自然電位測井技術對礦物儲層裂縫敏感性分析

李 岳

（山東省煤田地質局第二勘探隊，山東 濟寧 272000）

自然電位測井技術的主要原理是測量礦物儲層中的自然電場。當礦物儲層中的溶液離子與泥漿中的電離子發生交換時，礦物儲層中的自然電場會出現異常，因此礦物儲層存在自然電位分布，以此為分析依據判斷出礦物儲層裂縫敏感性[1]。

1 基于自然電位測井技術對礦物儲層裂縫敏感性分析方法

由于礦物儲層的巖石性質多以變質巖為主，而且變質巖的基質滲透性較好，礦物儲層的裂縫在發育生產過程中不易被泥質砂巖填充，井段空隙較大且井道較寬，因此礦物儲層的溶液中的離子和泥漿中的電離子容易發生交換，自然電位響應特征表現較明顯，也就是自然電位異常幅度非常大，由此可以分析出裂縫敏感性良好；反之，在裂縫敏感性較差的礦物儲層中，由于礦物儲層的巖石空隙度較低，且巖石滲透性較差，儲層中的溶液的電離子與泥漿中的電離子發生交換較少，礦物儲層中的自然電位響應特征不明顯，說明該井段裂縫敏感性較低，不會存在有效裂縫[2]。因此，在測井過程中發現自然電位異常特征明顯，說明測井內裂縫敏感性良好，存在有效裂縫。

自然電位測井技術對于礦物儲層裂縫敏感性的分析過程中，主要會產生擴散電動勢Ed、擴散吸附電動勢Eda、過濾電動勢Eg三種電勢，根據礦物儲層的自然電位特征從而分析評價出裂縫敏感性，裂縫敏感性為負數說明礦物儲層裂縫為有效裂縫，即礦物儲層為有效儲層；反之裂縫敏感性為正數低說明礦物儲層裂縫為無效裂縫，即礦物儲層為無效儲層。自然電位測井技術對礦物儲層裂縫敏感性分析過程如下。

在對礦物儲層裂縫實際測井中，礦物純砂巖層的自然電位只要就是礦物儲層自然電場的總電動勢，在測井分析中用公式表示如下：

公式（1）中，Vssp表示礦物儲層的靜自然電位，Ed表示礦物儲層的擴散電動勢，Eda表示礦物儲層的擴散吸附電動勢，K表示礦物儲層的自然電位系數，K的取值取決于礦物的鹽溶液性質和儲層平均溫度，Rmf表示礦物的鹽溶液濃度，Rw表示礦物儲層平均溫度。

圖1 礦物儲層裂縫剖面圖

在實際自然電位測井過程中，由于礦物儲層的砂巖滲透性比泥巖的滲透性要好一些，所以礦物儲層的擴散吸附電動勢和過濾電動勢可以忽略不計，擴散電動勢對裂縫敏感度起主導作用。

在礦物儲層裂縫剖面中（見圖1），以泥巖為基線，當Ed＞K時，在自然電位曲線上會出現裂縫敏感性負異常現象，則出現負異常的礦物儲層可認為存在有效裂縫。

2 實驗

2.1 實驗過程

根據某礦區地質勘探資料顯示，該礦區地質構造斷裂帶整體走向為東高西低，礦物儲層在地下1682m～1935m處，且地層厚度為361m～436m，平均厚度為394m，該礦區巖石碳酸鹽化強烈且普遍碎裂，礦層的孔隙度為6.49%～7.94%，礦物儲層滲透性為0.19%～1.35%，由于該礦區礦物儲層發育完全依賴于裂縫敏感性。

據統計該礦區的裂縫組系近西北向為主，共存在162條巖心裂縫，占礦物儲層裂縫（有效裂縫）的65%，106條部分填充裂縫（無效裂縫）占裂縫總體的31%，還有53條為未填充裂縫（有效裂縫），占裂縫總體數量的4%，礦物儲層共有321條裂縫。

2.2 結果分析

將下表為基于自然電位測井技術對礦物儲層裂縫敏感性分析方法的分析結果。

表1 兩種分析方法實驗結果

從表1可以明顯看出，此次提出的方法可以精準的分析出礦物儲層裂縫的敏感性，其中無效裂縫敏感性分析結果與實際情況相差較大，存在4.4%的分析誤差，而對巖心裂縫和未填充裂縫的敏感性分析結果的準確性較高，都在97%以上；而傳統分析方法在此次實驗中的準確性評分未超過90%，最低達到82.4%，實驗證明了自然電位測井技術對礦物儲層裂縫敏感性的分析具有良好的準確性。

3 結語

自然電位測井技術目前已經被廣泛應用的礦物儲層的有效識別中，能夠精準的分析出礦物儲層的裂縫敏感性，為后期礦物儲層厚度、礦層儲量核算以及礦物挖潛提供了科學的分析依據，同時也為礦物的開采具有重要的指導意義，有效推動了礦產工業經濟的快速發展。