极板贴在裂缝上 时，才能反映出裂缝。 井径：在裂缝方向上往往有扩径现象而形成椭圆 井眼，增大了微电阻率测井探测裂缝的机会。且因其 探测深度小，故受裂缝影响大。
（1）双侧向测井（RLLS、RLLD） 在孔隙性地层（淡水泥浆情况下）： 油层：RLLS<RLLD（低侵） 水层：RLLS>RLLD（高侵） 在裂缝性地层：泥浆侵入较深（超过RLLD探测深度），使
得RLLS、RLLD幅度差与地层的原始流体性质无关，而主要取决
于裂缝的产状（裂缝的倾角）。
RLLD RLLS