自然电位测井技术对矿物储层裂缝敏感性分析

李 岳

（山东省煤田地质局第二勘探队，山东 济宁 272000）

自然电位测井技术的主要原理是测量矿物储层中的自然电场。当矿物储层中的溶液离子与泥浆中的电离子发生交换时，矿物储层中的自然电场会出现异常，因此矿物储层存在自然电位分布，以此为分析依据判断出矿物储层裂缝敏感性[1]。

1 基于自然电位测井技术对矿物储层裂缝敏感性分析方法

由于矿物储层的岩石性质多以变质岩为主，而且变质岩的基质渗透性较好，矿物储层的裂缝在发育生产过程中不易被泥质砂岩填充，井段空隙较大且井道较宽，因此矿物储层的溶液中的离子和泥浆中的电离子容易发生交换，自然电位响应特征表现较明显，也就是自然电位异常幅度非常大，由此可以分析出裂缝敏感性良好；反之，在裂缝敏感性较差的矿物储层中，由于矿物储层的岩石空隙度较低，且岩石渗透性较差，储层中的溶液的电离子与泥浆中的电离子发生交换较少，矿物储层中的自然电位响应特征不明显，说明该井段裂缝敏感性较低，不会存在有效裂缝[2]。因此，在测井过程中发现自然电位异常特征明显，说明测井内裂缝敏感性良好，存在有效裂缝。

自然电位测井技术对于矿物储层裂缝敏感性的分析过程中，主要会产生扩散电动势Ed、扩散吸附电动势Eda、过滤电动势Eg三种电势，根据矿物储层的自然电位特征从而分析评价出裂缝敏感性，裂缝敏感性为负数说明矿物储层裂缝为有效裂缝，即矿物储层为有效储层；反之裂缝敏感性为正数低说明矿物储层裂缝为无效裂缝，即矿物储层为无效储层。自然电位测井技术对矿物储层裂缝敏感性分析过程如下。

在对矿物储层裂缝实际测井中，矿物纯砂岩层的自然电位只要就是矿物储层自然电场的总电动势，在测井分析中用公式表示如下：

公式（1）中，Vssp表示矿物储层的静自然电位，Ed表示矿物储层的扩散电动势，Eda表示矿物储层的扩散吸附电动势，K表示矿物储层的自然电位系数，K的取值取决于矿物的盐溶液性质和储层平均温度，Rmf表示矿物的盐溶液浓度，Rw表示矿物储层平均温度。

图1 矿物储层裂缝剖面图

在实际自然电位测井过程中，由于矿物储层的砂岩渗透性比泥岩的渗透性要好一些，所以矿物储层的扩散吸附电动势和过滤电动势可以忽略不计，扩散电动势对裂缝敏感度起主导作用。

在矿物储层裂缝剖面中（见图1），以泥岩为基线，当Ed＞K时，在自然电位曲线上会出现裂缝敏感性负异常现象，则出现负异常的矿物储层可认为存在有效裂缝。

2 实验

2.1 实验过程

根据某矿区地质勘探资料显示，该矿区地质构造断裂带整体走向为东高西低，矿物储层在地下1682m～1935m处，且地层厚度为361m～436m，平均厚度为394m，该矿区岩石碳酸盐化强烈且普遍碎裂，矿层的孔隙度为6.49%～7.94%，矿物储层渗透性为0.19%～1.35%，由于该矿区矿物储层发育完全依赖于裂缝敏感性。

据统计该矿区的裂缝组系近西北向为主，共存在162条岩心裂缝，占矿物储层裂缝（有效裂缝）的65%，106条部分填充裂缝（无效裂缝）占裂缝总体的31%，还有53条为未填充裂缝（有效裂缝），占裂缝总体数量的4%，矿物储层共有321条裂缝。

2.2 结果分析

将下表为基于自然电位测井技术对矿物储层裂缝敏感性分析方法的分析结果。

表1 两种分析方法实验结果

从表1可以明显看出，此次提出的方法可以精准的分析出矿物储层裂缝的敏感性，其中无效裂缝敏感性分析结果与实际情况相差较大，存在4.4%的分析误差，而对岩心裂缝和未填充裂缝的敏感性分析结果的准确性较高，都在97%以上；而传统分析方法在此次实验中的准确性评分未超过90%，最低达到82.4%，实验证明了自然电位测井技术对矿物储层裂缝敏感性的分析具有良好的准确性。

3 结语

自然电位测井技术目前已经被广泛应用的矿物储层的有效识别中，能够精准的分析出矿物储层的裂缝敏感性，为后期矿物储层厚度、矿层储量核算以及矿物挖潜提供了科学的分析依据，同时也为矿物的开采具有重要的指导意义，有效推动了矿产工业经济的快速发展。