利用阵列声波测井技术精细评价压裂缝高度的方法及应用

４ ２
国 外 测 井 技 术
就小。
两 个水 平 应力 ， 据 ＮＣＧ ｙ 根 ＿．ａ 等人 的临界 深 度理 论 ：（ 曼 ｓ 临界深 度 以下 ， 水平 应 力 小 于垂 直 应力 。现 已证 实 临界深度 随地 区而异 ， 国约为 ５０ 我 ０ 米左右 ｐ ５０ ０ 米 ， 以下地层 ， 水平 应 力小 于垂 直应 力 ， 小 主应 力 为水 最
向异性 大小 的差异 ， 来评 价 套 管井地层 压 裂效 果和 裂缝 延 伸 范 围。 关键 词 ： 叉 多极 子测 并 ； 层各 向异 性 ； 力压 裂 ； 交 地 水 快横 波 ； 慢横 波 到快 、 主方 向得 到 ： 慢
＝
Ｏ 引 言
目 前各油 田主要采用水力压裂地层的方法 ， 提 高地层 的渗流能力 ， 以达到提高产能和储层采 收率 的 目的 。在进 行 压裂 施工 前 ， 过 相关参 数 设计 ， 通 可 以预测压裂产生裂缝 的高度和程度 ， 但准确评价压 裂 的效果及裂缝在井轴上 的延伸范围较 困难 。本文
。ｔ ＿
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０
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１ 交叉多极子 阵列声波测量地层各 向 异性 的原 理
地层的各 向异性分为横 向各向同性 （ ） Ⅷ 和环 向各 向异 性（Ｔ）前者 的对称 轴与井 轴平 行 或重 ＨＩ ， 合 ； 者 的对 称 轴 与井 轴 有 一定 夹 角 或 垂 直 。 当井 后
这两组波形的极性相 同且波形相似 ， 参考这两 组波形 ， 经过一系列反演可 以确定地层各向异性大 小， 当快、 慢横波速度差异大时 ， 各向异性就大 ， 反之
致， 都为 Ｓｔ。快 、 （ ） 慢横波可以通过将源横波投影

今年 ２ 月份 ， 中国海油５ 亿美元购买 了美 国切萨皮克能源公司在科罗拉多州和怀俄明州的奈厄布拉勒 ． ７ 河页岩项 目的３ ． 股份。去年 ｌ 月份 ， ３％ ３ １ 中国海油 １ 亿美元购买了切萨皮克能源公司在得州南部鹰滩项 目 ８ 中的三分之一股份 。 （ 李峻）
王海云 ： 阵列声波在工程压裂 中的应用
缝 发 育 。 套 后 压 裂 改 造 后 的 Ｘ Ｃ成 果 显 示 ＭＡ ２ ３． ０ ９Ｏ ０６ ０—２ ５．ｍ井段 地层 各 向异性 较 强 ， 为压 裂产 生 的垂 直或 高角度 裂缝 所造成 。分析 认 为射孔 后压 裂 改 造 造 成 的 垂 直 裂 缝 向 上 延 伸 较 短 至 ２３ ． ０６Ｏ ｍ 处， 裂缝 向下延伸 至 ２ ５． ０ ９ ｍ处 ， ０ 裂缝延伸 高度为
图 １压 裂预 测 成 果 图
作 者简介 ： 王海 云（９ １ ， ，０ ４ １８ ～） 男 ２ ０ 年毕业于成都理 工大学勘 查技 术与工程专业 ， 科、 本 工程 师 现从事测 井资料解释 与研 究 ｒｔ ￣－ ’ ’ ’ ’ ‘ ’ ’ ’ 一
－
，
并 且往 往会 导 致施 工过 程 中上 下 邻近 水层 的 水 串， 响 产能 ； 文介 绍 了应 用 ｅ ｒｓ处 理平 台的 影 本 Ｘｐｅ ｓ 压 力预 测程 序 ， 以得 到 闭合 压 力梯度 、 裂压 力梯 度 、 可 破 闭合 压 力、 射孔 段 的最 小 闭合 压 力、 裂压 破
力， 这几个参数对压裂施工设计具有较 高的参考价值 ， 在选择压裂井段 时， 就可以较好地考虑压裂 井段 上 、 围岩 的破 裂压 力 ， 下 选择 合适 的压 裂压 力 ， 既保 证 能较 好地 改造 油层 ， 同时又不使 上 下地层 破 裂 。在 辽 河油 田实施 的几 口井 中， 裂 高度 以及破 裂 压 力预 测较 为准确 ， 日后 压裂施 工 方案的 压 为

单极子、偶极子发射
四、阵列声波测井基础
P-波：也就是纵波，它取“Primary”的字首，表示初至波的 意思。（也叫 Compressional Wave） S-波：就是横波，它取“Secondary”的字首，表示次到波的 意思。（也叫 Shear Wave）
四、阵列声波测井基础
斯通利波（Stoneley Wave）：是一种沿井壁传播的、在井 壁和声波探头之间环状空间中的流体（一般是井内泥浆）中 产生的导波，即当声波脉冲与井壁和井内流体的界面相遇时 就会产生斯通利波。斯通利波在全波列上具有波幅相对较 大、频率较低、速度低于井内的流体纵波声速等突出的特 点。斯通利波的相速度一般为纵波速度的0.89-0.96倍，其频 率小于5000Hz，斯通利波在流体和固体交界面处波幅最大， 在流体介质中斯通利波的衰减最快。 应用：利用它的衰减可以进行地层渗透率的评价。
(MIRL 3206)
PA
小探头 ———
——— ———
9.0″ 5.5″
24″
550
井眼居中测量
五、阵列声波测井仪
三大测井公司 1、斯仑贝谢公司：DSI 2、阿特拉斯公司：MAC、XMAC 3、哈里伯顿公司：WaveSonic
六、声波慢度的提取
波形区分方法：
（1）、在声波全波列图上，横波幅度大于纵波幅度； （2）在声波全波列图上，纵波和横波首波相位是相反的，即相位相差180°； （3）从到达时间上区分速度较快的纵波和速度较慢的横波及其它速度更慢的 斯通利波。
增加井内液柱压力，将减小井眼周围的应力集中，当有 效切向应力变为拉伸并达到岩石的抗拉强度时，地层容易 张性破裂，在井壁上产生裂缝。当岩石受最大切向应力 时，θ应为90°，得到地层破裂时
3σ x − σ y − Pm − α Pp = −St

收稿日期:2008-03-16;修回日期:2008-12-01作者简介:罗宁(1974-),高级工程师,1997年毕业于西南石油学院测井专业,现从事测井现场解释和资料评价工作。

地址:(400021)重庆市江北区大石坝川庆钻探公司测井公司解释中心,电话:(023)67352053,E-m a i l :l u o n i n g 1974@126.c o m开采工艺压裂裂缝高度的测井评价方法罗宁,丁邦春,侯俊乾,张莉萍,范利群(四川石油管理局测井公司解释中心) 罗　宁等.压裂裂缝高度的测井评价方法.钻采工艺,2009,32(1):43-45摘　要:水力压裂技术作为油田的主要增产措施,在油田的开发中得到广泛的应用,但评价压裂效果的重要参数—裂缝的压裂高度却无法直接获取。

通过分析,井温测井、同位素测井、中子寿命测井、过套管阵列声波(交叉偶极)测井在井壁存在压裂裂缝时和井壁不存在压裂裂缝时响应特征有明显差异,从而总结出了压裂裂缝高度的测井评价方法,并给出相应的实例证明这些方法的适用性。

同时,该文也对油公司在选择适当的测井方法判断压裂裂缝高度方面具有指导意义。

关键词:压裂裂缝高度;井温;同位素;中子寿命;交叉偶极;测井评价中图分类号:T E 357.1+4 文献标识码:A 文章编号:1006-768X (2009)01-0043-03 根据井壁存在压裂裂缝时与井壁不存在压裂裂缝时在测井资料上的不同测井响应,通过测井资料可以间接获取裂缝的压裂高度,评价水力压裂的效果。

经过分析,井温测井、同位素测井、注硼中子寿命测井、过套管阵列声波(交叉偶极)测井均对井壁存在压裂裂缝反映敏感,是适合于评价裂缝压裂高度的有效技术。

一、利用井温测井判别压裂裂缝高度压裂前,井筒内液体与其周围处于热平衡状态,相互之间无热传导,因此井温曲线呈正常的地温梯度。

压裂后,低温压裂液携带支撑剂,高速经过井筒流入到压开的垂直裂缝中,破坏了原始的温度平衡系统,由于井筒中的液体温度远低于其周围的地层温度,形成温差,地层中的热量在温差的作用下,不断传入井筒,造成地层温度下降。

渗 油气藏 ，油 气 层的压 裂改造 将成 为油 田增产 的主 要 方 向沿井轴 向上并以不 同速 度传播 的快横波和慢 横波 ，
手 段之一 。 长庆 油 田是 个典 型的低孔 、 低 渗油 气 田， 几 即横 波分 离现象 （ 图１ ） … 。快 、 慢 横波 之 间的能量差 或
乎 每 口井 都 必须 经过 压 裂 改造 后 才能 获 得一 定 产能 ， 对 油气 层改造 效果评 价 的需求 非 常迫切 。长庆 油 田公
一
项有效的压 裂效果评价方法 ，同时也拓宽 了测井资料在工程检测方面的应用中图分类号 ：Ｐ ６ ３ １ ． ８ ２
文献标识码 ：Ａ
中国石油 今后 面对 的大 部分 油气 藏将 是低 孔 、低 射横 波分 裂成 质 点平 行 和垂直 于裂 缝走 向振 动 、传 播
司总结近 几 年应 用测井新 技术 的特 点 ，利 用偶 极 声波
测 井进行 储 层压 裂效果 评价 ， 取 得 了 良好 的应用效 果 。
●
１ 技术可行性分 析
与常规 声波 测井 相 比 ，偶 极声波 测 井除 了可以 获 得地 层的纵波 之外 ， 还 可获 得横波 、 斯 通利波 ， 这就 极
图 １横波分离示意图
Ｆ ｉ ｇ． １ Ｍ ａ ｐ ｓ ｈｏ ｗｉ ｎｇ ｓ ｈ ｅ ａ ｒ ｓ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ ｐ ｌ ｉ ｔ
第一作者 简介：窦伟坦 ，男 ，高级 工程师 ，１ ９ ８ ７ 年 毕业于华东石油大学石油地质 专业，从事油 气勘探 与管理工作 ，现任长庆油 田分公司 勘探部经理 。 收稿 日期 ；２ Ｏ ｏ ６ 一Ｏ ８ 一ｌ ｌ ｌ修改 日期 ：２ ０ ０ ７ －０ ３ －１ ２ ｅ ＤＣ Ｓ处理相 关资料 ，Ｓ ｃ ｈ ｌ ｕ ｍｂ ｅ ｒ ｇ ｅ ｒ内部资料 ，２ ０ ０ ５ 。

5700测井技术介绍——阵列声波测井原理及地质应用目录一、前言 (2)二、阵列声波测井原理 (2)1、多极子阵列声波仪器的测量原理 (2)2、交叉偶极子阵列声波仪器的测量原理 (3)3、阵列声波的测量方式 (4)4、阵列声波测井波形分析 (4)三、阵列声波的处理 (6)1、提取纵波、横波及斯通利波 (6)2、数据处理STC算法 (6)3、全波列分析处理程序 (7)四、阵列声波的基本地质应用 (8)1、利用纵波、横波及斯通利波识别裂缝 (8)2、鉴别岩性和识别气层 (9)3、在计算岩石机械特性中的应用 (10)4、压裂施工分析 (11)5、利用时滞频移识别裂缝带 (13)6、判断地层各向异性 (14)7、计算地层应力和确定应力方位 (16)五、总结及建议 (17)一、前言阵列声波仪器能够测量地层的纵波、横波、斯通利波，通过一定的数学计算方法便能提取这些波的首波传播时间，计算频散特性，从而分析出岩石的声学特性，再结合密度、泥质含量、孔隙度等曲线能够计算地层弹性力学参数、机械特性参数、泥浆参数、地层渗透率等参数，并且能够计算各向异性地层的各向异性大小和方位。

利用这些参数能够评价井眼的稳定性，评价裂缝的发育带，确定应力大小及方位，为压裂施工提供压力参数，为钻井泥浆的配制提供泥浆参数，并能判断岩石裂缝的有效性。

由于这些特点，目前阵列声波测井已得到了广泛的应用。

尤其在解决复杂的地质问题，为油田增产、增效服务方面，起到了非常重要的作用。

二、阵列声波测井原理1、多极子阵列声波仪器的测量原理多极子阵列声波测井仪器（MAC）将单极子阵列和偶极子阵列进行有效地组合，两个阵列的配置是完全独立的（如图2-1）。

该仪器的声系包括1个单极子声系和1个偶极子声系。

单极子声系包括2个单极子发射换能器T1、T2和8个接收换能器，发射换能器带宽为2KHz-15KHz，中心频率为8KHz，可以激发地层纵波、斯通利波，在地层中激发转换横波。

摘要：本文以阿特拉斯公司和哈里伯顿公司的新一代交叉偶极子阵列声波测井仪器
近年来随着阵列声波测井技术的发展，阿特拉斯公司和哈里伯顿公司先后推出了新一代 的交叉偶极子阵列声波测井仪（ＸＭＡＣ—ＩＩ和ＷＡＶＥＳＯＮＩＣ）。从交叉偶极子阵列声波测井
资料中可以准确的提取出纵波时差、横波时差和斯通利波时差曲线，并可利用斯通利波的时
中值滤波处理，就得到了在到达时间上相差不大的直达斯通利波，而以“Ｖ”字型出现的反
射斯通利波将被滤除。把中值滤波前后的波形相减，可以得到反射斯通利波。由于仪器在裂 缝上、下方时均存在反射斯通利波，对于同一条裂缝，求出的反射系数曲线将出现上、下两
处峰值。另外，在裂缝间隔较小的情况下，各条裂缝产生的反射斯通利波之间将出现重叠现
道为上行斯通利渡．第五道为下行斯通利波。
一
７
０
、
●Ｉ
～？
利用得到的直达斯通利波、上行反射斯 通利波和下行反射斯通利波。计算斯通利波
反射系数的公式如下： ｙ（＿【ｃ＿）一Ｒ（ｗ）／Ｄ（ｗ）
）
ｊ
圈１波场分离示意图
式中Ｄ（训）——直达斯通利波的频谱； Ｒ（叫）——反射斯通利波的频谱。
由于反射系数是反射斯通利波与直达斯
这种现象，采用全毕奥特弹性理论，用一种
多参数反演方法计算储层渗透率。 计算理论斯通利波的时滞和频移的参数 的表达式，弹性地层被同类型的非零渗透性 地层替代时出现的幅度衰减可以表示为：
筹孑２吲“ｐ（／ｋ棚
式中＾。——弹性斯通利波的渡数；
＾。——渗透性斯通利波的渡数｝
…、ｌ
Ｌ
图２反射系数判断裂缝示意圉
卜传播的距离。
彰 闩 —Ｈ
∥ 闩 —Ｕ
流体流动影响
一

摘要：提出了一种通过岩心实验数据与测井数据相结合进行岩石静态弹性模量计算和压裂参数预测的方法。利 用阵列声波测井资料提取地层的纵波、横波慢度，结 合 体 积 密 度 测 井 资 料 计 算 岩 石 动 态 弹 性 模 量 和 压 裂 参 数 。 计 算的结果与实验室测定的岩样的静态参数进行回归 拟 合，从 而 建 立 动 静 态 弹 性 力 学 参 数 之 间 的 关 系 式 ，计 算 出 静 态的压裂参数，为制定油气层的压裂施工方案提供参 考 依 据；提 出 现 场 压 裂 施 工 曲 线 数 值 不 能 检 验 阵 列 声 波 测 井 压 裂 预 测 结 果 ，井 下 压 力 计 曲 线 才 能 准 确 反 映 井 下 地 层 压 裂 结 果 。３ 口 井 的 实 际 应 用 表 明 ，该 方 法 准 确 可 靠 。
权平均方法计算
ｎ
∑ Ｋｓｍａ ＝
（ＫｓＬＴＨｉ ×ＶＬＴＨｉ）
ｉ＝１
（９）
式中，ＫｓＬＴＨｉ 和 ＶＬＴＨｉ 分 别 为 岩 石 中 不 同 岩 性 骨 架
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测 井 技 术 ２０１１ 年
的静态体积模量和体积百分含量。
在 贝 克 阿 特 拉 斯 ｅＸｐｒｅｓｓ 平 台 下，在 原 有 ＭＥＣＨＰＲＯＰ 模 块 基 础 上，设 计 了 ＭＥＣＨ－ ＰＲＯＰ２００９模块，增加了静态模量的计算和输 出，流 程 图 见 图 ２。
（１）静 态 闭 合 压 力
［ ］ ｐｃｓ ＝１０－３ １ν－ｓνｓ（ρ０ｇｄ －αｓＧｐｐｄ）＋Ｇｐｐｄ
（１０）
式中，ｐｃｓ为静态闭合压 力，ＭＰａ；ρｏ 为 上 覆 地 层 密 度 （缺省 值 ２．３），ｇ／ｃｍ３；ｇ 为 重 力 加 速 度 （缺 省 值 为
９．８），Ｎ／ｋｇ；ｄ 为 岩 石 埋 深，ｍ；αｓ 为 静 态 Ｂｏｉｔ压 缩

第31卷　第5期2007年10月测　井　技　术WELL LO GGIN G TECHNOLO GYVol.31　No.5Oct2007文章编号:1004Ο1338(2007)05Ο0479Ο03用测井资料预测压裂裂缝高度的方法研究江万哲1,2,章成广2,黄文新2(1.油气资源与勘探技术教育部重点实验室(长江大学),湖北荆州434023;2.长江大学地球物理与石油资源学院,湖北荆州434023)摘要:为了给压裂施工提供合理的泵压增量及地层破裂压力参考值,需要预测压裂裂缝的高度。

利用声波全波测井获得的地层纵横波时差,结合密度测井和自然伽马测井资料,可以计算地层弹性参数、泥质含量和孔隙度,进而可得到合理的岩石固有抗压强度。

通过定量计算岩石的断裂韧度和地层的应力强度因子,便可预测压裂裂缝的延伸高度。

设计了相应的实际资料处理计算软件。

应用实例表明该方法可以有效预测压裂裂缝延伸高度。

关键词:石油测井;水力压裂;测井资料;裂缝高度;应力强度;岩石韧度中图分类号:P631.84 文献标识码:AStudy on Predicting H ydraulic Fracture H eight with Logging DataJ IAN G Wan2zhe1,2,ZHAN G Cheng2guang2,HUAN G Wen2xin2(1.Key Laboratory of Exploration Technologies for Oil and Gas Resources,Ministry of Education(Yangtze University),Jingzhou,Hubei434023,China;2.School of Geophysics and Oil Resources,Yangtze University,Jingzhou,Hubei434023,China)Abstract:It is necessary to p redict hydraulic f ract ure height for providing p umping pressure in2 crement and fract uring pressure reference value.Elasticity parameters of rock,as well as shale content and poro sity of t he formation can be calculated utilizing logging data of comp ressional and shear slowness of f ull wave t rain acoustic logging combining wit h density and nat ural gamma ray logs,and t hen int rinsic compressive st rengt h of t he rock can be obtained reasonably.Based on comp uting f ract ure tenacity of t he rock and stress intensity factor of t he formation,t he f ract ure extending height will be predicted.A corresponding software for processing practical data has been developed.Applied result s show t hat t he met hod is effective to predict hydraulic f ract ure height.K ey w ords:pet roleum logging,hydraulic f ract ure,logging data,f ract ure height,st ress intensi2 ty,rock tenacity0　引　言为获得更多有经济效益的油气,油田在开发阶段对低孔隙度低渗透率储层进行水力压裂以达到增产目的[1]。

压裂裂缝监测方法分析及应用项目名称：《压裂裂缝监测方法分析及应用》研究起止时间：2011年3月—2011年12月负责人：卢云霄技术首席：杜发勇报告编写人：杜发勇主要研究人员：张培东陈东茹红丽黎石松暴志娟潘勇姜立辉孙文森黄琼冰薛仁江林惠星等审核人：陈东审定人：李云目录一、项目概况 (3)（一）立项背景 (3)（二）主要研究内容 (4)（三）完成工作量 (4)（四）提交成果与主要技术指标 (5)（五）主要成果和认识 (5)二、水力压裂裂缝监测方法分析 (6)（一）水力压裂裂缝监测技术分类 (6)（二）裂缝监测方法分析 (7)1、间接裂缝监测（诊断）方法分析 (7)2、直接近井裂缝监测方法分析 (12)3、直接远场裂缝监测方法分析 (18)（三）水力压裂裂缝监测方法对比 (29)三、探井水力压裂裂缝监测资料统计分析 (31)（一）探井水力压裂裂缝监测技术及应用情况 (31)（二）探井水力压裂裂缝监测资料分析 (31)1、压前压后井温测试资料分析 (31)2、井底压力温度监测资料分析 (37)3、地面多点式微地震裂缝监测资料分析 (43)4、大地电位法裂缝监测资料分析 (45)5、压后压力恢复资料分析 (46)6、裂缝监测资料综合分析 (47)四、认识和建议 (49)1、认识 (49)2、建议 (49)附图探井压裂前后井温测井曲线图 (49)一、项目概况（一）立项背景随着油田勘探工作的不断深入，新增探明储量中低渗透油气藏所占比例大幅上升。

“十一五”期间，达到当年探明储量的52.5%。

“十二五”期间勘探增储主阵地仍为低渗透油藏，年均在4000万吨以上。

压裂改造是这类储量得以探明和有效开发动用的关键技术。

正确的认识水力压裂裂缝的几何形态和延伸状况，对评价压裂效果，检验和提高压裂设计的准确性，优化开发方案，进而改善压裂增产效果，提高单井产能及最终采收率具有重要的指导作用。

因此，压裂裂缝监测诊断方法，始终是相关领域专家们最为关注，同时长期进行探索与开发应用的关键技术之一。

摘要：基于储层裂缝的声阻抗与岩石的声阻抗之间存在显著的区别，在利用声波对裂缝进行识别中，会出现能量衰减的情况。

基于此，阵列声波测井用于储层裂缝识别中，则是以A 区EXDT 全波列数据的系列化处理为手段，并对阵列声波衰减曲线进行分析，从而明确裂缝发育变化的特征。

在本次研究中，储层裂缝识别的对应阵列声波衰减比较大，裂缝存在发育的现象。

裂缝较大可以改善致密砂层储层的渗透率，对提高被测井的产能方面有积极作用。

关键词：阵列声波；储层裂缝；识别阵列声波测井用于储层裂缝识别中的价值高卓（中国石油集团测井有限公司大庆分公司）国外测井技术WORLD WELL LOGGING TECHNOLOGYVol.41No.6Dec.2020第41卷第6期2020年12月0引言单井裂缝发育段的识别精度对后续的产能评估以及裂缝监控等会产生直接的影响。

在现有的裂缝识别中，以岩心分析、薄片检定以及常规测井等手段为主，其中，常规测井虽然比较经济，实用性比较高，但是，探测深度比较浅，而且，对于井下的纵向分辨率相对比较低，无法实现储层裂缝精准识别的目的。

通常情况下，在声波通过裂缝时，会出现声波能量的不同程度衰减。

因此，通过阵列沈波处理，可实现能量幅度衰减信息与常规测井资料、微电阻率等形成比对，可实现对知名砂岩储层裂缝的发育状况识别，这对测井以及生产开发有积极作用[1]。

1区域地质概况在对阵列声波的实际应用进行研究中，为提高本次研究的针对性及有效性，以A 区为研究对象，研究区域内自下而上，其储层空间类型比较多，其中包含粒间溶孔、溶蚀颗粒孔等，裂缝发育比较少。

在研究区域内，部分岩心存在压溶缝、溶蚀缝以及构造缝等，其中，储层裂缝以构造缝为主，其岩心以及裂缝特征（如图1）。

研究区域内低幅度褶皱以及断裂等与山体运动以及火山侵入抬升等有直接关系，其储层裂缝的发作者简介：高卓（1972-），男，2009年毕业于吉林大学计算机应用软件专业，大学学历，工程师，现从事测井生产管理。

利用测井技术识别和探测裂缝摘要：裂缝性地层裂缝的测井解释主要包括裂缝带的识别和储层裂缝参数的定量计算两个方面。

用测井方法识别储层中的裂缝是目前最常用、最有效的方法，其中裂缝是否有效一直是测井解释的一个难点。

在测井方法中，常规的测井方法可以识别裂缝,只是精度不高，成像测井仍是目前最为可靠的裂缝识别依据，而双侧向测井方法可快速、便捷地确定裂缝的有效性。

1.绪论裂缝，是岩石中由于构造变形或物理成岩作用形成的面状不连续体，在碳酸盐岩、火成岩和泥岩中均有发育，少量见于潜山变质岩中。

裂缝不仅是流体的储集空间,还是重要的流体渗滤通道.在致密的砂岩油气藏中,裂缝主要作为渗流通道存在, 大大改善了低孔低渗透储层的生产能力；在碳酸盐岩地层中,裂缝还控制着溶孔、溶洞的发育,影响着地层中原始流体的分布状况和泥浆侵入特性；在火成岩地层中,裂缝是地层产能的最重要、最直接的影响因素.中深部储层由于压实作用多已致密化,天然气的聚集及产出主要依赖于裂缝系统,裂缝的存在势必会对储层的渗透性起到改善作用,形成有开发价值的产层.因此,研究地下裂缝的发育及其分布规律就显得尤为重要.岩心是最为直接的裂缝资料,但往往存在取心数量有限、收获率低和岩心不定向等三个方面的局限。

用测井方法识别裂缝,具有成本低、识别力强和经济效益高等优点,已成为勘探裂缝性油气藏的主要手段.2.裂缝按成因分为两种: ①天然裂缝,一般是成岩收缩或构造运动形成的；②钻井诱导,一般是在钻井过程中因频繁起、下钻的震动和地应力场的不均衡造成井壁有规律的开裂。

根据裂缝的形成原因,天然裂缝又分为非构造裂缝和构造裂缝两类，非构造裂缝主要是由于岩石失水体积收缩或岩浆冷却过程中体积收缩而形成的收缩裂缝以及压溶作用形成的缝合线。

构造裂缝是指在地壳运动过程中,岩石受构造作用力而产生的裂缝,这种裂缝是最广泛存在的裂缝，包括开启裂缝、闭合裂缝2种。

开启裂缝是没有充填其它物质的裂缝。

在水基泥浆中,裂缝中充填有导电的泥浆,这样裂缝的电阻率就比岩石的电阻率低很多,所以,可以根据电阻率的异常来识别开启裂缝。

压裂裂缝监测技术及应用【摘要】目前国内外油气田普遍采用裂缝监测技术了解水力裂缝扩展情况及其复杂性，将裂缝与油藏、地质相结合以评价增产效果，并制定针对性的措施。

目前形成的技术主要分为间接诊断、直接近井诊断、直接远场诊断等三类十多种方法，在B660、F142等区块开展了多口直井现场应用，并在F154-P1井采用多种监测方法对水平井多级分段压裂裂缝进行了监测试验。

通过裂缝监测技术的应用，大大提高了对裂缝复杂形态的认识。

【关键词】水力压裂；裂缝监测；微破裂成像；示踪陶粒；井下微地震裂缝监测技术是指通过一定的仪器和技术手段对压裂全过程进行实时监测和测试评价，通过数据处理，得到裂缝的方向、长、宽、高、导流能力、压裂液的滤失系数、预测产量、计算压裂效益等，从而评价压裂效果。

使用评价的结果可以验证或修正压裂中使用的模型、选择压裂液、确定加砂量、加砂程序、采用的工艺等，保证压裂施工按设计顺利进行并且取得最好的改造效果。

1、压裂裂缝监测技术裂缝监测的主要目的在于了解裂缝真实形态，并利用监测结果评价改造效果、储层产能、指导压裂设计。

目前国内外采用的裂缝监测技术可以分为地震学方法和非地震学方法，主要采用地面微地震、井下微地震、阵列式地面微地震和测斜仪阵列水准观测等技术。

1.1地面微地震技术1.1.1简易地面微地震简易地面微地震技术是采用最多的裂缝监测技术，该技术采用地震学中的震源定位技术，通过3-6个观察点接受的信号来定位震源。

该技术具有原理简单，费用低的特点，但对于埋藏的深油藏，井下微地震信号需要穿越多个性质不同的地层，因此只有震级高的脆性破裂信号可以被从噪音中区分出来，信号采集方面的缺陷降低了该技术的精确度。

目前在使用中多采用贴套管的微地震监测技术，通过在相邻井的套管上放置检波器来收受信号，可以在一定程度上避免这一问题，但是要求井距要小。

1.1.2微破裂成像技术微破裂成像裂缝监测技术采用埋在地表下30cm的20-30台三分量检波器，利用向量扫描技术分析目的层位发生的破裂能量分布，用能量叠加原理，解释出裂缝方位、裂缝动态缝长、裂缝动态缝高。

东海西湖凹陷探井储层压后缝高评价新方法张国栋;庄春喜;黑创【摘要】Anisotropy analyses of conventional array acoustic cross dipole data failed to determine the vertical heights of fractures formed in reservoir formations in exploration wells drilled in the Xihu Sag , East China Sea .To eliminate such technical challenges ,innovative techniques have been developed to de‐termine the fracture heights in reservoir formations after fracturing in such exploration wells .To deter‐mine the features in radial directions after fracturing operations ,2D velocity profiles for formations in vic‐inity of sidewalls before and after fracturing were created by using the longitudinal wave travel time tomo‐graphy technique .It was found that such fracturing operations might make a huge difference such velocity profiles if the formation were fracturedsuccessfully .Meanwhile ,the hydraulic fracturing operations might also create a series of micro‐fractures around the major fractures .Capable of detecting those micro‐frac‐tures ,the dipole acoustic far‐field images could be used to determine heights and widths of the resultingfractures .Research results showed that the acoustic speed reduced by 20% after the fracture were created near the wellbore ,whereas the strong acoustic reflection and scattering confirm the presence of volumetric fractures were created within 20 m around the well .The dipole acoustic far‐field images could identify the fracture heights with high resolution up to 0 .152 4 m .Combination of the longitudinal wave travel timetomography tech nique and the dipole acoustic far‐field images could effectively enhance accuracy in the de‐termination of fracture heights in exploration wells .Eventually ,the comprehensive performances of frac‐turing operations can be assessed more accurately .%针对东海西湖凹陷多口探井压裂后，阵列声波交叉偶极子各向异性方法无法准确评价裂缝纵向高度的技术难题，研究了评价探井储层压裂后缝高的新方法。

第 51 卷 第 6 期石 油 钻 探 技 术Vol. 51 No.6 2023 年 11 月PETROLEUM　DRILLING　TECHNIQUES Nov., 2023◄测井录井►doi:10.11911/syztjs.2023069引用格式：祁晓，张璋，李东，等. 基于阵列声波测井技术的海上砂岩储层压裂效果评价方法[J]. 石油钻探技术，2023, 51（6）：128-134.QI Xiao, ZHANG Zhang, LI Dong, et al. Evaluation of fracturing effects in offshore sandstone reservoirs based on array acoustic logging technology [J]. Petroleum Drilling Techniques，2023, 51(6)：128-134.基于阵列声波测井技术的海上砂岩储层压裂效果评价方法祁 晓， 张 璋， 李 东， 尹 璐， 于 洋（中海油田服务股份有限公司油田技术事业部, 河北三河 065201）摘　要: 为满足海上砂岩储层压裂效果评价需求，基于压裂前后测量的阵列声波测井资料，研究并应用了纵波层析成像技术和偶极散射波技术进行储层压裂效果评价。

纵波层析成像技术可以重建井壁附近地层径向声速剖面，通过对比压裂前后井壁附近地层声速的径向变化，可以评价近井壁储层水力裂缝的高度，但无法评价远井处储层的压裂效果；偶极散射波技术利用散射波能量分析井孔周围数十米范围内地层的非均质性，可以评价远井处水力裂缝的空间展布情况。

上述2种技术相结合，可实现对储层近井壁和远井壁地层压裂效果的综合评价。

采用该方法评价了海上调整井X1井的压裂效果，与压裂前相比，压裂后近井壁形成的裂缝使岩石声速明显降低，水力裂缝高度约为13.80 m，井周裂缝形成的散射波能量差异区域显示，在井眼周围至少14.00 m范围内形成了明显的压裂体积改造，说明压裂效果良好。

理 已 经不 能 适 应 现 在 的油 田勘 探 开 发 的 地 质需 求
子阵列数据叠加 的方法 。在每个子 阵列所跨越的 深度 段 内 ， 都有 多 组子 阵列 数 据 与之重 叠 。在 某 一 个特定的深度上测井仪器 内声源所发出的声波 ， 接 收器 阵 列将 记 录波 形信 号 ， 井仪 器在 经 过一 个 接 测
收 器 阵 列将 记 录 波形 信 号 ， 井仪 器在 经过 一 个接 收 器 间距 的距 离后 重 复进 行信 号 的采 集 和记 测
录 ， 而可 以对这 些重 复数据 按 不 同跨 度进 行 再组合 、 从 叠加 。对 于一 个选 定的子 阵列配 置或跨 度 ，
利用波形匹配或反演方法估算子阵列跨度上的慢度。该技 术在薄层尤其是薄层 气层 中取得 了良 好的应用效果。应用ｅ ｐｅ 处理平台中的压力预测程序 ， Ｘ ｒｓ ｓ 同时结合岩石力学参数和密度、 孔隙度、
中油长城 钻探 测 井公 司
摘要 ： 随着油田勘探 、 开发程度 的提高， 勘探开发逐步转向隐蔽性储层或薄层 ， 因此 薄层识别就变
得非常重要 ； 本文介绍了一种提 高声波慢度分辨率的处理技术一高分辨率声阵列处理率技 术和该
技术在识别确定薄层气层的应用， 以及如何利用声波阵列数据进行压裂预测。高分辨率阵列声波 处理 技 术基本 原理 是采 用一 种具 有相 同跨度 的子 阵列数 据 叠加 的方 法 ， 每 个子 阵列所跨 越 的深 在 度段 内， 有 多组 子 阵列数 据 与之 重 叠 。在 某一 个 特 定的 深度 上 测 井仪 器 内声 源发 出的声 波 ， 都 接
层， 同时又 不使 上 下地 层破 裂 。在 辽 河 油 田实施 的 几 口井 中 ， 裂 高度 以及 破 裂压 力预 测 较 为 准 压 确 ， 日后 压裂施 工方案 的制 定提 供 有 力保 障。 为

microseismic monitoring fracture data of A2 well nearby is used to verify the result in this paper, which reflects the rationality of the result otherwise.
表1 Table 1 深度 m 1344.40-1345.50 1345.50-1351.10 1351.10-1352.20 岩性 砂质 泥岩 煤 纵波时差 μs/f 75.90-83.50 79.40 117.11-134.82 125.75 60.40-72.85 64.21 A1 井煤层及顶底板岩石力学参数统计表 横波时差 μs/f 153.87-164.67 157.73 242.05-268.44 264.20 119.94-164.93 140.90 杨氏模量 10 MPa 2.56-3.42 3.03 0.70-0.78 0.74 2.14-4.29 3.87
Using the Array Acoustic Logging Data to Predict Fracture Height of the Coal Measures Strata
Ren Min Wang Li Zhong Siping Wang Lina Huang Ye (China United Coalbed Methane Co, Ltd. Jincheng, Shanxi, 048000) Abstract: Compared with the conventional acoustic logging data, the array acoustic logging data provides the shear wave slowness of the formation. Geological parameters of the coal bed can be calculated such as rock mechanics parameters, which can guide to select the construction parameters for the later reservoir reconstruction. Taking A1 well in XX area of Qinshui Basin as an example, the rock mechanics parameters are calculated based on array acoustic logging data. And the fracture pressure are also predicted, which is below 15% than the measured fracture pressure. The result is reliable. And the fracture height is predicted with the modified Iverson model on that basis. The corresponding computing program with Matlab software is made. The fracture height under different pressure added number is calculated, the result that the fracture of A1 well mainly extends in the coal bed agrees with the drainage data. Besides, the downhole