正交偶极声波在东濮凹陷文23块储气库井中的应用

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　　摘要：本文提到偶极声波测井在枯竭气藏储层评价及流体识别中的应用，并针对储气库井进行综合解释分析，取得了较明显的效果。
　　关键词：偶极声波测井；纵横波速度比；泊松比；气层识别
　　引言
　　文23块储气库井构造上位于东濮凹陷中央隆起带北部文留构造文23块，目的层为沙四1～6。该气藏已经枯竭，地层压力系数一般在0.2-0.3，通过对东濮凹陷储气库井正交偶极声波测井资料的分析，发现该资料在识别气层、评价裂缝和计算岩石力学参数等方面，具有其它测井资料无法比拟的优势。
　　1 测量原理及解释方法介绍
　　偶极技术采用偶极声源，当偶极子声源振动时，很像一个活塞，能使井壁一侧的压力增加，而另一侧压力减小，使井壁产生扰动，形成轻微的扰曲，这种由井眼扰曲运动产生的剪切扰曲波具有频散特性，在低频时传播速度趋近于横波。偶极横波测井实际上是通过对扰曲波的测量来计算地层横波速度，在适当的发射频率下，无论在大井眼井段还是非常慢速的地层中都能得到较好的测量结果。ECLIPS5700测井系统中的交叉偶极子阵列声波（XMAC-II）将一个单极阵列和一个偶极阵列组合在一起，两个阵列配置是完全独立的，各自具有不同的传感器。
　　2 资料应用研究
　　2.1鉴别岩性
　　理论上，不同的岩性纵横波速度比有所不同，因此利用纵横波速度比可以大致确定地层的岩性。一般情况下，砂岩纵横波速度比为1.58-1.8，灰岩为1.9，白云岩为1.8，泥岩为1.936。但在多数地区若纵横波速度比为1.9-2.2时，可以认为地层为破裂岩体或有大量裂缝发育，含水砂岩的纵横波速度比随孔隙度和泥质含量的增大而增大，随地层压实程度和有效应力的降低而增大。
　　图1井是做了5口井的泥岩和砂岩段纵横波速度比频率图，储气库井中砂岩和泥岩的纵横波速度比差异明显，泥岩纵横波速度比大致在1.8-2.0之间，砂岩纵横波速度比大致在1.7-1.84之间。
　　2.2识别气层
　　孔隙中含有天然气时，纵波速度显著降低，但横波主要沿岩石骨架传播，与孔隙流体性质关系很小。因此在岩石孔隙度一定的情况下，随含气饱和度的增大，Vp/Vs降低，因此利用纵横波速度比可以划分气层。实践表明，东濮凹陷储气库井含气层纵横波速度比小于1.7，通常在1.58-1.68之间。同时，利用纵横波速度比与泊松比的交会图也能很好的对气层进行识别。
　　图2显示，在经典图版上[2]，气层和水层在图上能较好的区分开来，干层基本上分别在蓝色线上方。图3显示，气层分布在右下方，纵横波速度比和泊松比减小的方向。
　　2.3判断裂缝发育井段[1]
　　利用偶极声波测井技术评价裂缝主要方法：声波变密度图像上显示V字型或X字型波纹，斯通利波反射成果图上显示反射系数较高，同时当裂缝存在时，波在传播中发生反射或折射而损失部分能量，这使得其处理的能量图上能量曲线值降低，纵波、横波、斯通利波会出現波滞后现象。
　　图4为B井偶极声波变密度图和电成像成果图，在3022-3026米和3041-3045米斯通利波反射图像在相应井段交错出现V字型条纹，指示裂缝发育；电成像成果图显示低角度张开缝发育。二者解释结果一致，表明裂缝及特征识别准确可靠。
　　2.3岩石力学参数计算
　　利用偶极声波资料和常规测井数据，可以分析岩石机械性能和井眼稳定性。计算泊松比、杨氏模量、剪切模量、地层破裂压力、出砂指数等参数。这些参数能够为计算水力压裂高度、出砂时的采气压差、射孔稳定性和钻井中的井眼垮塌等方面提供可靠依据。
　　3 结束语
　　利用正交偶极声波测井资料，在文23块储气库井储层中识别气层、评价裂缝、研究地层各向异性等方面有较好的应用效果。计算的岩石力学参数为合理选择钻井泥浆比重，判别井眼垮塌层段；为后期石油工程提供了帮助。
　　如果将正交偶极声波测井与岩心、声电成像资料有机结合，对疑难层的解释一定能够取到更好的应用效果。
　　参考文献
　　[1]朱留方. 交叉偶极子阵列声波测井资料在裂缝性储层中的应用.测井技术。
　　[2]赵立新等. 声波测井新技术及应用实践，石油工业出版社。
　　（作者单位：中原石油工程公司地球物理测井公司）
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