基于常规测井对致密储层裂缝的精细识别方法
阅读说明：本技术 基于常规测井对致密储层裂缝的精细识别方法 (Fine identification method for tight reservoir fractures based on conventional well logging ) 是由 田杰 刘红岐 司马立强 刘诗琼 刘向君 杨连刚 于 2020-06-24 设计创作，主要内容包括：本发明提供了基于常规测井对致密储层裂缝的精细识别方法,该方法包括：排除非裂缝响应的测井干扰因素,选择识别裂缝的基础岩性背景,分析不同裂缝尺度的测井响应特征,在常规测井识别能够予以识别的尺度上,分析裂缝开启程度与充填特征,在开启裂缝中,进行裂缝产状的识别,并通过深电阻率与基岩电阻率的相对幅度差异,对裂缝的发育程度进行识别。本发明方法适用于致密储层的裂缝精细评价,相较于传统方法,该方法优化了常规测井识别大尺度裂缝的系统性与地质符合性,并进一步对微尺度裂缝的识别进行了分析,为致密储层开发提供了技术支撑和分析方法。(The invention provides a method for finely identifying tight reservoir fractures based on conventional well logging, which comprises the following steps: the method comprises the steps of eliminating logging interference factors of non-fracture response, selecting and identifying basic lithology backgrounds of fractures, analyzing logging response characteristics of different fracture scales, analyzing fracture opening degree and filling characteristics on a scale which can be identified by conventional logging identification, identifying fracture occurrence in the opened fractures, and identifying the development degree of the fractures through the relative amplitude difference between deep resistivity and bedrock resistivity. The method is suitable for fine evaluation of the fractures of the compact reservoir, compared with the traditional method, the method optimizes the systematicness and geological conformity of large-scale fractures recognized by conventional logging, further analyzes the recognition of micro-scale fractures, and provides a technical support and analysis method for development of the compact reservoir.)
技术领域
本发明涉及致密储层裂缝的精细识别方法技术领域，尤其涉及基于常规测井对致密储层裂缝的精细识别方法。
背景技术
致密油开发处于研究热点，但大多数油田勘探开发历史长，测井资料普遍为老井资料，测井系列为常规系列，且密度和中子测井资料也较少，这就使得通过常规测井资料对裂缝的评价，用以满足老油田致密油开发的需求变成一个难题。总体而言，针对致密、非均质型强的裂缝解释，偏向于利用成像测井系列进行裂缝识别，利用常规测井曲线进行裂缝有效识别的研究则很少，在常规裂缝识别过程中，未对裂缝进行完整、系统的评价，识别效果也未能探索到致密储层开发的微-纳米尺度，无法满足致密储层非常规勘开发探的需求。
为解决常规测井精细识别裂缝困难，研发了该方法，对裂缝进行更为完整、系统的评价，并扩展到微-纳米尺度的精细评价。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中的问题，而提出的基于常规测井对致密储层裂缝的精细识别方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
基于常规测井对致密储层裂缝的精细识别方法，包括以下步骤：
步骤一：排除测井曲线中非裂缝响应的影响因素；
步骤二：对裂缝发育段进行岩性约束，岩性是测井曲线响应的背景，控制着裂缝的发育，利用岩心、薄片观察、岩化手段，对致密储层基本岩性进行分析，致密层主要岩性包括灰岩、云岩、砂岩、泥岩。选择厚层、岩性发育稳定层段，排除不同岩性的干扰，寻找稳定的裂缝发育的测井响应背景；
步骤三：进行裂缝尺度的识别，在常规测井能够识别出的裂缝尺度基础上，对该尺度裂缝进行更为精细的解释，即进行裂缝尺度的约束。
步骤四：分大、小尺度裂缝，进行开启程度以及充填物的识别。对于大尺度裂缝的开启程度，利用深电阻率Rt与基岩电阻率Rb相对幅度差异可以进行区分，小尺度裂缝开启程度通过深浅侧向相对电阻率差值进行大致判断；
步骤五：通过裂缝尺度与开启程度的约束上，在大尺度开启缝中进行裂缝产状的识别，裂缝产状包括高、低、水平角度裂缝；
步骤六：在尺度、开启程度约束下，对大、小尺度开启缝的裂缝发育程度进行识别，大尺度裂缝以裂缝线密度进行量化，小尺度裂缝通过薄片面缝率分为大、小两个等级。从常规测井曲线来看，无论是大尺度裂缝还是小尺度裂缝，裂缝的发育程度越高，电阻率的下降就越明显，声波值随着发育程度的变高也会出现增大的趋势。
优选地，所述排除测井曲线中非裂缝响应的影响因素主要通过：
<1>薄层响应的排除；
<2>泥质响应的排除；
<3>井壁稳定性响应的排除。
优选地，所述进行裂缝尺度的识别，在常规测井能够识别出的裂缝尺度基础上，对该尺度裂缝进行更为精细的解释，即进行裂缝尺度的约束。以某工区为例，进行裂缝尺度识别的方法与特征说明：
<1>首先对裂缝进行尺度分类，结合岩心、薄片、扫描电镜等手段，将裂缝分为大、小、微三种尺度；
<2>大尺度裂缝识别方法：高阻背景下的齿状、指状降低，降低后电阻率为中高值，低于3000Ω·m，在声波曲线上常出现增大的趋势，值大于48μs/ft。
<3>小尺度裂缝识别方法：电阻率在6000Ω·m左右，声波值低值，对比于基岩背景，电阻率曲线出现齿状下降，常下降为一个缺口，出现“平台缺口型”；
<4>微尺度裂缝识别方法：厚层灰岩中电阻率出现指状峰值，面缝率小，等于或接近基岩电阻率，由于岩性与厚度不同，电阻率常呈高幅、中幅、低幅指型，伽马曲线背景为箱型平滑曲线，对应点有极小的增大。声波值光滑，整体为箱型背景，电阻率呈“指型”高值是因为微裂缝的差连通性使得电阻率出现高值，相比于其他连通性好或泥质含量高的岩层，会在微裂缝发育段电阻率出现指型。
优选地，所述分大、小尺度裂缝，进行开启程度以及充填物的识别。对于大尺度裂缝的开启程度，利用深电阻率Rt与基岩电阻率Rb相对幅度差异可以进行区分，小尺度裂缝开启程度通过深浅侧向相对电阻率差值进行大致判断：
<1>大尺度裂缝开启程度：裂缝开启时，(logRb-logRT)/logRb增大，数值>0.05；闭合裂缝深电阻率与基岩电阻率非常接近，(logRb-logRT)/logRb<0.05；
<2>小尺度裂缝只能通过薄片进行标定，开启程度仅Rt上具有大致区分，识别效果较差；
<3>裂缝充填物的识别：泥质充填缝GR值明显高于方解石充填缝，分界线为20API，AC对充填物的分区效果较差，泥质充填缝的声波值更大，可达到63μs/ft，与开启缝声波值相当；方解石充填缝的RT值明显大于泥质充填缝，相比于无充填开启缝，泥质充填缝的电阻率更高。无充填裂缝相较于有充填裂缝伽马值略高、电阻率值偏低。
优选地，所述通过裂缝尺度与开启程度的约束上，在大尺度开启缝中进行裂缝产状的识别，裂缝产状包括高、低、水平角度裂缝：
<1>对于低角度、水平缝，测井表现为自然伽马呈箱型，曲线光滑，电阻率常呈尖峰状降低，或齿状降低，无幅度差到轻微负幅度差。声波值常呈齿状、尖峰状升高。对于斜交缝，测井曲线上表现为电阻率有降低，声波值出现轻微增大；
<2>对于高角度缝，高角度裂缝发育程度低且多被充填时，在测井曲线上整体表现为基岩特征，无明显响应，裂缝开启时，高角度裂缝深浅电阻率呈负差异。
优选地，所述在尺度、开启程度约束下，对大、小尺度开启缝的裂缝发育程度进行识别，大尺度裂缝以裂缝线密度进行量化，小尺度裂缝通过薄片面缝率分为大、小两个等级。从常规测井曲线来看，无论是大尺度裂缝还是小尺度裂缝，裂缝的发育程度越高，电阻率的下降就越明显，声波值随着发育程度的变高也会出现增大的趋势：
<1>小尺度裂缝发育程度：以面缝率1％将小裂缝发育程度分为高、低两个程度，微、小尺度裂缝发育程度越高，logRT-logRXO的分界值为0.1；
<2>对于大尺度裂缝发育程度，分析发现裂缝线密度与(logRb-logRT)/logRb呈良好的正相关，线密度越大，相对于基岩，电阻率降值越大，对于同一声波级别，裂缝线密度越高，电阻率越低。
本发明具备以下优点：本发明基于常规测井资料，对裂缝特征进行逐级约束识别，不同于现有基于数学识别裂缝的方法，该发明从原理上入手，利用实际地质与储层特征作为约束，逐步的排除井眼、薄层、岩性等干扰因素，将每一个予以识别的裂缝特征约束在可以进行对比的测井响应平台上，使得识别的效果果更符合地质特征，准确性也更高。
本发明从尺度、张开与否、充填物、产状、发育程度对裂缝进行更为系统、完善的解释，且对微、小尺度裂缝的进行了具有较好的效果的识别，将识别区域扩展到了更为精细的程度，对致密储层开发具有技术支撑意义。
附图说明
图1为本发明提出的基于常规测井对致密储层裂缝的精细识别方法的流程分布图；
图2为本发明提出的基于常规测井对致密储层裂缝的精细识别方法的区分图；
图3为本发明提出的基于常规测井对致密储层裂缝的精细识别方法的裂缝发育程度分布图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-3，基于常规测井对致密储层裂缝的精细识别方法，包括以下步骤：
步骤一：排除测井曲线中非裂缝响应的影响因素；
<1>薄层响应的排除：不同的测井仪器对岩层厚度的分辨率不同，大于分辨率层厚，曲线的测井值才是岩层的真实响应，半幅点的位置才能对应岩层的分界线。通常来看，自然伽马测井的分辨率为30cm左右，补偿声波曲线对灰岩的分辨率为60cm，对泥岩的分辨率为100cm左右，补偿中子的分辨率在40cm左右，双侧向的分辨率为80cm左右；考虑到分辨率因素，选择层厚大于1m的岩层进行裂缝识别，薄互层测井值受围岩影响，基本不能代表岩层的真实响应特征；
<2>泥质响应的排除：对于泥质条带以及泥质含量升高的岩性突变层段，会在声波、电阻率、中子、声波曲线上形成类似于裂缝的响应，即声波增大，中子增大，密度降低，电阻率明显降低。需要通过伽马与声波曲线结合排除：对于泥质充填的裂缝，由于缝宽较小使得伽马曲线的分辨率远大于缝宽，除泥质充填裂缝密集发育带外，伽马曲线对泥质充填裂缝整体无明显响应，表现为平滑箱型或微齿状箱型；而对于泥质条带，伽马曲线则会形成明显的升高，并且声波曲线会出现齿形-指型状明显的增大；
<3>井壁稳定性响应的排除：在钻井过程中，由于地质构造、地层原地应力和弱结构面等因素会导致井壁失稳。在井眼扩径段，声波、密度、中子都会受到影响，由于泥浆的低密度、高声波、高含氢指数，会使得测得的声波值增大，密度减小，中子值增大。在井径扩径严重段，电阻率值也会降低，形成与裂缝类似的特征。该类影响可利用井径曲线对扩径段予以排除；
步骤二：对裂缝发育段进行岩性约束，岩性是测井曲线响应的背景，控制着裂缝的发育，利用岩心、薄片观察、岩化手段，对致密储层基本岩性进行分析，致密层主要岩性包括灰岩、云岩、砂岩、泥岩。选择厚层、岩性发育稳定层段，排除不同岩性的干扰，寻找稳定的裂缝发育的测井响应背景：
<1>砂岩，主要发育原生、次生粒间孔隙，不发育裂缝；
<2>泥岩，储集空间主要为黏土矿物颗粒间孔隙与颗粒内溶孔，孔径小，泥岩中不发育或较少发育裂缝，裂缝主要形成于岩***界面(如灰泥交界面易发育压溶缝)，由于岩性薄互层状，整体厚度薄，测井曲线难以达到真实的地层响应，故对泥岩层段及互层段裂缝不予以识别；
<3>致密储层主要发育的岩性为灰岩，其骨架为介壳、方解石晶体，其中，介壳类型主要为双壳与腹足类，原始生物骨骼成分为碳酸盐矿物，包括文石、方解石，在埋藏成岩过程中，原始文石以及高镁方解石被转化成低镁方解石，岩性纯，低泥质含量以及方解石成分的岩石骨架使得灰岩岩性在测井曲线上整体呈现高电阻率。其储集空间主要为次生空隙，宏观可见的孔隙孔径大于50μm，整体发育量少；主体发育的微孔隙孔径在1μm～50μm之间；微纳米尺度储集空间的广发发育形成了整体孔隙度低于2％，渗透率低于0.1×10-3μm2的物性，超低孔低渗物性状态使得电阻率进一步升高，声波值变低。
高方解石、低泥质含量的岩性以及超低物性使得灰岩电阻率普遍大于5000Ω·m，声波值接近灰岩骨架值47.5μs/ft左右，自然伽马呈明显低值，中子值与密度值均接近理论骨架值；对于厚层灰岩，常规测井曲线基本呈现箱型特征，曲线呈平滑或微齿状变化。
<4>云岩，测井曲线响应与灰岩类似，在裂缝识别中原理与灰岩类似，在本专利中等同于灰岩处理；
步骤三：进行裂缝尺度的识别，在常规测井能够识别出的裂缝尺度基础上，对该尺度裂缝进行更为精细的解释，即进行裂缝尺度的约束。以某工区为例，进行裂缝尺度识别的方法与特征说明；
步骤四：分大、小尺度裂缝，进行开启程度以及充填物的识别。对于大尺度裂缝的开启程度，利用深电阻率Rt与基岩电阻率Rb相对幅度差异可以进行区分，小尺度裂缝开启程度通过深浅侧向相对电阻率差值进行大致判断；
<1>大尺度裂缝开启程度：裂缝开启时，(logRb-logRT)/logRb增大，数值>0.05；闭合裂缝深电阻率与基岩电阻率非常接近，(logRb-logRT)/logRb<0.05；
<2>小尺度裂缝只能通过薄片进行标定，开启程度仅Rt上具有大致区分，识别效果较差；
<3>裂缝充填物的识别：泥质充填缝GR值明显高于方解石充填缝，分界线为20API，AC对充填物的分区效果较差，泥质充填缝的声波值更大，可达到63μs/ft，与开启缝声波值相当；方解石充填缝的Rt值明显大于泥质充填缝，相比于无充填开启缝，泥质充填缝的电阻率更高，无充填裂缝相较于有充填裂缝伽马值略高、电阻率值偏低；
步骤五：通过裂缝尺度与开启程度的约束上，在大尺度开启缝中进行裂缝产状的识别，裂缝产状包括高、低、水平角度裂缝；
<1>对于低角度、水平缝，测井表现为自然伽马呈箱型，曲线光滑，电阻率常呈尖峰状降低，或齿状降低，无幅度差到轻微负幅度差。声波值常呈齿状、尖峰状升高。对于斜交缝，测井曲线上表现为电阻率有降低，声波值出现轻微增大。
<2>对于高角度缝，高角度裂缝发育程度低且多被充填时，在测井曲线上整体表现为基岩特征，无明显响应，裂缝开启时，高角度裂缝深浅电阻率呈负差异。
步骤六：在尺度、开启程度约束下，对大、小尺度开启缝的裂缝发育程度进行识别，大尺度裂缝以裂缝线密度进行量化，小尺度裂缝通过薄片面缝率分为大、小两个等级。从常规测井曲线来看，无论是大尺度裂缝还是小尺度裂缝，裂缝的发育程度越高，电阻率的下降就越明显，声波值随着发育程度的变高也会出现增大的趋势；
<1>小尺度裂缝发育程度：以面缝率1％将小裂缝发育程度分为高、低两个程度，微、小尺度裂缝发育程度越高，logRT-logRXO的分界值为0.1；
<2>对于大尺度裂缝发育程度，分析发现裂缝线密度与(logRb-logRT)/logRb呈良好的正相关，线密度越大，相对于基岩，电阻率降值越大，对于同一声波级别，裂缝线密度越高，电阻率越低。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。