基于裂縫柔度和地應力模型的聲電測井正、反演方法及應用

張恒榮 肖立志 曾少軍 湯翟 袁偉 楊冬

摘要：電阻率成像探測深度通常為幾厘米，超聲波成像數據也只能提供井壁的聲幅或到時圖像。因此，很難評估井壁張開裂縫在地層中的分布情況。聲波測井一般應用彈性各向異性表征地應力場和裂縫特性等，通常巖石的固有各向異性、高角度地層層面、裂縫或不平衡應力擠壓等都可以導致彈性波表觀各向異性，因此往往難以判斷各向異性的成因。前人針對單一方位二維裂縫模型進行了聲波正演模擬，但不適用于井筒含多組任意方位裂縫介質的彈性波模擬。為此，首先拾取井壁成像測井中導致聲波表觀各向異性的三類結構特征（天然裂縫、層面縫（或薄層）和鉆井應力誘導縫）信息，同時定量化層理結構信息（如傾向、方位等），并將裂縫分層、分組；然后從聲波全波列中提取地層的快、慢橫波慢度及各向異性方位；接著在巖石和裂縫信息井壁成像建模基礎上，通過裂縫附加柔度模型、層面偽裂縫模型和非線性應力場彈性波動理論正演模擬巖石的聲波屬性；最后通過對比聲波速度及各向異性方位等信息的模型預測結果與實測結果，利用最小誤差擬合反演確定井壁圖像表征的裂縫類型與各向異性的成因，并對比、分析了頻散曲線特征。將所提方法應用于花崗巖潛山裂縫型氣田生產測試井以驗證方法合理性，實際模擬結果表明：波速對各向異性成因的敏感度不如快橫波方位，波速擬合誤差一般較小且易于收斂，而快橫波方位更能區分和判斷地層的各向異性類型，從而有效、可靠地指示裂縫類型；Ｂ井地層分上、下兩層，下層（２９５０～３０００ｍ）發育層面偽裂縫、鉆井誘導縫及少量有效縫，測試產能較低，上層（２９００～２９４０ｍ）有效縫發育，測試產能較高。

關鍵詞：電阻率測井，偶極子聲波測井，裂縫，快、慢橫波慢度，柔度，快橫波方位，各向異性成因

中圖分類號：Ｐ６３１ 文獻標識碼：Ａ dol：１０．１３８１０／ｊ．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎ．１０００-７２１０．２０２３．０２．０２０