碳酸盐岩与裂缝性储集层评价课件

碳酸盐岩与裂缝性储集层评价（1）西安石油大学地球科学与工程学院赵军龙1碳酸盐岩与裂缝性储集层评价（1）西安石油大学地球科学与工程学习用参考书碳酸盐岩与裂缝性储集层评价1.赵军龙.测井资料处理与解释[M].北京:石油工业出版社，2012.12.雍世和,张超谟.测井数据处理与综合解释[M].东营:中国石油大学出版社,19963.《测井学》编写组.测井学[M].北京:石油工业出版社,19984.李舟波.地球物理测井数据处理与综合解释[M].长春:吉林大学出版社,20035.洪有密.测井原理与综合解释[M].东营,中国石油大学出版社,20072学习用参考书碳酸盐岩与裂缝性储集层评价1.赵军龙.测井资本章内容第一节碳酸盐岩储集层的基本特征第二节碳酸盐岩储集层的测井响应第三节碳酸盐岩储集层测井评价方法第四节CRA、NCRA分析程序的基本原理碳酸盐岩与裂缝性储集层评价3本章内容第一节碳酸盐岩储集层的基本特征碳酸盐岩与裂缝性储集本章内容第一节碳酸盐岩储集层的基本特征第二节碳酸盐岩储集层的测井响应第三节碳酸盐岩储集层测井评价方法第四节CRA、NCRA分析程序的基本原理碳酸盐岩与裂缝性储集层评价4本章内容第一节碳酸盐岩储集层的基本特征碳酸盐岩与裂缝性储集1.碳酸盐岩储集层岩石成分及其主要物理性质

碳酸盐岩主要由方解石和白云石等碳酸盐矿物组成。碳酸盐岩的主要岩石类型为石灰岩和白云岩，但经常还含有一些非碳酸盐岩矿物，如石膏、硬石膏、黄铁矿等。

另外，碳酸盐岩还常含一些陆源矿物，如黏土矿物、石英、长石、云母、绿泥石等。

此外，碳酸盐岩还常含一些有机质。这些陆源矿物和有机质的含量虽然不多，但对储层的影响及对测井信息的贡献都比较大。1)碳酸盐岩储集层岩石成分51.碳酸盐岩储集层岩石成分及其主要物理性质碳

方解石和白云石是碳酸盐岩的主要造岩矿物。碳酸盐岩一般比较致密、性脆和化学性质不稳定，容易形成各式各样的裂缝和溶洞。常见的孔隙空间有晶间孔隙、粒间孔隙、鲕状孔隙、生物腔体孔隙、裂隙和溶洞等。1.碳酸盐岩储集层岩石成分及其主要物理性质1)碳酸盐岩储集层岩石成分6方解石和白云石是碳酸盐岩的主要造岩矿物。碳酸1.碳酸盐岩储集层岩石成分及其主要物理性质1)碳酸盐岩储集层岩石成分

从储层评价及测井解释的观点出发，通常将碳酸盐岩的储集空间归纳为两类：

1）原生孔隙（如晶间、粒间、鲕状孔隙等)

沉积过程结束时存在于沉积物或岩石中的任何孔隙，包括沉积前孔隙和沉积期孔隙。

2）次生孔隙(如裂缝、溶洞等)

形成并发育于最终沉积之后任何阶段的孔隙。根据浅层成岩环境与深埋藏成岩环境下孔隙改造过程的不同，可将其分为不同的成岩时期。一般分为三个阶段：早期成岩阶段、中期成岩阶段和晚期成岩阶段。71.碳酸盐岩储集层岩石成分及其主要物理性质1)碳酸盐岩储集层1.碳酸盐岩储集层岩石成分及其主要物理性质需要指出，石灰岩重结晶和白云岩化所产生的次生孔隙在测井资料上无法与原生孔隙相区分，所以在测井解释中实际上把它们归入原生孔隙类。另外，致密的石灰岩和白云隙，原生孔隙小且孔隙度一般只有1~2％，若无次生孔隙，它是非渗透性的；当具有次生孔隙时，一般认为包括原生孔隙和次生孔隙的总孔隙度在5%以上，碳酸盐岩即可具有渗透性而成为储集层。1)碳酸盐岩储集层岩石成分81.碳酸盐岩储集层岩石成分及其主要物理性质需要1.碳酸盐岩储集层岩石成分及其主要物理性质从电性上看，碳酸盐岩储集层一般具有较高电阻率，所以须采用电流聚焦型的电阻率测井方法，如侧向测井，微侧向测井等；自然电位测井在碳酸盐岩剖面一般使用效果不好，为区分岩性和划分渗透层(非泥质地层)须采用自然伽马测井；由于储集层常具有裂缝、溶洞，为评价其孔隙度一般需要采用中子(或密度)测井和只反映原生孔隙的声波测井组合使用。

自20世纪70年代后期至今，碳酸盐岩储集层的裂缝测井方法与裂缝储集层的评价技术有了很大发展，其特点是：发展了新的仪器及方法，逐步形成了裂缝测井系列；形成了一套用各种测井方法组合研究裂缝的综合评价技术；裂缝参数的定量研究有了新进展。2)碳酸盐岩储集层主要物理性质91.碳酸盐岩储集层岩石成分及其主要物理性质从电在任何地层中，岩石骨架所占的体积百分比和重量百分比都是最大的，尤其是在低孔隙度的碳酸盐岩地层中更是如此，因此，它们对各种测井信息的贡献是不能忽视的。碳酸盐岩剖面常见矿物主要物理性质见表。矿物密度(g/cm3)热中子俘获截面（cm-1）骨架声波时差(μs/m)中子含氢指数(%)光电吸收截面指数(Pe)方解石2.710.0071153.005.08白云石2.870.0046137.00-2.53.14硬石膏2.960.0119171.0-15.05石膏2.320.018164.0503.99盐岩2.170.711230.3-24.65碳酸盐岩剖面常见矿物的主要物理性质2)碳酸盐岩储集层主要物理性质10在任何地层中，岩石骨架所占的体积百分比和重2.碳酸盐岩储集空间的基本类型及储层分类

碳酸盐岩的储集空间是碳酸盐岩储集层的又一基本特征，它与砂泥岩剖面的储集空间有着本质的区别，砂泥岩储集层的孔隙空间是以沉积时就存在或产生的原生孔隙为主，而碳酸盐岩储集层则以沉积后在成岩后生及表生阶段的改造过程中形成的次生孔隙为主。

对于碳酸盐岩储集层孔隙空间结构的研究，不同的学科有不同的方法，一般地质学着重从成因上来研究，而对于储集层测井评价来说，则着重于从空间形态上来研究，因为储集层基本物性的测井响应都主要取决于孔隙空间的几何形态。

碳酸盐岩储集层孔隙空间的基本形态有三种，即孔隙、裂缝和洞穴。不同的孔隙空间，决定了不同的储集层类型，使它们的物性、产能和测井响应千差万别。112.碳酸盐岩储集空间的基本类型及储层分类碳酸盐2.碳酸盐岩储集空间的基本类型及储层分类1)碳酸盐岩储层与碎屑岩储层的异同作为储集体或一个储层，无论是碳酸盐岩还是陆源碎屑岩，都必须具有储存油气的空间，这些空间统称空隙，这些空隙相互连通，油气水在一定条件下可以在其中流动。所以，无论什么样的储层都有一定的孔隙性和渗透性，这是碳酸盐岩储层与碎屑岩储层的共性。大量研究资料表明，碳酸盐岩储层与碎屑岩储层有许多差异，见下表。碳酸盐岩储集空间与砂泥岩剖面的储集空间有着本质区别：砂泥岩储集层的孔隙空间是以沉积时就存在或产生的原生孔隙为主；碳酸盐岩储集层以沉积后在成岩后生及表生阶段改造过程中形成的次生孔隙为主。由于次生改造作用千差万别，使得碳酸盐岩储集层次生孔隙结构远比砂泥岩储集层孔隙结构要复杂得多。对于碳酸盐岩储集层孔隙空间结构的研究，不同学科有不同方法。122.碳酸盐岩储集空间的基本类型及储层分类1)碳酸盐岩储层2.碳酸盐岩储集空间的基本类型及储层分类比较内容砂岩碳酸盐岩沉积岩原始孔隙度一般为25%-40%一般为40%-70%岩石的最终孔隙度一般为最初孔隙度的一半或一半以上一般仅为原始孔隙度的一小部分或者一点也没有原始孔隙类型几乎全是粒间孔隙一般粒间孔隙占优，但是粒内和其他类型的孔隙也较重要最终孔隙类型几乎都是原始粒间孔隙因为沉积后作用的改造，形成各种各样的孔隙类型孔隙大小孔隙直径和喉道大小与沉积颗粒大小和分选作用有密切的关系孔隙直径和喉道大小很少与沉积颗粒大小和分选作用有关孔隙形状明显取决于颗粒的形状——颗粒的“负像’’大部分形成各式各样孔隙，明显地取决于颗粒“负像”或“正像”到完全取决于沉积或成岩作用产生的形状破裂的影响对储集性能一般影响不大如果出现破裂则对储集性能很重要孔隙度和渗透率的目估评价半定量的目估一般比较容易变化很大，半定量目估从容易到实际不可能；一般要用仪器测量孔隙度、渗透率和毛管压力岩心分析适用于储层评价直径为lin的岩心塞一般适用于“堆质"孔隙度的计算岩心塞一般不适用于孔隙度估算；甚至完整的岩心(直径为1～3in)，特别是具有大空隙的储层多半不适用于孔隙度的估算,变化很大渗透性与孔隙度相互间的关系相互关系比较一致,一般取决于颗粒的大小和分选作用通常与颗粒大小和分选作用无关碳酸岩盐和砂岩空隙特征比较132.碳酸盐岩储集空间的基本类型及储层分类比较内容砂岩碳酸盐岩2.碳酸盐岩储集空间的基本类型及储层分类2）碳酸盐岩储集空间的基本类型碳酸盐岩储集层孔隙空间类型

这里从测井的角度把碳酸盐岩储集层孔隙空间的基本形态划分为三种：孔隙、裂缝和洞穴。组构，指岩石中的各个组分以及组分之间的边界在空间的相互排列方式。142.碳酸盐岩储集空间的基本类型及储层分类2）碳酸盐岩储集空间(1)孔与喉

岩石中的孔隙与喉道是紧密相连的，通常把连接孔隙之间的狭小通道称为喉道，虽然在实际岩石中有时很难区分它们，但它们对岩石物性和测井信息起着不同作用。以下从储集层测井评价的角度出发进行分析讨论。孔隙的大小微孔：直径小于O.01mm；细孔：直径0.01～0.1mm；中孔：直径在0.1～0.5mm之间；粗孔：直径在0.5mm至2mm之间。2.碳酸盐岩储集空间的基本类型及储层分类2）碳酸盐岩储集空间的基本类型15(1)孔与喉孔隙的大小微孔：直径小于O.01mm；2.碳孔隙分布的均匀程度视其次生改造作用不同而有很大差别。次生改造作用的种类和程度一般取决于两个方面：一是沉积物本身的矿物成分、颗粒大小、流体和有机物含量；二是温度、压力及其周围化学条件。孔隙的分布2.碳酸盐岩储集空间的基本类型及储层分类孔隙的形状碳酸盐岩孔隙形状差别很大。宏观上将孔隙形状分成三种：基本为球形的、基本为片状的、不规则状的孔隙。孔隙形状的差异影响着测井信息响应特征、决定着储层有效孔隙度下限值。16孔隙分布的均匀程度视其次生改造作用不同而有很大差别。次生改造2.碳酸盐岩储集空间的基本类型及储层分类

喉道是指连接孔隙之间的狭窄通道或孔隙内部变窄之处。

从形态上可将喉道分为三种：管状喉道、孔隙缩小部分、片状喉道。喉道

孔隙喉道的大小及所占的比例直接影响到储集层的有效性。搞清孔隙喉道宽度对储集层评价有重要意义。

当80％以上孔隙喉道小于0.2μm，为非储集层；当50％或者更多孔隙喉道在0.2～1μm，为差的储集层；当50％～80％孔隙喉道宽度在0.2～4μm，为中等的储集岩层；当50％的孔隙喉道宽度都超过1μm时，则为好的储集岩层。172.碳酸盐岩储集空间的基本类型及储层分类喉道2.碳酸盐岩储集空间的基本类型及储层分类(2)裂缝所谓裂缝是指岩石中因失去内聚力而发生的各种破裂或断裂面，但通常是那些两个面未表现出相对移动的断裂面。形成的裂缝将岩石切割成大小不等的岩块（基岩块）。裂缝照片见图。

裂缝是碳酸盐岩储集层最基本的地质特征之一：①裂缝是碳酸盐岩剖面中形成产层的重要条件，裂缝不仅是碳酸盐岩储集空间一部分，而且更是极重要的流体渗滤通道。②裂缝控制着溶孔、溶洞发育，影响着地层中原始流体的分布状况和泥浆滤液侵入特征。182.碳酸盐岩储集空间的基本类型及储层分类(2)裂缝18

裂缝在地层中的发育呈现强非均质性。通常在构造应力集中处，在构造曲率越大、岩石脆性越大、岩层厚度越小、越靠近柔性地层、断层等部位，裂缝就越发育。NO.1裂缝的密集程度这里从裂缝的密集程度、裂缝的形态、裂缝的延伸和组合几个方面来讨论裂缝的地质特征。通常采用三个物理量描述裂缝发育程度：

◆裂缝线密度，即单位岩石长度上的裂缝条数；

◆裂缝孔隙度，即单位体积岩石中裂缝体积所占的百分数；

◆裂缝张开度，即某段地层裂缝张开的宽度。2.碳酸盐岩储集空间的基本类型及储层分类19裂缝在地层中的发育呈现强非均质性。NO.1裂缝的

裂缝的形态包括宽度、填充状况及形状三个方面。NO.2裂缝的形态■裂缝按填充状况分为：张开缝和填充缝，张开缝是有效缝，填充缝的有效性则与填充物和充填方式有关；■裂缝按平均宽度分为：微裂缝(宽度小于0.15mm)、中等裂缝(宽度为0.15～2mm)与粗大裂缝(宽度大于2mm)；

■裂缝的形状是指裂缝面弯曲程度，一般构造裂缝形状较规则，其裂缝面较平直；非构造缝，如干裂收缩缝、压溶缝、溶蚀缝则形状很不规则。■裂缝的形态将主要影响储集层的电阻率性质、影响着储集层的孔隙度指数m和饱和度指数n。2.碳酸盐岩储集空间的基本类型及储层分类20裂缝的形态包括宽度、填充状况及形状三个方面。NO.2

裂缝的延伸和组合特征，主要是针对构造裂缝而言，并决定于构造应力的状态和构造褶皱的性质，具有明显的方向性和组系性，见图。NO.3裂缝的延伸和组合

当某一层段只有其中一种裂缝时，称之为单组系裂缝，单组系的高角度裂缝系统表现出明显方向性。当某一层段有几种裂缝同时发育时，则称之为网状裂缝，裂缝系统从宏观来看没有明显方向性，可看作一个均匀体系。由于测井是以井轴为参照系的，故以井轴为准将裂缝分成以下几种。

★高角度裂缝：裂缝面与井轴夹角为0～15O；

★斜交裂缝：裂缝面与井轴夹角为15～70O；

★低角度裂缝：裂缝面与井轴夹角为70～90O。2.碳酸盐岩储集空间的基本类型及储层分类21裂缝的延伸和组合特征，主要是针对构造裂缝而言，并决定将直径在2mm以上的孔隙称为洞穴。

其中：直径为2～5mm者为小洞、直径为5～10mm者为中洞、直径大于10mm者为大洞（主要由溶蚀造成，常发育于较纯石灰岩地层；溶洞常沿裂缝分布，特别是在几组裂缝交叉的地方更易形成较大溶蚀洞穴）。

（3）洞穴

上述三类储集空间从成分及分布上相互制约、相互关联的。如：洞可在孔和缝基础上不断发生和发展形成；缝往往又可在孔和洞的背景上发展成裂缝孔洞网。

因此，在碳酸盐岩储集层中，以上三类储集空间常常同时存在，但往往以某一种起主导作用。

2.碳酸盐岩储集空间的基本类型及储层分类22将直径在2mm以上的孔隙称为洞穴。（3）洞穴由上可知，与碎屑岩储集层相比较，碳酸盐岩储集层具有储集空间类型多、次生变化大、分布复杂和严重非均匀性等特点：

①碳酸盐岩储集空间大小和形状有很大变化，其原始孔隙度很大而最终孔隙度一般很小。

②碳酸盐岩储集空间的分布与岩石结构关系可有很大变化，完全依属→到毫无关系。因此，碳酸盐岩不但可形成相对较薄的层状油藏，也可形成巨厚的、油藏高度达几百米的块状油气藏。

③碳酸盐岩储集空间类型多样、后生作用复杂。其类型有孔隙型、溶洞型及裂缝型，三者一般都不是孤立存在的，而是密切相关的。

④碳酸盐岩的孔隙度大小主要反映孔隙的容积性质，一般与渗透率无明显相关关系（碳酸盐岩孔隙空间形状和分布变化大，物性参数无规则）。2.碳酸盐岩储集空间的基本类型及储层分类2）碳酸盐岩储集空间的基本类型23由上可知，与碎屑岩储集层相比较，碳酸盐岩储集层3）储集层按孔隙空间类型的划分

在实际地层中，各种孔隙空间常常不是单独存在的，而是以不同方式组合在一起，进而表现出不同物性、产能、产出状态及测井响应等特征。

不同学科从各自研究目的和研究手段出发，对碳酸盐岩储集层孔隙空间采用不同分类方法。对测井储集层评价而言，主要考虑两方面：

一是测井信息对各种孔隙空间所能反映的程度，即识别能力；二是能基本反映各种储集层的主要性能和差异。

根据这两个原则，将碳酸盐岩储集层分为：

孔隙型、裂缝型、裂缝一孔隙型、裂缝一洞穴型四种。2.碳酸盐岩储集空间的基本类型及储层分类243）储集层按孔隙空间类型的划分在实际地层中，各①孔隙型储集层

该类储集层可发育于石灰岩或白云岩中，其储集和渗滤空间都是以各种孔隙为主，裂缝的作用很小。因此储集性能好坏受孔隙、喉道大小及分布、胶结及充填物性质等多种因素控制。这与一般孔隙性砂岩储集层类似。所不同的是前者多为次生孔隙，因而具有更大的非均匀性。如局部白云岩化形成的次生孔隙，就具有很大的非均匀性，它们可能在纵向上和横向上都互不连通，因而难于构成工业性储集层。但在测井曲线上却有所响应，这就使储集层的测井评价增加了难度。3）储集层按孔隙空间类型的划分孔隙型储集层在碳酸盐岩剖面中经常遇到，且有可观储量。如四川二叠系长兴统灰岩中的生物礁储集层就属此类。25①孔隙型储集层3）储集层按孔隙空间类型的划分

②裂缝型储集层

指在致密碳酸盐岩中因发育了较多裂缝而形成的储集层。其基岩块孔隙度很低，常在1％以下，孔隙直径小、基本无储渗价值。储集空间和渗滤通道主要由裂缝贡献，故只有当储集层厚度大、裂缝很发育且延伸较远，才能成为有工业价值的储集层。纯裂缝型储集层多发育在岩性不纯的碳酸盐岩剖面中。其裂缝主要由构造运动应力作用而产生（在褶皱剧烈的部位或断裂带、断层附近常见），所以其裂缝常具有明显组系性。根据裂缝组系状况差异，可进行细分类。3）储集层按孔隙空间类型的划分26②裂缝型储集层纯裂缝型储集层多发育在岩性不纯的碳

②裂缝型储集层

根据裂缝组系状况差异，细分类如下：A.高角度裂缝型储集层B.低角度裂缝型储集层C.网状裂缝型储集层主要发育于层、块状致密灰岩中。其裂缝在一个或几个方向上对地层进行垂直条带状切割(常称为单组系高角度裂缝层、多组系高角度裂缝层)。主要发育于薄层、岩性在纵向上变化较大层段，裂缝产状基本平行层面。近年研究表明，低角度裂缝不但普遍存在，而且也未被完全“压死”，在很多低角度裂缝发育段获得了工业性油、气流。当高角度裂缝和低角度裂缝同时并存时，裂缝对岩石产生近似立方体形状的切割，形成网状裂缝型储集层。这常常是裂缝型储集层中最好的一种。3）储集层按孔隙空间类型的划分27②裂缝型储集层A.高角度裂缝型储集层B.低角度裂缝型储集

③裂缝-孔隙型储集层

这类储集层是在岩石具有一定有效孔隙的基础上，又被各种裂缝切割所形成，其主要储集空间是基岩块孔隙，其主要渗滤通道则是裂缝。这种储渗作用的分工，使得该种储集层表现出孔隙空间结构上明显的双重介质特征。

3）储集层按孔隙空间类型的划分图4-2裂缝-孔隙型储层岩石模型（据司马立强等，2008）28③裂缝-孔隙型储集层这类储集层是在岩石具有一定有与裂缝型储集层类似，裂缝一孔隙型储集层中的裂缝有以高角度为主的、以低角度裂缝为主的和以网状裂缝为主的，但通常都是网状裂缝的居多。

裂缝一孔隙型储集层一般可以成为较好生产层，既能稳产、又能高产。3）储集层按孔隙空间类型的划分图4-2裂缝-孔隙型储层岩石模型（据司马立强等，2008）29与裂缝型储集层类似，裂缝一孔隙型储集层中的裂缝有以高角

在裂缝型储集层背景上，由于地下水的溶蚀作用，又产生了很多洞穴，从而形成裂缝洞穴型储集层。它的基岩块孔隙度很低、孔径很小，不具有工业价值，其储渗作用主要靠裂缝和洞穴。

④裂缝-洞穴型储集层3）储集层按孔隙空间类型的划分图4-3裂缝-洞穴型储层岩石模型（据司马立强等，2008）30在裂缝型储集层背景上，由于地下水的溶蚀作用，一般认为洞穴是主要储集空间，裂缝是主要渗滤通道。但由于裂缝和溶蚀洞穴往往总是串连在一起的，所以实际上很难将它们分开。

④裂缝-洞穴型储集层经过溶蚀作用改造后的裂缝性储集层，一般都会变得更好，值得重视。事实上，单纯的裂缝型储集层很难获得持久产量，必须要靠大洞穴。四川很多高产、稳产的井都出自于裂缝一洞穴型储集层。

因此如何用测井资料来鉴别裂缝型储集层和裂缝一洞穴型储集层，进而较准确地评价裂缝一洞穴型储集层就十分重要。3）储集层按孔隙空间类型的划分31一般认为洞穴是主要储集空间，裂缝是主要渗滤通本章内容第一节碳酸盐岩储集层的基本特征第二节碳酸盐岩储集层的测井响应第三节碳酸盐岩储集层测井评价方法第四节CRA、NCRA分析程序的基本原理碳酸盐岩与裂缝性储集层评价32本章内容第一节碳酸盐岩储集层的基本特征碳酸盐岩与裂缝性储集1、孔隙与喉道的测井响应在一般情况下，孔喉在测井曲线上明显而且易于识别，通常它们具有以下特征：（1）在曲线形状方面为圆滑的“U”字形，如电阻率“U”字形降低，这与裂缝发育段的尖刺状电阻率起伏形成强烈的反差；（2）在测井值方面表现为“两高两低”，即声波时差、中子孔隙度高，电阻率和岩石体积密度降低。第二节碳酸盐岩储集层的测井响应331、孔隙与喉道的测井响应第二节碳酸盐岩储集层的测井响应331、孔隙与喉道的测井响应但应指出的是，由于碳酸盐岩的孔、喉受到次生改造的作用，使得其大小、形状、分布变化较大，这势必给它们的测井响应带来一定的影响，故上述特征要发生不同程度的变异。

从岩心分析资料与实际测井曲线对比结果表明，孔喉分布越均匀，形状越趋于球形，孔径小而均匀，上述典型特征越明显；反之，则要发生各种测井响应的变异。如当孔、喉形状越不规则，孔径变化越大，将使得声波时差、电阻率数值与孔隙度的关系发生变化，从而导致用声波时差计算孔隙度的公式和阿尔奇公式中孔隙度指数发生较大的变化。第二节碳酸盐岩储集层的测井响应341、孔隙与喉道的测井响应第二节碳酸盐岩储集层的测井响应342、裂缝性储集层的测井响应特征第二节碳酸盐岩储集层的测井响应裂缝类型测井信息低角度裂缝高角度裂缝网状裂缝四条微电导率曲线四条微电导率曲线都出现尖峰状电导率异常，幅度相近，深度一致微电导率曲线有一条或二条出现延续一定深度的高电导率异常四条曲线均有似层状的高电导率异常，但它们的大小、形状及深度位置不尽相同声波全波列纵、横波能量都有衰减，横波衰减更大纵波能量有较明显衰减、后续波出现干扰性变化纵横波及后续波能量衰减明显声波变密度纵横波灰刻度条纹变浅，出现人字形干扰条纹及台阶变化现象纵横波后续波有不规则的条纹干扰现象黑白条带色淡，干扰强烈，波到达时间滞后，见混杂人字形干扰双侧向明显低阻异常，由数十到两千欧姆米负差异，低阻异常显尖锐电阻率相对围岩有平缓微降低，电阻率约数百欧姆米，出现正差异呈明显带状低电阻异常，延续一定厚度，曲线犬牙交错声波时差有增高异常，有时出现周期跳跃现象无明显显示有带状不均匀增大，有时出现周期跳跃双井径有时出现椭圆形不规则井眼有时有变化，扩大或不规则自然伽马能谱自然伽马能谱铀曲线有增加，无铀自然伽马值较低岩性密度△ρ有峰状异常，有重晶石泥浆时对pc曲线有增大尖峰状异常与低角度缝略相似，但在重晶石泥浆时，Pe增高不明显，其他出现异常深度可能大些在重晶石泥浆时，Pe有增加异常，但可能延续一定厚度且变化不甚规则352、裂缝性储集层的测井响应特征第二节碳酸盐岩储集层的测井响第二节碳酸盐岩储集层的测井响应2、裂缝性储集层的测井响应特征1）井径测井用轻泥浆钻井时，裂缝带井径无明显变化。大的缝洞或破碎带，井径可能局部扩大。在常用重泥浆钻井中，裂缝以细小为主，并且在裂缝带常形成泥饼，井径曲线(CAL)有明显缩径现象。

双井径曲线可以较好地反映井眼的几何形状。椭圆形井眼的长轴方向，可能是主裂缝发育方向，但也有致密灰岩出现井眼扩大，成椭圆状的情况。36第二节碳酸盐岩储集层的测井响应2、裂缝性储集层的测井响应特第二节碳酸盐岩储集层的测井响应2、裂缝性储集层的测井响应特征2）自然伽马测井和自然伽马能谱测井用自然伽马时间推移测井也能识别裂缝。从图中可看出，第一次测量裂缝性油层是低自然伽马异常，开采一段时间后，二次测量自然伽马高异常，指示为裂缝。这里应注意将粘土中的高放射性元素与裂缝引起的高放射性区分开。37第二节碳酸盐岩储集层的测井响应2、裂缝性储集层的测井响应特第二节碳酸盐岩储集层的测井响应2、裂缝性储集层的测井响应特征2）自然伽马测井和自然伽马能谱测井在自然伽马测井的基础上发展起来的自然伽马能谱测井(NGS)采用能谱分析的办法，可定量测定铀、钍、钾的含量，并给出地层总的伽马放射性强度。所以自然伽马能谱测井可解决更多的勘探和开发中的地质问题。

自然伽马能谱测井也能用于裂缝识别。质纯致密碳酸盐岩层的裂缝带，自然伽马一般呈现为低值。但有时由于地下水沿裂缝活动，水中所溶解的铀盐沉淀于缝壁，也可出现高的伽马异常。还有一种情况，地层也出现自然伽马高值，这主要与有机炭吸附铀密切相关，并非裂缝的原因，所以还需参考其它测井信息加以鉴别。38第二节碳酸盐岩储集层的测井响应2、裂缝性储集层的测井响应特第二节碳酸盐岩储集层的测井响应2、裂缝性储集层的测井响应特征3）密度测井当密度仪探测器正好与张开裂缝相接触时，可能产生明显低密度值。

在使用重晶石钻井液的情况下，如井壁规则，则裂缝段的△ρ曲线将显示出比正常情况下更高的校正值，且密度值往往较低，见图。但是，由于致密地层密度大，仪器的计数低，统计涨落误差大，密度测井曲线的重复性差，而且密度仪器常受极板压力和井壁不规则的影响，这些因素都会影响用密度测井判断裂缝的效果。39第二节碳酸盐岩储集层的测井响应2、裂缝性储集层的测井响应特第二节碳酸盐岩储集层的测井响应2、裂缝性储集层的测井响应特征4）岩性密度测井岩性密度测井是在密度测井基础上发展起来的一种测井方法。它不仅利用了伽马射线和地层岩石发生的康普顿效应，而且也利用了伽马射线和地层岩石发生的光电效应。因而，它既可以用来确定地层的密度，又可以更好地确定地层的岩性。

光电吸收截面（Pe）对孔隙度的变化不灵敏，在使用普通钻井液的情况下，Pe值不能反映裂缝。然而，重晶石的Pe值极高，所以，如果使用重晶石钻井液，那么就可以探测钻井液侵入的裂缝。40第二节碳酸盐岩储集层的测井响应2、裂缝性储集层的测井响应特第二节碳酸盐岩储集层的测井响应2、裂缝性储集层的测井响应特征5）补偿中子测井孔隙度越大，含氢量越多，减速长度越小，则在源附近的超热中子越多。相反，孔隙度越小，减速长度越大，则在较远的空间形成有较多的超热中子。如果把探测器放在较远的地方，接收记录超热中子的计数率，则孔隙度大的计数率低，孔隙度小的计数率高。

补偿中子测井孔隙度中ΦN基本上反映总孔隙度，不受孔隙几何形态及分布的影响，因此，对裂缝的响应不具有特点。在含气的裂缝带，ΦN降低，常可见，ΦN<ΦS或ΦN<ΦD。41第二节碳酸盐岩储集层的测井响应2、裂缝性储集层的测井响应特第二节碳酸盐岩储集层的测井响应2、裂缝性储集层的测井响应特征6）双侧向与双感应测井裂缝在电阻率测井曲线上的响应取决于裂缝的产状(倾角与方位)、裂缝的宽度与长度(纵向或径向)、裂缝中的充填物(胶结物、泥浆滤液、地层流体等)以及泥浆侵入深度等因素。由地层、井眼及裂缝网络组成的导电系统的俯视图(从井口向井底方向观看)，如图所示。42第二节碳酸盐岩储集层的测井响应2、裂缝性储集层的测井响应特2、裂缝性储集层的测井响应特征6）双侧向与双感应测井如图所示。测井方法水平裂缝测井响应高角度裂缝测井响应侧向测井水平裂缝增强了侧向测井的聚焦作用，测量的电阻率更低。更易受垂直裂缝并联导电效应影响，实测阻值低；一般深侧向电阻率大于浅侧向。感应测井水平裂缝与感应测井电流并联，实测裂缝处电阻率很低。垂直裂缝对感应测井电流而言相当于串联作用，影响小、实测阻值一般高。微电阻率测井微电阻率测井为极板型仪器，测量具有方向性。裂缝方向因扩径而形成椭圆井眼，增大了其探测裂缝的机会。正对裂缝为低阻。地层倾角测井地层倾角测井仪有多个极板，探测到垂直裂缝机会多。当极板正对裂缝时，可根据微电阻率曲线下降判断裂缝。裂缝处矢量图分散性较大，呈无规律分布。ILLIIL432、裂缝性储集层的测井响应特征6）双侧向与双感应测井测井2、裂缝性储集层的测井响应特征6）双侧向与双感应测井裂缝角度对电阻率测井影响的定量表达式还没有一个统一的公式，四川测井研究所曾两次用水槽模型做模拟不同角度地层岩石裂缝（单组裂缝）对双侧向测井的响应实验，右图是实验结果，表明：裂缝的产状与深、浅侧向测井的“差异”有着直接关系，即高角度（一般在以上）裂缝，双侧向测井呈“正差异”；低角度（一般在以下）裂缝，双侧向测井呈“负差异”；60-70°裂缝，双侧向测井差异较小和无差异；45°裂缝时，双侧向测井呈“负差异”，且差异幅度最大。442、裂缝性储集层的测井响应特征6）双侧向与双感应测井442、裂缝性储集层的测井响应特征6）双侧向与双感应测井（1）高角度裂缝的曲线特征电阻率值在致密层高电阻率背景上有所降低，曲线形状较平缓，深浅双侧向数值呈正差异见图4-8，电阻率下降的程度和差异的大小受裂缝张开度、侵入半径、裂缝纵向延伸长度的影响。图4-8高角度裂缝双侧向的“正差异”452、裂缝性储集层的测井响应特征6）双侧向与双感应测井（1）2、裂缝性储集层的测井响应特征6）双侧向与双感应测井（2）低角度裂缝的曲线特征电阻率值在致密层高电阻背景上明显下降，曲线形状尖锐，深浅双侧向数值一般呈负差异，差异的幅度和性质还受裂缝张开度、电极系中心与裂缝的距离、侵入半径的影响。462、裂缝性储集层的测井响应特征6）双侧向与双感应测井（2）2、裂缝性储集层的测井响应特征6）双侧向与双感应测井（3）网状裂缝的曲线特征深浅双侧向数值RLLD和RLLS都降得更低，幅度差异性质决定于裂缝的组合状态，当高角度裂缝占优势时呈正差异，当低角度裂缝占优势时呈负异常，如高低角度裂缝都比较发育时则正负异常交替出现，曲线形态起伏较大，且起伏的频度在一定程度上反映了裂缝的发育情况，这一特征常作为定性评价裂缝性储层的指标之一。472、裂缝性储集层的测井响应特征6）双侧向与双感应测井（3）2、裂缝性储集层的测井响应特征7）微侧向或微球形聚焦测井微电阻率测井(微球型聚焦测井、邻近侧向测井等)为极板型仪器，所以测量值具有方向性，只有当极板贴在裂缝之上时，才能反映出裂缝。

但在裂缝方向上往往有扩径现象而形成椭圆井眼，增大了微电阻率测井探测裂缝的机会，且因微电阻率测井的探测深度小，所以裂缝对它们的影响也大。井眼规则时，微测向或微球形聚焦测井在裂缝发育段将在双侧向测井电阻率背景上发生上下起伏的变化；而在致密岩层段，微侧向或微球形聚焦测井曲线的起伏变化则基本与双侧向曲线一致。482、裂缝性储集层的测井响应特征7）微侧向或微球形聚焦测井2、裂缝性储集层的测井响应特征8）声波测井（1）声波时差测井声波时差理论上讲，如果声波的最短传播路径没有经过裂缝，那么纵波的传播时差就不受影响，即纵波时差不能反映出垂直裂缝，更确切地说，不能反映出与井轴平行的裂缝。但是，实际裂缝系统是较复杂的，因绕射与反射将会使纵波幅度产生很大的衰减，以致不能检测到首波甚至以后的几个波峰，导致所谓的周波跳跃，即，视声波时差增大。老式仪器一般能测出增大的时差值。新型的仪器能对周波跳跃进行检测并进行自动校正处理，这样就反映不出周波跳跃。

另一方面，横波时差比纵波时差更易受裂缝的影响，将与进行对比，如果不变而增大时，就有可能是裂缝带。492、裂缝性储集层的测井响应特征8）声波测井（1）声波时差测2、裂缝性储集层的测井响应特征8）声波测井（1）声波时差测井

对水平缝来说，时差与孔隙度(即单位长度上的裂缝宽度)的关系符合威利平均时间公式。声波时差不能反映垂直裂缝，因为这时滑行波沿骨架直接传播，但对低角度裂缝有响应，其响应特征是：声波时差曲线出现局部增高，甚至发生跳波如图。502、裂缝性储集层的测井响应特征8）声波测井（1）声波时差测2、裂缝性储集层的测井响应特征8）声波测井（2）全波波形和声幅

据国内外文献介绍，垂直裂缝主要使纵波衰减，而水平裂缝则对横波衰减最大，然后随着裂缝倾角的增加衰减逐渐减小。

声波跨过裂缝时的能量传输在很大程度上取决于声波在裂缝界面处的模式转换系数，这是因为声波穿过裂缝时，必须在裂缝的第一界面处再转换回来。很明显，裂缝的倾斜是一个很重要的因素。512、裂缝性储集层的测井响应特征8）声波测井（2）全波波形和2、裂缝性储集层的测井响应特征8）声波测井（2）全波波形和声幅

裂缝倾斜角与幅度衰减的实验结果见图4-11，图中，用衰减系数来表示衰减程度，无量纲。由图可见，裂缝倾角为35°到80°时，纵波幅度衰减很大，而横波幅度则严重地受低角度裂缝的影响。因此，可根据纵波和横波幅度衰减来确定裂缝。522、裂缝性储集层的测井响应特征8）声波测井（2）全波波形和2、裂缝性储集层的测井响应特征8）声波测井（3）声波变密度测井

变密度测井是全波测井的另一种图像显示法。变密度测井(VDL)图像中条带的明暗程度与波幅成正比，见图。只有在较好的孔隙一裂缝带或网状缝发育带，VDL记录上才会出现纵、横波到达时间同时变化，条带呈V字型或U字形。但一般明显的V(U)字形和漏斗状变化都是岩性(例如泥质岩层)所造成的，应注意与裂缝区别开来。532、裂缝性储集层的测井响应特征8）声波测井（3）声波变密度2、裂缝性储集层的测井响应特征8）声波测井（3）声波变密度测井

裂缝在VDL图上的主要特征有：

①条带变浅，波形清晰度下降，这是裂缝对声能衰减所致。②条带出现中断、扭曲或者台阶状，这是低角度裂缝使声能剧烈衰减以及传播时间变化所造成。③出现“人字形”干涉条纹，这是当声波遇到裂缝或者地层界面等声阻抗界面时发生反射波、转换波与直接信号叠加所形成，542、裂缝性储集层的测井响应特征8）声波测井（3）声波变密度2、裂缝性储集层的测井响应特征8）声波测井（4）假瑞利波声幅对裂缝的响应

在利用环形声波测井可以在裸眼井中得到以下三种波：纵波、横波、假瑞利波，这三种波虽然最后都是以纵波形式记录，但其能量差别很大，纵横波幅度很小，而假瑞利波则很大，约为纵波的二十多倍、横波的十多倍，不但如此，假瑞利波能量的衰减对裂缝十分敏感，特别是对高角度裂缝尤为显著，因此可以直接利用假瑞利波能量衰减来探测裂缝，也就是说用能量衰减法来识别裂缝。552、裂缝性储集层的测井响应特征8）声波测井（4）假瑞利波声2、裂缝性储集层的测井响应特征8）声波测井（5）斯通利波声幅对裂缝的响应研究表明，斯通利波的能量(幅度)对张开裂缝十分灵敏，尤其当有流体在裂缝中流动，如泥浆滤液在裂缝中渗流时，更有明显的幅度衰减显示。因为斯通利波实质上是一种管波，它在井筒中的传播相似于一个活塞的运动，造成井壁在径向上的膨胀和收缩，这时如有张开裂缝与井壁连通，则管波的传播将使井液沿裂缝流进和流出地层，从而消耗其能量，使幅度衰减，衰减的程度与裂缝的张开度有关。因此利用斯通利渡的衰减来探测有效裂缝是一种较好的方法。

如果能根据其它裸眼井资料的分析来排除孔洞、硬度的变化及跨过地层界面等因素，那么就可以根据斯通利波的衰减来判断裂缝。562、裂缝性储集层的测井响应特征8）声波测井（5）斯通利波声2、裂缝性储集层的测井响应特征8）声波测井（6）反射波声幅对裂缝的响应井下超声波电视测井直接记录垂直入射井壁而发生的反射信号，只要井壁的声阻抗不同，就将具有反射系数为K的反射，但任何与井壁相截割的张开裂缝，由于其中充满流体，所以基本无反射信号，从而可与具有强反射的致密碳酸盐岩和具有一定反射的填充裂缝相区别。不同裂缝张开度对超声波电视测井的响应特征见图。572、裂缝性储集层的测井响应特征8）声波测井（6）反射波声幅3、几种典型裂缝带的测井响应特征1）水平缝(低角度缝)的测井响应特征低角度缝测井响应特征如图。低角度裂缝会导致双侧向负差异，声波时差增大。一般的常规测井方法对张开度较小低角度裂缝没有明显响应，因此，只能用双侧向测井曲线结合声波曲线大致识别裂缝：即在碳酸盐岩层段，当双侧向为负差异(或无差异)，且深侧向电阻率有较大幅度降低，声波时