1、第十四章第十四章 用测井资料用测井资料 识别裂缝方法识别裂缝方法第一节第一节 裂缝性储集层的特点裂缝性储集层的特点一、一般概念一、一般概念裂缝：裂缝：断裂、层间缝、裂隙、破裂。断裂、层间缝、裂隙、破裂。按成因划分：天然裂缝（张开缝、填充缝）按成因划分：天然裂缝（张开缝、填充缝）人工裂缝（钻井诱导缝、人工压裂缝）人工裂缝（钻井诱导缝、人工压裂缝）天然裂缝通常由构造应天然裂缝通常由构造应力产生。力产生。天然裂缝具有一定的方天然裂缝具有一定的方向性，沿最大水平主应向性，沿最大水平主应力方向。力方向。裂缝参数：裂缝倾角；裂缝参数：裂缝倾角；裂缝走向；裂缝走向；裂缝张开度；裂缝张开度；裂缝线密度；裂缝线
2、密度；裂缝孔隙度。裂缝孔隙度。二、裂缝性储层分类二、裂缝性储层分类2 2、裂缝型储集层、裂缝型储集层 特点：基块孔隙度小，储集空间和渗滤通道特点：基块孔隙度小，储集空间和渗滤通道主要由裂缝承担。主要由裂缝承担。常见泥灰岩、含燧石石灰岩地层。常见泥灰岩、含燧石石灰岩地层。1 1）、高角度裂缝储集层）、高角度裂缝储集层 2 2）、低角度裂缝储集层）、低角度裂缝储集层 3 3）、网状裂缝储集层）、网状裂缝储集层1 1、孔隙型储集层、孔隙型储集层 特点：灰岩或白云岩，储集空间和渗滤通特点：灰岩或白云岩，储集空间和渗滤通道以孔隙为主，裂缝的作用非常小；具有明显的道以孔隙为主，裂缝的作用非常小；具有明显的
3、非均匀性。非均匀性。3 3、裂缝、裂缝孔隙型储集层孔隙型储集层特点：主要储集空间为基块孔隙，主要渗滤通特点：主要储集空间为基块孔隙，主要渗滤通道为裂缝。道为裂缝。4 4、裂缝、裂缝洞穴型储集层洞穴型储集层 特点：基块孔隙度小，孔径小。储渗作用主要特点：基块孔隙度小，孔径小。储渗作用主要靠裂缝和溶洞。洞穴为主要的储集空间，裂缝靠裂缝和溶洞。洞穴为主要的储集空间，裂缝为主要的渗滤通道。为主要的渗滤通道。三、泥浆侵入特征三、泥浆侵入特征 1 1、泥浆滤液驱油特点、泥浆滤液驱油特点 泥浆滤液侵入裂缝和溶洞储集层时，其驱油泥浆滤液侵入裂缝和溶洞储集层时，其驱油率与裂缝位置、裂缝张开度、泥浆滤液的流动率与
4、裂缝位置、裂缝张开度、泥浆滤液的流动速度等因素有关。速度等因素有关。具体表现为以下三点：具体表现为以下三点：1 1）、自垂直裂缝）、自垂直裂缝“从下往上从下往上”驱油时，驱油驱油时，驱油率可达率可达9090100100。2 2）、自垂直裂缝）、自垂直裂缝“从上往下从上往下”驱油时，驱油驱油时，驱油率与泥浆滤液的流动速度有关。从率与泥浆滤液的流动速度有关。从8080米米/天开天开始随流体流动速度的增加，驱油率呈线性增加。始随流体流动速度的增加，驱油率呈线性增加。3 3）、从水平裂缝中排出石油时，不仅与流体）、从水平裂缝中排出石油时，不仅与流体流动速度有关，而且与裂缝的张开度有关。流动速度有关，而
5、且与裂缝的张开度有关。2 2、泥浆侵入特点、泥浆侵入特点 泥浆侵入深度比较大，一般超过仪器的探泥浆侵入深度比较大，一般超过仪器的探测范围，使得应用测井资料评价裂缝性储层测范围，使得应用测井资料评价裂缝性储层的含油性比较困难。的含油性比较困难。泥浆侵入特征与泥浆特性、地层温度、泥浆侵入特征与泥浆特性、地层温度、裂缝宽度的关系如图裂缝宽度的关系如图14142 2、14143 3、14143 3、14144 4所示。所示。图图14142 2 通过裂缝的泥浆体积与渗透时间的关系通过裂缝的泥浆体积与渗透时间的关系 静态渗透静态渗透1 1T T1001002 2T T2020裂缝宽度裂缝宽度1 1、裂缝宽
6、度越大，通过的泥、裂缝宽度越大，通过的泥浆越多；浆越多；2 2、开始时，泥浆渗透量大。、开始时，泥浆渗透量大。3 3、裂缝宽度越宽，形成的泥、裂缝宽度越宽，形成的泥饼深度越深。饼深度越深。图图14143 3 通过裂缝的泥浆体积与渗透时间的关系通过裂缝的泥浆体积与渗透时间的关系 动态渗透动态渗透50微米微米100100微米微米150150微米微米压差压差P P1 1、侵入裂缝的泥浆体积、侵入裂缝的泥浆体积与压差有关，压差越大，与压差有关，压差越大，侵入的体积越大。侵入的体积越大。2 2、开始时，泥浆侵入体、开始时，泥浆侵入体积较大。与静态比，其积较大。与静态比，其到达稳态的时间短。到达稳态的时间
7、短。图图144 通过裂缝的泥浆体积与渗透时间的关系通过裂缝的泥浆体积与渗透时间的关系 可变泵送压力状态可变泵送压力状态1 1、压差增大，通过、压差增大，通过裂缝的泥浆滤液体积裂缝的泥浆滤液体积稍有增大。稍有增大。2 2、趋势与前两种情、趋势与前两种情况类似。况类似。裂缝宽度裂缝宽度图图14144 41 1、裂缝宽度越小，、裂缝宽度越小，泥浆侵入深度越泥浆侵入深度越大；大；2 2、温度越高，泥、温度越高，泥浆侵入深度越深；浆侵入深度越深；3 3、同等条件下，、同等条件下，纯裂缝性地层的纯裂缝性地层的泥浆侵入深度深。泥浆侵入深度深。第二节第二节 识别储集层裂缝的方法识别储集层裂缝的方法一、地层倾角
8、测井一、地层倾角测井裂缝性地层的地层倾角曲线特点裂缝性地层的地层倾角曲线特点 高倾角裂缝通常在一个或相对的两个高倾角裂缝通常在一个或相对的两个极板的为电阻率曲线上显示一定长度的极板的为电阻率曲线上显示一定长度的异常。如图异常。如图145所示。所示。裂缝发育裂缝发育图图14145 5、高角度裂缝地层倾角测井曲线、高角度裂缝地层倾角测井曲线1 1、裂缝识别测井（、裂缝识别测井（FILFIL）方法：将四条电导率曲线两两重叠方法：将四条电导率曲线两两重叠（1 12 2、3 34 4、2 23 3、1 14 4）。）。裂缝表现：裂缝表现：1 1）、水平裂缝在四条曲线上均有较短的异常。）、水平裂缝在四条曲
9、线上均有较短的异常。2 2）、垂直裂缝在曲线上由较长井段的异常。）、垂直裂缝在曲线上由较长井段的异常。见见 P241P241图图14145 5 2 2、电导率异常检测、电导率异常检测(DCA)(DCA)方法：求出各极板与相邻两个极板的电导率读数方法：求出各极板与相邻两个极板的电导率读数的最小正差异，把这个最小正差异叠加在该极板的最小正差异，把这个最小正差异叠加在该极板的方位曲线上，作为识别裂缝的标志。的方位曲线上，作为识别裂缝的标志。优点：优点：1）排除了地层层理等引起的电导率异常，）排除了地层层理等引起的电导率异常，突出了与裂缝有关的电导率异常。突出了与裂缝有关的电导率异常。2）、直接显示裂
10、缝的方位。）、直接显示裂缝的方位。3）、探测高角度裂缝。）、探测高角度裂缝。参见参见 P242 P242 图图14146 63 3、定向微电阻率（、定向微电阻率（OMRL)OMRL)将四条微电阻率曲线重合，当出现低阻与将四条微电阻率曲线重合，当出现低阻与高阻曲线的明显分离且垂直方向有一定延续高阻曲线的明显分离且垂直方向有一定延续长度的异常时，可作为有裂缝的标志。长度的异常时，可作为有裂缝的标志。裂缝方位由相应的低阻极板方位求得。裂缝方位由相应的低阻极板方位求得。4 4、利用、利用SHDTSHDT测井资料的并列电极对比深度测井资料的并列电极对比深度 探测垂直裂缝探测垂直裂缝充填泥浆的裂缝表现为高
11、电导率（低电阻率）。充填泥浆的裂缝表现为高电导率（低电阻率）。垂直裂缝：电导率尖峰只出在成对的并列电极的垂直裂缝：电导率尖峰只出在成对的并列电极的一条曲线上。一条曲线上。水平裂缝：电导率尖峰在两条曲线上同时出现。水平裂缝：电导率尖峰在两条曲线上同时出现。5 5、双井径曲线、双井径曲线 当裂缝走向与最大水平主应力的方向当裂缝走向与最大水平主应力的方向一致时，裂缝有效性好。见图一致时，裂缝有效性好。见图146。垂直裂缝在与形成区域性裂缝的最小应垂直裂缝在与形成区域性裂缝的最小应力方向（相当于裂缝走向）相平行的方向上力方向（相当于裂缝走向）相平行的方向上产生定向扩径。产生定向扩径。P240 图图14
12、4 图图14146 6 裂缝区域有效性判别图裂缝区域有效性判别图二、地层微电阻率扫描测井二、地层微电阻率扫描测井裂缝裂缝裂缝裂缝图图14147 7 微电阻率扫描测井井壁图象微电阻率扫描测井井壁图象图图148 高电阻率裂缝高电阻率裂缝高电阻率裂缝特点高电阻率裂缝特点亮色条带亮色条带图图14149 9 电导率裂缝电导率裂缝层理层理裂缝裂缝裂缝与其它地质现象裂缝与其它地质现象 断层断层裂缝裂缝裂缝与泥质条带裂缝与泥质条带泥岩条带泥岩条带裂缝裂缝三、深、浅双侧向测井三、深、浅双侧向测井 裂缝对电阻率的影响取决于裂缝的方向（垂裂缝对电阻率的影响取决于裂缝的方向（垂直缝或水平缝），以及所含流体性质。直缝或
13、水平缝），以及所含流体性质。感应测井不能反映高角度裂缝。高阻剖面含感应测井不能反映高角度裂缝。高阻剖面含泥浆滤液或地层水的水平裂缝，在双感应聚泥浆滤液或地层水的水平裂缝，在双感应聚焦测井组合曲线上，显示为低电阻率。焦测井组合曲线上，显示为低电阻率。双侧向测井：在高阻剖面的裂缝发育段，曲双侧向测井：在高阻剖面的裂缝发育段，曲线读数低。见图线读数低。见图1410。高角度裂缝，双侧向曲线呈现正差异，见高角度裂缝，双侧向曲线呈现正差异，见图图1411、1412、1413。低角度裂缝，呈现低阻尖峰或负差异。见图低角度裂缝，呈现低阻尖峰或负差异。见图1414、1415。图图141410 10 裂缝倾斜度与
14、双侧向曲线特征的模型实验结果裂缝倾斜度与双侧向曲线特征的模型实验结果图图141411 11 高角度裂缝的双侧向曲线特征高角度裂缝的双侧向曲线特征 裂缝发育裂缝发育 层段层段双侧向曲线双侧向曲线呈现正差异呈现正差异图图141412 12 高角度裂缝的双侧向曲线特征高角度裂缝的双侧向曲线特征裂缝发育裂缝发育 层段层段图图141413 13 高角度裂缝的双侧向曲线特征高角度裂缝的双侧向曲线特征低阻尖峰低阻尖峰四个极板四个极板出现高电出现高电导率的深导率的深度相同度相同图图141414 14 低角度裂缝的双侧向曲线特征低角度裂缝的双侧向曲线特征图图141415 15 低角度裂缝的双侧向曲线特征低角度裂
15、缝的双侧向曲线特征低角度裂低角度裂缝缝双侧向双侧向呈现负呈现负差异差异1、利用深浅双侧向判别裂缝倾角、利用深浅双侧向判别裂缝倾角按照裂缝倾角大小可划分为按照裂缝倾角大小可划分为3 3 个集合个集合,准垂直缝准垂直缝(70(709090););中间角度缝中间角度缝(50(507070););准水平缝准水平缝(0(05050)。R RLLDLLD 、R RLLSLLS 分别为深、浅侧向电阻率分别为深、浅侧向电阻率,m m。当当Y Y 0.1,0.1,为准垂直裂缝为准垂直裂缝;0 0 Y Y 0.1,0.1,为中间角度缝为中间角度缝;Y Y 0,0,为准水平缝。为准水平缝。因为裂缝倾角的大小与深、浅
16、侧向电阻率的差因为裂缝倾角的大小与深、浅侧向电阻率的差值有关值有关,所以采用双侧向法对裂缝倾角集合进行判所以采用双侧向法对裂缝倾角集合进行判别别,其参数其参数Y Y 的数学模型为的数学模型为:Y Y=(=(R RLLDLLD -R RLLSLLS)/()/(R RLLDLLD R RLLSLLS)0.50.5(14-1)假设假设:双侧向测井探测的裂缝与非裂缝性地层组双侧向测井探测的裂缝与非裂缝性地层组成并联的导电系统成并联的导电系统.仅裂缝有侵入仅裂缝有侵入,基块无侵入基块无侵入.泥浆侵入使得泥浆侵入使得R RLLSLLS仅反映冲洗带电阻率仅反映冲洗带电阻率;而而R RLLDLLD反映原状地层
17、电阻率反映原状地层电阻率.未侵入部分的含水饱和度几乎为零未侵入部分的含水饱和度几乎为零.受侵入的裂缝系统的泥浆滤液饱和度为受侵入的裂缝系统的泥浆滤液饱和度为100%.100%.2 2、根据双侧向曲线求裂缝孔隙度、根据双侧向曲线求裂缝孔隙度在上述假设成立的前提下在上述假设成立的前提下,有下列不等式有下列不等式1.0,0,xofrWfrS设S则得11mnfrmnfrwfrmawmaLLdwwmfrnfrmnfrxofrmawmaLLswmfSSRRRSSRRRNfr-裂缝饱和度指数裂缝饱和度指数;mfr-裂缝孔隙度指数裂缝孔隙度指数,1.3-1.5.(14-2)11()mfrfrmfLLsLLDR
18、RR1.0,0,xofrWfrS设S则得(14-3)LLsLLdmfrfrmfWRCCCCwmc在含水段,若R 与差别较大,则用下式计算裂缝孔隙度(14-4)也可以根据裂缝倾角大小，由下列各式计算裂也可以根据裂缝倾角大小，由下列各式计算裂缝孔隙度。缝孔隙度。f f=(8.5225=(8.5225C Cs s8.24288.2428C Cd d+7.1236+7.12361010-4-4）R Rf f准垂直缝模型准垂直缝模型:(14-5)中间角度缝模型中间角度缝模型f f=(20.2645=(20.2645C Cs s-17.6332-17.6332C Cd d+913177+913177101
19、0-4-4）R Rf f(14-6)准水平缝模型准水平缝模型:f f=(1.9725=(1.9725C Cd d-0.9924-0.9924C Cs+3.1829s+3.18291010-4-4)R Rf f(14-7)式中式中C Cd d 深侧向电导率深侧向电导率,S/m;,S/m;C Cs s 浅侧向电导率浅侧向电导率,S/m;,S/m;R Rf f 泥浆滤液电阻率泥浆滤液电阻率,m m;f f 裂缝孔隙度裂缝孔隙度,f,f。3 3、裂缝地层基质孔隙度的计算、裂缝地层基质孔隙度的计算骨架时差计算方程骨架时差计算方程:43.547.570.0dLshmadLshVVVtVVV式中：式中：t
20、tmama 骨架声波时差骨架声波时差,s,s/ft;/ft;V V d d 、V V L L 白云石、方解石含量白云石、方解石含量,f,f。(14-8)基质孔隙度解释方基质孔隙度解释方程程0.51mabptt(14-9)式中式中b b 基质孔隙度基质孔隙度,f;,f;tptp 声波时差读值声波时差读值,s,s/ft/ft。4 4、裂缝性地层含油饱和度的计算、裂缝性地层含油饱和度的计算ffoofobfbfbSSS(14-10)式中式中S So o 含油饱和度含油饱和度,f;,f;S Sobob 基质含油饱和度基质含油饱和度,f;,f;S Sofof 裂缝含油饱和度裂缝含油饱和度,f,f。基质含油
21、饱和度采用阿尔奇公式计算基质含油饱和度采用阿尔奇公式计算1womtbabRSR(14-11)式中式中a a、b b、m m、n n 岩电系数岩电系数;R Rt t 地层电阻率地层电阻率,m m;R Rw w 地层水电阻率地层水电阻率,m m。当裂缝张开度大于当裂缝张开度大于10m 10m 时时,束缚水饱和度趋束缚水饱和度趋于零于零,所以裂缝含油饱和度约为所以裂缝含油饱和度约为100%100%。3、确定裂缝的张开度确定裂缝的张开度 利用双侧向确定垂直裂缝的张开度利用双侧向确定垂直裂缝的张开度()ln()ln();,LLsLLdmfSdSdSdsdsdCCdCGGDrDrGGDrDrD D分别为浅
22、侧向和深侧向仪器的探测直径.(14-12)利用双侧向确定水平裂缝宽度利用双侧向确定水平裂缝宽度bmfdCCCh斯仑贝谢公司采用下式计算水平裂缝宽度斯仑贝谢公司采用下式计算水平裂缝宽度30.12 10LLsLLdmfCCdC(14-13)(14-14)四、声波测井四、声波测井在在122212221332 m1332 m井段井段,FMIFMI图像显示有裂缝图像显示有裂缝,在在斯通利波裂缝分析图上斯通利波裂缝分析图上,反应明显。斯通利波变反应明显。斯通利波变密度图干涉严重密度图干涉严重,能量损能量损失大失大,指示出裂缝为有效指示出裂缝为有效开口大的裂缝。开口大的裂缝。图图141416 16 斯通利波识别开裂缝斯通利波识别开裂缝图图141417 17 成像偶极子进行裂缝有效性评价成像偶极子进行裂缝有效性评价图图14-1814-18、裂缝储集层曲线特征、裂缝储集层曲线特征裂缝发育裂缝发育层段层段声幅衰减声幅衰减大大,声波时差声波时差大大图图14-1914-19、裂缝储集层曲线特征、裂缝储集层曲线特征
