一種斷層結(jié)構(gòu)的測井判識方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及地質(zhì)現(xiàn)象的識別方法，特別涉及一種斷層結(jié)構(gòu)的測井判識方法，以常規(guī)測井為主，綜合地震、錄井等資料快速、有效識別井下斷層結(jié)構(gòu)的技術(shù)思路與方法，方法包括：在確定斷點位置的基礎(chǔ)上，利用測井資料差異進(jìn)行鄰井橫向?qū)Ρ群湍康木v向?qū)Ρ?，定性劃分?jǐn)鄬咏Y(jié)構(gòu)；基于定性劃分的結(jié)果，在斷層上、下盤的誘導(dǎo)裂縫帶、破碎帶、圍巖等間距選點進(jìn)行有效測井資料的數(shù)據(jù)讀取，繪制交會圖來定量識別斷層結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行有效檢驗。本發(fā)明的方法具有經(jīng)濟、可靠、高效的特點，便于在斷裂發(fā)育區(qū)大范圍推廣，對促進(jìn)油田深入勘探開發(fā)有積極作用。
【專利說明】一種斷層結(jié)構(gòu)的測井判識方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及地質(zhì)現(xiàn)象的識別方法，特別涉及一種斷層結(jié)構(gòu)的測井判識方法。

【背景技術(shù)】
[0002]斷層不是簡單的二維面，而是具有復(fù)雜內(nèi)部結(jié)構(gòu)的地質(zhì)體，根據(jù)斷層不同部位巖性、結(jié)構(gòu)、物性差異可以劃分為不同的結(jié)構(gòu)單元。
[0003]斷層作為油氣運移的重要通道，具有開啟和封閉的雙重性，在油氣勘探實踐中一直受到人們的高度重視，國內(nèi)外專家學(xué)者在斷層結(jié)構(gòu)、斷層輸導(dǎo)機理、斷層輸導(dǎo)能力及斷層輸導(dǎo)體系等方面的研究，取得了豐碩的成果。
[0004]Silje S.Berg等通過對美國Paradox盆地東北部地區(qū)正斷層野外觀察,將斷層結(jié)構(gòu)劃分為破碎帶(fault core)和誘導(dǎo)裂縫帶(damage zone)兩大單元,根據(jù)巖石物性差異將下盤誘導(dǎo)裂縫帶進(jìn)一步分為內(nèi)帶(inner zone)和外帶(outer zone)兩部分；Mary BethGray和Andrea Bili等分別通過對美國尤卡山、意大利亞平寧南部地區(qū)斷裂野外觀察，提出了斷層發(fā)育過程中斷層結(jié)構(gòu)演化模型；宋勝浩、蔣維東等總結(jié)認(rèn)為斷裂帶中破碎帶內(nèi)的伴生裂縫、連通孔隙和誘導(dǎo)裂縫帶內(nèi)的裂縫系統(tǒng)是油氣運移通道；吳智平等利用成像測井資料識別出井下斷層結(jié)構(gòu)，并提出斷層在不同的發(fā)育時期，其結(jié)構(gòu)也不一樣，對油氣的輸導(dǎo)能力也不相同；對于油氣沿斷層運移機制，目前有兩種觀點，一種是斷層靜止時期油氣在浮力作用下流體遵循定律的緩慢滲流機制，另一種是斷層活動期油氣在“地震泵”作用下沿斷裂幕式運移機制。
[0005]目前，國內(nèi)外學(xué)者通過斷層野外觀察和井下巖心資料，明確了斷層不同結(jié)構(gòu)單元物性特征，并提出多種斷層結(jié)構(gòu)模型；同時，成像測井和巖心資料相結(jié)合可以直觀的表征斷層結(jié)構(gòu)。但是，成像測井費時且成本高昂，為了鉆井安全，井位通常避開大斷層，從而導(dǎo)致過斷裂井取心難度大。因此，一直以來對井下斷層結(jié)構(gòu)都缺少經(jīng)濟有效的方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提出一種經(jīng)濟、有效的斷層結(jié)構(gòu)的測井判識方法。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0008]一種斷層結(jié)構(gòu)的測井判識方法，具體步驟如下:
[0009]步驟1:確定井鉆遇斷點位置
[0010]選取過目標(biāo)井的地震剖面，通過斷裂解釋與地震合成記錄確定斷點位置，目標(biāo)井與解釋斷層交匯處即為斷點；讀取斷點處的地震波旅行時間，通過時深轉(zhuǎn)換確定斷層結(jié)構(gòu)深度；
[0011]步驟2:斷層結(jié)構(gòu)的定性識別
[0012](I)鄰井橫向?qū)Ρ?br> [0013]為保證識別的準(zhǔn)確性，選擇距目標(biāo)井小于100rn的一口不鉆遇斷裂的井作為對照井，通過對比兩口井在斷層發(fā)育深度范圍內(nèi)且相同巖性條件下測井曲線差異來凸顯斷層結(jié)構(gòu)各單元的測井響應(yīng)特征；
[0014](2)單井縱向?qū)Ρ?br> [0015]在巖性相同，與斷點深度相差不超過200m的范圍內(nèi)，對比誘導(dǎo)裂縫帶與圍巖、破碎帶的測井差值來凸顯斷層結(jié)構(gòu)各單元測井響應(yīng)特征；
[0016]步驟3:斷層結(jié)構(gòu)的定量識別
[0017]在斷層結(jié)構(gòu)定性劃分的基礎(chǔ)上，依據(jù)聲波時差(AC)、密度(DEN)、補償中子(CNL)和電阻率曲線響應(yīng)特征，在斷層上、下盤的誘導(dǎo)裂縫帶、破碎帶、圍巖等間距選點讀取數(shù)據(jù)，繪制交會圖識別斷層結(jié)構(gòu)。
[0018]所述斷層結(jié)構(gòu)單元是指上、下盤的誘導(dǎo)裂縫帶、破碎帶、圍巖；
[0019]在以上方案的基礎(chǔ)上，步驟2中所述鄰井橫向?qū)Ρ鹊姆椒?，步驟如下:
[0020]I)在確定目標(biāo)井?dāng)帱c的基礎(chǔ)上，對比目標(biāo)井?dāng)帱c上下和所述對照井橫向地層范圍的測井曲線形態(tài)，目標(biāo)井與對照井測井曲線形態(tài)差異的范圍即為斷層結(jié)構(gòu)范圍；進(jìn)一步根據(jù)測井響應(yīng)特征劃分出斷裂帶內(nèi)破碎帶和誘導(dǎo)裂縫帶兩結(jié)構(gòu)單元的范圍；
[0021]2)分別將目標(biāo)井上、下盤誘導(dǎo)裂縫帶、破碎帶與所述對照井對應(yīng)地層內(nèi)相同巖性的測井差值做聲波時差-密度(AC-DEN)、補償中子-密度(CNL-DEN)交會圖，劃分目標(biāo)井?dāng)帱c處斷裂帶各結(jié)構(gòu)單元深度范圍；
[0022]破碎帶測井差值(FCD)=目標(biāo)井破碎帶測井曲線值-對照井對應(yīng)地層測井曲線值；
[0023]誘導(dǎo)裂縫帶測井差值(DZD)=目標(biāo)井誘導(dǎo)裂縫帶測井曲線值-對照井對應(yīng)地層測井曲線值。
[0024]在以上方案的基礎(chǔ)上，步驟3中所述單井縱向?qū)Ρ鹊姆椒?，將目?biāo)井誘導(dǎo)裂縫帶同圍巖、破碎帶內(nèi)相同巖性做密度-聲波時差(DEN-AC)、密度-補償中子(DEN-CNL)交會圖，定量劃分待測井?dāng)嗔褞Ц鹘Y(jié)構(gòu)；
[0025]誘導(dǎo)裂縫帶同破碎帶測井值(YP)=誘導(dǎo)裂縫帶測井值-破碎帶測井值；
[0026]誘導(dǎo)裂縫帶同圍巖測井差值(YW)=誘導(dǎo)裂縫帶測井值-圍巖測井值。
[0027]本發(fā)明斷層結(jié)構(gòu)的測井判識方法的原理:
[0028]基于前人研究成果，碎屑巖地層的斷層結(jié)構(gòu)可劃分為破碎帶和誘導(dǎo)裂縫帶兩大結(jié)構(gòu)單元。破碎帶位于斷層中部，是斷裂發(fā)育過程中的主要應(yīng)力釋放區(qū)和應(yīng)力變形匯聚區(qū)，以斷層泥、斷層巖發(fā)育為特征，孔隙度和滲透率較圍巖有大幅降低；誘導(dǎo)裂縫帶位于破碎帶兩側(cè)有限區(qū)域或斷層末端應(yīng)力釋放區(qū)，該帶巖石保留母巖的原始特征，僅被縱橫交錯的誘導(dǎo)裂縫、小斷層切割，孔隙度和滲透率較圍巖有大幅提高。根據(jù)測井原理，孔隙、裂縫發(fā)育的地層具有密度測井(DEN)值低，聲波時差測井(AC)值高的特點。
[0029]由于斷裂帶中破碎帶和誘導(dǎo)裂縫帶兩結(jié)構(gòu)單元在結(jié)構(gòu)、物性特征上的差異，導(dǎo)致其測井響應(yīng)特征不同，進(jìn)而使利用常規(guī)測井資料判識斷層結(jié)構(gòu)成為可能。
[0030]本發(fā)明的有益效果是:
[0031]本發(fā)明提出的斷層結(jié)構(gòu)的測井判識方法，是以斷裂帶各結(jié)構(gòu)單元在結(jié)構(gòu)、物性上的差異為基礎(chǔ)，綜合利用地震、錄井、尤其是常規(guī)測井資料進(jìn)行斷層結(jié)構(gòu)的定性、定量判識和檢驗，具有經(jīng)濟、可靠、高效的特點，便于在油田大范圍推廣，對促進(jìn)斷裂發(fā)育區(qū)的深入勘探開發(fā)有積極作用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]附圖1技術(shù)流程圖；
[0033]附圖2實施例中地震剖面確定斷點位置示意圖；
[0034]附圖3實施例中L24井和L24X1井鄰井橫向?qū)Ρ仁疽鈭D；
[0035]附圖4實施例中L24井和L24X1井鄰井橫向?qū)Ρ葴y井差值交會圖示意圖；
[0036]附圖5實施例中L24井單井縱向?qū)Ρ葴y井差值交會圖示意圖；
[0037]附圖6實施例中L24井?dāng)嗔褞Ц鹘Y(jié)構(gòu)單元交會圖。

【具體實施方式】
[0038]本發(fā)明的【具體實施方式】如下:
[0039]一種斷層結(jié)構(gòu)的測井判識方法，具體步驟如下:
[0040]步驟1:確定目標(biāo)井鉆遇斷點位置
[0041]選取一條過候選井L24的地震剖面，通過斷裂解釋與地震合成記錄確定斷點位置，讀取斷點處的地震波旅行時間，通過本地區(qū)的時深轉(zhuǎn)換表即可確定斷點深度(見圖2)。
[0042]步驟2:斷層結(jié)構(gòu)的定性識別
[0043]在成像測井和巖心資料缺失的情況下，通過鄰井橫向?qū)Ρ群蛦尉v向?qū)Ρ却_定斷裂帶各結(jié)構(gòu)單元測井響應(yīng)特征。
[0044](I)鄰井橫向?qū)Ρ?br> [0045]選擇目標(biāo)井附近一口不過斷裂的井，由于兩口井具有相似的構(gòu)造、沉積背景，因此，測井曲線(油田原始資料)形態(tài)相似，通過對比兩口井?dāng)嗔褞疃确秶鷥?nèi)且相同巖性條件下測井曲線差異來凸顯斷裂帶各結(jié)構(gòu)單元測井響應(yīng)特征。
[0046]1)L24井是過斷裂的井，L24X1井是它附近一口不過斷裂井，兩口井橫向相距不足千米，對應(yīng)地層深度相差百米左右；在確定L24斷點位置的基礎(chǔ)上，自上而下仔細(xì)對比L24井?dāng)帱c附近和L24X1井對應(yīng)地層深度的測井曲線形態(tài)，L24井曲線形態(tài)較L24X1井曲線形態(tài)差異范圍即為斷層結(jié)構(gòu)發(fā)育范圍；進(jìn)一步根據(jù)裂縫響應(yīng)特征可劃分出斷裂帶內(nèi)破碎帶和誘導(dǎo)裂縫帶兩結(jié)構(gòu)單元的大致范圍(見圖3)。
[0047]2)分別將L24井上、下盤誘導(dǎo)裂縫帶、破碎帶與L24X1井對應(yīng)地層內(nèi)相同巖性(如砂巖、粉砂巖、泥巖)的測井差值做聲波時差-密度(AC-DEN)、補償中子-密度(CNL-DEN)交會圖；
[0048]交匯圖中過斷裂井破碎帶同不過斷裂井對應(yīng)地層相同巖性(砂礫巖、泥巖)測井差值位于圖形左上方，即破碎帶同不過斷層井對應(yīng)地層相比整體上具有高密度(DEN)、低聲波時差(AC)和低補償中子(CNL)的特點；過斷裂井誘導(dǎo)裂縫帶同不過斷層井對應(yīng)層相同巖性(細(xì)砂巖、粉砂巖、泥巖)測井差值均位于圖形右下方，即誘導(dǎo)裂縫帶同不過斷層井對應(yīng)層整體相比具有低密度(DEN)、高聲波時差(AC)和高補償中子(CNL)的特點(見圖4)。
[0049]破碎帶測井差值(K?) = L24井破碎帶測井曲線值-L24X1井對應(yīng)地層測井曲線值
[0050]誘導(dǎo)裂縫帶測井差值(DZD) = L24井誘導(dǎo)裂縫帶測井曲線值-L24X1井對應(yīng)地層測井曲線值
[0051]破碎帶測井曲線值、誘導(dǎo)裂縫帶測井曲線值均為油田原始資料提供。
[0052](2)單井縱向?qū)Ρ?br> [0053]在巖性相同，深度相差不大(上下不超過200m)的情況下，對比誘導(dǎo)裂縫帶與上下圍巖、破碎帶的測井差值來凸顯斷裂帶各結(jié)構(gòu)單元測井響應(yīng)特征。
[0054]I)以L24井為例，在確定斷點位置的基礎(chǔ)上，基于鄰井橫向?qū)Ρ群土芽p測井響應(yīng)特征可劃分出L24井?dāng)帱c處斷裂帶各結(jié)構(gòu)單元深度范圍；
[0055]2)將L24井誘導(dǎo)裂縫帶同圍巖、破碎帶內(nèi)相同巖性做密度-聲波時差(DEN-AC)、密度-補償中子(DEN-CNL)交會圖；誘導(dǎo)裂縫帶同圍巖相比相同巖性條件下(如含粒砂巖、油浸砂巖、泥巖)測井差值(YW)、誘導(dǎo)裂縫帶同破碎帶(YP)相比相同巖性條件下(如油浸砂巖、粉砂巖、泥巖)測井差值均位于圖形左上方，即誘導(dǎo)裂縫帶較圍巖、破碎帶相比整體上具有高聲波時差(AC)、高補償中子(CNL)、低密度(DEN)的特點(見圖5)。
[0056]誘導(dǎo)裂縫帶同圍巖測井差值(YW)=誘導(dǎo)裂縫帶測井值-圍巖測井值
[0057]誘導(dǎo)裂縫帶同破碎帶測井值(YP)=誘導(dǎo)裂縫帶測井值-破碎帶測井值
[0058]誘導(dǎo)裂縫帶測井值、圍巖測井值油田、破碎帶測井值均為油田原始資料提供。
[0059]步驟3:斷層結(jié)構(gòu)的定量識別
[0060]在定性劃分?jǐn)嗔褞ЫY(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過對裂縫敏感的常規(guī)測井資料進(jìn)行斷層結(jié)構(gòu)定量劃分。本發(fā)明依據(jù)斷裂帶各結(jié)構(gòu)單元對常規(guī)測井響應(yīng)特征，針對各結(jié)構(gòu)單元在三種孔隙度測井(AC、DEN、CNL)和電阻率曲線響應(yīng)特征的差異，可利用測井響應(yīng)特征參數(shù)的交會圖來識別斷裂帶內(nèi)部結(jié)構(gòu)。以上步驟已識別出的L24井具有完整型(裂縫帶差異發(fā)育)斷裂帶結(jié)構(gòu)，分別對上、下盤誘導(dǎo)裂縫帶、破碎帶、圍巖等間距選取數(shù)據(jù)點繪制交會圖。
[0061]交會圖上，斷裂帶各結(jié)構(gòu)單元及圍巖分區(qū)明顯，可快速、直觀的分辨破碎帶和斷裂帶上、下盤誘導(dǎo)裂縫帶及圍巖與破碎帶、誘導(dǎo)裂縫帶的區(qū)別。
[0062]以Fdk-AC交會圖而言，上、下盤誘導(dǎo)裂縫帶0.5<Fde值〈0.7，聲波時差介于72us/ft-100us/ft之間；滑動破碎帶0.3<Fde<0.5，AC值介于60us/ft_70us/ft之間；上、下圍巖帶FDK、AC值介于誘導(dǎo)裂縫帶與滑動破碎帶之間，這樣同三者間物性差異相對應(yīng)(圖6)。
【權(quán)利要求】
1.一種斷層結(jié)構(gòu)的測井判識方法，其特征在于，具體步驟如下: 步驟1:確定目標(biāo)井鉆遇斷點位置 選取過目標(biāo)井的地震剖面，通過斷裂解釋與地震合成記錄確定斷點位置，目標(biāo)井與解釋斷層交匯處即為斷點；讀取斷點處的地震波旅行時間，通過時深轉(zhuǎn)換確定斷層結(jié)構(gòu)深度； 步驟2:斷層結(jié)構(gòu)的定性識別 鄰井橫向?qū)Ρ? 為保證識別的準(zhǔn)確性，選擇距目標(biāo)井小于100m的一口不鉆遇斷裂的井作為對照井，通過對比兩口井在斷層發(fā)育深度范圍內(nèi)且相同巖性條件下測井曲線差異來凸顯斷層結(jié)構(gòu)各單元的測井響應(yīng)特征； 單井縱向?qū)Ρ? 在巖性相同，與斷點深度相差不超過200m的范圍內(nèi)，對比誘導(dǎo)裂縫帶與圍巖、破碎帶的測井差值來凸顯斷層結(jié)構(gòu)各單元測井響應(yīng)特征； 步驟3:斷層結(jié)構(gòu)的定量識別 在斷層結(jié)構(gòu)定性劃分的基礎(chǔ)上，依據(jù)聲波時差(AC)、密度(DEN)、補償中子(CNL)和電阻率曲線響應(yīng)特征，在斷層上、下盤的誘導(dǎo)裂縫帶、破碎帶、圍巖等間距選點讀取數(shù)據(jù)，繪制交會圖識別斷層結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斷層結(jié)構(gòu)的測井判識方法，其特征在于，步驟2中所述鄰井橫向?qū)Ρ鹊姆椒?，步驟如下: 1)在確定目標(biāo)井?dāng)帱c的基礎(chǔ)上，對比目標(biāo)井?dāng)帱c上下和所述對照井橫向地層范圍的測井曲線形態(tài)，目標(biāo)井與對照井測井曲線形態(tài)差異的范圍即為斷層結(jié)構(gòu)范圍；進(jìn)一步根據(jù)測井響應(yīng)特征劃分出斷裂帶內(nèi)破碎帶和誘導(dǎo)裂縫帶兩結(jié)構(gòu)單元的范圍； 2)分別將目標(biāo)井上、下盤誘導(dǎo)裂縫帶、破碎帶與所述對照井對應(yīng)地層內(nèi)相同巖性的測井差值做聲波時差-密度(AC-DEN)、補償中子-密度(CNL-DEN)交會圖，劃分目標(biāo)井?dāng)帱c處斷裂帶各結(jié)構(gòu)單元深度范圍； 破碎帶測井差值(FCD)=目標(biāo)井破碎帶測井曲線值-對照井對應(yīng)地層測井曲線值； 誘導(dǎo)裂縫帶測井差值(DZD)=目標(biāo)井誘導(dǎo)裂縫帶測井曲線值-對照井對應(yīng)地層測井曲線值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斷層結(jié)構(gòu)的測井判識方法，其特征在于，步驟3中所述單井縱向?qū)Ρ鹊姆椒ǎ瑢⒛繕?biāo)井誘導(dǎo)裂縫帶同圍巖、破碎帶內(nèi)相同巖性做密度-聲波時差(DEN-AC)、密度-補償中子(DEN-CNL)交會圖，定量劃分目標(biāo)井?dāng)嗔褞Ц鹘Y(jié)構(gòu)； 誘導(dǎo)裂縫帶同破碎帶測井值(YP)=誘導(dǎo)裂縫帶測井值-破碎帶測井值； 誘導(dǎo)裂縫帶同圍巖測井差值(YW)=誘導(dǎo)裂縫帶測井值-圍巖測井值。
【文檔編號】E21B49/00GK104074514SQ201410332245
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月14日
【發(fā)明者】蔣有錄, 劉華, 陳亮, 趙凱 申請人:中國石油大學(xué)(華東)