羅 妮 趙毛虎 張 煥

延長(zhǎng)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(cè)井主要包含成像測(cè)井，呈現(xiàn)出較高的分辨率、可視化等優(yōu)勢(shì)，屬于裂縫識(shí)別的現(xiàn)代化先進(jìn)方法。但是在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中存在成本高、探測(cè)深度淺等問(wèn)題，且受井壁的影響較大。同時(shí)，我國(guó)油田測(cè)井大多以常規(guī)測(cè)井資料為主，針對(duì)特殊測(cè)井的各項(xiàng)資料和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)較少。所以，如何科學(xué)合理地利用常規(guī)測(cè)井識(shí)別裂縫成為當(dāng)前重點(diǎn)研究和分析的問(wèn)題。

1 常規(guī)測(cè)井識(shí)別方法分析

（1）深、淺及微側(cè)向電阻率測(cè)井針對(duì)裂縫敏感，裂縫方向、內(nèi)部包含的流體性質(zhì)對(duì)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(chǔ)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(chǔ)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(jì)算，能夠簡(jiǎn)單分類(lèi)儲(chǔ)層裂縫形態(tài)。

（2）感應(yīng)- 八側(cè)向系列中感應(yīng)測(cè)井針對(duì)儲(chǔ)層垂直裂縫響應(yīng)特征相對(duì)不顯著，但是針對(duì)充滿(mǎn)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(diǎn)，有效識(shí)別垂直裂縫。部分復(fù)雜裂縫包含油氣，針對(duì)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(huì)出現(xiàn)異常。

（3）聲波時(shí)差測(cè)井具有獨(dú)特的聲波傳播特點(diǎn)，對(duì)高角度裂縫不響應(yīng)。但是對(duì)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(shí)差增加狀況。

（4）裂縫發(fā)育井段中采用井徑測(cè)井方法，通常會(huì)產(chǎn)生顯著的擴(kuò)徑現(xiàn)象，可以應(yīng)用井徑異常值識(shí)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(shí)別的基礎(chǔ)。在致密砂巖儲(chǔ)層中，巖石致密，強(qiáng)度和脆性較大，會(huì)產(chǎn)生巖性、構(gòu)造擠壓。應(yīng)力等相關(guān)因素會(huì)對(duì)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(chǎng)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(wú)充填，裂縫開(kāi)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(duì)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(jí)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(cè)井識(shí)別天然裂縫方法應(yīng)用分析

3.1 常規(guī)測(cè)井裂縫響應(yīng)特征

天然裂縫的存在會(huì)增加儲(chǔ)層的繁雜性，常規(guī)測(cè)井識(shí)別裂縫的過(guò)程中，能夠促進(jìn)測(cè)井曲線出現(xiàn)一定變化。砂巖和泥巖中裂縫對(duì)測(cè)井曲線產(chǎn)生不同程度的影響，需要進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。例如，開(kāi)展常規(guī)測(cè)井裂縫響應(yīng)特征研究的過(guò)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(gè)砂巖有效裂縫樣本、10 個(gè)非裂縫和充填樣本、5 個(gè)泥巖有效裂縫、9 個(gè)泥巖非裂縫和充填裂縫樣本。通過(guò)全面校正的巖芯觀察結(jié)果對(duì)應(yīng)到單井剖面中，獲得典型裂縫段、非裂縫段測(cè)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(shí)差、密度和八側(cè)向等測(cè)井識(shí)別裂縫方法能夠進(jìn)行良好的區(qū)分，同時(shí)將深感應(yīng)電阻率11Ω·m、密度2.47g/ cm3、聲波時(shí)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(guò)聲波時(shí)差、深感應(yīng)電阻率、八側(cè)向電阻率等測(cè)井方法進(jìn)行區(qū)分，主要將聲波時(shí)差242μs/ m、深感應(yīng)電阻率17Ω·m、中感應(yīng)電阻率測(cè)井23Ω·m 當(dāng)作分界線。R/ S 法裂縫識(shí)別主要應(yīng)用于儲(chǔ)層物性、孔隙結(jié)構(gòu)、非均質(zhì)性研究等多個(gè)方面，又被稱(chēng)為重標(biāo)極差分析法，屬于非線性統(tǒng)計(jì)方法。其中R 代表極差,為時(shí)間序列的復(fù)雜程度式；S 代表標(biāo)準(zhǔn)差，為時(shí)間序列的平均趨勢(shì)式；R 和S 比值表示無(wú)因次時(shí)間序列的相對(duì)波動(dòng)強(qiáng)度，在儲(chǔ)層參數(shù)隨深度轉(zhuǎn)變中的應(yīng)用表示儲(chǔ)層垂向上的非均質(zhì)性。

鄂爾多斯盆地紅河油田長(zhǎng)9 油層組為典型低孔、低滲透儲(chǔ)層，在HH55 井區(qū)長(zhǎng)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(kāi)展該區(qū)天然裂縫識(shí)別，主要以高角度斜交縫、垂直縫位置，結(jié)合成像測(cè)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(cè)井有效裂縫、常規(guī)測(cè)井電性關(guān)系表明，砂巖有效裂縫對(duì)電阻率、密度和聲波測(cè)井系列呈現(xiàn)出顯著響應(yīng)特征；泥巖有效裂縫針對(duì)電阻率、聲波測(cè)井系列具有明顯響應(yīng)特征。巖芯觀察裂縫相對(duì)應(yīng)R/ S 分形法對(duì)數(shù)曲線的下凹斷，充分表明該方法在儲(chǔ)層非均質(zhì)性研究，特別是在天然裂縫識(shí)別研究的可行性和準(zhǔn)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(zhǎng)組長(zhǎng)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(chǔ)層。結(jié)合相關(guān)資料分析和開(kāi)發(fā)實(shí)踐情況，發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)6 油層中大多為發(fā)育交錯(cuò)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(shí)別和判斷長(zhǎng)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(zhǎng)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(shí)別出目的層段包含3 處發(fā)育裂縫，但是在實(shí)際操作中選擇感應(yīng)- 八側(cè)向測(cè)井方法針對(duì)相同目的層段能夠有效識(shí)別出4 處天然裂縫。

3.3 水平裂縫

鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)地區(qū)的Z067 井，目的層主要是延長(zhǎng)組長(zhǎng)6 油層，發(fā)育三角洲前緣水下分流河道沉積，經(jīng)過(guò)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(zhǎng)組長(zhǎng)6 油層水平縫中幾乎無(wú)填充，常規(guī)測(cè)井響應(yīng)特征主要為井徑曲線產(chǎn)生無(wú)規(guī)律變化，深、淺側(cè)向產(chǎn)生低阻尖峰，聲波時(shí)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(cè)井綜合識(shí)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(shí)差增大的特征進(jìn)行分析，識(shí)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(cè)井曲線組合判斷的方式，借助MXRX、CAL、AC 等多個(gè)系列的曲線，綜合識(shí)別出該研究層段包含4 處發(fā)育裂縫。該種天然裂縫識(shí)別方法和單一系列測(cè)井識(shí)別方法相比，可有效提升天然裂縫識(shí)別程度37.5%。另外，Z067 井微電阻率掃描成像測(cè)井資料同樣驗(yàn)證類(lèi)該井段具有發(fā)育水平縫。

3.4 孔隙度系列

3.4.1 聲波測(cè)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(yùn)用聲波探測(cè)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(shí)差增加、周波跳躍特征。在聲波時(shí)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(shì)，裂縫傾角越小，聲波時(shí)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(duì)繁雜。該研究區(qū)長(zhǎng)6 儲(chǔ)層主要發(fā)育垂直縫、高角度縫，聲波時(shí)差參數(shù)增加等相關(guān)響應(yīng)特征不明顯。

3.4.2 密度測(cè)井裂縫響應(yīng)

密度測(cè)井主要采用伽瑪源發(fā)射的放射線照射地層，密度測(cè)井極板接觸到鉆井液進(jìn)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(duì)鄂爾多斯盆地志丹油區(qū)350 多口井進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)孔隙度系列測(cè)井對(duì)裂縫響應(yīng)較好；電阻率測(cè)井對(duì)天然裂縫響應(yīng)相對(duì)較復(fù)雜，裂縫填充類(lèi)型和填充物存在差異，反映裂縫的電阻率測(cè)井結(jié)果不同，但是針對(duì)明確的油區(qū)呈現(xiàn)出相應(yīng)的規(guī)律；巖性測(cè)井針對(duì)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(cè)電阻率不大于72Ω·m，中子孔隙度不小于26%，聲波時(shí)差不小于245μs/ m，巖層體積密度不大于2.42g/ cm3。

4 結(jié)語(yǔ)

天然裂縫對(duì)優(yōu)良儲(chǔ)層分布、油氣富集規(guī)律產(chǎn)生直接影響，同時(shí)對(duì)油氣田開(kāi)發(fā)模式和井網(wǎng)部署具有決定性作用。通過(guò)對(duì)鄂爾多斯盆地常規(guī)測(cè)井識(shí)別天然裂縫方法的應(yīng)用進(jìn)行深入研究和分析，針對(duì)不同裂縫采用相應(yīng)的常規(guī)測(cè)井方法，從而可有效識(shí)別裂縫。