偶极子声波测井技术在压裂评价中的应用

随着油田的开发利用, 偶极子声波测井评价技术应用越来越广泛, 其中在页岩气开采技术中用来指导和检测压裂施工尤为重要, 利用偶极声波的横波各向异性分析, 可以确定压裂的造缝高度和压裂效果。

1 各相异性分析

在实际工作中, 大多数的地层是各向异性的, 这也表明大多数岩石当声波从不同的方向传播时的速度是不一样的且表现出不同的声波特性。各向异性的来源多数为构造的应力变化和裂缝性地层, 地层的各向异性特性对指导我们进行钻进和压裂等施工和设计非常重要。偶极子声波测井是一种利用扰曲波来模拟横波的测井技术, 在各向异性地层, 横波在传播的过程中会分裂为快横波和慢横波, 快慢横波的速度之间变化能反应地层的各向异性特性, 且快横波的方向与地层的各向异性方向相关;除了地应力不均衡导致的地层各向异性之外, 裂缝性地层也是声波各向异性产生的原因之一, 在偶极子声波测井上表现为纵横波和斯通利波由明显的衰减或滞后现象, 且声波各向异性表现明显, 根据裂缝的类型、发育情况以及填充物的不同在声波的表现形式也有不同, 根据声波计算出来的各向异性方向与裂缝的走向也有一定的相关性。

2 偶极子声波对压裂裂缝的识别与分析

对于人工诱导压裂缝用声波测井信息评价裂缝的第一步是根据声波测井响应的异常来判断裂缝的存在。然后是对裂缝的类型、发育情况、走向、填充物等具体情况进行分析和说明。声波波形的衰减和声波全波列变密度图上的“V”形反射条纹来定性地识别裂缝。如下图1所示

第二步就是对裂缝的有效性进行分析, 当裂缝走向与最大水平主应力方向一致或角度相差小于30度时, 人工诱导裂缝能将渗滤通道的作用发挥最大化, 这个时候我们认为裂缝系统的有效性最大, 反之如果当裂缝走向与最大水平主应力方向角度较大或垂直时, 裂缝的渗滤通道作用将大为降低, 因此裂缝的有效性也大为降低。正是由于这个原因, 所以对人工诱导裂缝的形态进行有效性分析就显得非常必要, 当裂缝发育的井段以及裂缝的类型为垂直于井身即水平裂缝时, 偶极声波测井资料表现为水平层理地层和水平裂缝纵波衰减明显, 因为纵波的传播方向和质点振动方向与井轴处于平行方向, 当低角度裂缝时, 纵波的传播会受到裂缝的影响而发生不同程度的衰减且衰减程度受裂缝的角度和发育程度影响。横波的传播方向沿井轴传播, 但是其质点振动方向垂直与井轴, 当高角度裂缝或者垂直裂缝发育时, 横波的衰减幅度大幅增加且各向异性将变得更加明显。

3 实际应用效果分析

对某井进行压裂效果分析, 得到压裂前后各向异性分布图, 图2是压裂前后地层的各向异性对比图。

由图中可以看出1451—1463米井段, 压裂前地层各向异性较弱, 且方向一致, 压裂后各向异性大小发生改变, 呈低—中强度变化, 而且方向也连续变化, 体现出压裂后在1451—1463米井段内产生的压裂缝多为中—低角度压裂缝。1442—1451米井段和1463-1479米井段, 压裂前地层各向异性较弱, 且方向一致。压裂后各向异性发生变化, 呈高强度变化, 表现为方向基本一致。体现出压裂后产生的压裂缝为呈180度对称单一高角度压裂缝。另外从图中可以看出, 在1442米到1479米井段之间各向异性发生明显变化, 通过对比频散图确定该井段为压裂造缝高度。

4 结语

偶极子声波测井技术在油田勘探开发过程中广泛应用, 尤其在页岩气开采技术指导和检测压裂施工方面应用前景广阔, 通过对比压裂前后的各向异性分析, 可以检测压裂高度和压裂效果。

摘要：在油田开发过程中, 有些低渗透性的区域为了提高产量, 大部分油井需要对地层进行压裂施工改造来提高储层的渗透特性。偶极子声波测井技术可以通过对比压裂前后的波形的衰减和形状的变化, 以及横波的各向异性压裂前后对比分析, 可以确定压裂的造缝高度和压裂效果检测

关键词：渗透性,偶极声波,各向异性分析,压裂检测

参考文献

[1] 高艳玲等著, 过套管偶极子声波测井资料评价压裂缝高度国外测井技术2012.03.

[2] 董经利, 多极子阵列声波测井资料处理及应用, 测井技术, 2009, 4.

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