Question

基岩裂缝或碳酸盐岩裂缝-溶洞的识别与评价

Answer 1

开启性裂缝在微电阻率成像成果图上十分明显，但是需注意区分其他裂缝和断层面、层界面、缝合线、泥质条带的成像差别。

（一）裂缝与条状地质现象的区别

1.裂缝与层界面的区别

层界面往往是一组相互平行或接近平行的高电导率异常，异常的宽度小且均匀。在碳酸盐岩中裂缝常与溶洞相伴生，因此高电导率异常既不平行，又不规则。

2.裂缝与缝合线的区别

缝合线在碳酸盐岩中十分发育，它是压溶作用的结果，一般平行于层面分布，但是两端常有接近垂直的小幅高电导率异常。裂缝则没有这些特点。

3.裂缝与断层面的区别

断层两旁的地层具有明显的差别，很容易与裂缝区分开。

4 裂缝与泥质条带的区别

泥质条带或硅质条带均为高电导率异常，它们一般平行于层面分布，其厚度变化不大，但是有时候出现柔性变形。而裂缝具有溶蚀现象，所以常常电导率异常的宽度变化很大。

（二）钻井工程产生裂缝的识别

在钻井过程中对岩石产生巨大破坏力，会使井眼周围岩石产生多种裂缝。如何区分人工诱导裂缝与天然裂缝，是我们正确评价基岩储集空间的基础。钻井工程产生的裂缝基本有3种情况。需要通过FMI和ARI两种图像综合识别。

1.钻具振动形成的裂缝

这种裂缝规模小、延伸很短，它们在FMI图像上为高电导异常（图4-1），但是在ARI图像上却没有异常，因此容易识别它们。

2.泥浆与地应力不平衡造成的压裂缝

这种裂缝径向长度不大，但是张开度和向岩石纵深方向延伸较远。它们在FMI和ARI图像均有反映。①它们总是以180°或180°左右的差值对称地出现在井壁上；②以一条高角度张性裂缝为主，两侧有羽状小剪切裂缝（图4-2）。

3.应力释放裂缝

在裂缝发育段，古构造应力早已被释放，现代构造应力在充满流体的裂缝段也大大衰减，因此裂缝段的地应力较弱，钻井过程造成的非平衡作用也不至于产生新的裂缝。而在致密层段仍然存在巨大的地应力，一旦被钻开，则地应力释放，产生一系列裂缝。这种裂缝既可以出现在岩心中（常会当作真裂缝被描述），又可以出现在井壁上（在FMI图像上通常为一组平行的高角度裂缝，其裂缝面十分规则（图4-3））。这种裂缝是无效裂缝，通常没有泥浆侵入的痕迹。

（三）裂缝发育空间的解释参数

裂缝或裂缝-溶洞型储层的非均质性很强烈，井壁上的特征很难代表井壁以外储层的特征，必须正确使用成像测井资料来解释储集空间的真实发育情况。

1.裂缝径向延伸情况的预测

由于FMI探测深度不大，不能用于预测裂缝的延伸情况，而ARI的径向探测深度大，所以通常先用FMI图像搞清楚裂缝的产状及组合特征，进而用浅侧向、深侧向、ARI电阻率及其比值大小预测裂缝径向延伸状况。

2.裂缝渗透率的确定

裂缝渗透率是裂缝张开度、径向延伸长度、三维空间连通程度等的综合反映，是评价裂缝储集性能的有效指标。目前评价裂缝渗透率的最好方法是用斯通利波传导特征来进行：①根据斯通利波能量衰减程度判断裂缝渗透率，能量衰减越大，渗透率越高。应用中要注意泥饼的影响，因为泥饼也会使斯通利波衰减，而且泥饼厚度与裂缝结构关系密切。②根据斯通利波波形干涉特征判断渗透率高低。任何有效裂缝都是地层中的一个反射界面，并造成斯通利波在裂缝面的反射和干涉。需要注意的是，层界面、泥质条带也是声阻抗界面。③根据斯通利波传播速度判断渗透率高低。由于地层渗透率直接影响着岩石弹性模量，弹性模量又影响着斯通利波速度，所以可以用其计算地层渗透率。该方法不受泥饼的干扰。

图4-3 地应力释放成生的裂缝成像特征

基岩潜山油气藏储集空间分布规律和评价方法

图4-1 钻具振动形成的诱导裂缝成像图特征

图4-4 天然裂缝与钻井诱导裂缝的成像区别特征

（四）碳酸盐岩裂缝的分布和连通性评价

裂缝连通性评价的主要问题是区分天然裂缝和钻井诱导裂缝。后者是钻井之后井壁周围应力场减小而形成的，其延伸长度是地应力和岩石强度的函数，质地较纯的碳酸盐岩诱导裂缝一般比泥质碳酸盐岩要多。诱导裂缝分为应力释放型和张性裂缝两种。应力释放型裂缝一般较浅，位于塑性岩层中，仅在微电阻率图像FMI上能够见到。张性裂缝要深一些，可穿透到弹性岩层，但是裂开度较小，只能在FMI图像上看到。天然裂缝则能在FMI和ARI上同时看到（图4-4）。

图4-4为墨西哥湾北部一口产气井的ARI和FMI图像，这段剖面为白云质泥灰岩和钙质砂岩，井深690～710m处的FMI和ARI图像上均可见到一条溶蚀张开的裂缝（呈正弦波形态）。钻井诱导裂缝很发育（见FMI图像，在ARI上没有显示），主要为应力释放产生的。

埕北30井区基岩储层段（碳酸盐岩和变质岩）为裂缝-溶洞和裂缝发育带，古应力早已释放，钻井过程中诱导裂缝不易产生，所以在ARI和FMI图像上显示的裂缝几乎全为天然裂缝（图4-5），而且多为低角度（10°～30°）裂缝（图4-6右），倾角在50°～70°的裂缝也不像诱导裂缝，可能为天然的裂缝-溶洞。该井区裂缝走向主要有两个：北10°～20°和北100°～110°（图4-6左）。埕北30潜山基岩裂缝的产状基本上反映了泰山群和下古生界演化特征。FMI和ARI图像显示的埕北38井裂缝开度较大、径向速度大，说明它们具有良好的连通性。

缝合线是碳酸盐岩中常见的储集空间，它们在FMI图像上常以3种形式出现：①呈波浪状或不规则面出现，由暗色导电物质（可能是粘土）充填；②缝合线周围有亮色物质（高阻方解石）伴生带；③缝合线周围发育大量裂缝，而且溶蚀现象明显（裂缝与缝合线交接处开度很大）。

用FMI图像作裂缝解释时应当注意：①裂缝充填的流体性质不同，计算的裂缝开度也不同，水层计算的裂缝开度可能比油气层计算的裂缝开度要偏大一些，在裂缝型油藏开发过程中，第一次测量时裂缝开度较小（原来充注油气的裂缝），后来测量时裂缝开度较大（水侵入），就可以估计水驱油效果；②FMI是探测较浅的一种仪器，可能难以区分天然裂缝和诱导裂缝，前者是油气储集空间具有产油气能力，后者无油气地质意义；③ARI探测深度大，但是分辨率较低，图像提供的裂缝数量少，而且不能确定裂缝的深度和开度，只能利用这两个参数得到某些线索。

图4-5 埕北38井微电阻率扫描成像测井图

图4-6 埕北38井裂缝方向与倾角解释成果图