基于过套管偶极子横波测井的压裂缝高度模型研究及应用

高锋博，李 强，邓咸安，李照林

（1.陕西延安石油天然气有限公司，陕西西安710021；2.陕西延长石油集团研究院，陕西西安 710065；3.长庆油田分公司，陕西西安710018）

基于过套管偶极子横波测井的压裂缝高度模型研究及应用

高锋博*1，李 强2，邓咸安3，李照林3

（1.陕西延安石油天然气有限公司，陕西西安710021；2.陕西延长石油集团研究院，陕西西安 710065；3.长庆油田分公司，陕西西安710018）

利用过套管偶极子横波测井可以对比压前压后储层的各向异性、检测压裂裂缝的高度，对压裂效果进行评价。通过对鄂尔多斯盆地25口井的测井解释结果进行回归分析，得出了裂缝高度与施工排量的关系式，实例表明该方法具有指导性和可行性。

偶极子横波；裂缝；高度；排量

判断压裂裂缝高度的有效评价方法主要有井温测井、同位素测井、注硼中子寿命测井、过套管交叉偶极横波测井[1]。井温测井是价格最低廉的裂缝高度评价技术,但由于需要人为判断拐点,因此其解释精度受人员经验影响。注硼中子寿命测井判断压裂裂缝高度受地层孔隙度影响；同时,硼酸对携砂液也有一定的破胶作用,对加砂压裂效果有一定的影响。同位素测井判断压裂裂缝高度具有方便、直观的特点，但同位素对施工现场有轻微的放射性污染,同时测井时间受限制较严格。过套管交叉偶极横波判断压裂裂缝高度的方法准确可靠,同时具有施工风险小、直观准确、快速方便的特点,且测井时间不受限制[2]。

1 技术原理

当一束横波信号入射到各向异性地层时，入射横波可分裂成质点平行和质点垂直于裂缝走向的振动，并以不同的速度向上传播。质点平行于裂缝走向振动方向沿井轴向上传播的横波，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要快，前者称快横波，后者为慢横波。

横波的这种分裂现象是地层产生横波方位各向异性的基础，而横波分裂现象往往是由地层裂缝（尤其垂直缝或高角度缝）引起的，利用反演技术，通过对各接收器波形数据进行联立求解，确定地层快慢横波速度及正交接收阵列有关的波的能量比，从而进行地层的各向异性分析。

各向异性是用快、慢横波速度之差来度量的，可以用下式来定义：

式中：s1——快横波速度；

s2——慢横波速度；

Δs=s1-s2。

由于压裂后所形成的裂缝多为垂直缝或高角度缝，因此，可以通过对比压前压后储层的各向异性来检测压裂裂缝，进而评价压裂效果。

2 过套管偶极子横波测井选井原则

由于压裂裂缝高度受井斜大小、储层的各向异性及固井质量的影响。因此提出以下选井原则：

（1）直井段最大井斜角不大于5°；

（2）压前射孔段周围地层无明显的各向异性；

（3）第一、二界面固井质量均匀，胶结良好，固井质量合格。

3 回归统计分析

影响裂缝几何形状的施工参数,包括流体的粘度和密度,施工排量和射孔孔眼的布置。对于形成一定压裂规模的油田,其压裂液的性能和使用具有相当的稳定性,故压裂液粘度对裂缝高度延伸的影响可看作是一个定量。这样，针对某一区块的酸化压裂施工，影响裂缝高度延伸的动态因素只有施工排量[4-5]。

统计了鄂尔多斯盆地25口井的过套管偶极子声波测井解释成果，回归出裂缝高度与排量的关系式（图1）：

图1 排量与裂缝高度关系曲线

式中：H——压裂裂缝高度，m；

Q——施工排量，m3/min；

e——自然对数。

由（1）式可知：压裂裂缝高度与施工排量成指数关系，施工排量越大，压裂裂缝高度越高。

4 应用实例

延安公司的红柳沟区块X井在2428.00～2432.00m进行射孔，分别进行了过套管交叉偶极横波压前和压后测井，通过测井资料的解释认为压前射孔段周围地层无天然裂缝或压裂缝，各向异性过滤不明显；对该井进行压后的测井解释认为在2420～2435m井段，快慢横波时差存在幅度差，各项异性明显，判断该井经过压裂改造之后形成了有效的压裂缝，压裂缝延伸段为2420～2435m，压裂缝高度为15m。

5 结论与认识

（1）过套管交叉偶极横波判断压裂裂缝高度的方法具有施工风险小、直观准确、快速方便的特点,且测井时间不受限制；

（2）实际应用表明：过套管交叉偶极横波判断压裂裂缝高度的方法具有可行性；

（3）压裂裂缝高度与施工排量成指数关系，施工排量越大，压裂裂缝高度越高。

[1]易欣民，唐雪萍，等.利用测井资料预测判断水力压裂裂缝高度[J].西南石油大学学报，2009，10（5）:21-24.

[2]罗宁，等.压裂裂缝高度的测井评价方法[J].钻采工艺，2009，1（1）：43-45.

[3]采油技术手册(第九分册)[M].北京：石油工业出版社，2005：620-621.

[4]李年银，赵立强，等.裂缝高度延伸诊断与控制技术[J].大庆石油地质与开发，2008，10（5）：81-84.

[5]胡阳明，胡永全，等.裂缝高度影响因素分析及控缝高对策技术研究[J].重庆科技学院学报，2009，2（1）：28-31.

TE27

B

1004-5716(2015)03-0068-02

2014-03-28

2014-04-02

高锋博（1982-），男（汉族），陕西乾县人，工程师，现从事采油工艺方面的技术管理工作。