Question

优质储层的定性识别及划分

Answer 1

实践证明，除了火山灰凝灰岩外，各中类型的火山岩都可以成为有效储层。火山岩储层通常为裂缝、孔隙双重介质的储层，储层的定性划分一般分为基质和裂缝评价两部分。

图3－2 白X井储层类型划分综合图

常规测井资料，微电阻率扫描成像测井资料与核磁共振测井资料结合可以较好的完成基质物性的定性分析，常规测井资料结合微电阻率扫描成像测井和多极子声波测井资料可以较好的完成有效裂缝的识别、裂缝发育程度的定性评价。

1. 基质物性的定性评价

基质物性评价是只补包括宏观裂缝的基岩物性评价。基岩中的孔隙空间类型主要包括原生气孔、剩余气孔、碎屑间孔和次生熔孔和微裂缝。研究发现，碎屑间孔在火山岩中较为少见，常见的是气孔和溶蚀孔。

(1) 孔隙结构的评价

压汞资料表明，火山岩孔隙大小差别较大，既有微孔隙，又有孔径较大的孔隙，且各向异性较强。影响火山岩储层基质物性的控制因素经常是较大孔隙的发育程度。

核磁共振测井不仅能够直接地获得储层的孔隙度和渗透率，而且可以定性地反映储层的孔隙结构，因而在碎屑岩储层评价中发挥了重要的作用。由于基性火山岩铁镁矿物等铁磁矿物的含量较高，核磁共振测井在中、基性火山岩中的应用受到限制。

(2) 常规测井孔洞孔隙度的评价

火山岩基质孔隙空间主要以气孔和溶蚀孔为主，碎屑间孔极为少见，即使发育其孔隙尺寸也相对较小。这就为常规测井的方法按孔隙度的分段计算提供了可能。

体积密度测井可以有效地反映全部频谱段不同直径的孔隙空间，因而它计算的是总有效孔隙度。而声波测井由于其滑行波首波测井的特点，在基岩声速较大的情况下，它能有效反映的仅仅是那些孔隙相对较小且分布均匀的孔隙空间。这样，用密度孔隙度减去声波孔隙度就可以得到孔隙度直径相对较大的孔隙空间的孔隙度。由于受各种因素的影响，声波测井所能反映的孔隙直径的上限及反映程度有一定的变化。因此，这种方法反映的孔洞孔隙度的大小是定性的，有一定的不确定性。

(3) 火山岩蚀变及孔隙充填程度的评价

火山岩蚀变后形成不同类型的黏土矿物，有的存在于岩石的骨架，有的充填于孔隙空间。这种类型的火山岩在孔洞未被充填的情况下，物性较好，而在被充填的情况下则物性较差。有效识别火山岩的蚀变和孔隙充填程度是火山岩储层评价的一项重要工作。

岩石物理研究表明，对于蚀变和孔隙黏土矿物充填的火山岩，中子测井反应敏感，且蚀变程度越高，孔隙充填程度越高，中子测井值越大。应用岩石物理特征，可以有效识别火山岩的蚀变程度和孔隙充填程度。

2. 裂缝的识别和定性评价

成像测井为裂缝识别提供了最为直观、最为直接的手段，应用成像测井可以划分裂缝的类型，准确地确定裂缝的产状，提供相应的裂缝参数。尽管如此，成像测井识别裂缝也有一定的不确定性，有时很难识别裂缝的类型和性质。

1) 通常钻井液电阻率比井壁环型地层剖面的电阻率低得多，由于钻井液的侵入，开口缝一般表现为低阻黑色。充填缝在充填高阻矿物时一般表现为高阻白色，半充填缝充填部分表现为高阻白色，开口部分表现为低阻黑色。但充填缝在充填低阻矿物、特别是高含水的低阻矿物时则较难识别，很容易判断为开口缝。

2) 在地应力各向异性较强、地层破裂压力较低的情况下，会产生一定数量的钻井诱导缝。在诱导高度较小的情况下相对较易识别;在诱导高度较大时，其特征几乎与直劈裂缝的形态完全一致，识别极为困难。

3) 当火山岩的流面倾角较大时，极易和裂缝混淆，特别是裂缝的倾角和流面的倾角差别不大时更是如此。

4) 火山集块岩的集块边缘和自碎的火山熔岩的碎块边缘在呈相测井图上与网状裂缝的特征几乎完全一致，极易与网状裂缝混淆。

综合应用多极子声波测井可以较好地排除上述裂缝识别不确定性。纵波、横波和斯通利波对裂缝的反应极为敏感，其响应特征受裂缝倾角的影响较大，裂缝的倾角不同，其影响特征也有多不同。多极子声波测井仪在火山岩地层、特别是块状的火山岩地层可提供高质量的体波和斯通利波信息，为火山岩地层的裂缝识别提供了极为有利的条件。

声波纵波、横波对裂缝有敏感的反应，这是由声波传播的固有特点所决定的。在声波的传播途径上，任何各向异性或非连续性，只要尺寸与信号的波长相比不可忽略均会在声波测量结果上产生影响。另外，流体和固体的弹性特征有着极大差异，所以，如果不连续介质为流体时将对声波的传播产生巨大的影响。这种情况下就是开后裂缝的情况。裂缝对纵、横波的影响可归纳为:①各种波相时差增大;②各种波相出现程度不同的能量衰减，波形的幅度减小;③模式转换引起杂乱显示;④出现反射现象。

实验和研究证明，在低角度裂缝和网状裂缝发育阶段，纵、横波能量均有较大的衰减，在直劈裂缝发育段纵、横波能量均有衰减，横波衰减尤为严重。切入井壁较浅的诱导缝，由于声波测井的探测深度较大，对纵、横波的能量衰减影响不大，用能量衰减基本上可以划分出此类裂缝。

与纵波、横波不同，斯通利波不是体波，而是一种导波，在低频率的情况下，近似为管波。该导波在井筒内沿井壁表面传播，其能量从井壁开始向两侧呈指数衰减。井壁上由于裂缝的存在会导致斯通利波传播速度的变化，产生反射，导致斯通利波的能量衰减。

在裂缝宽度恒定的情况下，斯通利波的能量衰减随裂缝倾角的增加而增加。裂缝对斯通利波的影响可归纳为:①斯通利波的能量减小，时差增大;②出现斯通利波的反射，斯通利波出现人字形图，人字出头的位置为裂缝的发育位置;③出现斯通利波的模式转化。

裂缝对斯通利波的影响是由流体阻碍裂缝中的流动引起的。因此，斯通利波识别的仅仅是开口裂缝，且对各种倾角的裂缝均有影响，倾角越大影响越大。

综上所述，微电阻率扫描成像测井和多极子声波测井联测是识别裂缝最为有效的方法。用微电阻率扫描成像测井可以直观地识别裂缝，准确描述裂缝的产状，进行裂缝的分类，提供完整的裂缝参数。用多极子声波可以有效识别排除诱导缝及各种充填缝，直观观察裂缝的渗透性，有效识别裂缝发育井段。