1.電測井方法
①雙側向測井。這種儀器受裂縫的影響很大,因為裂縫網絡構成了低阻通道,具有分流電流的作用。在與鉆井軸線近平行的裂縫的情況下,如果鉆井液比裂縫中存在的導電流體更導電,則淺側向電阻率RLLS低於深側向電阻率RLLD,曲線呈現雙軌;而在致密帶,孔隙少,無裂縫,RLLS和RLLD讀取的電阻率值相近,兩條曲線基本重合。②微側向測井。與雙側向測井類似,裂縫帶是由電阻率異常決定的,微側向測井受垂直電阻率變化的影響。因為它們有極板,所以可以觀察到面對極板的裂縫。但壹般來說,由於鉆孔在裂縫附近容易破碎,所以鉆孔呈橢圓形,極板傾向於沿長軸取向。微側向測井工具探測深度較淺,裂縫系統的存在將極大地影響這些工具的響應。③感應測井。感應測井可以在裂縫電阻率異常的前提下確定裂縫的存在。由於感應電流呈環狀分布,感應測井受水平電阻率變化的影響,微側向測井與感應測井的幅度差可以用來顯示垂直和水平裂縫的存在。④電磁波傳播測井。千兆級高頻電磁波探測非常淺的地層,具有極高的縱向分辨率,使得傳播時間和衰減曲線反映非常薄的巖性變化。水平裂縫和低角度裂縫具有不同的反射特征。水平裂縫表現為兩條曲線的尖點和高點,頁巖的衰減更強烈。如果極板遇到高角度斷裂,相應的異常會在較長的區間內出現。
2.核測井方法
①補償密度測井。當井身結構良好時,補償密度曲線能更好地反映地層巖性,識別裂縫。②巖性密度測井。重晶石鉆井液用於鉆井時,由於重晶石的光電吸收截面指數Pe較大,在裂縫段Pe曲線會急劇增大。如果在壓裂段井壁上形成重晶石泥餅,壓裂段不僅會有高的Pe值,還會有負的補償密度曲線值。③自然伽馬能譜測井。因為裂縫是流體循環的好地方,如果鈾或其他放射性元素存在於漫長的地質年代,NGS可以探測到裂縫。
3.聲波測井方法
①聲波振幅測井。這種方法可能比其他方法更常用於檢測裂縫。根據Marris(1964)等學者的研究,縱波遇到垂直或高角度裂縫時減弱,橫波遇到水平或低角度裂縫時更敏感。當P波遇到充滿流體的裂紋時,由於接觸面上的反射,其振幅減小。當橫波遇到充滿流體的裂縫時,其振幅基本消失(Aquilera & amp;範普爾倫,1977).此外,Welex將相長幹涉和相消幹涉描述為平行於井筒但不垂直於井筒的斷裂標誌。然而,經驗表明,由於巖性變化和儀器對中,振幅的變化與裂縫引起的變化壹樣大。實際上,聲學特性的不連續性會因為裂紋中固體顆粒的連接而消失。所以這種方法很難通用。②變密度測井。變密度測井記錄聲波脈沖發射後深度、振幅和時間之間的關系。大多數聲波列以近似地震道的形式記錄並顯示在測井記錄上。測井記錄中的陰影變化表示振幅變化。深色陰影表示最大正振幅,淺色陰影表示最大負振幅。根據Aguilera和Vanpoollen(1977)的工作,這種方法是在測井記錄中尋找兩個唯壹的平行波組之間由於跳躍或無序而引起的裂縫。有些學者不依靠跳帶,而是尋找特殊的W型圖案來尋找裂縫。然而,在這兩種情況下,如果分析人員未能很好地了解地層剖面,那麽巖性變化可能會被誤認為是破碎帶。因為巖性和孔隙度的變化可能會產生類似於圖上裂縫引起的突然變化,所以在解釋這張測井圖時要特別小心。③環空聲波測井。記錄沿井壁水平傳播的聲波,通過聲波振幅的衰減檢測垂直高角度裂縫。實踐表明,該方法是壹種潛在的大傾角裂紋檢測系統。④陣列聲波測井。通過控制時間窗,可以得到縱波、橫波和斯通利波的能量曲線。利用斯通利波衰減檢測裂縫是壹種新的裂縫檢測方法。斯通利波是壹種頻率為2 ~ 5 Hz的波,對裂縫有很強的響應。裂縫面上斯通利波的機理是入射波在裂縫面上壓縮產生的流體脈沖進入井筒,使井壁壓縮膨脹。能量衰減與裂縫發育密切相關,因為流體從裂縫被壓入井眼,流體進入裂縫,消耗了轉換後的斯通利能量。
4.成像測井方法
壹種利用電流束和聲束掃描井身,從而獲得井壁“圖像”的測井方法。它在近20年中得到了發展,並在繼續發展和完善。通過成像測井,可以獲得地層產狀、溶孔、溶洞等測井方法的重要信息。這對研究地層、構造、巖性和裂縫性儲層具有重要意義。包括:①地下電視。顯示鉆孔表面聲波響應的連續圖像。這種儀器可以給出井壁的聲學圖像。它是通過記錄壹部分聲能得到的,這部分聲能是由聲源發出,經井壁反射,反射到它的發射器上,所以起接收器的作用。當巖石致密光滑時,地層的反射能量較高。如果巖石表面粗糙,有裂縫或孔洞,就會有能量損失,這些不規則性在膠片上顯得更暗。該儀器不僅能檢測裂縫,還能確定裂縫的出現,並能很好地顯示巖石表面的形狀。它只能找到寬的、敞開的裂縫表面。當顯示時間和振幅測井時,可以發現填充物和基質之間存在聲學差異的裂縫。由於這是壹種新的定向方法,裂縫的方向也可以確定(Wily,1980;Aillet,1981).該方法在裂縫量化方面具有良好的應用前景。但為了避免能量損失和圖像斑駁,不僅要求鉆井液中沒有懸浮成分和厚泥餅,而且要求井眼不是橢圓形,鉆井液中不含天然氣。②微電阻率掃描測井(FMS)。井壁附近的電阻率是重要的巖石物理性質之壹,可以用來描述地層的精細結構。微電阻率測井沿井壁測量,探測淺,縱向分辨率高,對井壁地層的電性不均勻性極其敏感。微電阻率測井不能確定裂縫的產狀,不能區分裂縫、小溶洞和溶孔。這些問題可以通過微電阻率掃描來解決。當致密層出現裂縫時,鉆井液或高電導率的濾液會在鉆井後回流或滲入地層。FMS儀器在這裏掃描時,記錄了裂縫的高導信息。在對應的FMS圖像中,是深灰色或黑色,沒有裂縫的地方,巖石電阻率高,對應的FMS圖像是淺灰色或白色。FMS記錄的信息的清晰度取決於以下幾個因素:裂縫的張開度,如果裂縫張開度大,鉆井液進入更多更深,裂縫處的FMS圖像就暗,否則就淺;如果裂縫閉合了,FMS就掃描不到了。?鉆井液性能和電導率越大,相應裂縫處的FMS圖像越暗。?鉆井液的侵入程度,地層中被鉆井液置換的碳氫化合物越多,對應的FMS圖像越暗。利用FMS圖像研究裂縫是壹種新的測井方法,它可以給出其他測井方法不能給出的裂縫的視產狀,區分裂縫和溶孔兩種不同的儲層,估算裂縫的視寬度,不受其他參數的控制。該方法是測井識別裂縫的補充和發展。它直觀簡單,使得解釋器易於理解和使用。③全井地層微掃描測井(FMI):20世紀80年代中期,斯倫貝謝公司推出了第壹臺電成像儀——地層掃描儀。這種儀器類似於測斜儀,但與測斜儀相比,它配備了大量的附加電極“電扣”來采樣電流,並將獲得的數據進行處理,產生與井壁對應的高清圖像。1991引入的FMI,井眼覆蓋範圍更大,分辨率更高。安裝在8英寸鉆孔中的FMI極板應具有80%的覆蓋率和0.2英寸的垂直分辨率。FMI極板有192個按鈕,可以測量92條微電阻率曲線,並能準確定位井內每條微電阻率曲線。現在,FRACVIEW等程序可以用來分析鉆孔圖像的電導率所反映的裂縫密度、開放度和孔隙度。根據電像背景上裂紋的電導率計算開度;計算裂縫密度時考慮了井斜,並用作井間對比的“校正密度”;孔隙度通過每個裂縫的平均張開度來計算。
5.傾角測井方法
①雙卡尺曲線。井徑測井是在掌握好地層剖面後,尋找井內裂縫帶的有效方法。簡而言之,如果鉆孔遇到高密度的破碎帶,鉆孔直徑將被擴大。尤其是鉆高角度裂縫時,定向擴徑往往發生在平行於形成區域性裂縫的最小應力方向。②電導率異常檢測。該方法旨在消除地層層理引起的電導率異常,突出與裂縫有關的電導率異常。求得每塊板與相鄰兩塊板之間電導率的最小正差值,並將這個最小正差值疊加在板的方位曲線上,作為識別裂紋的標誌。③地層傾角矢量圖。在地層傾角測井的矢量圖中,裂縫要麽表現為無法在層段之間進行比較,要麽表現為傾角看起來很亂。裂縫的存在也可以根據孤立的高傾角顯示來識別。
6.其他記錄方法
①溫度記錄。鉆井液中的溫度梯度受開放裂縫帶的影響。由於裂縫網絡的拐角被鉆井液侵入,地層變冷,從而降低溫度。②磁粉測井。可以檢測到流體可以與井筒流體交換的任何裂縫,以及它們的方向和範圍。③重復地層測試器(RFT)。系統測量地層壓力和鉆井液柱壓力,可以分析壓力系統,尋找新的裂縫系統。能直觀了解地層滲透率,計算滲透率,評價產能。從儀器推封的成敗和壓力恢復的預測,分析地層是幹層、小裂縫或孔隙、縱向連通性好的大裂縫,還是分散孤立的高角度裂縫,對研究高角度裂縫也有幫助。
從上述分析可以看出,在過去的40年中,裂縫的檢測和分析壹直是電纜服務的持續挑戰。井下聲波電視測井(Taylor,1983)是壹種成功的方法,但很難區分開放裂縫和閉合裂縫。環空聲波測井(Guy,1987)可用於檢測垂直或近垂直裂縫。斯通利波的能量衰減可以顯示裂縫張開的特征(Brie,1988),尤其是陣列聲波儀器歸壹化的差值能量。但是,垂直平均間距仍然很大。除了聲波法,微電場在水基鉆井液中的應用也取得了成功。傾角測井和SHDT(Lehne,1988)在裂縫性儲層中已經使用了很長時間,但是仍然存在井眼粗糙度的影響。已經證明地層微掃描儀(埃克斯特倫等,1986)是卓有成效的,但受粗糙度的影響,有時開合裂縫的存在使問題更加復雜。因此,可靠的裂縫分析方法對測井來說仍然是壹個挑戰。