探究泥岩裂缝地层双侧向测井正演数值的模拟

楚延军（西部钻探测井公司塔里木分公司，新疆 库尔勒 841000）

泥岩地层由于存在裂缝，使其表面失去了一定的连续性，便具有了渗透通道的作用，并且在渗透率较低的岩石中拥有较高的油藏率，提高测井精度意义重大。双侧向测井主要采用电阻率测井方式，同时联合使用声波测井与核测井方法，对裂缝和孔隙度具有很高的评价效用，可为油期田探勘奠定良好的基础。

1 泥岩裂缝地层双向测井研究理论基础

泥岩裂缝地层的邮储含量比较高，业内的研究者通过双侧向测井的响应特点来深入分析了该种岩石的特征。具体而言，泥岩裂缝的形态表征对实验中的电阻率性质有着相关性，通过获得目标岩层的孔隙度指数与饱和指数，计算出响应程度的最终数值。

双侧向测井仪属于行业内通用的一种电阻率测井设备，激励源具有一定的复杂性，这也给数据进行严格反演造成了一定的阻力。因此为了最大限度提高数据计算精度和实验的有效性，使用高效的反演方式是重要的，同时还可以采用正演模拟方式，获取不同岩层的测井响应特征，为模型数据的应用提供可靠资料。

正演模拟法是常用的一种模拟计算方式，在电法测井通常使用有限元法、有限差分法以及边界元法，针对具体情况采用适当的计算方式可以取得事半功倍的效果。实际上电法测井中应用，还可以使用物理模拟法，或者电模型试验，对正演响应也具有很高的精确度。有限元计算方法的基础是变分原理，在工程计算领域中具有一定的普遍性，灵活性和计算精度都比较高。有限差分法在与时间相关的方程模型中应用广泛，尤其用在热传导方程中，对电磁场的设定具有局限性，因此灵活性较差。边界元计算只需要输入边界信息，降低了求解的维数，应用在工程计算中优势显著，精度和速度都能够大大提高。

2 泥岩裂缝地层双向测井正演数值模拟分析

2.1 水平裂缝正演数值模拟

对泥岩裂缝地层的模拟前，需要进行一些理论假设，这样能够进行更为科学的理论分析，这也是由地层地质条件的复杂性决定的。可行的假设包括以下几个方面：一是岩层裂缝地层具有一定旋转型，同时又呈现出对称状态，因此就可将空间数据模型转移到二维子午面上进行分析；二是将裂缝视作无限侵入类型，裂缝中存在的液体和井筒中的液体的物力性质大体一致；三是裂缝的具体计算模型是平板形状，也就是岩层裂缝呈现出无限延伸趋势，所有裂缝构成的平面和井筒保持垂直；四是假设裂缝的数量较大时，每条裂缝之间的距离可以视为同等。在对岩层水平裂缝进行网络划分的过程中，通常使用全电极划分方式，对于每个节点进行编号时，顺序是从上到下的，然后由左至右，依据裂缝网络中的节点顺序可以测得等位面上相应电极值，对其信息也进行编号，同时根据所得的信息构成一个二维的带状矩阵宽带模型。边界编号和单元编号的信息获得也依据从上到下的顺序进行，裂缝网络的信息构成便和电极系统连在一起，可以随时获取所需要的信息。

针对一条裂缝的岩层的正演模拟比较简单，主要依据电阻率的变化对数值进行模拟。泥岩裂缝中的泥浆会对电阻率产生一定的影响，当情况为水基泥浆时，视电阻率呈下降形态，而为油基泥浆时视电阻率则会增大。针对多条裂缝的岩层，裂缝之间的宽度决定了泥浆电阻率数值的模拟。通常裂缝宽度增大，视电阻率曲线则会出现较大的偏移度，则获得的数值就大。确保其它参数不发生变化的情况下，条数越多获得的数值越大；孔隙度越大，电阻率值越大。

2.2 垂直裂缝正演数值模拟

垂直裂缝的研究方式和理论基础和水平裂缝正演数值模拟之间大同小异，都是先对具体的情况作出科学的假设。水平裂缝的假设中，有些不适合应用在垂直裂缝中，因此对垂直裂缝正演数值模拟时要注意两个方面，一是裂缝假设是无限长、无侵入方式，也即；裂缝中存在原有地层里的固有液体，这些液体可能是地下水或者是油气；二是将裂缝的形态假设为圆筒形，实际上则是将井作为中心，裂缝则沿着地层进行分布，且间隙比较均匀。由此可见垂直裂缝进行正演数值模拟时的假设形态为反射对称型的，这也有利于将三维空间中的裂缝转变成二维形态进行分析。此外，与水平裂缝数值模拟迥异的是，要对裂缝探测的深浅程度加以充分考虑，要在两个方向上同时模拟出裂缝曲线，但是在计算的过程中，也只考虑视电阻率。需要注意的是当裂缝浅向探测程度已经达到60厘米时，深测向的探测程度则要大于浅向部分。垂直裂缝的条数增加时，深测向的电阻率取值才更为精准。

3 结语

综上所述，双侧向测井正演数值分析，可以提高在泥岩裂缝地层测井的准确性和可靠性，研究中根据水平和垂直方向的不同特征，在外界环境有所差异的情况下，泥岩裂缝地层的裂缝参数和双侧向测井响应之间存在必然联系且有所差异，角度比较大的差异幅度也逐渐由负差异变为正差异，根据此则准确标示出岩层基岩的电阻率，裂缝孔隙度等，采用数据模拟分析系统，对测井资料的研究有积极作用。

[1]罗刚，邹勇.盐间泥岩裂缝储层孔隙度计算方法探讨[J].中国石油和化工标准与质量，2014(04).

[2]谭茂金，高杰.盐水泥浆条件下定向井双侧向测井环境校正方法研究[J].地球物理学报，2012(04).

[3]邓少贵，莫宣学.缝-洞型地层缝洞的双侧向测井响应数值模拟[J].石油勘探与开发，2012(06).