偶極子聲波測井技術在壓裂評價中的應用

彭文耀（湖北省潛江市 江漢石油工程有限公司測錄井公司，湖北 潛江 433123）

偶極子聲波測井技術在壓裂評價中的應用

彭文耀（湖北省潛江市 江漢石油工程有限公司測錄井公司，湖北 潛江 433123）

在油田開發過程中，有些低滲透性的區域為了提高產量，大部分油井需要對地層進行壓裂施工改造來提高儲層的滲透特性。偶極子聲波測井技術可以通過對比壓裂前后的波形的衰減和形狀的變化，以及橫波的各向異性壓裂前后對比分析，可以確定壓裂的造縫高度和壓裂效果檢測

滲透性；偶極聲波；各向異性分析；壓裂檢測

隨著油田的開發利用，偶極子聲波測井評價技術應用越來越廣泛，其中在頁巖氣開采技術中用來指導和檢測壓裂施工尤為重要，利用偶極聲波的橫波各向異性分析，可以確定壓裂的造縫高度和壓裂效果。

1 各相異性分析

在實際工作中，大多數的地層是各向異性的，這也表明大多數巖石當聲波從不同的方向傳播時的速度是不一樣的且表現出不同的聲波特性。各向異性的來源多數為構造的應力變化和裂縫性地層，地層的各向異性特性對指導我們進行鉆進和壓裂等施工和設計非常重要。偶極子聲波測井是一種利用擾曲波來模擬橫波的測井技術，在各向異性地層，橫波在傳播的過程中會分裂為快橫波和慢橫波，快慢橫波的速度之間變化能反應地層的各向異性特性，且快橫波的方向與地層的各向異性方向相關；除了地應力不均衡導致的地層各向異性之外，裂縫性地層也是聲波各向異性產生的原因之一，在偶極子聲波測井上表現為縱橫波和斯通利波由明顯的衰減或滯后現象，且聲波各向異性表現明顯，根據裂縫的類型、發育情況以及填充物的不同在聲波的表現形式也有不同，根據聲波計算出來的各向異性方向與裂縫的走向也有一定的相關性。

2 偶極子聲波對壓裂裂縫的識別與分析

對于人工誘導壓裂縫用聲波測井信息評價裂縫的第一步是根據聲波測井響應的異常來判斷裂縫的存在。然后是對裂縫的類型、發育情況、走向、填充物等具體情況進行分析和說明。聲波波形的衰減和聲波全波列變密度圖上的“V”形反射條紋來定性地識別裂縫。如下圖1所示

圖1 壓裂前后單極波形對比圖

第二步就是對裂縫的有效性進行分析，當裂縫走向與最大水平主應力方向一致或角度相差小于30度時,人工誘導裂縫能將滲濾通道的作用發揮最大化,這個時候我們認為裂縫系統的有效性最大,反之如果當裂縫走向與最大水平主應力方向角度較大或垂直時,裂縫的滲濾通道作用將大為降低,因此裂縫的有效性也大為降低。正是由于這個原因，所以對人工誘導裂縫的形態進行有效性分析就顯得非常必要，當裂縫發育的井段以及裂縫的類型為垂直于井身即水平裂縫時，偶極聲波測井資料表現為水平層理地層和水平裂縫縱波衰減明顯,因為縱波的傳播方向和質點振動方向與井軸處于平行方向,當低角度裂縫時，縱波的傳播會受到裂縫的影響而發生不同程度的衰減且衰減程度受裂縫的角度和發育程度影響。橫波的傳播方向沿井軸傳播，但是其質點振動方向垂直與井軸，當高角度裂縫或者垂直裂縫發育時，橫波的衰減幅度大幅增加且各向異性將變得更加明顯。

3 實際應用效果分析

對某井進行壓裂效果分析，得到壓裂前后各向異性分布圖，圖2是壓裂前后地層的各向異性對比圖。

圖2

由圖中可以看出1451—1463米井段，壓裂前地層各向異性較弱，且方向一致，壓裂后各向異性大小發生改變，呈低—中強度變化，而且方向也連續變化，體現出壓裂后在1451—1463米井段內產生的壓裂縫多為中—低角度壓裂縫。1442—1451米井段和1463-1479米井段，壓裂前地層各向異性較弱，且方向一致。壓裂后各向異性發生變化，呈高強度變化，表現為方向基本一致。體現出壓裂后產生的壓裂縫為呈180度對稱單一高角度壓裂縫。另外從圖中可以看出，在1442米到1479米井段之間各向異性發生明顯變化，通過對比頻散圖確定該井段為壓裂造縫高度。

4 結語

偶極子聲波測井技術在油田勘探開發過程中廣泛應用，尤其在頁巖氣開采技術指導和檢測壓裂施工方面應用前景廣闊，通過對比壓裂前后的各向異性分析，可以檢測壓裂高度和壓裂效果。

[1]高艷玲等著，過套管偶極子聲波測井資料評價壓裂縫高度國外測井技術2012.03.

[2]董經利，多極子陣列聲波測井資料處理及應用，測井技術，2009，4.

[3]賴富強等著，利用多極子陣列聲波測井預測地層破裂壓力，勘探地球物理進展，2007，02.