油气储层裂缝及其有效性预测技术

1、中国石油科技风险创新研究项目中国石油科技风险创新研究项目油气储层裂缝及其有效性预测技术油气储层裂缝及其有效性预测技术1 1、目前储层裂缝研究中存在的问题、目前储层裂缝研究中存在的问题 储层裂缝的研究工作主要内容包括裂缝的识别和预测两部分内容，在储层裂缝的研究工作主要内容包括裂缝的识别和预测两部分内容，在储层裂缝的研究过程中仍然存在许多问题，储层裂缝的研究过程中仍然存在许多问题，综合起来主要存在以下问题：综合起来主要存在以下问题： （1 1）目前还没有一种方法能单独有效地用于裂缝预测。）目前还没有一种方法能单独有效地用于裂缝预测。 （2 2）由于地质因素变化的多样性，用于裂缝预测的理论都存在简单

2、）由于地质因素变化的多样性，用于裂缝预测的理论都存在简单化、理想化的特点。化、理想化的特点。 （3 3）现有裂缝预测几乎都是定性的预测。所谓的定量，也只不过是）现有裂缝预测几乎都是定性的预测。所谓的定量，也只不过是用一个简单的数据对一个区域的裂缝发育程度进行分区而已。用一个简单的数据对一个区域的裂缝发育程度进行分区而已。 （4 4）裂缝产状及空间分布规律研究工作相对较少，而且裂缝的有效）裂缝产状及空间分布规律研究工作相对较少，而且裂缝的有效性问题也没有得到很好的解决。性问题也没有得到很好的解决。一、研究目标一、研究目标一、研究目标一、研究目标2 2、选题依据及研究目的意义、选题依据及研究目的意

3、义 以我国东、西部部分油田火山岩、碳酸盐岩、砂岩裂缝储层为研究对以我国东、西部部分油田火山岩、碳酸盐岩、砂岩裂缝储层为研究对象，对储层裂缝的发育层段、发育程度、储层裂缝的主要参数（走向、倾象，对储层裂缝的发育层段、发育程度、储层裂缝的主要参数（走向、倾角、延伸长度、间距（密度）、充填性、孔隙度、渗透率等参数）、储层角、延伸长度、间距（密度）、充填性、孔隙度、渗透率等参数）、储层裂缝的控制因素、储层裂缝的有效性等方面进行研究，预测储层裂缝的分裂缝的控制因素、储层裂缝的有效性等方面进行研究，预测储层裂缝的分布，形成油气储层裂缝及有效性预测的专项技术，用于油气勘探和开发。布，形成油气储层裂缝及有效性

4、预测的专项技术，用于油气勘探和开发。 在各类致密储层中，裂缝不仅控制着油气藏的分布，而且是裂缝油气在各类致密储层中，裂缝不仅控制着油气藏的分布，而且是裂缝油气藏中流体的主要渗流通道，对油气井的产能高低的重要控制因素。因其裂藏中流体的主要渗流通道，对油气井的产能高低的重要控制因素。因其裂缝分布复杂，目前动用的这类油气藏开采效益普遍较差，还有一部分至今缝分布复杂，目前动用的这类油气藏开采效益普遍较差，还有一部分至今未动用。因此，裂缝发育规律研究已成为该类油气藏提高勘探开发效益所未动用。因此，裂缝发育规律研究已成为该类油气藏提高勘探开发效益所面临的首要问题，也是当今石油气地质研究的重大攻关难题之一。

5、因而本面临的首要问题，也是当今石油气地质研究的重大攻关难题之一。因而本项目研究在油气勘探和开发领域具有重要的意义。项目研究在油气勘探和开发领域具有重要的意义。 1 1、研究内容、研究内容 （1 1）相似露头裂缝地质模型研究）相似露头裂缝地质模型研究 （2 2）岩心裂缝观察与描述）岩心裂缝观察与描述 （3 3）储层裂缝定性预测）储层裂缝定性预测 （4 4）测井裂缝识别与解释）测井裂缝识别与解释 （5 5）构造应力场分析）构造应力场分析 （6 6）裂缝数值模拟预测）裂缝数值模拟预测 （7 7）裂缝有效性研究）裂缝有效性研究 二、主要研究内容二、主要研究内容野外露头观察野外露头观察钻井取心观察钻井取

6、心观察地质、测井、录井、试验资料地质、测井、录井、试验资料测井数据测井数据野外露头地质模型野外露头地质模型研究工区地质模型研究工区地质模型测井标准化测井标准化工区微构造研究工区微构造研究取心井裂缝分析取心井裂缝分析地层曲率研究地层曲率研究裂缝平面分布特征裂缝平面分布特征统计统计学方学方法法裂缝发育、充填程度定量化研究裂缝发育、充填程度定量化研究微电极成像测井裂缝识别研究微电极成像测井裂缝识别研究各类岩性测井响应各类岩性测井响应岩石力学试验岩石力学试验岩石声发射试验岩石声发射试验岩石力学参数岩石力学参数古应力场模拟古应力场模拟构造裂缝预测构造裂缝预测四性关系分析四性关系分析测井模型建立测井模型建

7、立处理与解释处理与解释储层参数评价储层参数评价裂缝分布预测裂缝分布预测裂缝分布特征成因剖析裂缝分布特征成因剖析裂缝有效性研究裂缝有效性研究油气储层裂缝及其有效性预测技术油气储层裂缝及其有效性预测技术研究技术路线流程图研究技术路线流程图 2 2、技术路线、技术路线（一）裂缝地质模型及裂缝特征分析（一）裂缝地质模型及裂缝特征分析 1 1、野外火山岩露头裂缝地质模型、野外火山岩露头裂缝地质模型 选择山东省昌乐地区的死火山口群作为火山岩典型露头，对裂缝进行了观察和选择山东省昌乐地区的死火山口群作为火山岩典型露头，对裂缝进行了观察和研究工作，研究工作，昌乐地区死火山口群发育典型的火山通道相裂缝，并且具有

8、完整的火山昌乐地区死火山口群发育典型的火山通道相裂缝，并且具有完整的火山喷发相岩相系列喷发相岩相系列，其中火山通道相最为发育、易观察研究，是研究火山活动、火山，其中火山通道相最为发育、易观察研究，是研究火山活动、火山岩储集特征的良好场所。岩储集特征的良好场所。 火山相剖面模式图火山相剖面模式图 火山通道相；火山通道相；爆发相；爆发相；流溢相；流溢相；火山沉积相火山沉积相三、取得的成果三、取得的成果火山相平面模式图火山相平面模式图火山通道相；火山通道相；爆发相；爆发相；流溢相；流溢相；火山沉积相火山沉积相 利用野外观察的资料首先对火山喷发相相模式进行了研究，建立了以利用野外观察的资料首先对火山喷

9、发相相模式进行了研究，建立了以火火山通道相、爆发相、溢流相和火山沉积相山通道相、爆发相、溢流相和火山沉积相四种岩相类型为核心的火山岩相剖四种岩相类型为核心的火山岩相剖面和平面模式面和平面模式 （一）裂缝地质模型及裂缝特征分析（一）裂缝地质模型及裂缝特征分析 三、取得的成果三、取得的成果 经考察发现昌乐地区死火山群火山通道相主要发育三种裂缝：经考察发现昌乐地区死火山群火山通道相主要发育三种裂缝：面状裂缝、面状裂缝、“倒扇型倒扇型”柱状裂缝、柱状裂缝、“直立型直立型”柱状裂缝。柱状裂缝。 面状裂缝是一种岩浆在冷却过程中内外岩浆形成一定的温度差而产面状裂缝是一种岩浆在冷却过程中内外岩浆形成一定的温度

10、差而产生的平行于岩浆表面的平面状裂缝，又称为生的平行于岩浆表面的平面状裂缝，又称为“等温面等温面”。等温线（二姑山等温线（二姑山） 面状裂缝（桃花山）面状裂缝（桃花山） （1 1）面状裂缝）面状裂缝: :（一）裂缝地质模型及裂缝特征分析（一）裂缝地质模型及裂缝特征分析 三、取得的成果三、取得的成果（2 2）“倒扇型倒扇型”柱状裂缝特柱状裂缝特征征 “倒扇型倒扇型”柱状裂缝是由团山子火山口火山通道相柱状裂缝的发育柱状裂缝是由团山子火山口火山通道相柱状裂缝的发育形态似倒扇而得名。形态似倒扇而得名。（一）裂缝地质模型及裂缝特征分析（一）裂缝地质模型及裂缝特征分析 三、取得的成果三、取得的成果“倒扇型

11、倒扇型”柱状裂缝（团山子）柱状裂缝（团山子） “倒扇型倒扇型”柱状裂缝局部（团山子）柱状裂缝局部（团山子） （3 3）“直立型直立型”柱状裂缝特柱状裂缝特征征 “直立型直立型”柱状裂缝因桃花山火山口火山通道相柱状裂缝的发育形柱状裂缝因桃花山火山口火山通道相柱状裂缝的发育形态而得名。态而得名。（一）裂缝地质模型及裂缝特征分析（一）裂缝地质模型及裂缝特征分析 三、取得的成果三、取得的成果“直立型直立型”柱状裂缝（桃花山）柱状裂缝（桃花山） “直立型直立型”柱状节理局部（桃花山）柱状节理局部（桃花山） 2 2、火山岩裂缝分类、火山岩裂缝分类裂缝没有被固体物质充填未充填缝裂缝部分被固体物质充填半充填缝

12、裂缝全部被固体物质充填充填缝充填程度一般由密度较小的大裂缝组成斜交缝裂缝密度较大，相互交错而成网状缝形态组合因钻井或井下作业而诱导形成裂缝，不是天然裂缝诱导缝熔岩流或火山堆积物之间的接触面，类似沉积岩的层面或层理面层间缝火山角砾之间的接触面角砾粒间缝熔岩冷凝收缩形成的裂缝收缩缝成岩缝成因特征裂缝类型分类依据昌乐地区与商741井区火山岩裂缝分类表 （一）裂缝地质模型及裂缝特征分析（一）裂缝地质模型及裂缝特征分析 三、取得的成果三、取得的成果与储层有效性有密切联系的按填充程度分类：与储层有效性有密切联系的按填充程度分类： 裂缝裂缝未充填缝未充填缝是完全没有被固体物质充填的裂缝，根据野外露头和岩心资

13、是完全没有被固体物质充填的裂缝，根据野外露头和岩心资料，工区火山岩裂缝的充填程度不高，其中大部分裂缝是未被矿物充填料，工区火山岩裂缝的充填程度不高，其中大部分裂缝是未被矿物充填的未充填缝。的未充填缝。半充填缝半充填缝为部分被固体物质充填的裂缝，主要是一些网状缝和斜交为部分被固体物质充填的裂缝，主要是一些网状缝和斜交缝被固体矿物部分充填。缝被固体矿物部分充填。 充填缝充填缝是一些网状缝和斜交缝被固体矿物充填而成，充填缝在井下是一些网状缝和斜交缝被固体矿物充填而成，充填缝在井下取心中十分常见，在岩心观察中充填缝占所有裂缝中的比例较高。取心中十分常见，在岩心观察中充填缝占所有裂缝中的比例较高。 商商

14、74-1274-12井井1993.44m1993.44m未充填裂缝未充填裂缝 商商743743井井3307.8m3307.8m半充填裂缝半充填裂缝 商商745745井井3222.70m3222.70m充填裂缝充填裂缝 （一）裂缝地质模型及裂缝特征分析（一）裂缝地质模型及裂缝特征分析 三、取得的成果三、取得的成果3 3、地下油气裂缝储层单、地下油气裂缝储层单井发育特征井发育特征 商商741741井区火山岩油井区火山岩油藏以沙三段最为典型，本藏以沙三段最为典型，本项目研究中选择项目研究中选择该区沙三该区沙三段火山岩储层段火山岩储层为例对火山为例对火山岩油气储层裂缝的单井发岩油气储层裂缝的单井发育特

15、征进行了分析。商育特征进行了分析。商741741井区沙三段取心井有井区沙三段取心井有商商742742、商、商743743、商、商744744、商商745745、商、商74-674-6井，共计井，共计观察取心长度观察取心长度192m192m， （一）裂缝地质模型及裂缝特征分析（一）裂缝地质模型及裂缝特征分析 三、取得的成果三、取得的成果（一）裂缝地质模型及裂缝特征分析（一）裂缝地质模型及裂缝特征分析 三、取得的成果三、取得的成果4 4、地下油气储层裂缝方向及平面特征、地下油气储层裂缝方向及平面特征 商商742742井裂缝倾向井裂缝倾向 商商743743井裂缝倾向井裂缝倾向 商商745745井裂缝

16、倾向井裂缝倾向玫瑰花图玫瑰花图 玫瑰花图玫瑰花图 玫瑰花图玫瑰花图 结合该区结合该区地层倾角测井资料和成像测井资料地层倾角测井资料和成像测井资料，通过绘制了，通过绘制了裂缝倾向玫裂缝倾向玫瑰花图瑰花图对工区内裂缝的发育方向进行了研究。商对工区内裂缝的发育方向进行了研究。商741741区裂缝以南倾为主，倾区裂缝以南倾为主，倾角可大体分为两组，一组为低角度裂缝，倾角为角可大体分为两组，一组为低角度裂缝，倾角为20-3020-30；一组为高角度缝，；一组为高角度缝，倾角为倾角为70-8070-80。（一）裂缝地质模型及裂缝特征分析（一）裂缝地质模型及裂缝特征分析 三、取得的成果三、取得的成果地地下下

17、油油气气储储层层裂裂缝缝方方向向及及平平面面特特征征（一）裂缝地质模型及裂缝特征分析（一）裂缝地质模型及裂缝特征分析 三、取得的成果三、取得的成果 对采集的钻孔岩心标本及野外采集的定向岩石标本切割定向薄片，进行微观裂缝对采集的钻孔岩心标本及野外采集的定向岩石标本切割定向薄片，进行微观裂缝特征的研究。该区内主要微观裂缝是构造裂缝，其次是收缩缝。特征的研究。该区内主要微观裂缝是构造裂缝，其次是收缩缝。 微观裂缝微观裂缝收缩裂缝收缩裂缝 构造裂缝构造裂缝 成岩裂缝成岩裂缝 商商743井井3422.5m 收收缩裂缝缩裂缝(-)50商商743743井井2112.5m 2112.5m 构造裂缝构造裂缝 (

18、-)(-)50 50 5 5、地下火山岩微观裂缝分类及特征、地下火山岩微观裂缝分类及特征（一）裂缝地质模型及裂缝特征分析（一）裂缝地质模型及裂缝特征分析 三、取得的成果三、取得的成果商商74-1274-12井井 1994.0m (-)1994.0m (-)5050商商74-1274-12井井 1994.0m (-)1994.0m (-)5050商商743743井井 3418.0m (-)3418.0m (-)5050商商745745井井 3319.0m (-)3319.0m (-)5050裂缝在镜下的各种形状裂缝在镜下的各种形状（一）裂缝地质模型及裂缝特征分析（一）裂缝地质模型及裂缝特征分析

19、三、取得的成果三、取得的成果（二）裂缝形成机理与控制因素分析（二）裂缝形成机理与控制因素分析1 1、原生裂缝的成因、原生裂缝的成因 收缩缝：收缩缝：火山岩中收缩缝是在岩浆冷凝、结晶过程中由于干缩、脱水、火山岩中收缩缝是在岩浆冷凝、结晶过程中由于干缩、脱水、矿物相变、热力收缩造成的裂缝。矿物相变、热力收缩造成的裂缝。收缩裂缝的形成与火山岩浆冷凝迅速，收缩裂缝的形成与火山岩浆冷凝迅速，顶底部的岩浆来不及结晶及均匀收缩有关。顶底部的岩浆来不及结晶及均匀收缩有关。庄庄2-12-1井井1612.50m1612.50m充填斜交裂缝充填斜交裂缝 庄庄2-12-1井井1607.58m1607.58m未充填平行

20、裂缝未充填平行裂缝 三、取得的成果三、取得的成果（二）裂缝形成机理与控制因素分析（二）裂缝形成机理与控制因素分析1 1、原生裂缝的成因、原生裂缝的成因 节理：节理：节理也多发育于火山岩中，由于岩浆冷凝过程中的原生裂缝可节理也多发育于火山岩中，由于岩浆冷凝过程中的原生裂缝可以由以由纯冷却收缩作用纯冷却收缩作用形成的，也可以在形成的，也可以在构造应力的参与构造应力的参与下产生节理，在下产生节理，在构造应力的参与下一般形成构造应力的参与下一般形成破裂构造节理破裂构造节理。 桃花山火山通道垂直状节理桃花山火山通道垂直状节理 桃花山火山通道柱状节理桃花山火山通道柱状节理 三、取得的成果三、取得的成果（二

21、）裂缝形成机理与控制因素分析（二）裂缝形成机理与控制因素分析1 1、原生裂缝的成因、原生裂缝的成因 原生破裂节理是构造活动在岩层顶部或内部产生的典型构造节理的组原生破裂节理是构造活动在岩层顶部或内部产生的典型构造节理的组合，这种节理的发育与地层曲率的大小存在一定非线性关系，合，这种节理的发育与地层曲率的大小存在一定非线性关系，因而通过对因而通过对曲率的研究获得对原生破裂节理的分布规律和发育程度的预测方法曲率的研究获得对原生破裂节理的分布规律和发育程度的预测方法。 岩体顶部理想的原生构造破裂图（据岩体顶部理想的原生构造破裂图（据H.CloosH.Cloos） 三、取得的成果三、取得的成果（二）裂

22、缝形成机理与控制因素分析（二）裂缝形成机理与控制因素分析2 2、次生裂缝的成因、次生裂缝的成因 构造裂缝：构造裂缝：是岩石受构造应力作用后产生的裂缝，反映出的应力场与区域或是岩石受构造应力作用后产生的裂缝，反映出的应力场与区域或局部的应力场一致，不同级别和不同期次的断层活动过程也是局部或区域裂局部的应力场一致，不同级别和不同期次的断层活动过程也是局部或区域裂缝产生和叠加的过程。缝产生和叠加的过程。断层与裂缝之间存在密切的关系，这为利用断层的发断层与裂缝之间存在密切的关系，这为利用断层的发育情况对裂缝的发育和分布进行预测提供了理论依据。育情况对裂缝的发育和分布进行预测提供了理论依据。三、取得的成

23、果三、取得的成果溶蚀裂缝：溶蚀裂缝： 岩层在早期成岩阶段形成的岩层在早期成岩阶段形成的原生原生裂缝或受构造应力后产生的早期构造裂缝或受构造应力后产生的早期构造裂缝裂缝，由于裂缝形成时间早，经历了，由于裂缝形成时间早，经历了后生成岩阶段，受后期成岩作用、埋后生成岩阶段，受后期成岩作用、埋藏作用的后期改造，经历了藏作用的后期改造，经历了先被充填先被充填后又重新溶蚀开启成为有效缝后又重新溶蚀开启成为有效缝的过的过程程既发生了溶蚀作用。既发生了溶蚀作用。 商商743井井3307.8m 溶蚀裂缝溶蚀裂缝（二）裂缝形成机理与控制因素分析（二）裂缝形成机理与控制因素分析3 3、裂缝发育的控制因素、裂缝发育的

24、控制因素 裂缝的发育程度与断层或者与岩性的关系密切，为了研究裂裂缝的发育程度与断层或者与岩性的关系密切，为了研究裂缝的控制因素首先要从影响裂缝发育的因素研究入手。缝的控制因素首先要从影响裂缝发育的因素研究入手。 u1.1.岩相的控制作用：岩相的控制作用：对于火山岩来说，岩相是一个影响裂缝发对于火山岩来说，岩相是一个影响裂缝发育的重要静态控制因素，火山岩的岩石类型、形成时期、喷发形育的重要静态控制因素，火山岩的岩石类型、形成时期、喷发形式和所处的构造部位等都是裂缝发育的。式和所处的构造部位等都是裂缝发育的。 u2.2.构造应力和构造部位的控制作用：构造应力和构造部位的控制作用：从区域角度讲，构造

25、应力从区域角度讲，构造应力是影响裂缝发育的最主要因素。是影响裂缝发育的最主要因素。u3.3.岩石性质的控制作用：岩石性质的控制作用：不同性质的岩石，受力后产生破裂的不同性质的岩石，受力后产生破裂的情况不一样。情况不一样。三、取得的成果三、取得的成果（三）火成岩裂缝测井响应与识别及裂缝有效性研究1 1、火山岩测井响应特征：、火山岩测井响应特征： 利用多口井中的取心资料和测井数据，对火山岩的电性特征利用多口井中的取心资料和测井数据，对火山岩的电性特征进行了分析，认为：进行了分析，认为： 第一，由于放射性矿物含量低，岩石具有很低的放射性；第一，由于放射性矿物含量低，岩石具有很低的放射性；自自然伽马读

26、数一般在然伽马读数一般在10-15API10-15API之间。之间。 第二第二，具有比一般沉积岩高的密度读数和含氢指数。具有比一般沉积岩高的密度读数和含氢指数。 第三，火山岩的电阻率响应值变化很大，从十几个第三，火山岩的电阻率响应值变化很大，从十几个m m到上到上万个万个m m， 第四，在第四，在FMIFMI成像图上能看到更详细的火山岩内部特征，成像图上能看到更详细的火山岩内部特征，如气如气孔、各类裂缝、溶蚀孔洞、火山角砾的大小、纵向上火山相的变孔、各类裂缝、溶蚀孔洞、火山角砾的大小、纵向上火山相的变化及相互关系等特征。化及相互关系等特征。 三、取得的成果三、取得的成果（1 1）玄武岩）玄武岩

27、 典型的块状致密玄典型的块状致密玄武岩在测井曲线上表现武岩在测井曲线上表现为为“三低二高三低二高”的特征，的特征，即低自然伽马、低声波即低自然伽马、低声波时差、低中子孔隙度、时差、低中子孔隙度、高密度、高电阻率。富高密度、高电阻率。富气孔、宏观裂缝发育的气孔、宏观裂缝发育的玄武岩与致密玄武岩的玄武岩与致密玄武岩的测井响应具有明显的差测井响应具有明显的差异，表现为异，表现为“四中一低四中一低”的特征，的特征，即低自然伽马、即低自然伽马、中等声波时差、中等中中等声波时差、中等中子孔隙度、中等密度、子孔隙度、中等密度、中等电阻率。中等电阻率。商743井玄武岩发育层段测井响应 目的层目的层三、取得的成

28、果三、取得的成果（三）火成岩裂缝测井响应与识别及裂缝有效性研究（2 2）凝灰岩）凝灰岩 凝灰岩电阻率很凝灰岩电阻率很低，低，补偿密度也随之补偿密度也随之减小，而且比泥岩层减小，而且比泥岩层的还要小，而声波时的还要小，而声波时差和补偿中子响应增差和补偿中子响应增大。因此，凝灰岩大。因此，凝灰岩具具有有“二高三低二高三低”的特的特点，点，即高声波时差、即高声波时差、高中子孔隙度、低自高中子孔隙度、低自然伽马、低电阻率、然伽马、低电阻率、低密度；成像图表现低密度；成像图表现为暗色背景，浅色的为暗色背景，浅色的斑点为分散的火山碎斑点为分散的火山碎屑物质屑物质 。商74-6井凝灰岩发育层段测井响应 目的

29、层目的层三、取得的成果三、取得的成果（三）火成岩裂缝测井响应与识别及裂缝有效性研究（3 3）浅成侵入相的辉）浅成侵入相的辉绿岩绿岩 浅成侵入相岩体是岩浆浅成侵入相岩体是岩浆沿断裂侵入到地表以下一沿断裂侵入到地表以下一定深度内冷却形成的浅成定深度内冷却形成的浅成地质体。辉绿岩岩性主要地质体。辉绿岩岩性主要为辉石、斜长石，其次为为辉石、斜长石，其次为橄榄石。橄榄石。辉绿岩辉绿岩以低自然以低自然伽马、低声波时差、低中伽马、低声波时差、低中子孔隙度、高补偿密度、子孔隙度、高补偿密度、高电阻率为特征，高电阻率为特征，即即“三三低二高低二高”为其主要测井响为其主要测井响应特征。它与玄武岩是同应特征。它与玄

30、武岩是同成份岩浆在不同环境下固成份岩浆在不同环境下固结的产物，二者在矿物成结的产物，二者在矿物成份、结构上不易区分，其份、结构上不易区分，其测井响应特征也很相似。测井响应特征也很相似。 商742井辉绿岩发育层段测井响应 目的层目的层三、取得的成果三、取得的成果（三）火成岩裂缝测井响应与识别及裂缝有效性研究2 2、裂缝电性特征、裂缝电性特征 根据岩心观察和测根据岩心观察和测井曲线的对比可以发现，井曲线的对比可以发现，储层裂缝与储层电性响储层裂缝与储层电性响应特征之间存在下述关应特征之间存在下述关系：系：A A、微球电阻率与深、微球电阻率与深浅侧向电阻率之间一般浅侧向电阻率之间一般具有具有明显的差

31、异明显的差异；B B、高、高角度缝双侧向曲线表现角度缝双侧向曲线表现为为正差异正差异，水平裂缝、，水平裂缝、层理裂缝和溶孔表现为层理裂缝和溶孔表现为负差异负差异；C C、砂岩井段井、砂岩井段井径扩径，也是地层存在径扩径，也是地层存在裂缝的反映裂缝的反映 三、取得的成果三、取得的成果（三）火成岩裂缝测井响应与识别及裂缝有效性研究3 3、火山岩岩性测井识别、火山岩岩性测井识别 （1 1）测井资料的数据标准化）测井资料的数据标准化 商741-7井声波时差频率分布直方图 商741-7井自然伽马频率分布直方图 商746井声波时差频率分布直方图 商746井自然伽马频率分布直方图 三、取得的成果三、取得的成

32、果（三）火成岩裂缝测井响应与识别及裂缝有效性研究（2 2）火山岩测井岩性识别）火山岩测井岩性识别 交会图法识别火山岩的岩性：交会图法识别火山岩的岩性： 交会图法是把两种测井数据在平面上交会，根据交会点的坐标定出交会图法是把两种测井数据在平面上交会，根据交会点的坐标定出所求参数的数值和范围的一种方法。所求参数的数值和范围的一种方法。交会图法是确定岩性、孔隙度和含交会图法是确定岩性、孔隙度和含油气饱和度时广泛采用的一种方法油气饱和度时广泛采用的一种方法，有助于解释参数的选择和问题的识，有助于解释参数的选择和问题的识别，还能把大量的数据用图示的方式反映出来。别，还能把大量的数据用图示的方式反映出来。

33、 根据交会图研究火山岩的测井响应特征，图中的每一个点代表一个根据交会图研究火山岩的测井响应特征，图中的每一个点代表一个取心井段的测井响应平均值。取心井段的测井响应平均值。 1.1.孔隙度交会图孔隙度交会图 2.2.自然伽马自然伽马- -声波时差交会图声波时差交会图 3. MN3. MN交会图法交会图法 三、取得的成果三、取得的成果（三）火成岩裂缝测井响应与识别及裂缝有效性研究孔隙度交会图孔隙度交会图 用用3 3种孔隙度测井资料两种孔隙度测井资料两两交会，得到声波时差两交会，得到声波时差- -密度密度交会图、中子交会图、中子- -声波时差交会声波时差交会图和中子图和中子- -密度交会图。密度交会

34、图。对比对比分析研究区分析研究区3 3种交会图，种交会图，认为认为区分火山岩岩性较好的交会图区分火山岩岩性较好的交会图是是声波声波- -密度交会图密度交会图，由声波由声波- -密度交会图可以较好地区分凝密度交会图可以较好地区分凝灰岩、辉绿岩和玄武岩。灰岩、辉绿岩和玄武岩。 商商741741井区声波时差井区声波时差密度交会图密度交会图 三、取得的成果三、取得的成果（三）火成岩裂缝测井响应与识别及裂缝有效性研究自然伽马自然伽马- -声波时差交会图声波时差交会图 自然伽马自然伽马- -声波时差声波时差交会图交会图 凝灰岩声波时差在凝灰岩声波时差在90-105s/m90-105s/m范围内，自范围内，

35、自然伽马值为然伽马值为40-70API40-70API；玄；玄武岩声波时差在武岩声波时差在80s/m80s/m附近，自然伽马值在附近，自然伽马值在20-20-40API40API范围内；辉绿岩声范围内；辉绿岩声波时差为波时差为160-220s/m160-220s/m，自然伽马值也在自然伽马值也在20-40API20-40API范围内。范围内。与玄武岩、辉绿与玄武岩、辉绿岩相比，研究区的凝灰岩岩相比，研究区的凝灰岩密度值较小，自然伽马值密度值较小，自然伽马值较高。较高。 三、取得的成果三、取得的成果（三）火成岩裂缝测井响应与识别及裂缝有效性研究4 4、裂缝有效性研究、裂缝有效性研究 （1 1）野

36、外露头、岩心、薄片观察法）野外露头、岩心、薄片观察法 裂缝的宽度也叫裂缝的宽度也叫裂缝的开度裂缝的开度，开度决定了裂缝的规模，同时，开度是裂缝物，开度决定了裂缝的规模，同时，开度是裂缝物性参数计算中的关键参数。性参数计算中的关键参数。 （A A）野外露头观察）野外露头观察 在野外露头的观察中，对于裂缝的开度容易测量，可以通过每平米内的裂缝在野外露头的观察中，对于裂缝的开度容易测量，可以通过每平米内的裂缝的开度统计表对裂缝的开度进行评价。的开度统计表对裂缝的开度进行评价。 其次可以利用露头测定裂缝面的延贯穿性，测定贯穿性，实际上是测定裂缝其次可以利用露头测定裂缝面的延贯穿性，测定贯穿性，实际上是

37、测定裂缝切层方向的长度。切层方向的长度。 （B B）岩心观察）岩心观察 地下裂缝的真实开度是裂缝参数描述中的难题。而裂缝连通性用每米岩心上地下裂缝的真实开度是裂缝参数描述中的难题。而裂缝连通性用每米岩心上裂缝相交的点数表示，相交点数越多，则表明连通性越好。裂缝相交的点数表示，相交点数越多，则表明连通性越好。 （C C）薄片镜下观察）薄片镜下观察 开启裂缝指不具有成岩物质填充的裂缝，其识别标志是沿裂缝存在氧化染色开启裂缝指不具有成岩物质填充的裂缝，其识别标志是沿裂缝存在氧化染色或李泽冈环带。在薄片和扫描电镜照片中，或李泽冈环带。在薄片和扫描电镜照片中，开启裂缝很少变形开启裂缝很少变形。三、取得的

38、成果三、取得的成果（三）火成岩裂缝测井响应与识别及裂缝有效性研究（2 2）用测井方法对裂缝有效性研究）用测井方法对裂缝有效性研究 对裂缝张开程度，常规方法是用用对裂缝张开程度，常规方法是用用双测向测井的差异双测向测井的差异和电阻率值定性和电阻率值定性描述，再根据图版或公式来求取张度。描述，再根据图版或公式来求取张度。裂缝发育与双侧向测井的关系：裂缝发育与双侧向测井的关系： 当没有裂缝且地层中无径向电阻率变化时，深、浅侧向电阻率应该是当没有裂缝且地层中无径向电阻率变化时，深、浅侧向电阻率应该是重合的。水平裂缝能加强侧向测井的聚焦作用，使测量的电阻率降低，而重合的。水平裂缝能加强侧向测井的聚焦作用

39、，使测量的电阻率降低，而且水平裂缝对深侧向的聚焦作用比浅侧向更强，从而使且水平裂缝对深侧向的聚焦作用比浅侧向更强，从而使RLLDRLLSRLLDRLLSRLLDRLLS，即正差异。所以，即正差异。所以，深、浅侧向测井差异性质主要是由裂缝的产状决定的。深、浅侧向测井差异性质主要是由裂缝的产状决定的。三、取得的成果三、取得的成果（三）火成岩裂缝测井响应与识别及裂缝有效性研究（3 3）裂缝有效性研究实例分析）裂缝有效性研究实例分析 （A A）岩心裂缝发育层段统计）岩心裂缝发育层段统计1632.4；1664.63；1668.28F11-3；F11-4；F23-1庄庄2井井1662.8；1673.17；

40、1674.62；1674.96；1686.1；1685.87；1686.44F11-1；F11-3；F11-4庄庄2-62井井1670.0；1680.26F22-3；F22-4庄庄2-22井井1729.07；1729.27；1741.10F21-1；F22-4庄庄2-18井井无无庄庄2-16井井1682.13F22-4庄庄2-13井井1645.4；1661.6F22-1；F22-4庄庄2-8井井1639.48F11-1庄庄2-1井井深度深度发育层位发育层位井名井名岩心开启裂缝发育层位统计表岩心开启裂缝发育层位统计表 三、取得的成果三、取得的成果（三）火成岩裂缝测井响应与识别及裂缝有效性研究 埋

41、深较大的储层裂缝存在与储层电性响应特征之间有下述关系：埋深较大的储层裂缝存在与储层电性响应特征之间有下述关系：（1 1）深浅侧向电阻率之间一般具有明显的差异。）深浅侧向电阻率之间一般具有明显的差异。（2 2）高角度缝双侧向曲线表现为正差异，水平缝、层理缝和溶孔表现为负差异。）高角度缝双侧向曲线表现为正差异，水平缝、层理缝和溶孔表现为负差异。（3 3）砂岩井段井径扩径，也是地层存在裂缝的反映。）砂岩井段井径扩径，也是地层存在裂缝的反映。（4 4）高声波时差、声波周期跳跃等现象也是裂缝发育的一些明显特征。）高声波时差、声波周期跳跃等现象也是裂缝发育的一些明显特征。 裂缝发育层段图（庄2、庄2-8井

42、） 三、取得的成果三、取得的成果（三）火成岩裂缝测井响应与识别及裂缝有效性研究裂缝发育层段图（庄裂缝发育层段图（庄2-222-22、庄、庄2-622-62井）井） 三、取得的成果三、取得的成果（三）火成岩裂缝测井响应与识别及裂缝有效性研究1 1、 断地比参数裂缝预测法原始模式断地比参数裂缝预测法原始模式 粒内裂缝粒内裂缝的特点为裂缝开合度不大，的特点为裂缝开合度不大，但是其宽度足可以充注铸体，因而也但是其宽度足可以充注铸体，因而也足以成为油气的运移通道和储集空间；足以成为油气的运移通道和储集空间；粒内裂缝分布杂乱，没有明显的方向性，粒内裂缝分布杂乱，没有明显的方向性，并且部分裂缝被溶蚀，呈现不

43、规则的边缘，其宽度也随溶蚀而变大。并且部分裂缝被溶蚀，呈现不规则的边缘，其宽度也随溶蚀而变大。 HT203HT203井井 2389.6 2389.6 （- -）50 50 粒内裂缝粒内裂缝 HT701HT701井井3042.83042.8（- -）2525粒内裂缝粒内裂缝 （四）断裂参数法裂缝发育预测研究（四）断裂参数法裂缝发育预测研究三、取得的成果三、取得的成果 粒内裂缝发育的特点说明粒内裂缝发育的特点说明裂缝的发育程度裂缝的发育程度与发育于本地区的与发育于本地区的逆冲断层有逆冲断层有着密切的联系着密切的联系，在研究区内，在研究区内粒内裂缝主要发育于断层的上盘粒内裂缝主要发育于断层的上盘，下

44、盘中靠近断，下盘中靠近断层的地区也有发育，但是下盘裂缝发育区的范围和裂缝的发育程度均明显比层的地区也有发育，但是下盘裂缝发育区的范围和裂缝的发育程度均明显比上盘的裂缝要小，并且离断层越远裂缝的发育就越少，上盘的裂缝要小，并且离断层越远裂缝的发育就越少，在其宽度和条数上均在其宽度和条数上均有变小的趋势。有变小的趋势。粒内裂缝发育带示意图粒内裂缝发育带示意图 （四）断裂参数法裂缝发育预测研究（四）断裂参数法裂缝发育预测研究三、取得的成果三、取得的成果 在在已知已开发区块内已知已开发区块内各个井裂缝的发育情况下，统计各个井裂缝的发育情况下，统计存在裂缝和不存在裂缝井存在裂缝和不存在裂缝井位的中间点到

45、控制裂缝发育带断层的垂直距离位的中间点到控制裂缝发育带断层的垂直距离，在，在H3-2H3-2井中存在粒内裂缝，而井中存在粒内裂缝，而H4-2H4-2井中没有发育粒内裂缝，因而相邻井井中没有发育粒内裂缝，因而相邻井H3-2H3-2井与井与H4-2H4-2井连线的中点井连线的中点A A为裂缝发育带的为裂缝发育带的外缘。外缘。A A点到控制断层的垂直距离点到控制断层的垂直距离ABAB就是裂缝发育带就是裂缝发育带，下图中，下图中ABAB相当于图相当于图1414中上盘中上盘的裂缝发育带（的裂缝发育带（y y），再利用地震解释资料读取断层中），再利用地震解释资料读取断层中B B点的断距，点的断距，利用开发

46、井网中利用开发井网中的多井数据的多井数据可以读取下表。可以读取下表。 粒内裂缝发育井位及断层位置图粒内裂缝发育井位及断层位置图 （四）断裂参数法裂缝发育预测研究（四）断裂参数法裂缝发育预测研究三、取得的成果三、取得的成果170170210210180180210210215215240240240240230230245245165165162162170170裂缝裂缝带宽带宽度度m m202024242020252525253030323230303030222218181818断距断距断层断层号号1212111110109 98 87 76 65 54 43 32 21 1采样采样点点断距

47、与裂缝带宽度统计表断距与裂缝带宽度统计表 裂缝带宽度裂缝带宽度Y Y与断距与断距x x相相关性分析图关性分析图 以上表为基础利用线性回归方法得出以上表为基础利用线性回归方法得出裂缝发育带宽度（裂缝发育带宽度（y y）与断距（）与断距（x x）之）之间的关系间的关系，在引用的例子中经过简单，在引用的例子中经过简单的回归分析得出的回归分析得出y y6.0735x+54.2836.0735x+54.283的关系公式。的关系公式。 （四）断裂参数法裂缝发育预测研究（四）断裂参数法裂缝发育预测研究三、取得的成果三、取得的成果（四）断裂参数法裂缝发育预测研究（四）断裂参数法裂缝发育预测研究2 2、断地比参

48、数裂缝预测法基础理论、断地比参数裂缝预测法基础理论 断地比就是断层的断距在平面上的投影所占网格化工区内面积的比值。断断地比就是断层的断距在平面上的投影所占网格化工区内面积的比值。断地比是用来描述断层以及断裂系统在某个特定区域的断裂程度，地比是用来描述断层以及断裂系统在某个特定区域的断裂程度，又由于在对构又由于在对构造裂缝研究中发现的储层裂缝的分布密度与断层的断裂程度成正比，因而利用造裂缝研究中发现的储层裂缝的分布密度与断层的断裂程度成正比，因而利用断地比参数的大小来预测储层裂缝的发育程度成为一种可能断地比参数的大小来预测储层裂缝的发育程度成为一种可能。 右图上部为某地层右图上部为某地层的剖面图

49、，下部为此地的剖面图，下部为此地层的顶面构造和剖面位层的顶面构造和剖面位置。置。按照断层断距的大按照断层断距的大小在构造图中以下盘边小在构造图中以下盘边界为平面断层的一个边界为平面断层的一个边界，界，将断距投影到平面将断距投影到平面上（注：此处的断面投上（注：此处的断面投影为断距而非水平断影为断距而非水平断距）。距）。 三、取得的成果三、取得的成果（四）断裂参数法裂缝发育预测研究（四）断裂参数法裂缝发育预测研究 由于网格化过程中，网格的大小直接影响到断地比参数，因而断地比参数由于网格化过程中，网格的大小直接影响到断地比参数，因而断地比参数应在合适的网格下读取。应在合适的网格下读取。如果密度过大

50、，就会造成断层对周围油气储层的裂缝如果密度过大，就会造成断层对周围油气储层的裂缝的预测范围降低，也降低了裂缝发育程度与断层断距的相关性。因而通过多次的预测范围降低，也降低了裂缝发育程度与断层断距的相关性。因而通过多次不同密度的网格化实验发现，不同密度的网格化实验发现，网格密度与裂缝发育程度与断距的相关性成正态网格密度与裂缝发育程度与断距的相关性成正态分布分布。经分析后发现与火山岩裂缝发育最为密切相关的网格为断层断距的。经分析后发现与火山岩裂缝发育最为密切相关的网格为断层断距的5 56 6倍，在此种网格下断地比与裂缝的参数变化关系最为密切。倍，在此种网格下断地比与裂缝的参数变化关系最为密切。（纵

51、坐标：断地比与裂缝发育程度相关性；横坐标：网格宽度是断层断距的倍数）（纵坐标：断地比与裂缝发育程度相关性；横坐标：网格宽度是断层断距的倍数） 三、取得的成果三、取得的成果（四）断裂参数法裂缝发育预测研究（四）断裂参数法裂缝发育预测研究商商741741井区断层分布与网格划分井区断层分布与网格划分 研究过程中发现研究过程中发现由于只有断层两侧切由于只有断层两侧切割断层的网格内才有割断层的网格内才有赋值赋值，在网格化过程，在网格化过程中便出现了一个弊端，中便出现了一个弊端，在裂缝发育范围内因在裂缝发育范围内因为网格过程出现了无为网格过程出现了无值网格，为了避免此值网格，为了避免此弊端，弊端，将有赋值

52、网格将有赋值网格相邻网格进行额外赋相邻网格进行额外赋值，值，赋值原则为：赋值原则为：（其中（其中A A、B B、C C、为赋值网格的相邻有为赋值网格的相邻有赋值网格的赋值数，赋值网格的赋值数，n n为有赋值的网格为有赋值的网格数），数），从而能部分的从而能部分的克服这种弊端。克服这种弊端。 三、取得的成果三、取得的成果（四）断裂参数法裂缝发育预测研究（四）断裂参数法裂缝发育预测研究A BA B成像测井中的裂缝识别与缝面比参数示意图成像测井中的裂缝识别与缝面比参数示意图3 3、裂缝发育情况定量描述方法、裂缝发育情况定量描述方法 提出了缝面比参数提出了缝面比参数法，法，此方法借鉴了前人此方法借鉴了

53、前人在对成像测井解释过程在对成像测井解释过程中使用的岩心孔、洞面中使用的岩心孔、洞面孔率。孔率。将火山岩岩心或将火山岩岩心或成像测井中的裂缝识别成像测井中的裂缝识别出来，然后计算缝面比出来，然后计算缝面比参数法并进行描述。参数法并进行描述。右右图图A A为部分原始成像测为部分原始成像测井图，经过人工裂缝识井图，经过人工裂缝识别，可以判别出裂缝的别，可以判别出裂缝的位置和裂缝的面积位置和裂缝的面积S S从从而可以计算该井此深度而可以计算该井此深度的平均缝面比的平均缝面比。三、取得的成果三、取得的成果（四）断裂参数法裂缝发育预测研究（四）断裂参数法裂缝发育预测研究4 4、商、商741741井区断地

54、比参数裂缝预测法井区断地比参数裂缝预测法 4.9%1.2%3.7%6.2%3.7%0.6%8.6%比例比例413530.57断层断层5-35-25-14-114-104-94-84-7编号编号1.2%21.0%19.8%12.3%6.2%000比例比例11716105000断层断层4-64-54-44-34-24-13-83-7编号编号1.0%1.2%17.9%3.7%5.9%6.2%00比例比例0.8114.534.75500断层断层3-63-53-43-33-23-12-62-5编号编号00.6%9.0%1.9%0000比例比例00.57.31.50000断层断层2-42-32-22-11

55、-41-31-21-1编号编号商商741741井区断地比参数统计井区断地比参数统计 （1）参数数据统计：）参数数据统计：三、取得的成果三、取得的成果（四）断裂参数法裂缝发育预测研究（四）断裂参数法裂缝发育预测研究 断地参数高值区出现断地参数高值区出现了三个条带，了三个条带，第一个高值第一个高值区域分布在商区域分布在商745745井和商井和商742742井的北部。井的北部。第二个高第二个高值区分布在商值区分布在商741741井、商井、商74-1274-12井区域，向东北一井区域，向东北一直延伸到商直延伸到商742742井东部，井东部，向南延伸到商向南延伸到商741-741-平平3 3井井南部。南

56、部。第三个高值出现于第三个高值出现于工区的东部，主要在商工区的东部，主要在商746746井和商井和商747747井的东部地井的东部地区，区，此高值区连片性较差，此高值区连片性较差，呈现大小不等的土豆状分呈现大小不等的土豆状分布，这与断层出现放射状布，这与断层出现放射状分布具有密切关系。分布具有密切关系。（2）参数平面分布特征）参数平面分布特征三、取得的成果三、取得的成果（四）断裂参数法裂缝发育预测研究（四）断裂参数法裂缝发育预测研究三、取得的成果三、取得的成果（3）构造裂缝与断层具有比较密切的关系，R20.716。从而在个案上证明了用断层半定量的来预测构造裂缝的可行性，可以实现利用断层发育程度

57、预测裂缝的目的。（四）断裂参数法裂缝发育预测研究（四）断裂参数法裂缝发育预测研究 通过提取裂缝发育程度的断地比参数阈值，制作了商741井区沙三中火山岩构造裂缝有利发育区图，从右图可以看出，裂缝的发育位置均集中于断层的两侧，仍然延续了北部、西部和东部的商745井区、商74井区和商747井区的三个有利区域。（4）有利区带）有利区带三、取得的成果三、取得的成果1 1、岩石力学参数试验及其测井计算、岩石力学参数试验及其测井计算（1 1）三轴压缩试验）三轴压缩试验 玄武岩的玄武岩的抗压强度抗压强度为为100-350MPa100-350MPa，辉绿岩一般为，辉绿岩一般为170-400MPa170-400M

58、Pa，抗压强度辉绿岩，抗压强度辉绿岩大于玄武岩。全区大于玄武岩。全区杨氏模量杨氏模量范围为范围为17-70GPa17-70GPa，一般为，一般为30-40GPa30-40GPa；泊松比泊松比范围为一般范围为一般分布在分布在0.17-0.280.17-0.28之间，之间，剪切模量剪切模量范围为范围为10-25GPa10-25GPa，体积模量体积模量多分布在多分布在18-45GPa18-45GPa范范围内。围内。 3.60E+043.60E+041.80E+041.80E+040.290.294.64E+044.64E+04288288夏夏39396.79E+036.79E+037.64E+037

59、.64E+030.090.091.67E+041.67E+046666商商74-774-73.31E+043.31E+041.77E+041.77E+040.270.274.51E+044.51E+04397397商商74-774-72.17E+042.17E+041.30E+041.30E+040.250.253.25E+043.25E+04294294商商74-774-71.80E+041.80E+041.15E+041.15E+040.240.242.84E+042.84E+04172172辉绿岩辉绿岩商商7427424.59E+044.59E+042.72E+042.72E+040.2

60、50.256.81E+046.81E+04346346二姑山二姑山1.71E+041.71E+041.31E+041.31E+040.20.23.12E+043.12E+04159159商商7457451.28E+041.28E+041.16E+041.16E+040.150.152.68E+042.68E+04101101商商7457451.41E+041.41E+048.88E+038.88E+030.240.242.20E+042.20E+04147147玄武岩玄武岩商商743743体积模量体积模量（MPaMPa）剪切模量剪切模量（MPaMPa）泊松比泊松比杨氏模量杨氏模量(MPa)(M