司马立强成像测井地质综合应用

1、CNPC测井应用基础及前言技术研讨会成像测井地质综合应用西南石油大学2006年9月司马立强1提纲一、成像测井技术概况二、 成像测井技术应用1. 缝洞性储层评价2. 致密、复杂地层的地层倾角分析3. 沉积现象识别与分析4. 局部构造特征分析5. 地应力分析2成像测井技术概况起步：上世纪80年代 代表仪器：FMS、井下声波电视快速发展：上世纪90年代 代表仪器(电）：FMI、EMI 、STAR-广泛应用：本世纪以来 代表仪器：声、电、核3成像测井技术概况 井下仪器： 电成像：FMI、EMI、STAR-、ARI 声成像：USI、UBI，CBIL、DCBIL、CAST 偶极成像：DSI、XMAC 核磁

2、成像：CMR、MRIL地面系统：MAXIS-500 Eclips-5700 Excell-2000 EILog100与EILog054提纲一、成像测井技术概况二、 成像测井技术应用1.帮助岩芯定位与描述2.缝洞性储层评价3.复杂地层的地层倾角解释与局部构造特征分析4. 沉积现象识别与分析5. 地应力分析5帮助岩芯定位与描述，通过岩心刻度成像测井，部分替代钻井取芯 6提纲一、成像测井技术概况二、 成像测井技术应用1.帮助岩芯定位与描述2.缝洞性储层评价3.复杂地层的地层倾角解释与局部构造特征分析4. 沉积现象识别与分析5. 地应力分析7缝洞性储层评价裂缝、溶洞的定性识别缝洞参数的定量计算与应用缝

3、洞性储层有效性的评价缝洞性储层评价方法选择8裂缝溶洞的定性识别从各种地质特征中识别裂缝鉴别天然裂缝与诱导裂缝从各种地质特征中识别溶洞9从各种地质特征中识别裂缝a.地层界面b.缝合线c.小断层d.泥质条带e.裂缝真假裂缝鉴别：层界面、缝合线、小断层、泥质条带、裂缝10从各种地质特征中识别裂缝（a）薄层状构(b) 眼球眼皮构造(c) 燧石结核构造 真假裂缝鉴别：非均质岩石构造11眼球眼皮构造天然裂缝12真假裂缝鉴别：构造缝、层间缝、层理、藻结核从各种地质特征中识别裂缝13层间缝识别从各种地质特征中识别裂缝14天然裂缝与诱导裂缝鉴别(a)机械破碎裂缝 (b)重泥浆压裂缝 (c)应力释放裂缝 (d)天

4、然裂缝钻具振动形成的机械破碎裂缝高密度钻井液与地应力不平衡性造成的压裂缝应力释放裂缝 天然裂缝 15诱导压裂缝的实例月东3井压裂漏失段双侧向电阻率值降低，差异变大16龙会3井石炭系高角度天然缝该层测试结果产气6万多方/日17麻12井共轭剪切裂缝识别18从各种地质特征中识别溶洞(a)黄铁矿斑块(b)井壁崩落(c)角砾间隙(d) 溶蚀孔洞 黄铁矿斑块 井壁崩落 角砾间隙 溶蚀孔洞19缝洞性储层评价裂缝、溶洞的定性识别缝洞参数的定量计算与应用缝洞性储层有效性的评价缝洞性储层评价方法选择20缝洞参数定量计算与应用裂缝参数 裂缝孔隙度 裂缝张开度 裂缝密度 裂缝长度溶洞参数 溶洞大小 溶洞密度 溶洞面孔

5、率 应用成像测井计算的裂缝参数对常规测井（双侧向）进行标定，可用常规测井近似估算裂缝参数21裂缝张开度： 裂缝孔隙度： 基于FMI图像分析确定裂缝参数 22建32-1井飞三飞一电成像裂缝参数成果图裂缝密度裂缝张开度度裂缝孔隙度裂缝参数23轮古9井FMI裂缝参数定量计算成果图 裂缝密度裂缝张开度裂缝孔隙度裂缝参数24孔洞参数 大小密度面孔率25 渡11井裂缝及孔洞定量计算结果与分析 总孔隙度 孔洞面积 裂缝孔隙度裂缝发育段溶洞发育段26缝洞性储层评价裂缝、溶洞的定性识别缝洞参数的定量计算与应用缝洞性储层有效性的评价缝洞性储层评价方法选择27缝洞性储层有效性评价评价裂缝有效性的指标 裂缝的渗滤性

6、裂缝的径向延伸深度裂缝的张开度裂缝性储层28缝洞性储层有效性评价用双侧向测井的差异和电阻率值定性描述，再根据图版或公式来求取张开度。应用微电阻率扫描成像，识别裂缝、评价裂缝的张开程度。裂缝的张开度评价用双侧向测井近视估算裂缝的径向延伸情况通过FMI与ARI的比较来判断裂缝的径向延伸情况 裂缝的径向延伸深度评价思路29缝洞性储层有效性评价思路斯通利计算的渗透率裂缝的渗滤性能评价斯通利波能量衰减特征声波测井斯通利波及纵、横波变密度图像的干涉条纹特征 RFT/MDT RFT重复式地层测试器资料分析 MDT模块式地层动态测试器资料分析 无泥饼30现场实例凉东1-1井石炭系无效裂缝 31凉东1-1井石炭

7、系有效裂缝 现场实例32有效缝无效缝储层段凉东1-1井石炭系现场实例33渡1井飞仙关组裂缝有效性评价 现场实例FMI图像裂缝型储层34渡1井飞仙关组裂缝有效性评价 现场实例ST波变密度ARI各向异性分析ST波裂缝分析快横波的方位ST波反射现象各向异性百分含量在解释的裂缝储层段射孔测试：获日产天然气44.15万立方米35缝洞性储层有效性评价评价溶洞有效性的指标 溶洞的渗滤性 井壁以远溶洞发育程度溶洞的大小、分布、发育程度溶洞性储层36缝洞性储层有效性评价思路溶洞性储层溶洞的大小、分布、发育程度，溶洞参数计算井壁溶洞发育程度微电阻率扫描成像井壁以远溶洞发育程度双侧向通常降低、正差异三孔隙度测井显示

8、孔隙度较高常规测井大的溶洞井径扩径溶洞的在径向的发育程度方位侧向溶洞的渗滤性评价斯通利波计算的渗透率纵波、横波、斯通利波能量衰减偶极声波RFT/MDT 直井测试、评价储层的渗滤性37天东31井石炭系储层有效性评价 现场实例38缝洞性储层评价裂缝、溶洞的定性识别缝洞参数的定量计算与应用缝洞性储层有效性的评价缝洞性储层评价方法选择39缝洞性储层测井评价方法选择测井评价方法的适应性分析其实质是基于储集空间类型及测井响应的适应性，优选测井系列与测井评价模型对储层进行定性和定量评价。 缝洞性储层评价方法选择40测井方法的适应性与局限性测井系列 测井方法适应性局限性常规测井自然伽马能指示特殊高含铀的缝、洞

9、储层不能指数一般的缝洞储层井径能指示大的溶洞与大的低角度缝不能指示该井段发与小的溶洞补偿中子能指示孔洞与低角度缝发育段不能区分孔隙、裂缝、溶洞的响应补偿密度能指示孔洞与低角度缝发育段有时夸大、有时缩小溶洞的响应补偿声波能指示孔洞与低角度缝发育段不能反映高角度缝，缩小溶洞的响应双侧向能指示一定径向深度裂缝、溶洞发育段精度低，多解性强成像测井方位侧向能指示一定径向深度裂缝、溶洞发育段精度低，多解性强微电阻率成像能指示井壁附近的裂缝、溶洞发育段探测深度浅，有时会夸大或缩小缝洞特征，价格昂贵偶极声波能评价缝洞储层的渗滤性泥饼影响较大，价格昂贵核磁共振能评价储层的物性、渗滤性纯裂缝性储层、孔隙度低的储层

10、效果差，价格昂贵地层测试RFT能评价孔洞储层的渗滤性、含流体性只能点测，成功率较低MDT能评价孔洞储层的渗滤性、含流体性只能点测，价格昂贵41井壁成像夸大针状溶孔响应 （塔里木塔中161井） 井壁成像真实反映中小型溶洞（塔里木塔中45井） 42上段：井壁图像呈“斑点状”，显示溶孔很发育，但利用常规测井资料确定的总孔隙度低，只有5%8%，显然井壁成像夸大了对溶孔的响应。综合评价该井段为差油气层。下段：井壁图像呈块状和低阻条带状，溶蚀孔隙不很发育。但常规测井资料显示孔隙发育，孔隙度达到10%以上，气体指示曲线具有明显的气层或轻质油层特征。综合评价该井段为好油气层。试油证实:下段为高产气层，日产气5

11、.5104m3，而上段为差油气层，日产油0.68m3 。TZ1井奥陶系43储层类型定性评价测井曲线系列定量评价测井曲线系列孔隙型声波、密度、中子声波、密度、中子小型溶孔型井壁成像、声波、密度、中子声波、密度、中子中型溶洞型井壁成像、声波、密度、中子井壁成像大型、巨型溶蚀洞穴井壁成像、声波、密度、中子、井径井径裂缝型井壁成像、双侧向、井径双侧向裂缝孔洞型或孔洞裂缝型井壁成像、双侧向、井径、声波、中子、密度双侧向、声波、中子、 密度碳酸盐岩储层评价测井曲线选择44提纲一、成像测井技术概况二、 成像测井技术应用1.帮助岩芯定位与描述2.缝洞性储层评价3. 复杂地层的地层倾角解释与局部构造特征分析4.

12、 沉积现象识别与分析5. 地应力分析45高电阻率复杂地层倾角处理解释高陡复杂构造井周局部构造形态分析复杂地层倾角解释与局部构造特征分析46区分地层界面和裂缝拾取溶洞型地层层界面高阻地层层界面的拾取复杂岩性地层倾角的拾取高电阻率复杂地层倾角处理解释47茅三3高阻地层为裂缝倾角地层倾向南东区分地层界面和裂缝48方法在溶蚀程度差的层段寻找层界面寻找薄层寻找大的岩性变化界面溶洞型地层地层界面拾取溶洞型地层层界面地层界面49成像解释倾角块状高阻地层层界面的拾取高阻地层地层界面50块状高阻地层层界面的拾取51块状高阻地层层界面的拾取在高阻块状地层中寻找岩相变化界面 52复杂岩性地层倾角的拾取薄层茅一c眼球

13、状构造53成像解释倾角实例1：凉东1井、凉东1-1井局部构造形态分析高陡背斜54 根据井周构造形态精细分析结果，建议在3200米处沿北西315方向侧钻。 建议被采纳，于4692m钻达石炭系，获得了34104m3/d的高产气流。实例1：凉东1井、凉东1-1井局部构造形态分析高陡背斜55局部构造形态分析倒转构造实例2：月2井、月2-1井月2井 FMI成像准确地确定了一个倒转的沉积序列正序地层倒序地层56实例2：月2井、月2-1井 经分析，发现月2井钻到了陡带，地层发生了倒转，在倒转点附近，伴有三个同级逆断层，断点位置为：2810米、2839.5米、2866米。 上述成果及时提交给了勘探部门，并建议

14、在月2井提钻、收缩斜度测钻月2-1井，建议被采纳，月2-1井在2778米处顺利钻达目的层石炭系，并获得26.1万立方米/日的工业气流。局部构造形态分析倒转构造57提纲一、成像测井技术概况二、 成像测井技术应用1.帮助岩芯定位与描述2.缝洞性储层评价3. 复杂地层的地层倾角解释与局部构造特征分析4. 沉积现象识别与分析5. 地应力分析58 成像测井提供了全新的关于岩相的信息。 成像测井的图象的特点是：高分辨率，高采样率，井周覆盖率高，它提供了更精确、更丰富、更直观的测量结果，为沉积特征分析提供了更充分的依据。 利用成像测井图可较详尽地描述地层的岩性，沉积结构、构造，成岩作用等；例如各种沉积层理、

15、粒序层理、各种颗粒形态、分布等类似于岩心的描述。这些是进行沉积相研究必需的资料。 沉积现象识别与分析59 层理：层理是沉积岩最典型、最重要的特征之一。它是沉积物沉积时水动力条件的直接反映，是沉积环境的重要标志之一 。 成像测井能准确识别各种层理特征：1. 水平层理2. 波状层理3. 斜层理4. 交错层理5. 变形层理层理特征识别60FMI成像测井图象上的水平层理 岩芯照片61河床底部的冲刷面和交错层理 62 河漫亚相的小型槽状交错层理 63滨湖相双向交错层理 64（渡1-1井）（渡4井）碳酸盐岩储层层理特征识别65鲕滩储层中发育的交错层理渡2井渡3井66陆棚相地层测井响应特征（特殊沉积构造）(

16、黄龙5井)（门7井）滑塌揉皱特殊沉积构造识别67（a）薄层状构(b) 眼球眼皮构造(c) 燧石结核构造 (d ) 藻结核构造 特殊沉积构造识别68地层接触关系识别天马山组(Ktms)与蓬莱镇组(J3p)之间明显的岩性突变接触关系天马山组(Ktms)蓬莱镇组(J3p)蓬莱镇组(J3p)天马山组(Ktms白马5白浅45白垩系侏罗系69地层接触关系识别夹关组(K2j)与蓬莱镇组(J3p)之间呈明显的岩性突变接触关系不整合中间缺失天马山组蓬莱镇组(J3p)蓬莱镇组(J3p)夹关组(K2j)夹关组(K2j)白浅26白浅40白垩系侏罗系70 成像测井与常规测井相结合，在分析岩石结构、岩石构造、层理特征的基

17、础上，可进一步进行沉积微相的划分与解释。 沉积微相划分71河道砂岩典型特征(白浅33-B砂层组)分流河道砂岩的基本特征：1.GR曲线呈箱形。2.具明显的突变顶底界面。3.平行层理和(或)槽状层理发育。4.没有明显旋回性。5.单层厚度较厚(5-10M)。6.岩性较粗，物性较好。72分流河口坝砂岩的基本特征：1.GR曲线呈漏斗形。2.具明显的突变顶界面。3.岩性具下细上粗的反旋回特征。4.砂岩中平行层理和斜层理发育。5.普遍厚度大(8-15M)。6. 岩性略偏细，以粉细砂岩为主。7.砂岩中泥质含量略高。河口坝砂岩典型特征(白浅49-B砂层组)73河道+河口坝砂岩典型特征(白浅56-E砂层组)分流河

18、口坝砂岩的基本特征：1.GR曲线呈漏斗形。2.具明显的突变顶界面。3.岩性具下细上粗的反旋回特征， 由下部泥粉岩至上部砂岩。4.砂岩中平行层理和斜层理发育。5.普遍厚度大。6. 岩性略偏细，以粉细砂为主。7.砂岩中泥质含量略高。分流河道砂岩的基本特征：1.GR曲线呈箱形。2.具明显的突变顶界面。3.平行层理和(或)槽状层理发育。4.没有明显旋回性。5.单层厚度较厚。6.岩性较粗，物性较好。74决口扇砂岩典型特征(白浅25)决口扇砂岩的基本特征：1.GR曲线呈漏斗形。2.常具明显的突变顶界面。3.岩性具下细上粗的反旋回特征， 由下部泥粉岩至上部砂岩。4.砂岩中斜层理发育。5.单层厚度薄(0.5-

19、2M)。75提纲一、成像测井技术概况二、 成像测井技术应用1.帮助岩芯定位与描述2.缝洞性储层评价3. 复杂地层的地层倾角解释与局部构造特征分析4. 沉积现象识别与分析5. 地应力分析76静地应力:上覆岩层压力动地应力:构造应力现代构造应力泥浆柱压力三轴向远应力孔隙流体压力法向应力Sr剪切应力S 有效井周应力有效径向应力三轴向应力 Sz Sy Sx大地应力井下就地应力古构造应力 SxSzSrS井下就地应力概念77井壁崩落分析法压裂分析法应力释放裂缝分析法横波各向异性法井下就地应力方向确定方法78井壁崩落分析法冲刷性垮塌溶蚀性垮塌键槽性垮塌塑性变形地应力性崩落在最小水平主应力方向有最大的剪切应力，当它超过岩石的抗剪强度时，将发生应力崩落井壁崩落的方向指示最小水平主应力的方向 79井眼崩落方位 - 最小水平主应力的方向：东西