变质岩储层识别测井技术研究

变质岩储层识别测井技术研究

周霞

中石化中原石油工程有限公司地球物理测井公司 河南濮阳 457001

摘要：将常规与特殊测井资料相结合，开展流体识别方法的研究进行变质岩不同岩性的测井特征总结；推动该区块的储层深层次研究具有重要的指导意义。

关键词：变质岩储层 缝洞型储层 裂缝识别

引言

利用测井资料识别变质岩储层的各项技术普遍建立在研究变质岩储层发育的地质特征分析基础上，需要借助岩心的直接观察、镜下薄片观察、铸体或荧光薄片分析、扫描电镜等手段，结合试油、试采资料，了解变质岩储层储集空间的类型、裂缝发育特点（产状、规模、密度、充填情况、形成原因等），分析储层与岩性之间的关系，选择代表不同类型储层的典型层段，分析其测井响应特征，建立变质岩储层对关键测井曲线的响应关系。

1 变质岩储层裂缝的常规测井识别方法

常规测井系列中被用于识别变质岩储层裂缝的测井方法主要有双侧向、声波时差、双侧向-微球形聚焦、井径及自然伽马能谱测井等。

1.1双侧向测井

双侧向测井在开启裂缝发育的变质岩储层处显示高电阻率背景下的相对低阻，深浅侧向电阻率Rlld与Rlls存在明显幅度差，其中高角度缝（大于70°）发育的储层深、浅侧向电阻率呈正差异；低角度缝（小于70°）或水平缝发育的储层则表现为曲线特征相对尖锐，显示呈负差异。裂缝张开度增大，深、浅侧向电阻率之间的正差异或负差异幅度差增大。

深、浅侧向电阻率之间的幅度差还受钻井泥浆侵入半径的影响。高角度缝储层，当侵入很浅（不超过深侧向探测深度）时，深、浅侧向电阻率幅度差过大，这时，若裂缝张开度很大，但横向延伸很短，裂缝的有效性差；对于低角度裂缝，如果出现正差异，也说明其横向延伸较短，裂缝的有效性差。深浅侧向幅度差对高角度缝和网状缝的反应更为灵敏。

1.2声波时差测井

声波时差测井对水平缝或低角度缝敏感，导致滑行波能量严重衰减，从而在时差曲线上表现为声波时差增大或出现周波跳跃。高角度缝、垂直缝在声波时差曲线上响应不明显。

1.3双侧向-微球形聚焦测井

裂缝对电阻率测井的影响不仅取决于裂缝的方向、规模，同时还取决于裂缝中所含流体的性质（泥浆滤液、地层水或油气），为提高裂缝识别的精度，可将双侧向和微球形聚焦测井曲线组合使用。微球形聚焦RMSFL在裂缝处表现为刺刀状低阻，即高、低阻交替出现。当Rmsfl低值，Rlld/Rlls较大为高角度裂缝显示；Rmsfl比Rlld小很多时，裂缝带内可能含有油气。

1.4井径测井

井径测井也是研究裂缝的一种重要方法，裂缝往往会导致井眼定向扩径。钻遇裂缝时，裂缝发育方向的岩石更为脆弱，在钻井液与钻具的冲力作用下，会造成井眼坍塌。高角度裂缝是引起井壁定向坍塌的重要原因。

1.5自然伽马能谱测井

自然伽马能谱测井识别裂缝的主要依据是：地层水中含有六价铀盐，还原条件下，当流体在岩石孔隙或裂缝中运移时，有些铀盐被离析，并沉淀在岩石骨架上，储层（或裂缝）在伽马能谱测井曲线上表现为无铀伽马低值背景下的总伽马高值，表明裂缝有效存在。

2变质岩储层裂缝的特殊测井识别方法

2.1地层倾角测井

地层倾角测井的微电导率曲线具有较高的纵向分辨率，对充满泥浆或泥浆滤液的裂缝位置极为敏感，表现为高电导率异常，可用DCA电导率异常检测程序来寻找裂缝。每个极板上都存在、成组出现的异常，表明地层可能存在裂缝。

2.2电阻率成像测井

利用常规测井资料评价变质岩储层主要有以下难点：一是不能准确判定储层的储集类型；二是大多数裂缝型储层在常规曲线上特征不明显，储层发育程度、裂缝产状及延伸方向等都无法确定。三是难以判断孔隙和裂缝的有效性。

电成像测井基本原理是分别通过测量井壁介质的导电性特征来反映井壁的地质特征。成像测井成果图上能够清晰、直观反映出井眼周围裂缝的形态、方位和孔洞情况，裂缝性储层在电成像测井图上表现为连续或间断的深色条带，其形状取决于裂缝的产状。垂直缝和水平缝分别为竖直和水平暗色条带，斜交缝为明显的正弦波状条带，倾向不同的裂缝相交形成的网状缝为交叉混乱的暗色条带。

2.3偶极声波测井

偶极声波仪器设计及测井的目的主要是为了在软地层获得横波资料，它使用非对称声源，在井壁上直接激发以横波速度为界限值的弯曲波或挠曲波，而传统仪器在软地层中无法获取滑行横波。偶极声波测井可获取地层纵横波及斯通利波信息，裂缝处，斯通利波反射，在波形变密度图上会产生“人或V”字形干涉条纹，这是偶极声波资料最明显的裂缝测井响应特征。

斯通利波是一种在液-固表面存在的声波，井眼中低频的斯通利波传播类似于活塞运动，使得井壁在径向上膨胀和压缩，裂缝的存在导致斯通利波在裂缝处发生反射和折射，这些反射波和折射波比原始波到达的晚，变密度图上就产生“人或V”字形干涉图形。

井径不规则、地层界面因波阻抗的变化有时也会引起斯通利波反射产生类似的干涉条纹，但这种影响对应着井径、自然伽马曲线，可以区分加以排除。

裂缝较发育的储层，在声波变密度图上，斯通利波可能存在能量的衰减，衰减原因：一是斯通利波反射和折射的结果，一是因为地层和井眼之间提供了流体流动的通道，斯通利波的活塞式运动使流体径向灌入地层，导致波能量的损失。

2.4核磁共振测井评价变质岩储层

核磁共振测井资料能提供与孔径密切相关的区间孔隙度，能对孔隙度的尺寸分布提供信息，与其它测井评价孔隙度方法相比，核磁共振测井的优越性在于：可以准确地求得束缚流体孔隙度和可动流体孔隙度。由于核磁共振资料能区分毛管束缚流体和可动流体，因此对储层的产能有指示作用。特别对于低孔低渗等复杂储层，通过核磁共振确定油（气）层、干层的界限，能够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的孔隙度基本一致，核磁共振能反映变质岩孔隙孔径的大小，通过评价孔径大小，可以反映储层的有效性。

3 结论

研究表明，受变质程度的影响，变质岩储层的储集空间通常分为变余粒间孔隙、变晶间缝隙和裂缝等类型，但一般以裂缝为主。常规测井技术对风化缝（机械破碎或溶蚀）、构造缝发育的缝洞型储层识别不够直观，不能提取充填缝和开启缝，更无法获取各类裂缝，如高角度缝、网状缝和水平缝的形状、延展性和有效性。故结合常规测井与特殊测井技术资料的研究能够更好地对变质岩储层进行有效识别和评价。