偶极子横波测井在压裂效果评价中的应用(DSI1).doc

偶极子横波测井在压裂效果评价中的应用 摘要：偶极子横波测井技术将新一代的偶极技术与必威体育精装版发展的单极技术相结合，从而提供了测量地层纵波、横波和斯通利波的最好方法。利用偶极声波测井可以检测压裂裂缝延伸高度，指导试油气结果的分析，取得了良好的应用效果，证明了该技术是一项有效的压裂效果评价方法，同时也拓宽了测井资料在工程检测方面的应用。 关键词：偶极子声波测井 纵波 横波 斯通利波 各向异性 压裂 0 引言 随着油田勘探开发的不断深入，研究对象越来越多的是复杂的火山岩油气藏。火山岩油气藏属于低孔、低渗储层，大部分井必须经过压裂改造后才能获得一定的工业产能，因此对于储层改造效果的评价显得尤为重要； 经过总结近几年测井新技术的特点，利用偶极子横 波测井可以进行储层压裂效果评价，取得了良好的应用效果。 1 偶极子横波测井技术简介 偶极子横波测井是将单极技术和偶极技术结合在一起的新型声波测井技术，具有单极和偶极两种发射声源，能精确地进行各种地层的声波测量，解决了慢速地层的横波测量问题。单极阵列包括两个单极声源和8个接收器。偶极阵列是由两个垂直摆放的偶极声源及8个交叉式偶极接收器组成。常规单极声波测井仪由于受井眼和地层物理特性的限制，在软地层和井眼较差的地层很难测量地层横波，而偶极技术可以在软地层中测量可靠的地层横波。偶极子横波测井仪（DSI）的声系由三个发射探头核八个接收探头组成（图1），三个发射探头由上至下依次为单极子声源、上偶极子声源和下偶极子 声源，其中上下偶极子声源的方向是相互垂直的；接收阵列的八个接收探头均为四极子，或者可以简单的认为，接收阵列是在径向上有分辨率的。为了适应各种地层情况，通常将单极子与偶极子声波测井技术进行有效的组合，以便更好的获得各种不同地层的纵波、横波和斯通利波等波的参数。同时，可以节省测井时间，提高了工作效率，DSI测井所测量的常规声波曲线，无论是在裸眼井中还是在套管井中，都可以与以前的声波测井曲线具有很好的对比性。 2 压裂高度检测基本原理 与常规声波测井相比，偶极横波测井出了可以获得地层的纵波之外，还可以获得横波及斯通利波，这样就扩大了声波测井的应用范围，其中一项重要的应用就是利用偶极子横波测井资料进行地层的各向异性评价，尤其是对裂缝导致的储层各向异性。为简化测井模型，地下岩石的物理特性通常假定为各向同性，即与方向无关，事实上，多数情况下地层是各向异性的，也就是说岩石物理特征是有方向性的。 偶极子横波测井有多种测量模式，正交偶极测量方式（BCR）就是偶极子横波测井常见的一种测量模式，其主要目的是测量地层的横波各向异性。通过上下偶极子声源交替发射，接收阵列同时记录与偶极子垂直方向上的波列，由于横波振动的方向性，可以探测到径向上地层横波速度的各向异性。在构造应力或其它地质因素导致的裂缝性地层，其横波速度通常显示出方位各向异性，质点平行于裂缝走向振动、方向沿井轴向上传播的横波速度比质点垂直于裂缝走向振动、方向沿井轴向上传播的横波速度快。如果横波造成的质点振动方向与裂缝走向成一角度，则入射横波分裂成质点平行和垂直于裂缝走向振动、传播方向沿井轴向上并以不同速度传播的快速和慢速横波，即横波分裂现象（图2），值得指出的是这种横波分裂现象不仅在裂缝性地层中存在，而且在地应力不平衡的非裂缝性地层中也同样存在，即在各向异性强的地层中存在；当地层倾角较大且层理发育时，也会表现出较强的各向异性。衡量地层各向异性的指标有：快、慢横波百分能量差、基于时差的各向异性指示和基于时间的各向异性指示。 另外，可以借助频谱分析来判断地层的各向异性，通过将观察到的频散曲线与模型假设的均匀各向同性地层对比，根据各向异性类型，分析测量的波频散曲线对地层分类（图3）。在均匀各向同性地层中，横波不分裂成快慢组分；在固有各向异性情况下，如页岩和裂缝性地层中，快慢横波频散曲线处处分离，并且频率趋向零时为真慢度；经历过钻井破坏或接近破坏的均匀各向同性地层中，快慢横波频散曲线交叉，因此观察到的两条弯曲波频散曲线有同样的慢度和频率特征波形图。当只有一种物理机制控制波的特征时，频散曲线才存在这种简化的关系，当存在多种机理时，如既有应力诱发的各向异性又有固有各向异性时，曲线就有可能非常不同。通过套管前后横波各向异性的对比及频散曲线特征，就可以确定各向异性发生明显变化的部位，进而确定压裂上下延伸的高度。 3 应用实例分析 三塘湖盆地牛东101井、牛东102井在压裂后，产液性能和其物性不太吻合，为了检测压裂效果，进行套管后偶极子横波测井。 牛东101井的射孔井段有两个：1667－1692m、1739－1769m。图4为牛东101井压裂前后地层各向异性对比图，