常規測井識別裂縫研究綜述

王瑞雪

(東華理工大學 核工程與地球物理學院，江西 南昌330013)

0 引言

裂縫的發育可以使變質巖、巖漿巖、碳酸鹽巖和泥巖等幾類重要的巖石都能成為儲層，在深層的低滲透砂巖儲層中發揮重要的作用。 裂縫不但是重要的流體滲濾通道，也是流體的儲集空間。據統計,我國已探明的低滲透油藏儲量約占全國總探明儲量的23%,其中87%為低滲透砂巖油藏,有裂縫發育的約占低滲透油藏總儲量的40%[1]。 隨著石油工業的飛速發展和對能源的巨大需求, 裂縫性儲層在油氣勘探和開發中已經不斷顯示出其重要性,因此，準確的識別分析裂縫性儲層的裂縫產狀和分布規律, 對于有針對性地高效開發這類油藏有著極其重要的意義。

1 裂縫識別技術

裂縫（這里泛指孔隙、裂縫及孔洞）分布復雜、規律性差，因此觀測、探測手段以及研究方法受到限制。 目前，識別裂縫最直接的方法就是鉆井取心， 它可以直接觀察裂縫發育情況[2]。 但其缺點主要為：一是，成本太高，不可能每口井都大段取心；二是，裂縫發育方位歸位不確定；三是，受裂縫影響，所取巖心極易破碎，很難有效利用。

1.1 常規測井方法識別裂縫

與鉆井取心相比，常規測井資料在油田勘探開發階段被普遍應用并有一定的優勢。 根據測井序列對裂縫的響應程度的不同，一般識別裂縫的常規測井資料有聲波測井、電阻率測井、核測井等。

目前，常規測井的分辨率較小且測井響應易受其他條件如充填物、泥漿、溶蝕等因素的影響使得常規測井的有效性還不足以使之成為裂縫性儲層評價可靠的數據資源。

1.2 成像測井方法識別裂縫

從測量原理來看，成像測井井下儀器主要有四類：電成像、聲成像、核磁成像和井下光學照相[3]。 與常規測井相比成像測井資料有其獨特的優勢，它可以以直觀、形象、清晰的展示出井壁二維空間的地質特征，但是，目前成像測井在應用中也存在諸多難以解決的問題，如實驗數據缺乏，模式信息不夠豐富，地質特征識別的多解性等。

2 國內外研究現狀

裂縫性儲層的研究和開發在國內外有著悠久的歷史，國外對裂縫性儲層裂縫識別及其定量評價方面具有較深的研究，國內對裂縫性儲層的研究也有新的進展。 概括起來，國內外對儲層裂縫的識別研究經歷了以下歷程：

早期裂縫識別方法主要有:微電導率重疊對比曲線法、雙直徑井徑曲線法等，如，1977 年,貝克(Beck)[4]等人開始研究用測井方法識別裂縫，并發表了比較系統的資料。1953 年，洪有密[5]以測井為基礎，利用地層傾角測井方法來識別裂縫。20 世紀90 年代，隨著計算機的推廣，閻新民建立了應用計算機研究噶爾盆地火山巖裂縫的一套完成系統，1999 年，孫建孟[6]等人利用常規測井資料和地層傾角資料為基礎，采用曲線變化率法、孔隙結構指數法、視地層因素指數法等方法對青海柴西地區裂縫識別進行研究。 21 世紀初，在研究常規測井對儲層裂縫識別的基礎上，又研究出一些新的方法來對裂縫進行識別和評價，2001 年王越之[7]等人將FMI 測井資料和常規測井資料相結合來計算裂縫孔隙度值, 并對裂縫橫向上的分布規律進行了研究分析。 2006 年，申輝林等人利用BP 神經網絡、李雪英等人將濾波算法和窗口掃描技術相結合識別裂縫[8]。 2007 年，申輝林，高松洋利用交叉偶極聲波資料對地層裂縫進行研究[9]，同年，高霞等人利用地層微電阻率掃描測井、人工神經網絡技術等方法對裂縫進行識別分析。2008 年劉莉莉等[10]利用聲波時差(AC)數據與其它測井資料,運用分形幾何中的變尺度分析技術,預測儲層的天然裂縫分布,并探討了裂縫發育程度與油井初期產能的關系。 2009 年，鄧模等人通過巖心觀察及成像資料與常規測井曲線對比對碳酸鹽巖儲層裂縫進行了研究， 并總結出了幾種常規測井在裂縫發育段的響應特征，并在該類儲層的典型層段進行應用。2009 年張文靜[11]利用雙樹復小波分析了常規測井和聲波全波列測井的裂縫響應特征。 2010 年，鄭軍，劉鴻博[12]等人在對研究區阿曼五區塊Daleel 油田儲層地質特征分析研究的基礎上，利用常規測井裂縫識別模式對儲層裂縫進行識別，將有效裂縫分離出來。 2011 年，肖大志[13]利用小波多尺度分析方法提取聲波時差測井高頻信號, 結合自然伽馬測井(GR)、中深感應測井(ILM、ILD)等常規測井資料識別出裂縫發育層段。

近幾年隨著計算機的快速發展和對數學理論基礎的深入研究很多學者將常規測井與數學方法相結合進行裂縫識別,如，2012 年3 月林纓，李學平[14]建立了基于有限元的結構多位置裂縫的識別方法，通過損傷靈敏度矩陣識別結構裂縫所在的單元位置并確定裂縫的深度，有效的提高了裂縫識別的精度。 2012 年9 月，吳斌[15]等人利用蟻群算法對東部某碳酸鹽巖油藏裂縫進行識別和預測，取得了較好的成效。 2013年，師興輝[16]等人將R/S 分析法與聲波時差等常規測井資料相結合來識別裂縫的發育，并預測四川盆地的MB1 井，取得了與成像測井資料基本一致的結論。

3 結論

在未進行成像測井的井中, 常規測井資料是進行井中裂縫識別的唯一手段,具有重要的研究及應用價值，通過前人研究,常規測井三孔隙度曲線,雙側向電阻率曲線,井徑曲線等均對裂縫具有一定響應，但運用常規方法識別裂縫得到的裂縫響應特征往往不夠直觀、明顯。

目前,研究裂縫的方法很多,每一種方法都有特定的原理和應用條件,單一的方法很難正確地識別和預測裂縫。將地質學、地球物理學、數學、計算機等方法相結合,才能有效的識別和預測裂縫。

綜上所述，一般通過常規測井和非常規測井(成像測井、交叉偶極測井等)來對裂縫的識別和裂縫性儲層的評價進行研究。 裂縫性儲層的儲集空間類型的多樣性和復雜性，目前很難準確的進行裂縫識別和裂縫性儲層的評價，通過測井數據濾波來全面、準確的研究裂縫參數及裂縫性儲層評價的理論和方法尚不成熟，有待進一步研究發展。

［1］高霞，謝慶賓.儲層裂縫識別與評價方法新進展[J].地球物理學進展，2007，22（5）：1460-1465.

［2］趙良孝.碳酸鹽巖儲層測井評價技術[M].北京：石油工業出版社，1994.

［3］張厚淼，孫建，孟王敏.裂縫性儲層測井評價綜述[J].內江科技，2010（5）：29-30.

［4］貝克，等.南得克薩斯白堊紀裂縫性碳酸鹽巖儲集層的評價[J]//石油測井譯文集，1981，8.

［5］洪有密.裂縫識別測井[J].測井技術，1983（1）：95-98.

［6］孫建孟，劉榮，梅基席，等.青海柴西地區常規測井裂縫識別方法[J].測井技術，1999，23（4）：268-272.

［7］王越之，田紅.常規測井與FMI 測井資料相結合研究儲層裂縫[J].斷塊油氣田，2001，8（5）：30-32.

［8］申輝林，高松洋.基于BP 神經網絡進行裂縫識別研究[J].新疆石油天然氣，2006，2（4）：39-52.

［9］申輝林，高松洋.交叉偶極聲波資料地層裂縫評價[J].石油地質與工程，2007，21（1）：25-27.

［10］劉莉莉，趙中平，李亮，等.變尺度分形技術在裂縫預測和儲層綜合評價中的應用[J].石油與天然氣地質，2008，29（1）：31-37.

［11］張文靜.小波多尺度分析方法識別儲層裂縫[D].東營：中國石油大學（華東），2009.

［12］鄭軍，劉鴻博，周文，鄧虎成.阿曼五區塊Daleel 油田儲層裂縫識別方法研究[J].測井技術，2010，34（3）：251-256.

［13］肖大志.基于常規測井資料小波多尺度分析的裂縫識別方法[J].工程地球物理學報，2011，8（2）：216-221.

［14］林纓，李學平.結構多位置裂縫識別的有限元方法[J].南京師大學報，2012，35（1）：39-45.

［15］吳斌，唐洪，等.利用蟻群算法識別及預測碳酸鹽巖裂縫的方法探討[J].重慶大學學報，2012，35（9）：131-138.

［16］師光輝，等.結合變尺度分析方法和常規測井資料識別裂縫的發育[J].石油儀器，2013，27（1）：49-52.