成像测井在地质油藏研究中的应用

成像测井在地质油藏研究中的应用

胡挺

中石化经纬有限公司华北测控公司 河南省郑州市 450000

摘要：成像测井是储层测井评价的重要手段，它能够将采集到的数据转换成直观的图像,具有纵向分辨率高，方向性、可视化强，获取丰富地质信息等特点。在分析沉积环境、地应力、识别裂缝等方面具有广泛应用，其中，应用电成像测井方法识别裂缝的研究较为成熟,成果也相对较多。成像测井能够有效解决相关地质油藏问题，助力油气田高 效勘探开发。

关键词：成像测井；地质油藏；地应力；裂缝识别

引言

成像测井技术在实际运用中主要有两种方式，即电成像测井技术与声成像测井技术。地层电阻率成像测井技术、方位电阻率成像测井技术、核磁共振测井技术均是常用的成像测井技术。

随着世界油气资源勘探开发的不断深入，新发现的油气藏在规模上趋于小型化，在储层物性和油藏类型上趋于复杂化。我国复杂油气藏以储层类型多、岩性复杂、储集空间类型多样、低孔隙度低渗透率等为主要特征，在储层评价方面面临更多的挑战。

针对复杂油气藏储层的测井评价，成像测井凭借其独特优势在地质油藏研究活动中发挥着重要作用。

1成像测井基本概述

成像测井主要是结合钻孔中地球物理场的观测，针对井壁、井周边物体进行物理参数成像的方法。成像测井可以直接反应出井周围地层分布状况和地层特点；成像测井资料和岩心对比结果能够有效证明其说明的地下质特征是正确可靠的，同时该资料具有广泛的应用范围，能够有效明确地层倾角、倾向和构造特点，反映出裂缝几何形态和发育程度，区分溶洞、溶孔等多种不同类型的地质特点，保证其判断的实效性；成像测井资料针对裂缝、溶蚀孔等非均质性地质的描述效果具有显著优势，呈现出半定量、定量评价储层参数的性能。

2成像测井技术在地质应力方面的运用分析

一个圆形井眼的受力情况如图1所示，_H，_h分别为最大水平主应力和最小水平主应力，p为钻井液对井壁的压力，R为井眼半径， 为钻井液压力方向与最大水平主应力之间的夹角。对于距孔眼中心为r的地层任意点p₁，其受力状况为：

_r＝ （_H＋_h）（１－ ）＋ p＋ （_H－_h）·（1- ）cos2 (1)

＝ (_H＋_h）(1+ )- p- （_H－_h）·(1+ )cos2 （2）

＝ (_H-_h）(1+ - )sin2 （3）

式中：_r， ， 依次为径向主应力、切向主应力及剪切应力。从（２）式可以发现，在最小主应力的方向上，切向正应力最大，此时易产生应力崩塌而形成椭圆井眼，这种现象被称为“井壁崩落”，应力崩塌导致的椭圆井眼长轴指示最小水平主应力方向。同时，在最大水平主应力方向上，切向正应力最小，当钻井液压力较大时，在该方向上的井眼表面会产生拉应力，如果拉应力超过岩石最大承受能力，则岩石破裂，产生诱导压裂缝，诱导压裂缝的走向指示最大水平主应力方向。此外，对于古构造应力未得到释放的地层，一旦钻开，则为构造应力释放创造了条件，有可能产生与之相关的一组裂缝———应力释放裂缝，这种裂缝的走向指示最大水平主应力方向。

图1井壁受力情况

3在构造解释方面的应用

井眼成像数据是能够准确描述地层结构特征的重要来源。一般来说，它在结构解释中有以下应用：(1)确定结构倾角的方向和趋势；(2)在井旁绘制地质剖面图，用于井间地层相关性；(3)用于校准和验证从地震数据中获得的结构段，以提高地震解释的准确性。例如，图2为某井成像测井解释井旁地质剖面与地震解释构造剖面对比图，图中可以清楚地看到地层构造倾角和断层断点的位置，与地震资料有着很好的一致性。应用井旁地质剖面图可以推算井区以外的地质构造，从而结合地震剖面进行更加精细的井间地层对比。此外，图像配准结果图中的较小误差可以明确识别，并确定了误差系统的几何形状、误差间隔、误差间距和误差构造能力。地震剖面上的断层只能勉强识别，成像解释的断层倾角和方位与地震剖面的显示相符。如图3所示，在1井成像图上可以识别出断层上下界面与破碎角砾充填的断层带，该断层断距为16m，在地震剖面上只能勉强识别出这条断层，成像解释断层倾角与方位与地震剖面图显示比较一致。因此，利用这些信息，包括结构倾角、方位角和断层密度，可以提高地震数据在解释结构模型时的精度，大大提高断层性油气藏的井眼模式，还可以通过映射不完整或复杂结构区域的测井，为我们提供一种新的结构分析方法。

图2成像测井解释井旁地质剖面与地震解释构造剖面对比

图31井FMI成像测井识别断层示意

4沉积相研究

从岩性突变和纹理的组合特征看，图形学图中可以清楚地识别沉积速度、kolkobe表面、非成形表面和断裂等地质特征，是沉积相研究的有效手段。例如，在B油田，倾斜角度、井壁成像等跟踪数据与核心进行了比较，并在成像测井表中建立了该油田砂岩、粘土层主维数结构的尺度关系。如图4所示，这些信息直接反映碎屑物质的沉积环境和沉积过程,是判断沉积微相的关键证据。上一步对核心进行精细标定，建立了能准确表征目标水平各种岩性和沉积结构特征的测井面模型，结合传统测井曲线的形态特征，可以进一步划分研究区的主要地层类型。然后根据岩相类型，结合地质背景就可以对研究区目的层位的沉积微相进行解释，建立精细的小层砂岩沉积相分布图，进而绘制连井沉积相剖面图。根据沉积相剖面图，可以分析不同沉积相、砂体和储层异质性的空间分布规律，为储层间预测、剩余油研究、井址调整、钻井方案汇编和注水方案提供科学指导，并直接为油田的科学研究和生产服务。

图4主要沉积构造的FMI成像测井图像特征（B油田砂泥岩）

5地质裂缝识别

地质裂缝主要包含结构、非结构裂缝，都是由于地质结构出现多次演变和改造中产生的。相关工作人员采用成像测井技术有效识别地质裂缝，能够更加直观全面的掌握层界面的地质特点，进一步保障裂缝识别结构的科学精准性。由于层界面大多经过相互平行或者交切的方式展现出来，部分色度相邻较近的位置几乎一致。地质裂缝以这两种形式呈现出来，具有较强的识别性。我们从地质裂缝的形式上进行分析，主要划分成充填、半充填、未充填三种裂缝形式，不同地质裂缝在性质、颜色上存在一定差异性。工作人员采用成像测井技术能够有效结合裂缝呈现出的颜色准确识别裂缝类型。我们从成像测井图像上进行分析，能够更加直观清晰的发现未充填形式的地质裂缝展现为褐色；充填形式的裂缝具有深浅不同的颜色。工作人员详细观察和分析测井图像上展现出的衍射，能够正确识别和辨析充填裂缝中的相关充填物。

结束语

总而言之，地质油藏研究工作开展中，相关研究人员科学合理的采用成像测井技术，能够准确识别地质裂缝，分析井旁构造和沉积相，确定地质应力具体大小和方向，有利于增强地质油藏勘探工作开展的精准性和有效性，进一步保证地油藏勘探工作质效。

参考文献

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