储层裂缝研究方法课件

1、（一）常规测井系列（一）常规测井系列 双侧向双侧向微球形聚焦微球形聚焦测井系列测井系列 对高角度裂缝，深、浅側向曲线平缓，深側对高角度裂缝，深、浅側向曲线平缓，深側向电阻率向电阻率 浅側向电阻率，呈浅側向电阻率，呈“正差异正差异”。 在水平裂缝发育段，深、浅側向曲线尖锐，深在水平裂缝发育段，深、浅側向曲线尖锐，深側向电阻率側向电阻率 浅側向电阻率，呈较小的浅側向电阻率，呈较小的“负差负差异异”。 对于倾斜缝或网状裂缝，深、浅側向曲线起伏对于倾斜缝或网状裂缝，深、浅側向曲线起伏较大，为中等值，深、浅电阻率几乎较大，为中等值，深、浅电阻率几乎“无差异无差异”。垂直裂缝垂直裂缝水平裂缝常规测井的裂缝

2、响应分析常规测井的裂缝响应分析LLD(OHM)LLS(OHM)裂裂缝缝mfLLDLLSRmffRRKR)1(4102 .1)11(bLLDmRRR4104)11(LLDLLSmRRR裂缝孔隙度：裂缝孔隙度： 低角度裂缝张开度：低角度裂缝张开度：高角度裂缝张开度：高角度裂缝张开度：裂缝的渗透率：裂缝的渗透率： ffK2C Z52Z52井测井裂缝解释数据表井测井裂缝解释数据表裂缝层号裂缝层号裂缝高度裂缝高度(m)(m)深感应深感应()() 中感应中感应()() 孔隙度孔隙度(%)(%)渗透率渗透率(md)(md) 开度开度(um)(um)1 11743.61743.61744.71744.71.1

3、1.117.817.815.915.90.12110.121165.25565.25525.17525.1752 21762.61762.61763.71763.71.11.128.528.527.627.60.0190.0190.2970.2974.29064.29063 31780.21780.21781.71781.71.51.538.138.135.835.80.03150.03151.06971.06976.32346.32344 41789.91789.91790.61790.60.70.737.7437.7435.4535.450.03210.03211.12381.12386.

4、41876.41875 5184418441845.71845.71.71.747.847.841410.08040.080411.57211.57213.01213.0126 61847.31847.31848.21848.20.90.968.968.962620.02980.02980.92810.92816.05726.05727 71849.31849.31850.11850.10.80.848.248.241.541.50.07680.076810.310.312.56112.5618 81851.31851.31855.11855.13.83.858.358.352.252.20.

5、03940.03941.89231.89237.5177.5179 91856.11856.11858.31858.32.22.2555548480.05670.05674.76374.76379.94329.943210101867.21867.21868.81868.81.61.657.557.551.451.40.0410.0412.08412.08417.73987.739811111917.21917.21919.11919.11.91.951.651.647.947.90.0270.0270.72220.72225.61375.613712121936.41936.41938.31

6、938.31.91.982.482.475750.02020.02020.34560.34564.49034.490313131951.11951.11955.11955.14 444.7544.7541.441.40.03450.03451.34691.34696.78086.78081414196119611962.61962.61.61.656.656.651510.03780.03781.69881.69887.2757.275深度深度(m)(m)高角度裂缝高角度裂缝孔隙度孔隙度裂缝性泥灰岩储集层常规测井评价成果图裂缝性泥灰岩储集层常规测井评价成果图 声波测井识别裂缝：声波测井识别裂缝

7、： 一般认为声波测井计算的孔隙度为岩石基一般认为声波测井计算的孔隙度为岩石基质孔隙度，其理由是声波测井的首波沿着基质孔隙度，其理由是声波测井的首波沿着基质部分传播并绕过那些不均匀分布的孔洞、质部分传播并绕过那些不均匀分布的孔洞、孔隙。但当地层中存在低角度裂缝孔隙。但当地层中存在低角度裂缝( (如水平如水平裂缝裂缝) )、网状裂缝时，声波的首波必须通过、网状裂缝时，声波的首波必须通过裂缝来传播。裂缝较发育时，声波穿过裂缝裂缝来传播。裂缝较发育时，声波穿过裂缝使其幅度受到很大的衰减，造成首波不被记使其幅度受到很大的衰减，造成首波不被记录，而其后到达的波反而被记录下来，表现录，而其后到达的波反而被记

8、录下来，表现为声波时差增大，即周波跳跃。因此，可利为声波时差增大，即周波跳跃。因此，可利用声波时差的增大来定性识别低角度缝或网用声波时差的增大来定性识别低角度缝或网状缝发育井段。状缝发育井段。 利用感应差别识别裂缝：利用感应差别识别裂缝：钻井液侵入裂缝，钻井液侵入裂缝，使感应测井曲线有明显的降低。使感应测井曲线有明显的降低。 密度测井识别裂缝密度测井识别裂缝 密度测井测量的是岩石的体积密度，主要反密度测井测量的是岩石的体积密度，主要反映地层的总孔隙度。由于密度测井为极板推映地层的总孔隙度。由于密度测井为极板推靠式仪器，当极板接触到天然裂缝时，由于靠式仪器，当极板接触到天然裂缝时，由于泥浆的侵入

9、会对密度测井产生一定的影响，泥浆的侵入会对密度测井产生一定的影响，引起密度测井值减小。引起密度测井值减小。 井径测井的裂缝识别井径测井的裂缝识别 对于基质孔隙较小的致密砂岩，钻井使对于基质孔隙较小的致密砂岩，钻井使得裂缝带容易破碎，裂缝相交处的岩块塌落，得裂缝带容易破碎，裂缝相交处的岩块塌落，可造成钻井井眼的不规则及井径的增大。另可造成钻井井眼的不规则及井径的增大。另一方面，由于裂缝具有渗透性，如果井眼规一方面，由于裂缝具有渗透性，如果井眼规则，泥浆的侵入可在井壁形成泥饼，井径缩则，泥浆的侵入可在井壁形成泥饼，井径缩小。因此，可以根据井眼的突然变化来预测小。因此，可以根据井眼的突然变化来预测裂

10、缝的存在。裂缝的存在。 井径测井对于低角度缝与泥质条带以及井径测井对于低角度缝与泥质条带以及薄层的响应很难区分；另外，其它原因（如薄层的响应很难区分；另外，其它原因（如岩石破碎、井壁垮塌）造成的井眼不规则，岩石破碎、井壁垮塌）造成的井眼不规则，会影响到该方法识别裂缝的准确性。会影响到该方法识别裂缝的准确性。 自然伽玛能谱测井识别裂缝自然伽玛能谱测井识别裂缝 测量地层中天然放射性铀（测量地层中天然放射性铀（U238U238）、钍）、钍（Th282Th282）、钾（）、钾（K40K40）含量。）含量。 原理原理：正常沉积环境：正常沉积环境U U元素含量低于或接元素含量低于或接近泥质体（钍近泥质体（

11、钍+ +钾）的值，当有裂缝存在时，钾）的值，当有裂缝存在时，铀含量比泥质体大。铀含量比泥质体大。 应用能谱的高铀值识别裂缝和地下流体应用能谱的高铀值识别裂缝和地下流体的运移及活跃程度有关。当裂缝（孔洞）发的运移及活跃程度有关。当裂缝（孔洞）发育段的地下水活跃时，地下水中溶解的育段的地下水活跃时，地下水中溶解的U U元素元素才能被吸附及沉淀在裂缝（或孔洞）周围，才能被吸附及沉淀在裂缝（或孔洞）周围，造成造成U U元素富集，使得自然伽玛能谱测井在裂元素富集，使得自然伽玛能谱测井在裂缝带处显示出缝带处显示出U U含量增加，在地下水不活动地含量增加，在地下水不活动地区，裂缝性储层的自然伽玛显示为低值。

12、区，裂缝性储层的自然伽玛显示为低值。（二）特殊裂缝测井技术系列（二）特殊裂缝测井技术系列 地层倾角测井，主要有裂缝识别测井地层倾角测井，主要有裂缝识别测井（FILFIL）和异常电导率（）和异常电导率（DCADCA）检测）检测 原理：利用原理：利用4 4条微电导率曲线的相关性条微电导率曲线的相关性进行对比分析。进行对比分析。 对于水平裂缝，需要与岩性测井资料相对于水平裂缝，需要与岩性测井资料相结合来分析。结合来分析。 对高角度裂缝，对高角度裂缝，4 4条微电导率曲线呈不条微电导率曲线呈不相关或两两相关。相关或两两相关。裂缝识别成果图裂缝识别成果图DCADCA处理成果图处理成果图 地层微电阻率扫描

13、成像测井地层微电阻率扫描成像测井(FMS(FMS、FMIFMI和和EMI)EMI) 井壁成像方法，可显示井壁二维图象或井眼周围某一探测深度的三维图象。井壁覆盖率达80%，纵向分辨率为0.2in（5mm）。 识别裂缝成因(天然裂缝和诱导裂缝)。诱导缝有3种：钻具振动产生的裂缝、重泥浆压裂缝、应力释放裂缝。 解释裂缝参数：裂缝长度、密度、开度和面积孔隙度。裂缝密度为每米井段裂缝总长度(条/m)；裂缝长度为每平方米井壁的裂缝长度之和(m/m2)；裂缝宽度指单位井段裂缝轨迹宽度的立方和开立方 (um)；裂缝视孔隙度指裂缝在1m井壁上的视开口面积与图像覆盖面积的比值。 方位电阻率成像测井（方位电阻率成像

14、测井（ARIARI）方位电阻率成像测井仪方位电阻率成像测井仪ARIARI提供了井周围提供了井周围1212个方位的地层深部电阻率，同时保留了深个方位的地层深部电阻率，同时保留了深浅侧向的测量。其径向探测深度接近深侧浅侧向的测量。其径向探测深度接近深侧向约向约2 m2 m的范围，纵向分辨率与微球聚焦电的范围，纵向分辨率与微球聚焦电阻率阻率MSFLMSFL相当相当( (为为20cm)20cm)。 ARIARI能清楚识别开启缝，特别是径向延伸能清楚识别开启缝，特别是径向延伸2m2m以上的裂缝，而以上的裂缝，而FMIFMI可识别井壁上全部裂可识别井壁上全部裂缝，两者结合可以判断有效裂缝的分布。缝，两者结

15、合可以判断有效裂缝的分布。声波测井新技术声波测井新技术超声波电视成像测井超声波电视成像测井超声波电视成像测井记录声波反射波幅和传超声波电视成像测井记录声波反射波幅和传播时间，在井眼播时间，在井眼360360方位内进行高分辨率方位内进行高分辨率成像显示。其中的超声成像仪成像显示。其中的超声成像仪UBIUBI和井周声和井周声波成像测井仪波成像测井仪CASTCAST可以在油基泥浆井眼中代可以在油基泥浆井眼中代替电阻率成像测井评价裂缝和储层。利用替电阻率成像测井评价裂缝和储层。利用UBIUBI井眼半径成像的测量结果和井眼横截面井眼半径成像的测量结果和井眼横截面图可以探测出沿裂缝面的剪切滑动现象，而图可

16、以探测出沿裂缝面的剪切滑动现象，而剪切滑动现象的存在可证明地层的非平衡构剪切滑动现象的存在可证明地层的非平衡构造应力和裂缝存在。造应力和裂缝存在。 声波测井新技术声波测井新技术多极子声波测井多极子声波测井 多极子（主要是偶极）声波测井可提供多极子（主要是偶极）声波测井可提供高质量的纵波、横波和斯通利波。高质量的纵波、横波和斯通利波。斯通利波斯通利波的波形、能量和反射系数反映了有一定径向的波形、能量和反射系数反映了有一定径向延伸长度或连通较好的有效裂缝，计算反射延伸长度或连通较好的有效裂缝，计算反射系数确定的裂缝张开度可用于定量评价裂缝系数确定的裂缝张开度可用于定量评价裂缝的渗透性。的渗透性。

17、偶极横波偶极横波波形变密度显示波形变密度显示VDLVDL可识别裂缝可识别裂缝发育段。波形的显示特征受裂缝倾角影响。发育段。波形的显示特征受裂缝倾角影响。低角度和网状裂缝低角度和网状裂缝VDLVDL显示基本与层面相似，显示基本与层面相似，并且纵横波和斯通利波能量衰减较大，斯通并且纵横波和斯通利波能量衰减较大，斯通利波出现利波出现“人人”字型，字型，“人人”型中交叉的位型中交叉的位置即为裂缝发育的位置。置即为裂缝发育的位置。 声波测井新技术声波测井新技术井旁声波反射成像测井井旁声波反射成像测井 井旁声波反射成像仪井旁声波反射成像仪BARSBARS是一种超长源距是一种超长源距声波测井仪，可以对井眼以

18、外的井旁声波测井仪，可以对井眼以外的井旁3-10 m3-10 m的的声波不连续界面进行精细成像，其分辨率比地声波不连续界面进行精细成像，其分辨率比地面地震和垂直地震剖面面地震和垂直地震剖面VSPVSP高两个数量级。高两个数量级。BARSBARS可以识别砂岩和泥岩顶底界面以及过井断可以识别砂岩和泥岩顶底界面以及过井断层和裂缝，弥补了其它测井资料横向识别裂缝层和裂缝，弥补了其它测井资料横向识别裂缝的不足。的不足。 阵列声波阵列声波的波形和的波形和变密度曲变密度曲线在裂缝线在裂缝发育段将发育段将出现明显出现明显的幅度衰的幅度衰减，裂缝减，裂缝渗透性越渗透性越好，衰减好，衰减幅度将越幅度将越大。大。蓝

19、颜色为蓝颜色为层间缝，层间缝，红颜色为红颜色为录井显示录井显示ARIARI蓝颜色为蓝颜色为层间缝，层间缝，红颜色为红颜色为录井显示录井显示L4井岩芯照片及FMI成像测井反映高角度缝的发育结合结合 FMIFMI、ARIARI、CMRCMR有效识别裂缝和孔洞有效识别裂缝和孔洞(L4)(L4) 溶蚀孔洞溶蚀孔洞溶蚀孔洞溶蚀孔洞FMIFMI成像测井响应特征（成像测井响应特征（L101L101井）井）L7L7井成像图像与岩心薄片照片对比图反映充填缝井成像图像与岩心薄片照片对比图反映充填缝利用声电成象测井技术识别裂缝利用声电成象测井技术识别裂缝1 1）裂缝、溶蚀孔洞的评价）裂缝、溶蚀孔洞的评价Conduc

20、tivefractureazimuthConductivefracturestrike开启裂缝倾角K201井成像开启缝综图井成像开启缝综图 2 2）利用成像测井提供的裂缝密度、水动力宽度、裂缝视孔隙度等参数）利用成像测井提供的裂缝密度、水动力宽度、裂缝视孔隙度等参数裂缝、溶孔发育段声波幅度及衰减情况裂缝、溶孔发育段声波幅度及衰减情况交叉偶极子阵列声波测井交叉偶极子阵列声波测井判断裂缝发育段、类型及有效性高角度裂缝发育段声波幅度衰减情况高角度裂缝发育段声波幅度衰减情况S66S67S76S86S87S91S94S96T204T314T443T453T615T616T701T702T705S93T7

21、04基于单井FMI裂缝解释结果编制的奥陶系裂缝平面分布图。电磁波传播测井（电磁波传播测井（EPTEPT）识别裂缝）识别裂缝电磁波在不同的界面上产生反射和折射。当入射角电磁波在不同的界面上产生反射和折射。当入射角等于临界角时，产生在井壁地层内滑行的电磁波。等于临界角时，产生在井壁地层内滑行的电磁波。由于仪器采用双发双收原理，主要接收滑行波的信由于仪器采用双发双收原理，主要接收滑行波的信号，因而电磁波测井主要是探测冲洗带地层特征，号，因而电磁波测井主要是探测冲洗带地层特征，其探测深度仅其探测深度仅2020mmmm左右。电磁波测井的应用条件是左右。电磁波测井的应用条件是高孔、均质地层，泥浆介电常数与

22、电导率大于地层高孔、均质地层，泥浆介电常数与电导率大于地层介电常数及其电导率。否则，岩石的相位差大于介电常数及其电导率。否则，岩石的相位差大于360360，TPLTPL只反映超出只反映超出360360部分，曲线出现跳动，部分，曲线出现跳动，类似声波曲线的周波跳跃。类似声波曲线的周波跳跃。 碳酸盐岩储层为非均质、低孔的储集类型，特别是碳酸盐岩储层为非均质、低孔的储集类型，特别是无法形成利于电磁波滑行波传播的泥饼。因此，在无法形成利于电磁波滑行波传播的泥饼。因此，在储层裂缝发育段储层裂缝发育段TPLTPL曲线出现严重的跳跃。电磁波曲曲线出现严重的跳跃。电磁波曲线的变化与裂缝的发育程度紧密相关。因此

23、电磁波线的变化与裂缝的发育程度紧密相关。因此电磁波测井适用于碳酸盐岩油藏裂缝段识别与的划分。测井适用于碳酸盐岩油藏裂缝段识别与的划分。 碳酸盐岩剖面电磁波测井曲线图。在裂缝发育处，电磁波曲线为碳酸盐岩剖面电磁波测井曲线图。在裂缝发育处，电磁波曲线为尖峰状，裂缝越发育尖峰值越高。如尖峰状，裂缝越发育尖峰值越高。如320932093210.6m3210.6m为一条大裂缝，为一条大裂缝，321432143218m3218m为一组裂缝，按尖峰统计有为一组裂缝，按尖峰统计有1010条裂缝。条裂缝。在裂缝不在裂缝不发育井段，快发育井段，快横波方位角代横波方位角代表了现今最大表了现今最大水平主应力方水平主应

24、力方向。向。地层各向异性分析及裂缝区域有效性的评价岩石力学参数计算及井眼稳定性分析测井裂缝识别小结测井裂缝识别小结 各种测井技术对探测裂缝都有一定的局限各种测井技术对探测裂缝都有一定的局限性，且每种技术都有其探测深度和特性，在性，且每种技术都有其探测深度和特性，在获取信息上有其互补性，因此，综合多种测获取信息上有其互补性，因此，综合多种测井资料进行对比分析能较准确的描述裂缝。井资料进行对比分析能较准确的描述裂缝。常规测井成本低、资料全，但其纵向上分辨常规测井成本低、资料全，但其纵向上分辨率低，对多种常规测井进行综合解释可以评率低，对多种常规测井进行综合解释可以评价裂缝的发育段、张开度、孔隙度及

25、渗透率价裂缝的发育段、张开度、孔隙度及渗透率等；成像测井能够对复杂的孔隙结构如裂缝、等；成像测井能够对复杂的孔隙结构如裂缝、溶孔、溶洞、层理和井壁崩落等进行描述，溶孔、溶洞、层理和井壁崩落等进行描述，特别是能表征裂缝的实际特征，与常规测井特别是能表征裂缝的实际特征，与常规测井资料结合，可用于分析裂缝有效性以及裂缝资料结合，可用于分析裂缝有效性以及裂缝在区域上的分布情况。在区域上的分布情况。 第三章 储层裂缝研究的地球物理方法和动态方法 一、储层裂缝研究的测井方法一、储层裂缝研究的测井方法 二、储层裂缝研究的地震方法二、储层裂缝研究的地震方法 三、储层裂缝研究的动态方法三、储层裂缝研究的动态方法

26、 利用地震振幅、频率和相位等属性，尤利用地震振幅、频率和相位等属性，尤其是其是横波分裂技术横波分裂技术见到了一定的效果见到了一定的效果 相干体数据方法相干体数据方法 利用特殊处理提高分辩率利用特殊处理提高分辩率测井约束反演测井约束反演技术技术( (岩性岩性裂缝裂缝) ) 纵波纵波裂缝检测裂缝检测 地震方法虽然在一些碳酸盐岩储层研究地震方法虽然在一些碳酸盐岩储层研究中取得了一定的成效，但在原理、技术方中取得了一定的成效，但在原理、技术方法及分辩率上尚有待进一步探索和完善法及分辩率上尚有待进一步探索和完善ABFCDEG 裂缝在地震上的响应：在岩性背景控制下，能量衰裂缝在地震上的响应：在岩性背景控制

27、下，能量衰减、振幅降低、相位紊乱、频率突变、极性反转、减、振幅降低、相位紊乱、频率突变、极性反转、低速低伽玛。低速低伽玛。H 相干体分析是通过计算地震数据体中相干体分析是通过计算地震数据体中相邻相邻道与道之间的非相似性道与道之间的非相似性，形成只反映地震道相，形成只反映地震道相干与否的新数据体，描述地层和岩性的横向非干与否的新数据体，描述地层和岩性的横向非均质性。具有均质性。具有相同反射特征相同反射特征的区域表现为的区域表现为高相高相关性关性，计算出的值为，计算出的值为0 0；岩性变化的；岩性变化的突变点突变点则表则表现为现为低相关性低相关性，计算出的值为，计算出的值为1 1。运用相干数据。运

28、用相干数据体高低相干性能快速、准确地识别断层、岩性体高低相干性能快速、准确地识别断层、岩性等异常地质现象，还能解释在常规解释中难以等异常地质现象，还能解释在常规解释中难以确认的小断层、裂缝、扰曲等地质现象确认的小断层、裂缝、扰曲等地质现象相干体处理相干体处理下沟组下沟组K K1g31g3顶沿层相干数据体平面图顶沿层相干数据体平面图资料品质较差资料品质较差K1zK1zK1g2+3K1g2+3K1g0K1g0K1g1K1g1K1cK1cQ2-15窿窿7窿窿103窿窿4Q2-2Q2-3Q2-1 窿窿101 窿窿102柳柳6柳柳3柳柳2过窿过窿7窿窿4窿窿103窿窿101柳柳2井井相干数据体剖面图相干

29、数据体剖面图PPPQ4Q4井井FRSFRSTM TM Fracture Fracture 地震波场裂缝正演模拟地震波场裂缝正演模拟3-D fracture distributions from azimuthal AVO and seismic attenuation analysis Potential Open Fracture Distributions第三章 储层裂缝研究的地球物理方法和动态方法 一、储层裂缝研究的测井方法一、储层裂缝研究的测井方法 二、储层裂缝研究的地震方法二、储层裂缝研究的地震方法 三、储层裂缝研究的动态方法三、储层裂缝研究的动态方法 0.000.000.000.0

30、010.1871.59126143150134124155.00151.00164.000.0050.00100.00150.00200.002002.1.61.111.151.221.251.292002.2.12.52.82.132.162.192.222.26时间硫氢酸铵浓度mg/L5.575.684.94116001710011900971074005750409037503040262021500600012000180002002.1.61.111.151.221.251.292002.2.12.52.82.132.162.192.222.26时间氚水浓度nci/L永148-54井

31、硫氢酸铵示踪剂检测曲线 永148-54井氚水示踪剂检测曲线 1、示踪剂分析3.43.04142.8182.4124.662.440.535.73436.732.7292518.2416.960501001502002002.3.43.193.264.14.124.194.256.6时间硼浓度mg/L永182-56井硼示踪剂检测曲线 永182-56井检测亚硝酸根的浓度00.0278.2361.90.690.050000000000204060801002002.3.43.143.193.223.263.294.14.94.124.154.194.224.255.236.66.27时间亚硝酸根浓度

32、mg/L永182-56井亚硝酸根示踪剂检测曲线 30m/d30m/d30m/d永永148-52148-52、永、永148-56148-56井组示踪剂检测平面分布图井组示踪剂检测平面分布图60m/d150m/d33.3m/d永永182-54182-54、182-58182-58井组示踪剂检测平面分布图井组示踪剂检测平面分布图图5 永18256井B离子采出曲线拟合图050100150200250050100150200250时间( d )B离子浓度(mg/L)实测点拟合点图6 永18260井B离子采出曲线拟合图020406080100120140160180020406080100120140160180200时间( d )B离子浓度(mg/L)实测点拟合点各井方向的裂缝体积和渗透率各井方向的裂缝体积和渗透率井名井名裂缝方向裂缝方向裂缝体裂缝体积（积（m3）裂缝宽裂缝宽度（度（m）裂缝高度裂缝高度（m）渗透率渗透率（md）永永18254井井永永18256井井53.7535.070.181922永永18258井井永永18260井井28.04230.3733.3919.380.090.771742587永永1825