碳酸盐岩油气藏测井评价技术及应用课件

主讲人：张张 冲冲长江大学地球物理与石油资源学院碳酸盐岩油气藏测井评价碳酸盐岩油气藏测井评价技术及应用技术及应用 碳酸盐岩是重要的油气储集岩，虽碳酸盐岩是重要的油气储集岩，虽然它仅然它仅占沉积岩的占沉积岩的20%，但是却包含了，但是却包含了世界主要油气田的世界主要油气田的10%，中东地区储集，中东地区储集岩有三分之二是碳酸盐岩。在碎屑岩为岩有三分之二是碳酸盐岩。在碎屑岩为主的北美，三分之一的主要油气田也在主的北美，三分之一的主要油气田也在碳酸盐岩中，产量占巨型油气田总产量碳酸盐岩中，产量占巨型油气田总产量的一半左右。的一半左右。p碳酸盐岩储集层的基本特征碳酸盐岩储集层的基本特征p碳酸盐岩储集层的测井响应碳酸盐岩储集层的测井响应p识别裂缝的综合实例识别裂缝的综合实例p裂缝孔隙度的定量评价方法裂缝孔隙度的定量评价方法p三孔隙度模型理论及应用三孔隙度模型理论及应用目 录一、碳酸盐岩储集层的基本特征一、碳酸盐岩储集层的基本特征1 1 岩石骨架及主要的物理性质岩石骨架及主要的物理性质 在碳酸盐盐剖面中，主要的矿物成分是方解石、白在碳酸盐盐剖面中，主要的矿物成分是方解石、白云石，但经常还出现硬石膏、石膏、盐岩，含有一些粘、云石，但经常还出现硬石膏、石膏、盐岩，含有一些粘、土矿物、有机质、黄铁矿、硅质等。土矿物、有机质、黄铁矿、硅质等。方解石方解石和和白云石白云石是碳酸盐岩的主要造岩矿物。是碳酸盐岩的主要造岩矿物。碳酸盐盐层常伴生有硫酸碳酸盐盐层常伴生有硫酸-卤素岩石，最普遍的是卤素岩石，最普遍的是石膏、硬石膏、盐岩。石膏、硬石膏、盐岩。一、碳酸盐岩储集层的基本特征一、碳酸盐岩储集层的基本特征1 1 岩石骨架及主要的物理性质岩石骨架及主要的物理性质矿物密度（g/cm3)热中子俘获截面(c.)骨架声波时差(s/m)中子含氢指数(%)电磁波传播时间(s/m)光电吸收截面指数(Pe)方解石2.717.115309.15.08白云石2.874.813702.58.73.14硬石膏2.9812.45171-28.45.05石膏2.3218.5164506.83.99盐岩2.05754.2230.3-37.98.44.65 由上表可以看出，用由上表可以看出，用光电吸收截面指数、密度、声波时差、热中子俘光电吸收截面指数、密度、声波时差、热中子俘获截面来区分碳酸盐岩剖面的岩性是比较好的获截面来区分碳酸盐岩剖面的岩性是比较好的。应该指出，方解石和白云。应该指出，方解石和白云石的参数是针对矿物而言的，它们不能简单地对应于石灰岩和白云岩，尤石的参数是针对矿物而言的，它们不能简单地对应于石灰岩和白云岩，尤其是白云岩，因而含方解石含量变化很大，使得物理参数随之而明显改变。其是白云岩，因而含方解石含量变化很大，使得物理参数随之而明显改变。这在测井解释中选取骨架参数时，应予以注意。这在测井解释中选取骨架参数时，应予以注意。碳酸盐岩剖面常见矿物的主要物理性质一、碳酸盐岩储集层的基本特征一、碳酸盐岩储集层的基本特征2 2 碳酸盐岩储集空间的基本类型碳酸盐岩储集空间的基本类型 砂泥岩储集层的孔隙空间是以沉积时就存在或产生的砂泥岩储集层的孔隙空间是以沉积时就存在或产生的原生孔隙为主；原生孔隙为主；碳酸盐岩储集层则以沉积后在成岩后生及表生阶段的碳酸盐岩储集层则以沉积后在成岩后生及表生阶段的改造过程中形成的次生孔隙为主。改造过程中形成的次生孔隙为主。碳酸盐岩储集层孔隙空间的基本形态有三种：碳酸盐岩储集层孔隙空间的基本形态有三种：孔隙孔隙、裂缝裂缝和和洞穴洞穴。碳酸盐岩储集层孔隙结构类型有：孔隙型、裂缝型、碳酸盐岩储集层孔隙结构类型有：孔隙型、裂缝型、裂缝裂缝-孔隙型孔隙型、及、及裂缝裂缝-洞穴型洞穴型。孔隙和喉道孔隙和喉道 孔隙：直径小于孔隙：直径小于2mm2mm的空隙，分微孔、细孔、中孔和粗的空隙，分微孔、细孔、中孔和粗孔。孔。喉道：孔隙和孔洞之间的狭窄通道或孔隙内变窄部分。喉道：孔隙和孔洞之间的狭窄通道或孔隙内变窄部分。洞穴洞穴 洞穴指直径大于洞穴指直径大于2mm2mm的空隙。的空隙。w 裂缝裂缝 指岩石中因为失去岩石内聚力而发生的各种破裂或断裂指岩石中因为失去岩石内聚力而发生的各种破裂或断裂面。面。裂缝裂缝 成因分类成因分类 构造裂缝，溶蚀裂缝，压溶裂缝，风化裂缝。构造裂缝，溶蚀裂缝，压溶裂缝，风化裂缝。产状分类产状分类 高角度裂缝、低角度裂缝和网状裂缝等高角度裂缝、低角度裂缝和网状裂缝等 充填情况充填情况 充填裂缝、半充填裂缝和开启裂缝充填裂缝、半充填裂缝和开启裂缝 按张开度分类按张开度分类 按张开度可分为微裂缝（张开度小于按张开度可分为微裂缝（张开度小于0.15mm)0.15mm)、中等、中等裂缝（张开度在裂缝（张开度在0.15mm-2mm)0.15mm-2mm)、粗大裂缝（张开度大于、粗大裂缝（张开度大于2mm).2mm).孔隙型储集层孔隙型储集层 该类储集层可发育于石灰岩或白云岩中，其储集合渗滤该类储集层可发育于石灰岩或白云岩中，其储集合渗滤空间都是以各种孔隙为主，裂缝的作用很小。因此储集性能空间都是以各种孔隙为主，裂缝的作用很小。因此储集性能的好坏受着孔隙、喉道的大小、分布、胶结及充填性质等多的好坏受着孔隙、喉道的大小、分布、胶结及充填性质等多种因素的控制。这种因素的控制。这与一般孔隙型砂岩储集层类似与一般孔隙型砂岩储集层类似。所。所不同的不同的是前者多为次生孔隙，因而具有更大的非均值性是前者多为次生孔隙，因而具有更大的非均值性。如局部白。如局部白云岩化形成的次生孔隙，就具有很大的非均匀性，它们可能云岩化形成的次生孔隙，就具有很大的非均匀性，它们可能在纵向上和横向上都互不连通，因而难于构成工业性储集层在纵向上和横向上都互不连通，因而难于构成工业性储集层。但在测井曲线上却有所响应，这就使储集层的测井评价增。但在测井曲线上却有所响应，这就使储集层的测井评价增加了难度。加了难度。裂缝型储集层裂缝型储集层 指在致密碳酸盐岩中因发育了较多的裂缝而形成的储集指在致密碳酸盐岩中因发育了较多的裂缝而形成的储集层。其层。其基岩块孔隙度很低，常在基岩块孔隙度很低，常在1%1%以下以下，孔隙的直径也很，孔隙的直径也很小，大部分在小，大部分在0.01mm0.01mm以下，故以下，故基本无储、渗价值基本无储、渗价值。储集层。储集层的储集空间和渗滤通道主要由裂缝贡献，因此只有当储集层的储集空间和渗滤通道主要由裂缝贡献，因此只有当储集层厚度较大，裂缝很发育且延伸较远时，才能成为有工业价值厚度较大，裂缝很发育且延伸较远时，才能成为有工业价值的储集层。的储集层。这种纯裂缝型的储集层这种纯裂缝型的储集层多发育在岩性不纯的碳酸岩剖面多发育在岩性不纯的碳酸岩剖面中中，如泥灰岩和含燧石石灰岩中。因为这些地层，不但基岩，如泥灰岩和含燧石石灰岩中。因为这些地层，不但基岩块孔隙度很低，而且也难于形成一些溶蚀的孔、洞和裂缝。块孔隙度很低，而且也难于形成一些溶蚀的孔、洞和裂缝。故它们的裂缝主要是由构造运动应力作用而产生。所以常在故它们的裂缝主要是由构造运动应力作用而产生。所以常在褶皱剧烈的部位或断裂带、断层附近形成该类储集层。褶皱剧烈的部位或断裂带、断层附近形成该类储集层。裂缝裂缝-孔隙型储集层孔隙型储集层 这类储集层是在岩石具有一定有效孔隙的基础上，又被这类储集层是在岩石具有一定有效孔隙的基础上，又被各种裂缝切割所形成的，因此其主要储集空间是基岩块的孔各种裂缝切割所形成的，因此其主要储集空间是基岩块的孔隙，其主要的渗滤通道则是裂缝。这种储渗作用的分工，使隙，其主要的渗滤通道则是裂缝。这种储渗作用的分工，使得该种储集层表现出得该种储集层表现出孔隙空间结构上明显的双重介质特征孔隙空间结构上明显的双重介质特征。与裂缝型储集层类似，裂缝与裂缝型储集层类似，裂缝-孔隙型储集层中的裂缝也孔隙型储集层中的裂缝也有以高角度为主的，以低角度裂缝为主的和以网状裂缝为主有以高角度为主的，以低角度裂缝为主的和以网状裂缝为主的，但通常都是网状裂缝的居多。的，但通常都是网状裂缝的居多。裂缝裂缝-孔隙型储集层一般可成为孔隙型储集层一般可成为较好的生产层较好的生产层，既能稳，既能稳产，又能高产。产，又能高产。裂缝裂缝-洞穴型储集层洞穴型储集层 在裂缝型储集层的背景上，由于地下水的溶蚀作用，又在裂缝型储集层的背景上，由于地下水的溶蚀作用，又产生了很多洞穴，从而形成裂缝产生了很多洞穴，从而形成裂缝-洞穴型储集层。它的基岩洞穴型储集层。它的基岩块孔隙度很低且孔径也很小，不具有工业价值，其储渗作用块孔隙度很低且孔径也很小，不具有工业价值，其储渗作用主要靠裂缝和洞穴。一般认为洞穴是主要储集空间，裂缝是主要靠裂缝和洞穴。一般认为洞穴是主要储集空间，裂缝是主要渗滤通道。但是由于裂缝和溶蚀洞穴往往总是串联在一主要渗滤通道。但是由于裂缝和溶蚀洞穴往往总是串联在一起的，所以实际上很难将它们分开。起的，所以实际上很难将它们分开。经过溶蚀作用改造后的裂缝性储集层，一般都会变得更经过溶蚀作用改造后的裂缝性储集层，一般都会变得更好好，因此是值得重视的。事实上单纯的裂缝型储集层很难获，因此是值得重视的。事实上单纯的裂缝型储集层很难获得持久的产量，必须要靠大的洞穴。得持久的产量，必须要靠大的洞穴。因此，如何用测井资料来鉴别裂缝性储集层和裂缝因此，如何用测井资料来鉴别裂缝性储集层和裂缝-洞洞穴型储集层，进而较准确地评价裂缝穴型储集层，进而较准确地评价裂缝-洞穴型储集层就十分洞穴型储集层就十分重要。重要。p碳酸盐岩储集层的基本特征碳酸盐岩储集层的基本特征p碳酸盐岩储集层的测井响应碳酸盐岩储集层的测井响应p识别裂缝的综合实例识别裂缝的综合实例p裂缝孔隙度的定量评价方法裂缝孔隙度的定量评价方法p三孔隙度模型理论及应用三孔隙度模型理论及应用目 录二、碳酸盐岩储集层的测井响应二、碳酸盐岩储集层的测井响应孔隙型储集层孔隙型储集层 在一般情况下，孔、喉在一般情况下，孔、喉在测井曲线上的响应是明显在测井曲线上的响应是明显而易于识别的，因为通常它而易于识别的，因为通常它们具有以下的特征：在曲线们具有以下的特征：在曲线形状方面表现为形状方面表现为圆滑的圆滑的“”字形字形，如电阻率呈，如电阻率呈“”字形降低，这与裂缝发育段字形降低，这与裂缝发育段的尖刺状电阻率起伏形成强的尖刺状电阻率起伏形成强烈的反差；在测井值方面表烈的反差；在测井值方面表现为现为二高两低二高两低，即时差、中，即时差、中子孔隙度增高，电阻率和岩子孔隙度增高，电阻率和岩石体积密度降低。石体积密度降低。常规测井常规测井常规测井常规测井二、碳酸盐岩储集层的测井响应二、碳酸盐岩储集层的测井响应 裂缝型储集层裂缝型储集层常规测井常规测井电阻率测井响应电阻率测井响应侧向测井侧向测井裂缝倾角的影响裂缝倾角的影响水槽模拟实验：水槽模拟实验：高角度裂缝（倾角在高角度裂缝（倾角在75以上以上的裂缝），深、浅双侧向呈正的裂缝），深、浅双侧向呈正差异，即差异，即Rd/Rs大于大于1。对于低角度裂缝（倾角在对于低角度裂缝（倾角在75以下的裂缝），深浅双侧向呈以下的裂缝），深浅双侧向呈现负差异，使现负差异，使Rd/Rs小于小于1，在，在裂缝倾角为裂缝倾角为45时比值最小。时比值最小。二、碳酸盐岩储集层的测井响应二、碳酸盐岩储集层的测井响应 裂缝型储集层裂缝型储集层常规测井常规测井电阻率测井响应电阻率测井响应侧向测井侧向测井裂缝倾角的影响裂缝倾角的影响有限元数值模拟有限元数值模拟：当当裂缝倾角较小裂缝倾角较小时时,裂缝的裂缝的双侧向测井响应为双侧向测井响应为负差异负差异(Rd Rs)二、碳酸盐岩储集层的测井响应二、碳酸盐岩储集层的测井响应 裂缝型储集层裂缝型储集层常规测井常规测井电阻率测井响应电阻率测井响应微电阻率测井（微球型聚焦、邻近侧向等）微电阻率测井（微球型聚焦、邻近侧向等）因为微电阻率测井是贴井壁的极板型仪器，所以，测量值因为微电阻率测井是贴井壁的极板型仪器，所以，测量值具有方向性，只有具有方向性，只有当极板贴在裂缝之上时，才能反映出裂缝当极板贴在裂缝之上时，才能反映出裂缝。但在但在裂缝方向上往往有扩径现象而形成椭圆井眼裂缝方向上往往有扩径现象而形成椭圆井眼，增大了，增大了微电阻率测井探测裂缝的机会，且因微电阻率测井的探测深度微电阻率测井探测裂缝的机会，且因微电阻率测井的探测深度小，所以裂缝对它们的影响也大。小，所以裂缝对它们的影响也大。微电极测井曲线在裂缝发育段呈现明显的正幅度差，且常微电极测井曲线在裂缝发育段呈现明显的正幅度差，且常伴有显著的锯齿型。伴有显著的锯齿型。电阻率测井响应实例分析电阻率测井响应实例分析 在裂缝性油气层在裂缝性油气层井段，双侧向测井电井段，双侧向测井电阻率出现正差异，而阻率出现正差异，而微球形聚焦测井电阻微球形聚焦测井电阻率低于双侧向测井电率低于双侧向测井电阻率，这一特征阻率，这一特征既指既指示油气示油气，又指示裂缝又指示裂缝。在无裂缝井段，在无裂缝井段，双侧向双侧向-微球形聚焦测微球形聚焦测井电阻率曲线覆盖无井电阻率曲线覆盖无差异，指示为无孔隙差异，指示为无孔隙发育的致密层。发育的致密层。二、碳酸盐岩储集层的测井响应二、碳酸盐岩储集层的测井响应 裂缝型储集层裂缝型储集层常规测井常规测井声波测井响应声波测井响应 声波时差声波时差 理论上讲，如果声波的最短传播路径没有经过裂缝，那理论上讲，如果声波的最短传播路径没有经过裂缝，那么纵波的传播时差就不受影响，即么纵波的传播时差就不受影响，即纵波时差不能反映出垂直裂纵波时差不能反映出垂直裂缝缝，更确切地说，不能反映出与井轴平行的裂缝。但是，更确切地说，不能反映出与井轴平行的裂缝。但是，实际实际裂缝系统是较复杂裂缝系统是较复杂的，因绕射与反射将会使纵波幅度产生很大的，因绕射与反射将会使纵波幅度产生很大衰减，以致不能检测到首波以后的几个波峰，衰减，以致不能检测到首波以后的几个波峰，导致所谓的周波导致所谓的周波跳跃跳跃，即视声波时差增大。老式仪器一般能测出增大的时差值。，即视声波时差增大。老式仪器一般能测出增大的时差值。新型的仪器能对周波跳跃进行检测并进行自动校正处理，这样新型的仪器能对周波跳跃进行检测并进行自动校正处理，这样就反映不出周波跳跃。就反映不出周波跳跃。另一方面，另一方面，横波时差比纵波时差更易受裂缝影响横波时差比纵波时差更易受裂缝影响，将横波，将横波时差与纵波时差进行对比，如果纵波时差不变而横波时差增大时差与纵波时差进行对比，如果纵波时差不变而横波时差增大时，就有可能是裂缝带。时，就有可能是裂缝带。二、碳酸盐岩储集层的测井响应二、碳酸盐岩储集层的测井响应 裂缝型储集层裂缝型储集层常规测井常规测井声波测井响应声波测井响应 声波幅度声波幅度 一般，当仪器通过裂缝带一般，当仪器通过裂缝带时，声波幅度下降。时，声波幅度下降。声波能量的衰减主要是裂声波能量的衰减主要是裂缝的倾斜引起的缝的倾斜引起的。纵波幅度衰减最大的裂缝纵波幅度衰减最大的裂缝倾角为倾角为80到到90，而横波幅度，而横波幅度衰减最严重的是低角度裂缝。衰减最严重的是低角度裂缝。二、碳酸盐岩储集层的测井响应二、碳酸盐岩储集层的测井响应 裂缝型储集层裂缝型储集层常规测井常规测井声波测井响应声波测井响应 声波幅度声波幅度 采用单发单收声幅测井仪采用单发单收声幅测井仪记录岩石纵波与横波首波幅度。记录岩石纵波与横波首波幅度。在在A1与与A2层，横波幅度层，横波幅度无衰减，纵波幅度有衰减，反无衰减，纵波幅度有衰减，反应有垂直裂缝；应有垂直裂缝；在在B1与与B2层，横波幅度层，横波幅度有衰减，纵波幅度无衰减，反有衰减，纵波幅度无衰减，反映有水平裂缝。映有水平裂缝。二、碳酸盐岩储集层的测井响应二、碳酸盐岩储集层的测井响应 裂缝型储集层裂缝型储集层常规测井常规测井放射性测井响应放射性测井响应 密度测井密度测井 测井曲线特征测井曲线特征 由于密度测井仪为贴井壁的极板型仪器，所以在两次测由于密度测井仪为贴井壁的极板型仪器，所以在两次测井中仪器探测的井壁方位可能不同，当密度仪探测器正好与井中仪器探测的井壁方位可能不同，当密度仪探测器正好与张开裂缝相接触时，可能产生明显的低密度值。张开裂缝相接触时，可能产生明显的低密度值。在使用重晶石泥浆的情况下，如井壁规则，则裂缝段的在使用重晶石泥浆的情况下，如井壁规则，则裂缝段的曲线将显示出比正常情况下更高的校正值，而密度测量值曲线将显示出比正常情况下更高的校正值，而密度测量值往往较低。往往较低。存在问题存在问题 由于致密地层密度大，仪器的计算率低，统计涨落误差由于致密地层密度大，仪器的计算率低，统计涨落误差大，密度测井曲线的重复性差，而且密度仪器受极板压力和大，密度测井曲线的重复性差，而且密度仪器受极板压力和井壁不规则的影响，这些因素都会影响用密度测井判别裂缝井壁不规则的影响，这些因素都会影响用密度测井判别裂缝的效果。的效果。二、碳酸盐岩储集层的测井响应二、碳酸盐岩储集层的测井响应 裂缝型储集层裂缝型储集层常规测井常规测井放射性测井响应放射性测井响应 光电吸收截面指数光电吸收截面指数 测井曲线特征测井曲线特征 对岩性反映很灵敏，但对对岩性反映很灵敏，但对孔隙度的变化不灵敏，在使用孔隙度的变化不灵敏，在使用普通泥浆的情况下普通泥浆的情况下PE值不能反值不能反映裂缝。然而，重晶石的映裂缝。然而，重晶石的PE值值极高，所以，如果使用重晶石极高，所以，如果使用重晶石泥浆，就可以探测泥浆侵入的泥浆，就可以探测泥浆侵入的裂缝。这一特征在估计裂缝孔裂缝。这一特征在估计裂缝孔隙度时是很有用的。隙度时是很有用的。因此，在裂缝发育段，当因此，在裂缝发育段，当使用非重晶石泥浆时，使用非重晶石泥浆时，PE值比值比较稳定；较稳定；二、碳酸盐岩储集层的测井响应二、碳酸盐岩储集层的测井响应 裂缝型储集层裂缝型储集层常规测井常规测井放射性测井响应放射性测井响应 光电吸收截面指数光电吸收截面指数 测井曲线特征测井曲线特征 在裂缝层段，泥浆侵入裂在裂缝层段，泥浆侵入裂缝，重晶石的影响使缝，重晶石的影响使PE值明显值明显增高，而密度值明显降低，密增高，而密度值明显降低，密度校正值度校正值明显升高，为张开明显升高，为张开裂缝特征。裂缝特征。二、碳酸盐岩储集层的测井响应二、碳酸盐岩储集层的测井响应 裂缝型储集层裂缝型储集层常规测井常规测井放射性测井响应放射性测井响应 自然伽马自然伽马 测井曲线特征测井曲线特征 在某些地区，由于裂缝层段内的地下水的活动很活跃，地下在某些地区，由于裂缝层段内的地下水的活动很活跃，地下水中溶解的铀元素（水中溶解的铀元素（U+6）被离析（但）被离析（但U+4不容水），并沉积在裂不容水），并沉积在裂缝周围的壁上，造成铀元素富集，常规自然伽马测井与自然伽马缝周围的壁上，造成铀元素富集，常规自然伽马测井与自然伽马能谱在裂缝带能谱在裂缝带 处显示铀含量的增加。处显示铀含量的增加。二、碳酸盐岩储集层的测井响应二、碳酸盐岩储集层的测井响应 孔洞型储集层孔洞型储集层常规测井常规测井 1、双侧向测井、双侧向测井 一般不反映洞穴，但若洞穴与裂缝窜通起来则会造成电阻率明显降低。一般不反映洞穴，但若洞穴与裂缝窜通起来则会造成电阻率明显降低。2、声波时差、声波时差 通常洞穴一般不会造成纵波时差增高，只有当井壁附近有分布十分均匀通常洞穴一般不会造成纵波时差增高，只有当井壁附近有分布十分均匀的小洞时，才能使时差增大。的小洞时，才能使时差增大。3、中子孔隙度、中子孔隙度 中子测井的探测范围内存在洞穴时，都将对中子孔隙度有贡献，尤其当中子测井的探测范围内存在洞穴时，都将对中子孔隙度有贡献，尤其当洞穴中被高矿化度水充满时，起作用将更为突出。洞穴中被高矿化度水充满时，起作用将更为突出。4、补偿密度、补偿密度 当密度测井仪极板正好靠在井壁附近具有洞穴之处，且在仪器探测范围当密度测井仪极板正好靠在井壁附近具有洞穴之处，且在仪器探测范围内，则密度值下降，尤其当洞穴中充满天然气时将更为剧烈；反之如极板靠内，则密度值下降，尤其当洞穴中充满天然气时将更为剧烈；反之如极板靠在洞穴的对面一侧，则密度测井不能反应洞穴。在洞穴的对面一侧，则密度测井不能反应洞穴。总之，常规测井方法探测洞穴是比较困难的。总之，常规测井方法探测洞穴是比较困难的。二、碳酸盐岩储集层的测井响应二、碳酸盐岩储集层的测井响应电成像测井电成像测井孔隙型储集层孔隙型储集层 在成像测在成像测井图上，储层井图上，储层段整体呈颜色段整体呈颜色较深的块状或较深的块状或团块状特征。团块状特征。二、碳酸盐岩储集层的测井响应二、碳酸盐岩储集层的测井响应电成像测井电成像测井 裂缝型储集层裂缝型储集层 裂缝型储层在成像测井裂缝型储层在成像测井图上较易识别并可判别其有图上较易识别并可判别其有效性效性。还可以描述裂缝的形。还可以描述裂缝的形态和判断其产状。图为态和判断其产状。图为tz44井和井和tz62井奥陶系岩心照片井奥陶系岩心照片和和FMI成像图，在成像图，在FMI成像成像图上观察到裂缝和缝合线，图上观察到裂缝和缝合线，一般一般未充填缝或泥质充填缝未充填缝或泥质充填缝呈暗色线状呈暗色线状，而，而方解石充填方解石充填缝呈连续亮色线状缝呈连续亮色线状，方解石，方解石半充填缝呈断续亮色线状。半充填缝呈断续亮色线状。图中可见裂缝、微裂缝及缝图中可见裂缝、微裂缝及缝合线发育，是典型的裂缝型合线发育，是典型的裂缝型储层响应特征。储层响应特征。二、碳酸盐岩储集层的测井响应二、碳酸盐岩储集层的测井响应电成像测井电成像测井 裂缝型储集层裂缝型储集层水平缝、斜交缝和垂直缝在成像图特征示意图水平缝、斜交缝和垂直缝在成像图特征示意图 最直观反映地层裂缝的测井技术是成最直观反映地层裂缝的测井技术是成像测井像测井电成像：电成像：FMI（四个臂），（四个臂），XRMI、STAR（六个臂）（六个臂）。水平裂缝：从水平裂缝：从0度度-360度（左至右）度（左至右）一条直线一条直线 斜交裂缝：从斜交裂缝：从0度度-360度一条正弦度一条正弦线，正弦幅度越大，裂缝角度越大线，正弦幅度越大，裂缝角度越大 垂直裂缝：从垂直裂缝：从0度度-360度一组对称度一组对称水平线水平线 成像图中看到多种宏观地质现象，如成像图中看到多种宏观地质现象，如层理、裂缝、缝合线、泥质条带、致密地层理、裂缝、缝合线、泥质条带、致密地层、溶蚀孔洞等这些地质现象中识别裂缝层、溶蚀孔洞等这些地质现象中识别裂缝及其真伪就得注意它们的形成机理及其在及其真伪就得注意它们的形成机理及其在成像图上的特征成像图上的特征 天然裂缝：天然裂缝在成像图上表现为一系列宽窄变化、带溶蚀、随意切天然裂缝：天然裂缝在成像图上表现为一系列宽窄变化、带溶蚀、随意切割地层、幅度变化大的可中断的电导异常的正弦线，可分为水平缝、斜交缝和割地层、幅度变化大的可中断的电导异常的正弦线，可分为水平缝、斜交缝和垂直缝（高角度缝）垂直缝（高角度缝）。低角度缝（低角度缝（BQ25）高角度缝（高角度缝（LH3）不同产状裂缝组合不同产状裂缝组合LJ5 天然裂缝中还有充填缝，半充填缝，天然裂缝中还有充填缝，半充填缝，充填缝又分为泥质等充填缝又分为泥质等(低阻物质充填缝低阻物质充填缝)和方解石、硅质等和方解石、硅质等(高阻物质充填缝高阻物质充填缝)。钙质（高阻）充填缝（钙质（高阻）充填缝（BQ40）泥质（低阻）充填缝（泥质（低阻）充填缝（PX1）二、碳酸盐岩储集层的测井响应二、碳酸盐岩储集层的测井响应电成像测井电成像测井 在在FMI成像图上观成像图上观察到溶蚀孔洞察到溶蚀孔洞,一般呈一般呈不规则不规则暗色斑点状分布暗色斑点状分布。孔洞型储层成像测井响孔洞型储层成像测井响应特征为应特征为:小的溶孔，小的溶孔，溶洞在井壁地层微电阻溶洞在井壁地层微电阻率成像测井图像上表现率成像测井图像上表现为为“豹斑豹斑”状不规则黑状不规则黑色星点分布色星点分布，图为，图为TZ62井和井和TZ70井奥陶井奥陶系井孔洞型储层岩心照系井孔洞型储层岩心照片及片及FMI成像图。成像图。孔洞型储集层孔洞型储集层p碳酸盐岩储集层的基本特征碳酸盐岩储集层的基本特征p碳酸盐岩储集层的测井响应碳酸盐岩储集层的测井响应p识别裂缝的综合实例识别裂缝的综合实例p裂缝孔隙度的定量评价方法裂缝孔隙度的定量评价方法p三孔隙度模型理论及应用三孔隙度模型理论及应用目 录三、识别裂缝的综合实例三、识别裂缝的综合实例 裂缝分类裂缝分类按构造分类按构造分类按产状分类按产状分类裂裂缝缝按按构构造造分分类类 表现为强压实、表现为强压实、弱胶结、强破裂的弱胶结、强破裂的特征。特征。a.成岩收缩网状微裂缝成岩收缩网状微裂缝b.成岩压溶缝合线成岩压溶缝合线 c.风化裂缝风化裂缝 a.方解石全充填的张性缝方解石全充填的张性缝 b.方解石半充填的张性缝方解石半充填的张性缝c.未充填的微细裂缝未充填的微细裂缝 d.构造压溶缝合线构造压溶缝合线 在构造期形成的，在构造期形成的，因挤压而造成的岩石因挤压而造成的岩石破裂面，裂缝具有一破裂面，裂缝具有一定的产状特征，能延定的产状特征，能延伸距离，常见有立缝伸距离，常见有立缝或高角度缝，亦可见或高角度缝，亦可见低角度缝。低角度缝。非构造缝非构造缝构造裂缝构造裂缝 裂缝分类裂缝分类三、识别裂缝的综合实例三、识别裂缝的综合实例 裂缝分类裂缝分类裂裂缝缝按按产产状状分分类类a.低角度裂缝低角度裂缝 00，500b.倾斜裂缝倾斜裂缝 500，740c.高角度高角度裂缝裂缝裂缝裂缝740，900 三、识别裂缝的综合实例三、识别裂缝的综合实例(a)钻井诱导缝测井识别钻井诱导缝测井识别 月东月东3井测井信息图井测井信息图 应力释放缝：应力释放缝：（在电阻率图（在电阻率图像上为一组接近平行的高角像上为一组接近平行的高角度缝，且裂缝面十分规则、度缝，且裂缝面十分规则、无溶蚀扩大现象，不具储渗无溶蚀扩大现象，不具储渗意义）和意义）和因重泥浆与地应力因重泥浆与地应力不平衡性造成的压裂缝（在不平衡性造成的压裂缝（在电阻率成像图上显示为两条电阻率成像图上显示为两条呈呈180 对称的暗色或黑色对称的暗色或黑色条纹，呈垂直缝特征，在缝条纹，呈垂直缝特征，在缝两侧有羽毛状微小裂缝，两侧有羽毛状微小裂缝，无无溶蚀现象，多发生在致密层溶蚀现象，多发生在致密层段，不具储渗意义）。段，不具储渗意义）。(2)(2)(2)(2)实例分析实例分析实例分析实例分析常规资料：深、浅双侧向值常规资料：深、浅双侧向值降低且正差异加大，降低且正差异加大，中子、密度中子、密度中子、密度中子、密度受井眼影响受井眼影响受井眼影响受井眼影响三孔隙度（中子、声波、密三孔隙度（中子、声波、密度）变化不大。度）变化不大。裂缝型储层测井识别裂缝型储层测井识别(b)高角度裂缝测井识别高角度裂缝测井识别 longh3井测井信息图井测井信息图 高角度裂缝在成像图上高角度裂缝在成像图上表现为一系列宽窄变化、带表现为一系列宽窄变化、带溶蚀、随意切割地层、接近溶蚀、随意切割地层、接近平行、与压裂诱导裂缝区别平行、与压裂诱导裂缝区别是：压裂诱导裂缝两侧有羽是：压裂诱导裂缝两侧有羽毛状微小裂缝，无溶蚀现象。毛状微小裂缝，无溶蚀现象。常规资料：常规资料：深、浅双侧深、浅双侧向电阻率差异较大，三孔向电阻率差异较大，三孔隙度曲线（补偿声波、补隙度曲线（补偿声波、补偿中子、补偿密度）指示偿中子、补偿密度）指示孔隙度略有增大。孔隙度略有增大。(试油获工业气：6 万方/天)裂缝型储层测井识别裂缝型储层测井识别三、识别裂缝的综合实例三、识别裂缝的综合实例tsb101井测井信息图井测井信息图(试油获工业气：40.299 万方/天)在成像图上表现为一系列在成像图上表现为一系列宽窄变化、带溶蚀切割地层、宽窄变化、带溶蚀切割地层、幅度变化大的电导异常的正弦幅度变化大的电导异常的正弦线。线。(c)倾斜裂缝测井识别倾斜裂缝测井识别 常规资料：常规资料：深、浅双侧向为正差异，深、浅双侧向为正差异，其值降低，其值降低，补偿声波测井值增补偿声波测井值增大，密度值降低，反映泥质含大，密度值降低，反映泥质含量的自然伽玛测井曲线为低值。量的自然伽玛测井曲线为低值。裂缝型储层测井识别裂缝型储层测井识别三、识别裂缝的综合实例三、识别裂缝的综合实例(d)低角度裂缝测井识别低角度裂缝测井识别tn101井井 低角度裂缝测井特征图低角度裂缝测井特征图(试油日产天然气：4.11万方)在成像图上往往是一组相在成像图上往往是一组相互平行或接近平行、连续、互平行或接近平行、连续、完整、高电导率异常正弦粗、完整、高电导率异常正弦粗、细不均匀，这也是与地层层细不均匀，这也是与地层层理高电导率异常正弦线均匀理高电导率异常正弦线均匀的区别的区别 常规资料：深、浅电阻率常规资料：深、浅电阻率值降低，补偿声波、补偿中子值降低，补偿声波、补偿中子值增大，反映泥质含量自然伽值增大，反映泥质含量自然伽玛为低值。玛为低值。裂缝型储层测井识别裂缝型储层测井识别三、识别裂缝的综合实例三、识别裂缝的综合实例p碳酸盐岩储集层的基本特征碳酸盐岩储集层的基本特征p碳酸盐岩储集层的测井响应碳酸盐岩储集层的测井响应p识别裂缝的综合实例识别裂缝的综合实例p裂缝孔隙度的定量评价方法裂缝孔隙度的定量评价方法p三孔隙度模型理论及应用三孔隙度模型理论及应用目 录四、裂缝孔隙度的定量评价方法四、裂缝孔隙度的定量评价方法电成像计算裂缝孔隙度电成像计算裂缝孔隙度裂缝张开度：裂缝张开度：W=裂缝宽度裂缝宽度A=由裂缝造成的电导异常的面积由裂缝造成的电导异常的面积RXO=地层电导率（一般情况下是侵入带电阻率）地层电导率（一般情况下是侵入带电阻率）RM=泥浆电阻率泥浆电阻率a,b=与仪器有关的常数，其中与仪器有关的常数，其中b接近为零接近为零A,RXO都是基于标定到浅侧向电阻都是基于标定到浅侧向电阻LLS后的图像计算的。后的图像计算的。四、裂缝孔隙度的定量评价方法四、裂缝孔隙度的定量评价方法电成像计算裂缝孔隙度电成像计算裂缝孔隙度其中：其中：VPA=裂缝孔隙度裂缝孔隙度;Wi=第第i条裂缝的平均宽度条裂缝的平均宽度;Li=第第i条裂缝在统计窗长条裂缝在统计窗长L内（一般内（一般L选为选为1m或者或者0.6096m的长的长度度;D=井径。井径。裂缝视孔隙度（）：即单位井段中（裂缝视孔隙度（）：即单位井段中（1）各裂缝的视开口面积）各裂缝的视开口面积 与与EMI图像的面积之比图像的面积之比。电成像计算裂缝孔隙度电成像计算裂缝孔隙度裂缝密度裂缝密度裂缝密度裂缝密度裂缝张开度度裂缝张开度度裂缝张开度度裂缝张开度度裂缝孔隙度裂缝孔隙度裂缝孔隙度裂缝孔隙度jian32-1jian32-1井井飞三飞一电成像裂缝参数成果图飞三飞一电成像裂缝参数成果图电成像计算裂缝孔隙度电成像计算裂缝孔隙度裂缝裂缝裂缝裂缝密度密度密度密度裂缝裂缝裂缝裂缝张开度张开度张开度张开度裂缝裂缝裂缝裂缝孔隙度孔隙度孔隙度孔隙度轮古轮古轮古轮古9 9 9 9井井井井FMIFMIFMIFMI裂缝参数定量计算成果图裂缝参数定量计算成果图裂缝参数定量计算成果图裂缝参数定量计算成果图 四、裂缝孔隙度的定量评价方法四、裂缝孔隙度的定量评价方法双侧向测井计算裂缝孔隙度双侧向测井计算裂缝孔隙度裂裂缝缝按按产产状状分分类类a.低角度裂缝低角度裂缝 00，500b.倾斜裂缝倾斜裂缝 500，740c.高角度高角度裂缝裂缝740，900 Y=Y0 0Y0.1 四、裂缝孔隙度的定量评价方法四、裂缝孔隙度的定量评价方法双侧向测井计算裂缝孔隙度双侧向测井计算裂缝孔隙度u人工估算裂缝孔隙度的线性解释模型人工估算裂缝孔隙度的线性解释模型 低角度裂缝、倾斜裂缝、高角度裂缝低角度裂缝、倾斜裂缝、高角度裂缝3种状态下种状态下,式中系数式中系数A1、A2、A3分分别为：别为：A1=-0.992417,A2=1.97247,A3=3.1829110-4;A1=-17.6332,A2=20.36451,A3=9.317710-4;A1=8.522532,A2=-8.242788,A3=7.123610-4。四、裂缝孔隙度的定量评价方法四、裂缝孔隙度的定量评价方法双侧向测井计算裂缝孔隙度双侧向测井计算裂缝孔隙度u计算机计算裂缝孔隙度的非线性解释模型计算机计算裂缝孔隙度的非线性解释模型令上式的根为令上式的根为x0,则裂缝孔隙度为则裂缝孔隙度为四、裂缝孔隙度的定量评价方法四、裂缝孔隙度的定量评价方法双侧向测井计算裂缝孔隙度双侧向测井计算裂缝孔隙度实例对比实例对比 jian32-1井飞仙关组灰岩地层裂缝参数计算图井飞仙关组灰岩地层裂缝参数计算图 电成像电成像电成像电成像FMIFMI成果分析，多为斜交缝，电成像成果分析，多为斜交缝，电成像成果分析，多为斜交缝，电成像成果分析，多为斜交缝，电成像FMIFMI计算裂缝密度计算裂缝密度计算裂缝密度计算裂缝密度4-84-8米每条，裂缝张开度米每条，裂缝张开度米每条，裂缝张开度米每条，裂缝张开度0.005-0.020.005-0.02毫米，试油日产天然气毫米，试油日产天然气毫米，试油日产天然气毫米，试油日产天然气8.28.2万方。双侧向公式计算裂缝孔隙度与电成像万方。双侧向公式计算裂缝孔隙度与电成像万方。双侧向公式计算裂缝孔隙度与电成像万方。双侧向公式计算裂缝孔隙度与电成像FMIFMI计计计计算的裂缝孔隙度基本一致算的裂缝孔隙度基本一致算的裂缝孔隙度基本一致算的裂缝孔隙度基本一致（说明在没有成像时，用李善军等人研究的双侧向计算裂缝孔隙度的线性解释模型可靠（说明在没有成像时，用李善军等人研究的双侧向计算裂缝孔隙度的线性解释模型可靠（说明在没有成像时，用李善军等人研究的双侧向计算裂缝孔隙度的线性解释模型可靠（说明在没有成像时，用李善军等人研究的双侧向计算裂缝孔隙度的线性解释模型可靠 ）。四、裂缝孔隙度的定量评价方法四、裂缝孔隙度的定量评价方法p碳酸盐岩储集层的基本特征碳酸盐岩储集层的基本特征p碳酸盐岩储集层的测井响应碳酸盐岩储集层的测井响应p识别裂缝的综合实例识别裂缝的综合实例p裂缝孔隙度的定量评价方法裂缝孔隙度的定量评价方法p三孔隙度模型理论及应用三孔隙度模型理论及应用目 录五、三孔隙度模型理论及应用五、三孔隙度模型理论及应用1 1、三孔隙度模型理论、三孔隙度模型理论（Roberto F.Aguilera，2004）nc2m孔洞孔隙度孔洞孔隙度裂缝孔隙度裂缝孔隙度基质孔隙度基质孔隙度骨架骨架三孔隙度模型简化示意图五、三孔隙度模型理论及应用五、三孔隙度模型理论及应用1 1、三孔隙度模型理论、三孔隙度模型理论（Roberto F.Aguilera，2004）nc2m孔洞孔隙度孔洞孔隙度裂缝孔隙度裂缝孔隙度基质孔隙度基质孔隙度骨架骨架三孔隙度模型简化示意图五、三孔隙度模型理论及应用五、三孔隙度模型理论及应用1 1、三孔隙度模型、三孔隙度模型（Roberto F.Aguilera，2004）nc2m孔洞孔隙度孔洞孔隙度裂缝孔隙度裂缝孔隙度基质孔隙度基质孔隙度骨架骨架三孔隙度模型简化示意图五、三孔隙度模型理论及应用五、三孔隙度模型理论及应用2 2、三孔隙度模型的改进、三孔隙度模型的改进（Ali AI-Ghamdi，2011）nc2m孔洞孔隙度孔洞孔隙度裂缝孔隙度裂缝孔隙度基质孔隙度基质孔隙度骨架骨架三孔隙度模型简化示意图五、三孔隙度模型理论及应用五、三孔隙度模型理论及应用2 2、三孔隙度模型的改进、三孔隙度模型的改进（Ali AI-Ghamdi，2011）五、三孔隙度模型理论及应用五、三孔隙度模型理论及应用2 2、三孔隙度模型的改进、三孔隙度模型的改进（Ali AI-Ghamdi，2011）五、三孔隙度模型理论及应用五、三孔隙度模型理论及应用2 2、三孔隙度模型的改进、三孔隙度模型的改进（Ali AI-Ghamdi，2011）五、三孔隙度模型理论及应用五、三孔隙度模型理论及应用2 2、三孔隙度模型的改进、三孔隙度模型的改进（Ali AI-Ghamdi，2011）五、三孔隙度模型理论及应用五、三孔隙度模型理论及应用2 2、三孔隙度模型的改进、三孔隙度模型的改进（Ali AI-Ghamdi，2011）五、三孔隙度模型理论及应用五、三孔隙度模型理论及应用2 2、三孔隙度模型的改进、三孔隙度模型的改进（Ali AI-Ghamdi，2011）五、三孔隙度模型理论及应用五、三孔隙度模型理论及应用2 2、三孔隙度模型的改进、三孔隙度模型的改进（Ali AI-Ghamdi，2011）五、三孔隙度模型理论及应用五、三孔隙度模型理论及应用3 3、两种模型的比较、两种模型的比较五、三孔隙度模型理论及应用五、三孔隙度模型理论及应用4 4、三孔隙模型的应用（、三孔隙模型的应用（Roberto F.Aguilera，2004）nc2m孔洞孔隙度孔洞孔隙度裂缝孔隙度裂缝孔隙度基质孔隙度基质孔隙度骨架骨架 1 1、首先利用中子和密度测井资料、首先利用中子和密度测井资料计算得到地层的总孔隙度：计算得到地层的总孔隙度：（1 1）参数计算五、三孔隙度模型理论及应用五、三孔隙度模型理论及应用4 4、三孔隙模型的应用（、三孔隙模型的应用（Roberto F.Aguilera，2004）nc2m孔洞孔隙度孔洞孔隙度裂缝孔隙度裂缝孔隙度基质孔隙度基质孔隙度骨架骨架 2 2、纵波基本沿岩石骨架传播，根、纵波基本沿岩石骨架传播，根据声波时差资料只能计算基质孔隙据声波时差资料只能计算基质孔隙（晶间孔、粒间孔）体积占骨架体系（晶间孔、粒间孔）体积占骨架体系（基质孔隙体积与骨架孔隙体积之和）（基质孔隙体积与骨架孔隙体积之和）的比例，通过换算可以得到基质孔隙的比例，通过换算可以得到基质孔隙度的表达式：度的表达式：（2 2）式中，式中，为由声波时差计算得到的孔为由声波时差计算得到的孔隙度。隙度。参数计算五、三孔隙度模型理论及应用五、三孔隙度模型理论及应用4 4、三孔隙模型的应用（、三孔隙模型的应用（Roberto F.Aguilera，2004）3 3、在进行深侧向测井、在进行深侧向测井时，串联了非连通缝洞的时，串联了非连通缝洞的泥浆，并联了连通缝洞的泥浆，并联了连通缝洞的泥浆，导致其与浅侧向测泥浆，导致其与浅侧向测井值不同，可根据这个关井值不同，可根据这个关系得到的两外两个约束方系得到的两外两个约束方程程(高角度裂缝高角度裂缝）式中，式中，为充满地层水的储层电阻率值。为充满地层水的储层电阻率值。（3 3）（4 4）参数计算五、三孔隙度模型理论及应用五、三孔隙度模型理论及应用4 4、三孔隙模型的应用（、三孔隙模型的应用（Roberto F.Aguilera，2004）3 3、在进行深侧向测井、在进行深侧向测井时，串联了非连通缝洞的时，串联了非连通缝洞的泥浆，并联了连通缝洞的泥浆，并联了连通缝洞的泥浆，导致其与浅侧向测泥浆，导致其与浅侧向测井值不同，可根据这个关井值不同，可根据这个关系得到的两外两个约束方系得到的两外两个约束方程（程（低角度裂缝低角度裂缝）式中，式中，为充满地层水的储层电阻率值。为充满地层水的储层电阻率值。（3 3）（4 4）联立式（联立式（1）式（式（4），可以求取总孔隙度、裂缝孔隙度和孔洞孔隙度、胶结指数。），可以求取总孔隙度、裂缝孔隙度和孔洞孔隙度、胶结指数。参数计算五、三孔隙度模型理论及应用五、三孔隙度模型理论及应用4 4、三孔隙模型的应用（、三孔隙模型的应用（Roberto F.Aguilera，2004）基质孔和连通缝洞型储层基质孔和连通缝洞型储层实例分析五、三孔隙度模型理论及应用五、三孔隙度模型理论及应用4 4、三孔隙模型的应用（、三孔隙模型的应用（Roberto F.Aguilera，2004）基质孔和非连通缝洞型储层基质孔和非连通缝洞型储层实例分析五、三孔隙度模型理论及应用五、三孔隙度模型理论及应用4 4、三孔隙模型的应用（、三孔隙模型的应用（Roberto F.Aguilera，2004）纯基质孔隙型储层纯基质孔隙型储层实例分析五、三孔隙度模型理论及应用五、三孔隙度模型理论及应用4 4、三孔隙模型的应用（、三孔隙模型的应用（Roberto F.Aguilera，2004）连通缝洞与非连通缝洞型储层连通缝洞与非连通缝洞型储层实例分析五、三孔隙度模型理论及应用五、三孔隙度模型理论及应用4 4、三孔隙模型的应用（、三孔隙模型的应用（Roberto F.Aguilera，2004）孔孔-洞洞-缝组合型储层缝组合型储层实例分析五、三孔隙度模型理论及应用五、三孔隙度模型理论及应用4 4、三孔隙模型的应用（、三孔隙模型的应用（Roberto F.Aguilera，2004）大溶洞型储层大溶洞型储层实例分析