鄂爾多斯盆地常規(guī)測井識別天然裂縫方法應(yīng)用

羅 妮 趙毛虎 張 煥

延長油田股份有限公司井下作業(yè)工程公司 陜西延安 716000

特殊測井主要包含成像測井，呈現(xiàn)出較高的分辨率、可視化等優(yōu)勢，屬于裂縫識別的現(xiàn)代化先進方法。但是在實際應(yīng)用過程中存在成本高、探測深度淺等問題，且受井壁的影響較大。同時，我國油田測井大多以常規(guī)測井資料為主，針對特殊測井的各項資料和應(yīng)用經(jīng)驗較少。所以，如何科學(xué)合理地利用常規(guī)測井識別裂縫成為當(dāng)前重點研究和分析的問題。

1 常規(guī)測井識別方法分析

（1）深、淺及微側(cè)向電阻率測井針對裂縫敏感，裂縫方向、內(nèi)部包含的流體性質(zhì)對曲線響應(yīng)特征具有決定性作用。在保證水基鉆井泥漿和相鄰儲層物性的基礎(chǔ)上，該電阻率值呈現(xiàn)出顯著減少或者幅度值明顯增加的現(xiàn)象，表明儲層發(fā)育裂縫。另外，工作人員結(jié)合雙側(cè)向系列電阻率值計算，能夠簡單分類儲層裂縫形態(tài)。

（2）感應(yīng)- 八側(cè)向系列中感應(yīng)測井針對儲層垂直裂縫響應(yīng)特征相對不顯著，但是針對充滿低電阻率濾液的垂直裂縫呈現(xiàn)出較敏感的響應(yīng)[1]。所以，相關(guān)人員可以根據(jù)感應(yīng)- 八側(cè)向曲線形態(tài)特點，有效識別垂直裂縫。部分復(fù)雜裂縫包含油氣，針對油氣和水基鉆井泥漿等多種性質(zhì)之間存在的差異性，感應(yīng)- 八側(cè)向值會出現(xiàn)異常。

（3）聲波時差測井具有獨特的聲波傳播特點，對高角度裂縫不響應(yīng)。但是對于低角度裂縫、水平裂縫響應(yīng)明顯，裂縫位置呈現(xiàn)出顯著的聲波時差增加狀況。

（4）裂縫發(fā)育井段中采用井徑測井方法，通常會產(chǎn)生顯著的擴徑現(xiàn)象，可以應(yīng)用井徑異常值識別裂縫。

2 天然裂縫地質(zhì)特征分析

結(jié)合巖心觀察、資料分析等，分析天然裂縫基礎(chǔ)特征，將其當(dāng)作天然裂縫識別的基礎(chǔ)。在致密砂巖儲層中，巖石致密，強度和脆性較大，會產(chǎn)生巖性、構(gòu)造擠壓。應(yīng)力等相關(guān)因素會對裂縫發(fā)育程度產(chǎn)生影響，使巖石受到相應(yīng)程度的影響形成裂縫，主要包括構(gòu)造應(yīng)力場作用產(chǎn)生的構(gòu)造裂縫、沉積成巖影響形成的成巖裂縫[2]。研究發(fā)現(xiàn)，天然裂縫主要構(gòu)造縫較多，發(fā)育角度高，通常在46°～90°，大多為全充填、半充填方解石，較少天然裂縫中無充填，裂縫開度較小，普遍不大于2mm，或者呈現(xiàn)出閉合縫。巖心分析發(fā)現(xiàn)，滲透率較高的位置和天然裂縫發(fā)育具有緊密關(guān)系，針對野外巖心觀察相關(guān)數(shù)據(jù)分析，明顯發(fā)現(xiàn)裂縫發(fā)育角度，劃分等級主要包含高于60°的高角度裂縫、30°～60°的斜交裂縫和0°～30°低角度裂縫。

3 常規(guī)測井識別天然裂縫方法應(yīng)用分析

3.1 常規(guī)測井裂縫響應(yīng)特征

天然裂縫的存在會增加儲層的繁雜性，常規(guī)測井識別裂縫的過程中，能夠促進測井曲線出現(xiàn)一定變化。砂巖和泥巖中裂縫對測井曲線產(chǎn)生不同程度的影響，需要進行統(tǒng)計分析。例如，開展常規(guī)測井裂縫響應(yīng)特征研究的過程中，選擇巖心上典型砂巖、泥巖裂縫、非裂縫斷33 樣本，主要包含9 個砂巖有效裂縫樣本、10 個非裂縫和充填樣本、5 個泥巖有效裂縫、9 個泥巖非裂縫和充填裂縫樣本。通過全面校正的巖芯觀察結(jié)果對應(yīng)到單井剖面中，獲得典型裂縫段、非裂縫段測井響應(yīng)值[3]。分析發(fā)現(xiàn)，砂巖有效裂縫、非裂縫樣本采用深感應(yīng)電阻率、聲波時差、密度和八側(cè)向等測井識別裂縫方法能夠進行良好的區(qū)分，同時將深感應(yīng)電阻率11Ω·m、密度2.47g/ cm3、聲波時差257μs/ m、八側(cè)向電阻率17Ω·m 當(dāng)作分界線。泥巖有效裂縫、非裂縫能夠經(jīng)過聲波時差、深感應(yīng)電阻率、八側(cè)向電阻率等測井方法進行區(qū)分，主要將聲波時差242μs/ m、深感應(yīng)電阻率17Ω·m、中感應(yīng)電阻率測井23Ω·m 當(dāng)作分界線。R/ S 法裂縫識別主要應(yīng)用于儲層物性、孔隙結(jié)構(gòu)、非均質(zhì)性研究等多個方面，又被稱為重標極差分析法，屬于非線性統(tǒng)計方法。其中R 代表極差,為時間序列的復(fù)雜程度式；S 代表標準差，為時間序列的平均趨勢式；R 和S 比值表示無因次時間序列的相對波動強度，在儲層參數(shù)隨深度轉(zhuǎn)變中的應(yīng)用表示儲層垂向上的非均質(zhì)性。

鄂爾多斯盆地紅河油田長9 油層組為典型低孔、低滲透儲層，在HH55 井區(qū)長9 油層獲得高產(chǎn)油氣流，但是存在斷層發(fā)育，油氣富集、產(chǎn)出可能和天然裂縫發(fā)育程度、分布具有直接關(guān)系。因此，相關(guān)人員開展該區(qū)天然裂縫識別，主要以高角度斜交縫、垂直縫位置，結(jié)合成像測井影響的具體特征將裂縫劃分成連續(xù)和不連續(xù)傳導(dǎo)縫、連續(xù)和不連續(xù)高電阻縫。分析巖心、成像測井有效裂縫、常規(guī)測井電性關(guān)系表明，砂巖有效裂縫對電阻率、密度和聲波測井系列呈現(xiàn)出顯著響應(yīng)特征；泥巖有效裂縫針對電阻率、聲波測井系列具有明顯響應(yīng)特征。巖芯觀察裂縫相對應(yīng)R/ S 分形法對數(shù)曲線的下凹斷，充分表明該方法在儲層非均質(zhì)性研究，特別是在天然裂縫識別研究的可行性和準確性。

3.2 垂直裂縫

鄂爾多斯盆地南部黃陵地區(qū)S123 井，主要目的層為延長組長6 油層，發(fā)育水下濁積水道沉積，油層是典型的低孔、低滲儲層。結(jié)合相關(guān)資料分析和開發(fā)實踐情況，發(fā)現(xiàn)長6 油層中大多為發(fā)育交錯層理、隱蔽裂縫，在注水和壓裂操作中可能使這些裂縫形成顯裂縫。所以，需要綜合識別和判斷長6 油層裂縫。S123 井主要應(yīng)用水基泥漿鉆井，目的層段鉆頭直徑為21.6cm，取心信息資料上顯示長6層發(fā)育接近垂直縫[4]。另外，結(jié)合取心資料判斷，取心井段主要是砂巖斷。相關(guān)人員僅僅采用井徑曲線就有效識別出目的層段包含3 處發(fā)育裂縫，但是在實際操作中選擇感應(yīng)- 八側(cè)向測井方法針對相同目的層段能夠有效識別出4 處天然裂縫。

3.3 水平裂縫

鄂爾多斯盆地延長地區(qū)的Z067 井，目的層主要是延長組長6 油層，發(fā)育三角洲前緣水下分流河道沉積，經(jīng)過取心、露頭等相關(guān)資料發(fā)現(xiàn)，區(qū)塊呈現(xiàn)水平縫發(fā)育[5]。結(jié)合取心資料分析，該井延長組長6 油層水平縫中幾乎無填充，常規(guī)測井響應(yīng)特征主要為井徑曲線產(chǎn)生無規(guī)律變化，深、淺側(cè)向產(chǎn)生低阻尖峰，聲波時差產(chǎn)生顯著增大等特征。相關(guān)人員采用單一的深、淺側(cè)向測井綜合識別目的層段，發(fā)現(xiàn)研究層段包含5 處發(fā)育水平縫。但是采用聲波時差增大的特征進行分析，識別出相同研究層段具有6 處發(fā)育水平裂縫。又采用常規(guī)測井曲線組合判斷的方式，借助MXRX、CAL、AC 等多個系列的曲線，綜合識別出該研究層段包含4 處發(fā)育裂縫。該種天然裂縫識別方法和單一系列測井識別方法相比，可有效提升天然裂縫識別程度37.5%。另外，Z067 井微電阻率掃描成像測井資料同樣驗證類該井段具有發(fā)育水平縫。

3.4 孔隙度系列

3.4.1 聲波測井的天然裂縫響應(yīng)

天然裂縫在巖石中具有顯著的聲阻抗界面，成為運用聲波探測裂縫技術(shù)的理論基礎(chǔ)。低角度和水平裂縫存在的情況下，通常呈現(xiàn)出聲波時差增加、周波跳躍特征。在聲波時差增加幅度較大的情況下，不同形狀裂縫呈現(xiàn)不同的變化趨勢，裂縫傾角越小，聲波時差具有越大的增加幅度。鄂爾多斯盆地陜北斜坡中部的志丹油區(qū)呈現(xiàn)出較多油層系，分布面積廣泛，油氣藏生成和分布相對繁雜。該研究區(qū)長6 儲層主要發(fā)育垂直縫、高角度縫，聲波時差參數(shù)增加等相關(guān)響應(yīng)特征不明顯。

3.4.2 密度測井裂縫響應(yīng)

密度測井主要采用伽瑪源發(fā)射的放射線照射地層，密度測井極板接觸到鉆井液進入到天然裂縫的情況下，孔隙度呈現(xiàn)一定程度上的增加，密度值相應(yīng)下降。研究人員針對鄂爾多斯盆地志丹油區(qū)350 多口井進行統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)孔隙度系列測井對裂縫響應(yīng)較好；電阻率測井對天然裂縫響應(yīng)相對較復(fù)雜，裂縫填充類型和填充物存在差異，反映裂縫的電阻率測井結(jié)果不同，但是針對明確的油區(qū)呈現(xiàn)出相應(yīng)的規(guī)律；巖性測井針對天然裂縫響應(yīng)相比電阻率、孔隙度系列最不明顯。通常天然裂縫發(fā)育段的淺探測電阻率不大于72Ω·m，中子孔隙度不小于26%，聲波時差不小于245μs/ m，巖層體積密度不大于2.42g/ cm3。

4 結(jié)語

天然裂縫對優(yōu)良儲層分布、油氣富集規(guī)律產(chǎn)生直接影響，同時對油氣田開發(fā)模式和井網(wǎng)部署具有決定性作用。通過對鄂爾多斯盆地常規(guī)測井識別天然裂縫方法的應(yīng)用進行深入研究和分析，針對不同裂縫采用相應(yīng)的常規(guī)測井方法，從而可有效識別裂縫。