基于裂缝柔度和地应力模型的声电测井正、反演方法及应用

张恒荣 肖立志 曾少军 汤翟 袁伟 杨冬

摘要：电阻率成像探测深度通常为几厘米，超声波成像数据也只能提供井壁的声幅或到时图像。因此，很难评估井壁张开裂缝在地层中的分布情况。声波测井一般应用弹性各向异性表征地应力场和裂缝特性等，通常岩石的固有各向异性、高角度地层层面、裂缝或不平衡应力挤压等都可以导致弹性波表观各向异性，因此往往难以判断各向异性的成因。前人针对单一方位二维裂缝模型进行了声波正演模拟，但不适用于井筒含多组任意方位裂缝介质的弹性波模拟。为此，首先拾取井壁成像测井中导致声波表观各向异性的三类结构特征（天然裂缝、层面缝（或薄层）和钻井应力诱导缝）信息，同时定量化层理结构信息（如傾向、方位等），并将裂缝分层、分组；然后从声波全波列中提取地层的快、慢横波慢度及各向异性方位；接着在岩石和裂缝信息井壁成像建模基础上，通过裂缝附加柔度模型、层面伪裂缝模型和非线性应力场弹性波动理论正演模拟岩石的声波属性；最后通过对比声波速度及各向异性方位等信息的模型预测结果与实测结果，利用最小误差拟合反演确定井壁图像表征的裂缝类型与各向异性的成因，并对比、分析了频散曲线特征。将所提方法应用于花岗岩潜山裂缝型气田生产测试井以验证方法合理性，实际模拟结果表明：波速对各向异性成因的敏感度不如快横波方位，波速拟合误差一般较小且易于收敛，而快横波方位更能区分和判断地层的各向异性类型，从而有效、可靠地指示裂缝类型；Ｂ井地层分上、下两层，下层（２９５０～３０００ｍ）发育层面伪裂缝、钻井诱导缝及少量有效缝，测试产能较低，上层（２９００～２９４０ｍ）有效缝发育，测试产能较高。

关键词：电阻率测井，偶极子声波测井，裂缝，快、慢横波慢度，柔度，快横波方位，各向异性成因

中图分类号：Ｐ６３１ 文献标识码：Ａ dol：１０．１３８１０／ｊ．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎ．１０００-７２１０．２０２３．０２．０２０