变质岩储层识别测井技术研究 王崇军

发表时间:2020/12/29   来源:《基层建设》2020年第25期   作者:王崇军1 杨波2 高飞3
[导读] 摘要:将常规测井资料与特殊测井资料相结合,开展了流体识别方法研究,总结了变质岩不同岩性的测井特征,对促进该区块深层储层研究具有重要的指导意义。
        1  中国石油集团测井有限公司长庆分公司靖边项目部;2  中国石油集团测井有限公司吐哈分公司玉门油田测井项目部;3  中国石油集团测井有限公司吐哈分公司鄯善项目部
        摘要:将常规测井资料与特殊测井资料相结合,开展了流体识别方法研究,总结了变质岩不同岩性的测井特征,对促进该区块深层储层研究具有重要的指导意义。
        关键词:变质岩储层;储层;裂缝;识别
        介绍
        利用测井资料识别变质储层的技术,一般都是在分析变质储层发育地质特征的基础上进行的。有必要通过岩心直接观察、显微薄片观察、铸体或荧光薄片分析、扫描电镜等手段,结合试油和试油资料,了解储层空间类型及裂缝发育特征(产状和大小)储层岩性分析。选取代表不同类型储层的典型层段进行测井响应特征分析,建立了变质储层对关键测井曲线的响应关系。
        1号变质储层裂缝常规测井识别方法
        在常规测井系列中,识别变质储层裂缝的测井方法主要有双侧向测井、声波时差测井、双侧向测井微球聚焦测井、井径测井和自然伽马能谱测井。
        1.1双侧向测井
        双侧向电阻率相对较高的储层,在变质裂缝背景下发育。RLLD与rlls在浅部和深层横向电阻率上存在显著差异。高角度裂缝(大于70°)储层的深部和浅部侧向电阻率存在正差异;低角度裂缝(小于70°)或水平裂缝的储层表现出相对尖锐的曲线特征负差异。随着裂缝张开度的增大,深部和浅部侧向电阻率的正负差幅差增大。
        深部和浅部横向电阻率的振幅差也受钻井液侵入半径的影响。对于大角度裂缝性储层,当侵入非常浅(不超过深部侧向探测深度)时,深部和浅部的电阻率振幅相差太大。此时,如果骨折张开度大,但侧向伸展时间短,则骨折的有效性较差;对于低角度骨折,如果有正差异,也说明侧伸短,骨折有效性差。深度与深度的横向振幅差对高角缝和网状缝更敏感。
        1.2声波时差测井
        声波时差测井对水平裂缝或小角度裂缝敏感,导致滑波能量衰减严重,导致时差曲线上声波时差增大或周期跳变。大倾角煤层和垂直煤层对声波时差曲线的响应不明显。
        1.3双侧向测井微球聚焦测井
        裂缝对电阻率测井的影响不仅取决于裂缝的走向和规模,还取决于裂缝中所含流体(泥浆滤液、地层水或油气)的性质。为了提高裂缝识别的精度,可以将双侧向测井曲线与微球聚焦测井曲线相结合。显微聚焦rmsfl在骨折处表现为刺刀状低电阻,即高、低电阻交替出现。当rmsfl较低,RLLD/rlls较大时,表现为高角度裂缝;当rmsfl远小于RLLD时,裂缝带可能含有油气。
        1.4井径测井
        井径测井也是研究裂缝的重要方法。裂缝往往导致钻孔直径的定向扩大。当钻遇裂缝时,裂缝发育方向的岩石更为脆弱,在钻井液和钻具的冲击下,会造成井眼坍塌。大角度断裂是造成井壁定向坍塌的重要原因。
        1.5自然伽马能谱测井
        自然伽马能谱测井裂缝识别的主要依据是:地层水含有六价铀盐。在还原条件下,流体在岩石孔隙或裂缝中运动时,部分铀盐在岩石骨架上分离沉淀,在伽马能谱测井曲线上无铀伽马射线低值背景下,储层(或裂缝)呈现总伽马高值,表明裂缝的有效存在。
        2变质岩储层裂缝的特殊测井识别方法
        2.1倾角测井
        地层倾角测井的微观电导率曲线具有较高的垂向分辨率,对充满泥浆或泥浆滤液的裂缝位置非常敏感,表现为高电导率异常。因此,DCA电导率异常检测程序可以用来寻找裂缝。每个板块都有一些异常,这表明地层中可能存在裂缝。


        2.2电阻率成像测井
        利用常规测井资料评价变质储层主要存在以下困难:一是不能准确确定储层类型;二是大部分裂缝性储层在常规曲线上没有明显特征,储层发育程度、裂缝产状和延伸方向都可以不确定。第三,很难判断孔隙和裂缝的有效性。
        电成像测井的基本原理是通过测量井眼介质的导电特性来反映井壁的地质特征。成像测井结果能清晰直观地反映井眼周围裂缝的形态、方位和孔隙度。裂缝性储层在电成像测井上表现为连续或不连续的暗带,其形状取决于裂缝的产状。垂直裂缝和水平裂缝分别为垂直和水平暗带,斜缝为明显的正弦波条带,不同倾斜裂缝相交形成的网状裂缝为交叉混沌暗带。
        2.3偶极子声波测井
        偶极子声波仪器设计和测井的目的是获得软地层中的横波资料。它利用非对称声源在井壁上直接激发以横波速度为极限值的弯曲波或弯曲波,但传统的仪器无法获得软地层中的滑移横波。裂缝测井中最明显的“偶极波”和“横波”特征。
        斯通利波是一种存在于液固表面的声波。低频斯通利波在钻孔中的传播类似于活塞运动,使井壁径向膨胀和压缩。裂缝的存在导致斯通利波在裂缝处的反射和折射。这些反射波和折射波比原始波来得晚,“人或V”干涉图案出现在变密度图上。
        井径不规则和地层界面波阻抗的变化有时会在斯通利波反射中产生类似的干涉条纹,但这种影响对应于井径和自然伽马曲线,可以加以区分和消除。
        对于裂缝发育的储层,声波变密度图上斯通利波的能量可以衰减。造成衰减的原因有:一是斯通利波反射和折射的结果;二是地层与井眼之间有流体流动通道;斯通利波活塞运动使流体径向流入地层,造成波能损失。
        2.4变质储层核磁共振测井评价
        核磁共振测井能提供与孔隙大小密切相关的层间孔隙度,并能提供孔隙度的粒度分布信息。与其它评价孔隙度的方法相比,核磁共振测井具有准确获得束缚流体和可动流体孔隙度的优点。核磁共振数据可以区分毛细管束缚流体和可动流体,可以作为储层产能的指标。特别是对于低孔低渗的复杂储层,利用核磁共振技术确定油(气)层和干层边界,可以提高测井解释的符合率。
        核磁共振测井反映的孔隙度与常规测井基本一致。核磁共振能反映变质岩的孔隙大小,储层的有效性可以通过评价孔隙大小来反映。
        3结论
        研究表明,变质岩储集空间可分为粒间孔隙型、粒间裂缝型和裂缝型三种类型,以裂缝为主。常规测井技术对具有风化裂缝(机械裂缝或溶蚀裂缝)和构造裂缝的缝洞型储层识别不够直观,无法提取充填裂缝和张开裂缝,无法获得大角度裂缝等各种裂缝的形态、延展性和有效性,网状骨折和水平骨折。因此,常规测井与特殊测井资料相结合,可以更好地识别和评价变质储层。
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