利用測井方法綜合評價砂礫巖儲層裂縫有效性

翟 艇

(遼河油田公司 勘探開發研究院，遼寧 盤錦 124010)

隨著近年來勘探程度的逐漸深入，勘探對象也從常規儲層逐漸向非常規儲層轉變，低孔低滲的砂礫巖儲層等非常規儲層成為了炙手可熱的增儲目標[1]。遼河油田砂礫巖儲層分布范圍廣，規模大，近五年來累計上報控制、預測兩級儲量上億噸，儲量占比平均79%，是近年來的重點勘探目標。砂礫巖儲層具有沉積厚度大、相帶變化快、巖性復雜、低孔低滲、非均質性強等特點[2]；其儲集空間類型多樣，既有孔隙也有裂縫，通常以裂縫-孔隙型為主。遼河油田興隆臺潛山帶中生界礫巖儲層的主要儲集巖為花崗質礫巖(陳**井，3 761.70 m)和砂質礫巖兩類(興**井，2 471.31 m)，主要儲集空間為構造成因的裂縫、破碎粒間孔(陳**井，3 761.70 m)及溶蝕改造作用形成的溶孔、溶蝕縫(興**井，2 471.31 m)。根據本區中生界314塊巖心分析物性統計結果，砂質礫巖巖心分析孔隙度主要分布在2.7%～9.1%，平均6.4%，滲透率主要分布在0.024～1.5 mD，平均0.68 mD，屬于特低孔-特低滲儲層。對于低孔低滲的這一類砂礫巖儲層，裂縫是滲流通道，可以改善儲層滲流能力，有效裂縫的存在很大程度上提高了儲層的儲集性，因此有效裂縫的識別是裂縫評價中的首要內容。目前用于裂縫識別的測井方法包括常規測井識別法以及特殊測井識別法。前者主要是借助對裂縫反應敏感的常規測井曲線[3]，這種常規曲線識別法容易受到區域電阻率背景值、裂縫發育程度、產狀等因素控制，因此，在有特殊測井系列的地區首選特殊測井識別法。本文借助Techlog測井解釋軟件中的聲電成像解釋模塊，利用綜合性的方法來判別儲層裂縫的有效性。

1 原理簡介

1.1 電成像測井裂縫識別

目前國際上較為成熟的微電阻率成像測井儀包括斯倫貝謝的FMI、哈里伯頓的EMI、貝克的STAR等，這些儀器的測量原理基本相同，只是儀器的結構不同。在測井過程中，儀器借助液壓系統，使極板緊貼井壁，極板和測量電極向地層發射同極性電流，使極板對測量電極的電極起著聚焦作用。電流通過井筒內鉆井液和地層構成的回路回到儀器上部的回路電極，由于極板測量電極電位是恒定的，回路電極離供電電極較近，所以測量電極的電流大小反映井璧附近地層的電阻率大小。當地層中巖性、物性、含油性發生變化引起電阻率發生變化時，測量電極的電流也隨之變化。以FMI為例，通過掃描測量192個測量電極電流的變化，然后進行特殊的圖像處理，就可以把井壁附近各點之間電阻率變化轉變成反映井壁電阻率變化的黑白或彩色圖像。借助Techlog測井解釋軟件中的電成像處理模塊，根據不同裂縫的圖像特征，通過人機交互可以完成有效裂縫的拾取[4]。以研究區陳**井為例，高導縫由于被低阻鉆井液填充而在FMI圖像上呈現深色的正旋曲線特征，高阻縫由于被高阻物質填充而呈淺色正旋曲線形態，而在鉆井過程中由于應力釋放產生的鉆井誘導縫沿井壁以對稱的方式呈羽狀排列(見圖1)。

1.2 斯通利波裂縫識別

斯通利波是一種低頻的制導波，沿著井壁以類似于“活塞”運動的形式傳播，裂縫的存在會使得斯通利波的速度降低，能量產生衰減，同時在裂縫處會產生上、下行反射波而出現“人”字型反射特征。通過Techlog軟件的斯通利波處理模塊，可以對聲波全波列中的斯通利波進行提取，通過軟件內置模型計算出反射系數以及衰減系數，從而進行有效裂縫識別[5]。以馬**井為例(見圖2)，該井在3 950～3 960 m 處斯通利波時差出現升高，由模型擬合的反射系數低于實際測量系數(排除了由層界面及擴徑造成的衰減)，同時出現“人”字型反射形態，對應衰減系數升高，由此可以判定在該層段內存在有效高導縫。

1.3 交叉偶極聲波裂縫識別

斯倫貝謝公司的偶極橫波成像測井儀(DSI)是最早的交叉偶極陣列聲波測井儀，儀器主要由發射器、隔聲體、接收器以及數據采集電路四部分組成，儀器包含六種工作方式，實際測井時往往選擇縱、橫波模式、斯通利波模式以及一種偶極模式。當地層存在各向異性時，橫波會分裂成快、慢橫波而被儀器接收到。地應力、裂縫、頁巖地層都會造成地層的各向異性，此時需要借助快、慢橫波頻散圖，當快、慢橫波交叉時，可以斷定是應力造成的各向異性，而當快、慢橫波平行時，還需要借助微電阻率成像資料進行裂縫的判定。Techlog軟件內置的橫波各向異性分析模塊可以提供多個表征各向異性的參數，包括橫波最大最小能量差、時差、時間各項異性曲線。以馬**井為例(見圖3)，該井在3 590～3 610 m處出現明顯的最大最小能量差值，并且橫波時差、時間各項異性曲線高值明顯，證實此段內各向異性明顯，并且根據電成像結果，此處發育有多條高導縫，因此斷定此層段內確實發育有有效天然裂縫。

2 綜合方法判別裂縫

根據上述分析可知，利用單獨方法識別裂縫都存在一定的局限性，因此本文提出在多種測井方法基礎之上利用綜合性的方法來判別儲層裂縫的有效性，即綜合考慮多種特殊測井資料結果，形成有效裂縫綜合判別標準，如表1所示。以研究區的馬**井為例進行說明，從斯通利波處理結果來看，該井在3 985～3 990 m處出現斯通利波速度降低、反射系數升高、出現“人”字型反射形態，偶極聲波測井資料也顯示明顯的橫波最大最小能量差值、時差以及時間各項異性曲線高值，證實此段內各向異性明顯(見圖4)。根據快慢橫波頻散圖上兩條橫波曲線的平行分布特征證實了此段的各向異性不是由應力造成的(見圖5)，此外根據電成像處理結果，此處發育有多條高導縫(見圖6)，因此綜合上述分析可以斷定此層段內確實發育有有效天然裂縫。該井在3 974～4 033 m(59 m/5層)層段內進行試油，壓后日產油11.83 m3，累產油38.85 m3，試油結論為油層。

表1 有效裂縫綜合判別標準

3 應用效果

根據有效裂縫綜合判別標準，對研究區內有特殊測井系列數據的井進行了有效裂縫層段的劃分，并在此基礎上綜合其他分析結果進行了試油層段的選取建議，從試油結果來看，已經提出的5口井已試油層段均見工業油流。