第五章-成像測井(井壁電成像)

第五章成像測井

（FMI、EMI、STAR-Ⅱ

）劉之的西安科技大學(xué)資源勘查系各服務(wù)公司儀器簡介

成像測井儀器是在地層傾角測井儀基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。

1985年，斯侖貝謝第一代井眼微電阻率掃描儀FMS(FormationMicroScanner)投入現(xiàn)場應(yīng)用。先后有兩個版本，第一版本為兩臂FMS，每臂由27個圓形電極組成；第二版本為四臂FMS，每臂由16個電極組成。

1992年，斯侖貝謝公司在FMS基礎(chǔ)上，在極板構(gòu)成等多方面進(jìn)行了較大的改進(jìn)，推出了第二代四臂八極板(四個主極板，四個輔極板)井眼微電阻率掃描成象儀FMI(FullboreMicroscannerImager)。

1994年，哈里伯頓公司推出了六臂井眼微電阻率掃描成象儀

EMI(ElectricalMicroscannerImager)1995年，阿特拉斯公司推出微電阻率掃描成象測井儀STAR-II。

我國研制出了ERA-2000成像測井儀。第一節(jié)成像測井系統(tǒng)成像測井系統(tǒng)及儀器測井新技術(shù)設(shè)備一覽表系統(tǒng)名稱MAXIS-500ECLIPS-5700EXCELL-2000地面裝備三臺以太網(wǎng)連接的MicroVaxIII+cpi3000陣列處理器計(jì)算機(jī)測井系統(tǒng)。三臺以太網(wǎng)連接的HP730工作站計(jì)算機(jī)測井系統(tǒng)。二臺IBMRS6000工作站計(jì)算機(jī)測井系統(tǒng)。實(shí)時多任務(wù)；實(shí)時多任務(wù)；實(shí)時多任務(wù)；智能接口；智能接口；智能接口；全冗余系統(tǒng)；全CPU冗余系統(tǒng)；全冗余系統(tǒng)；電纜遙測500kb/s230kb/s217.6kb/s傳輸速率可選傳輸速率可選傳輸速率可選兼容CTS井下配套儀器地層微電阻率成像，F(xiàn)MI高分辨率微電阻率成像，STAR井周微電阻率成像，EMI超聲波成像，USI井周聲波成像，CBIL超聲波掃描成像，CAST偶極聲波成像，DSI多極子陣列聲波，XMAC-II偶極聲波成像，WAVESONIC陣列感應(yīng)測井儀，AIT高分辨率陣列感應(yīng)，HDIL高分辨率陣列感應(yīng)，HRAI核磁共振測井儀，CMR核磁共振成像儀，MRIL核磁共振測井儀，MRIL_P模塊式地層動態(tài)測試儀，MDT雙向量感應(yīng)，DPIL選擇式地層測試器，SFT方位電阻率成像儀,ARI高分辨率六臂傾角，HDIP六臂傾角,SEDT工作站GeoFrameeXpressDPP

FMI的測量原理

EMI的測量原理

STAR-II電阻率成像儀測量原理

電阻率成像測井的技術(shù)指標(biāo)測量原理第二節(jié)微電阻率掃描成像測井微電阻率成像測井的測量原理目前，微電阻率成像共有三種測井系列，它們分別是斯侖貝謝的FMI、哈里伯頓的EMI、阿特拉斯的STAR-Ⅱ。其測量原理相同，只是電極個數(shù)有差異，對井眼的覆蓋率有所不同。FMI的發(fā)展80年代初－地層傾角測井80年代中－地層微電阻率掃描測井FMS90年代初－FMI (Shlumberger) -StarImager

西方阿特拉斯

-EMI 哈里伯頓FMI儀器外形4臂、8極板192個電極儀器分辨率為5mm。定量計(jì)算裂縫的產(chǎn)狀、長度、密度、孔隙度和裂縫寬度定量分析孔洞的面孔率和孔洞直徑提供地層傾角、傾向等參數(shù)成象原理地層中不同的巖石（泥巖、砂巖、石灰?guī)r）、流體，其電阻率是不一樣的，通過測量井壁各點(diǎn)的電阻率值，然后把電阻率值的相對高低用灰度（黑白圖）或色度（彩色圖）來表示，那么，井壁就可表示成一張黑白圖象或彩色圖象。高阻低阻FMI成象原理示意圖泥巖(低電阻)硬石膏(高電阻)砂巖(中等電阻)石灰?guī)r(高電阻)溶洞(低電阻)在8.5英寸的井眼中，井眼覆蓋率約為80%。

EMI儀器結(jié)構(gòu)

EMI有六個極板，每個極板上有25個鈕扣電極，共150個電極。每個電極陣列包括兩排電極，上排12個，下排13個，兩排相距0.3英寸，相錯0.1英寸。每個電極都是有直徑0.16英寸的金屬鈕扣和0.24英寸的絕緣環(huán)組成，每個電極的絕緣環(huán)有益于信號聚焦，電扣達(dá)到0.2英寸的分辨率。

EMI儀工作在水基泥漿井中，可用于6.25-21英寸的井眼中，對8英寸井眼，圖像覆蓋率約為60%。

微電阻率成像測井的測量原理

STAR-II為聲波、電阻率成像組合測量的儀器。電阻率成像儀有六個相互獨(dú)立的測量臂，可測六條井徑。六個極板每個極板上有24個鈕扣式電極，共有144個測量電極。

電極分上下兩排排列，橫向間距為0.1英寸,垂向間距為0.3英寸，電極直徑為0.16英寸。在8.5英寸的井眼中，井眼覆蓋率約為60%。微電阻率成像測井的測量原理STAR-II微電阻率成像儀結(jié)構(gòu)微電阻率成像測井的技術(shù)指標(biāo)測量原理相同，電極個數(shù)不同，對井眼覆蓋率有所差異。

經(jīng)過相同的處理步驟，EMI、STAR—II反映地質(zhì)信息的能力與FMI基本相同，唯一不同的是FMI的覆蓋率較高。

無論是STAR—II或是EMI反映地層地質(zhì)信息的能力與FMI基本相同，諸如層面、裂縫及顆粒大小和結(jié)構(gòu)等地質(zhì)信息都能清晰的反映出來。井壁成像測井處理技術(shù)各家公司測量結(jié)果FMI-EMI對比圖FMI、EMI透鏡體清晰地反映出來FMI-EMI對比圖FMI與STAR-II對比圖FMI、STAR-II：裂縫形態(tài)、產(chǎn)狀發(fā)育程度反映是相同的內(nèi)容各服務(wù)公司儀器簡介測量原理資料處理技術(shù)地質(zhì)及工程應(yīng)用資料處理技術(shù)深度及速度校正數(shù)據(jù)歸一化發(fā)射電壓校正死電極校正數(shù)據(jù)刻度圖像加強(qiáng)假象識別：測井采集假象、井壁假象、處理假象、衍生假象井壁成像測井資料處理技術(shù)電成像聲成像深度及速度校正數(shù)據(jù)歸一化發(fā)射電壓校正死電極校正數(shù)據(jù)刻度圖像加強(qiáng)拾取層理、裂縫、裂縫參數(shù)計(jì)算（FMI）FMI、EMI、STAR—II數(shù)據(jù)加載CAST、CBIL數(shù)據(jù)加載深度及速度校正數(shù)據(jù)規(guī)一化深度及速度校正

深度及速度校正是井眼微電阻率成像資料處理的重要組成部分，目的是使每一個電極的測量值都具有準(zhǔn)確的深度值。由于FMI測井資料的采樣間隔僅為0.1英寸，其分辨率為0.2英寸。因此，必須確保測量深度的準(zhǔn)確無誤。對于某一確定時間，F(xiàn)MI的兩排電極在不同深度上；對于同一地層界面，兩排電極通過它的時間是不同的。如果儀器以一恒定的速度上提，每一行電極進(jìn)行簡單的常數(shù)深度移動就可以校準(zhǔn)所有的數(shù)據(jù)。事實(shí)上，電纜上提的過程中一般不可能是勻速的，由于電纜的伸、縮、晃動、儀器與井壁的碰撞，儀器或多或少的存在加速度。在這種情況下，在圖像上出現(xiàn)不規(guī)則的鋸齒狀。井壁成像測井處理技術(shù)（a）由于不同排的紐扣電極在極板上的垂直位置不同，使電極響應(yīng)存在深度差，數(shù)據(jù)處理時應(yīng)進(jìn)行深度對齊。速度校正就是要恢復(fù)采樣數(shù)據(jù)對應(yīng)的真深度，消除儀器非勻速運(yùn)動引起的曲線畸變。深度及速度校正井壁成像測井處理技術(shù)數(shù)據(jù)歸一化FM1192個電極:在測量過程中，各個極板與井壁的接觸程度不可能是完全相同，每個電極對同一地層的測井響應(yīng)存在差異，導(dǎo)致圖像上各電極之間無相同的背景色。數(shù)據(jù)歸一化的方法：數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)據(jù)正規(guī)化、極大值規(guī)格化、均值規(guī)格化、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)一化、中心化等。斯侖貝謝采用限制統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化方法進(jìn)行FMI的規(guī)一化處理，處理過程中采用了窗口技術(shù)。消除電極測量過程中某些因素引起的異常高阻和低阻對統(tǒng)計(jì)結(jié)果的影響，以確保統(tǒng)計(jì)結(jié)果真正地反映地層特性。井壁成像測井處理技術(shù)發(fā)射電壓校正為了確保儀器采樣工作在線性范圍內(nèi)，儀器在不斷地調(diào)整電極電壓。當(dāng)記錄電流過大時，將調(diào)低發(fā)射電壓；相反，當(dāng)儀器電流過小時，將調(diào)高發(fā)射電壓。因此，不進(jìn)行電壓校正FMI的記錄數(shù)據(jù)不能準(zhǔn)確地反映所測地層的電阻率。為了確保FMI測量數(shù)據(jù)與地層電阻率之間的正比關(guān)系，需對發(fā)射電壓的變化進(jìn)行校正。校正方法比較簡單，將每個電極的測量電流I除以發(fā)射電壓V即可得到每個電極的視電阻率。井壁成像測井處理技術(shù)死電極校正很多原因可引起電極不能正常工作，使電極出現(xiàn)短路或斷路現(xiàn)象，其測量結(jié)果在圖像上引起垂直的黑色或白色條帶。處理死電極一般采用內(nèi)插的方法。井壁成像測井處理技術(shù)數(shù)據(jù)刻度

FMI可以準(zhǔn)確地反映所測剖面微電阻率的變化程度，但不能準(zhǔn)確地反映所測剖面微電阻率數(shù)值。裂縫的定量評價需要準(zhǔn)確的微電阻率曲線。淺側(cè)向：反映的是所測的環(huán)形剖面電阻率的平均值，是低頻信號，F(xiàn)MI電極所測的是微電阻率的變化值，它是一種高頻信號。兩種信號相加即可得到能反映環(huán)形剖面局部電阻率數(shù)值的微電阻率曲線。井壁成像測井處理技術(shù)圖像加強(qiáng)井壁成像測井處理技術(shù)圖像加強(qiáng)的目的是用有限的色標(biāo)來更加精細(xì)地表現(xiàn)圖像，提高圖像的對比度，加強(qiáng)視覺效果。

一般采用窗口直方圖規(guī)一化的圖像加強(qiáng)方法。要把微電阻率測量數(shù)值轉(zhuǎn)換成圖像，首先要對微電阻率測量值進(jìn)行分級，每一級對應(yīng)于一定的色標(biāo)。若采用電阻率值線性分級的方法，有限的色標(biāo)可能大多用于低阻或高阻的異常尖峰數(shù)據(jù)點(diǎn)，而多數(shù)數(shù)據(jù)則僅用少量的色標(biāo)顯示，使大多數(shù)數(shù)據(jù)在圖像上處于同一色標(biāo)，使得整個圖像對比度較差。窗口直方圖加強(qiáng)技術(shù)，使得每一數(shù)據(jù)分級內(nèi)測量點(diǎn)數(shù)相同，這樣就充分利用了有限的色標(biāo)，使得圖像的對比度大大地加強(qiáng)。圖像加強(qiáng)技術(shù)按窗長的大小可分為：靜態(tài)加強(qiáng)和動態(tài)加強(qiáng)兩種方式。靜態(tài)加強(qiáng)：窗長為整個處理井段。在整個處理井段或目的層段作一次頻率統(tǒng)計(jì)，按色標(biāo)占相等頻數(shù)的原則進(jìn)行色標(biāo)標(biāo)定。這樣，既能保持井段內(nèi)電導(dǎo)率的整體變化特征，也能在一定程度上反映電導(dǎo)率的微細(xì)變化。此方法適合用于地層電導(dǎo)率的宏觀變化，易于進(jìn)行地層對比。

動態(tài)加強(qiáng)：當(dāng)測量地層電導(dǎo)率值變化范圍很大時，為了使小的電導(dǎo)率反差能在圖像中清楚地顯示出來，要采用動態(tài)加強(qiáng)，即在一小段深度內(nèi)，根據(jù)用戶的要求，對滑動窗口（通常小于3英尺）做一次靜態(tài)色標(biāo)標(biāo)定。更詳細(xì)地突出了電導(dǎo)率的局部變化特征。圖像加強(qiáng)井壁成像測井處理技術(shù)根據(jù)電流大小分布（直方圖），賦予不同的顏色（42種顏色）。

White

Orange

Yellow

Black

地層電阻率圖像加強(qiáng)圖像顯示(正弦圖像）ESWN....NESWN090180270360圖像加強(qiáng)假象識別采集假象：由儀器遇卡、儀器過度旋轉(zhuǎn)和電極失效所引起的。井壁假象：泥餅產(chǎn)生的井壁構(gòu)造造成的。處理假象：殘余速度校正和各極板間電極深度不匹配所引起的。衍生假象：肉眼觀察巖心不能看到的FMI圖像。內(nèi)容各服務(wù)公司儀器簡介測量原理資料處理技術(shù)地質(zhì)及工程應(yīng)用層次1圖像直接解釋層次2常規(guī)測井約束解釋層次3巖心約束解釋層次4圖像綜合解釋解釋層次區(qū)域地質(zhì)背景地質(zhì)概念模式常規(guī)測井解釋巖心觀察描述巖屑錄井資料構(gòu)造研究沉積學(xué)研究儲層研究取心井段圖像標(biāo)定巖性—圖像關(guān)系模式建立未取心井段圖像外推解釋地層精細(xì)劃分巖性解釋孔洞發(fā)育帶假象圖像剔除典型地質(zhì)現(xiàn)象初步解釋約束條件解釋目標(biāo)井壁成像資料評價方法評價方法成像測井地質(zhì)解釋的研究思路

無論是井壁掃描成像還是井周陣列成像都是某種物理量(如電阻率、波阻抗）沿井壁或井周的二維分布圖象，因此都是間接地反映地層的非均質(zhì)性。正基于此，所有的成像測井都必須在地層時代、巖性序列、基本儲層特征確定的前提下，以巖心取樣為第一參照標(biāo)準(zhǔn)，

首先針對巖心和成像測井圖兼有良好反映的典型層段,進(jìn)行巖心刻度解釋，建立地區(qū)性的解釋圖版和半定量和定量的解釋參數(shù)；

然后在Geoforame平臺的成像測井工作FLIP/FRACVIEW上和自行研制的成像測井交互解釋系統(tǒng)上，進(jìn)行各種基礎(chǔ)地質(zhì)現(xiàn)象的解釋和評價。微電阻率成像測井資料的地質(zhì)應(yīng)用1、圖像與巖心資料歸位2、巖性識別3、利用成像資料進(jìn)行地層傾角計(jì)算4、成像測井資料在裂縫評價中應(yīng)用裂縫類型；裂縫評價方法；裂縫評價的實(shí)例5、利用井壁成像測井識別溶洞6、成像測井資料在現(xiàn)地應(yīng)力方向研究中的應(yīng)用地應(yīng)力的判別方法；應(yīng)力與裂縫的關(guān)系7、成像測井資料在構(gòu)造解釋中的應(yīng)用層理識別；斷層識別8、成像測井資料在巖相分析中的應(yīng)用

火山巖巖相；沉積巖巖相分析1、巖心掃描資料和成像資料的歸位A、充分利用地層巖性變化、粒序、礫石排列等特征進(jìn)行巖心歸位。B、利用地層界面、層理面、孔洞及一些特殊構(gòu)造特征進(jìn)行巖心歸位。C、根據(jù)裂縫的形態(tài)、角度的大小等特征對巖心的歸位（方位和深度）。巖性界面粗砂巖細(xì)礫巖砂巖砂礫巖A、充分利用地層巖性變化、粒序、礫石排列等進(jìn)行巖心歸位。礫巖泥巖利用沖刷面進(jìn)行歸位砂巖礫巖巖性界面A、充分利用地層巖性變化、粒序、礫石排列等特征進(jìn)行巖心歸位。中粗砂巖包卷層理歸位玄武巖中的溶孔、氣孔歸位B、利用地層界面、層理面、孔洞及一些特殊構(gòu)造特征進(jìn)行巖心歸位。斜層理歸位中砂巖低角度斜交縫進(jìn)行巖心歸位C、根據(jù)裂縫的形態(tài)、角度的大小等特征對巖心的歸位（方位和深度）。粗礫巖顆粒直徑在100-1000mm為粗礫巖。巖性識別圖版（沉積巖）中礫巖顆粒直徑在10-100mm為中礫巖。中礫巖2、巖性識別巨礫巖中礫巖細(xì)礫巖顆粒直徑在1-10mm為細(xì)礫巖。巖性識別圖版（沉積巖）砂礫巖礫和砂的含量均不超過50%，砂含量少于礫的含量。不等礫小礫巖砂礫巖巖性識別圖版（沉積巖）中砂巖顆粒直徑在0.25-0.5mm為中砂巖細(xì)砂巖巖性識別圖版（沉積巖）顆粒直徑在0.1-0.25mm為細(xì)砂巖細(xì)礫巖泥質(zhì)砂巖火山角礫巖火山巖巖性識別火山角礫巖：由大小不等的熔巖角礫組成，分選差，不具層理，由火山灰充填。暗色是火山灰，發(fā)白的為角礫巖，大小不等?；鹕浇堑[熔巖：由火山碎屑巖向熔巖過渡的一種巖石，不具層理。發(fā)白的為角礫巖，大小不等。角礫熔巖熔巖：是火山噴逸的巖漿冷卻凝結(jié)的產(chǎn)物，高電阻、高密度、低時差，低中子、低伽瑪，裂縫節(jié)理、流線發(fā)育。

凝灰?guī)r：小于2mm的火山碎屑組成。利用成像解釋圖版進(jìn)行巖性解釋3、利用成像資料進(jìn)行傾角計(jì)算利用成像測井資料可進(jìn)行構(gòu)造傾角和沉積傾角計(jì)算。振幅為A，井眼直徑為D：

傾角=tg-1A/D=53

FMI圖像：井眼沿正北方向展開的微電阻率掃描圖像。各種地質(zhì)現(xiàn)象(地層、斷層面、裂縫)與井眼相交的軌跡都是以正弦曲線的方式展現(xiàn)在圖像上。準(zhǔn)確地?cái)M合出這些正弦曲線，就可以確定各種地質(zhì)現(xiàn)象的傾角及方位。

井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用實(shí)際工作中，一般采用最小二乘法的擬合方法來擬合這些正弦曲線。擬合的點(diǎn)數(shù)最少應(yīng)在三點(diǎn)以上(三點(diǎn)確定一個平面)。這一工作在SUN工作站上完成。井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用3、利用成像資料進(jìn)行傾角計(jì)算4、成像測井在裂縫評價中應(yīng)用裂縫評價的主要內(nèi)容為：裂縫的識別裂縫的發(fā)育規(guī)律研究裂縫的定量描述裂縫與油氣分布規(guī)律的關(guān)系研究井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用裂縫評價是裂縫性油氣藏、裂縫一孔隙性油氣藏儲層描述重要的基礎(chǔ)工作之一。成像資料解釋裂縫原理裂縫是巖石結(jié)構(gòu)中應(yīng)力釋放所產(chǎn)生的結(jié)果，它是巖石發(fā)生破裂的直接產(chǎn)物，一般發(fā)育于有利構(gòu)造部位的脆性地層中。單一的裂縫在成像圖上通常以正弦曲線的方式展布在圖象上，它與層面或?qū)永砻娴闹饕獏^(qū)別是正弦曲線兩側(cè)的巖性連續(xù)，而層面則表現(xiàn)為正弦曲線兩側(cè)的巖性突變。裂縫面通常與層面，層理面相交成一定的角度。井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用裂縫的理想圖象特征

當(dāng)井筒穿過裂縫時（斜交），裂縫與井壁的交線為一個橢圓（右圖）。將井壁FMI（CBIL）圖像延著正北方向展開，裂縫在FMI（CBIL）圖像上表現(xiàn)為一個正弦波。最低點(diǎn)的方位指示裂縫的傾斜方位，傾角等于正弦波振幅除以井孔直徑(d)的反正弦，即θ=arctg(l/d),l代表振幅。因此，裂縫在成像圖上的基本特征為線狀或線狀組合。井眼裂縫圖象特征展開示意圖成像測井裂縫解釋的解釋思路：

1)首先在巖心資料上確定各種主要裂縫特征及其區(qū)別于其他的特征，然后在相應(yīng)的成像測井圖象上區(qū)分出真正的裂縫；

2)在裂縫中鑒別出天然裂縫和人工誘導(dǎo)縫；

3)對各類裂縫分別用圖象與巖心資料建立解釋圖版(分地區(qū)、分層系)，最后針對不同地區(qū)和層系用各種測井方法結(jié)合起來綜合評價裂縫的有效性，即它對儲層和產(chǎn)量有無貢獻(xiàn)，貢獻(xiàn)多大。裂縫綜合分類

鉆具誘導(dǎo)縫誘導(dǎo)縫泥漿與地應(yīng)力壓裂縫

應(yīng)力釋放縫

裂縫高阻（高密度）縫

天然裂縫高角度縫（α>75°）

低阻（低密度）縫

斜交縫（30°<α<75°）

低角度縫（5°<α<30°）

水平裂縫（α<5°）

網(wǎng)狀裂縫裂縫的分類目前，裂縫的分類方法很多，各種分類方法都有其針對性。根據(jù)裂縫傾角的大小，可將裂縫分為：直劈縫、高角度縫、低角度縫、網(wǎng)狀縫（不規(guī)則縫）。根據(jù)裂縫的充填情況可分為：開口縫和充填縫。按照裂縫的形成機(jī)制，可以分為：天然縫和誘導(dǎo)縫。實(shí)際上，對儲層產(chǎn)液有直接貢獻(xiàn)的是直劈縫、高角度縫、低角度縫和網(wǎng)狀縫（不規(guī)則縫）。井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用成像測井裂縫評價方法井下真假裂縫彼此混雜，天然和機(jī)械縫相互摻合，張開的有效縫與其它多種無效縫同時出現(xiàn)。經(jīng)巖心裂縫刻度標(biāo)定后，高分辨率微電阻率掃描成像測井，識別巖層張開有效裂縫的符合率很高。有效裂縫與地層界面及低阻巖性條帶有明顯的區(qū)別。地層界面：在FMI圖像的標(biāo)志為多組彼此平行的極薄的低阻，異常窄而均勻；凝灰?guī)r、泥質(zhì)條帶：也是較規(guī)律的低阻異常，但是都具有一定厚度，又都平行于層界面；低角度的有效裂縫：同樣是低阻異常，可是寬度變化大，相鄰兩個異常，互不平行，多數(shù)隨機(jī)變化，有時呈串珠狀排列，它們多數(shù)與斷層活動和地下水溶蝕相伴生，與凝灰?guī)r、泥質(zhì)條帶截然不同。井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用層界面與裂縫的區(qū)別縫合線灰?guī)r裂縫與層界面、縫合線的鑒別高角度斷層泥質(zhì)條帶灰?guī)r裂縫與斷層、泥質(zhì)條帶的鑒別裂縫圖像模式裂縫識別的主要目的是劃分出各種裂縫及其發(fā)育層段，識別各種類型的裂縫，進(jìn)而確定出物性較好的儲層段，結(jié)合其它測井資料、地質(zhì)錄井資料，綜合判斷油氣水層。

在絕大多數(shù)情況下，對有經(jīng)驗(yàn)的解釋人員而言，裂縫的識別是容易的，但在某些情況下，裂縫識別需要巖芯資料的標(biāo)定。

井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用成像裂縫解釋圖版直劈縫圖像與巖心照片標(biāo)定的對比圖。圖像上見一條直劈縫,開度上大下小,與巖心可進(jìn)行很好的對照。直劈縫井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用直劈縫形不成正弦曲線，在圖像上顯示為近似垂直的黑色線條。井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用裂縫高角度裂縫巖心標(biāo)定高角度裂縫與巖心照片標(biāo)定的對比圖。在圖像上可見一條高角度斜交縫，裂縫張度大，砂質(zhì)充填。與巖心有很好的對照性。井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用

高角度裂縫巖心標(biāo)定沙75井高角度裂縫與巖心照片對比圖。在圖像上有不規(guī)則高角度裂縫，與巖心裂縫有很好的對應(yīng)關(guān)系。井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用高角度縫在圖像上顯示為幅度較高的黑色正弦曲線井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用傾角傾向低角度縫低角度斜交縫在圖像上的顯示形態(tài)與高角度斜交縫同樣為正弦曲線，只是正弦曲線的幅度相對較低。井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用水平縫水平縫一般指傾角小于10°的低角度縫，在圖像上顯示為近似水平的黑色線條僅從圖像上識別比較困難，易與層理面相混淆。判別水平縫首先要了解地層巖性及沉積環(huán)境，排除層理的可能性才能確定。井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用不規(guī)則縫裂縫在形成時或形成后，受不同方向應(yīng)力及構(gòu)造運(yùn)動影響，裂縫面發(fā)生變形或破壞，形成不定形態(tài)的裂縫面，在圖像上顯示為多組組合難以用正弦曲線描述的黑色線條。井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用充填縫充填縫在圖像上完全具有開口縫的形態(tài)，只是裂縫空隙被固體介質(zhì)充填，一般多為方解石等高阻介質(zhì)，圖像上裂縫面顯示為白色正弦曲線。

在微電阻率圖像上：對于天然縫和誘導(dǎo)縫的識別以及導(dǎo)性礦物(如泥質(zhì)和黃鐵礦)充填的裂縫與天然縫判別，通常都是極困難或無法直接識別；其識別的準(zhǔn)確與否又嚴(yán)重影響著評價儲層的準(zhǔn)確性，所以在不確定的情況下，切忌匆忙未進(jìn)行充分研究過早下結(jié)論。利用巖芯資料進(jìn)行標(biāo)定是直接的手段，但巖芯資料畢竟是有限的。

目前，能有效解決這一難題的只有綜合利用聲、電成像測井資料。因?yàn)槁暢上駥φT導(dǎo)縫及導(dǎo)性充填的裂縫反應(yīng)不敏感，所以根據(jù)電成像圖上顯示的裂縫形態(tài)及特征，結(jié)合聲成像圖上相應(yīng)的響應(yīng)特征就能快速、直觀地判斷出誘導(dǎo)縫及導(dǎo)性礦物充填的裂縫。將電成像與聲成像有機(jī)地結(jié)合在一起，綜合分析，互補(bǔ)單一成像解釋的不足，才能使解釋結(jié)果更大程度的準(zhǔn)確反映地層的裂縫信息。誘導(dǎo)縫井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用誘導(dǎo)縫的特點(diǎn)盡管天然縫和誘導(dǎo)縫在電阻率成像圖中較難區(qū)別，但是總結(jié)以往解釋經(jīng)驗(yàn)，它們還是有一定的規(guī)律性，其特征有所不同。誘導(dǎo)縫與天然開口裂縫相比具有以下特點(diǎn)：平行于井軸；走向與最大水平主應(yīng)力方向一致；發(fā)育較短，呈小“八”字型；終止于軟地層界面；軌跡垂直穿過層面；無巖性錯位；具有低電阻特性，無充填現(xiàn)象；不穿過井眼，形不成正弦曲線。井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用誘導(dǎo)縫八字形誘導(dǎo)縫誘導(dǎo)縫識別井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用溶蝕縫經(jīng)溶蝕改造的裂縫大多寬窄不一，灰度不均一，通常伴有不規(guī)則短線狀、串珠狀、斑點(diǎn)狀高導(dǎo)顯示，它們是被溶蝕作用重新開啟和擴(kuò)大了的裂縫空間。未經(jīng)溶蝕改造的縫則灰度均一。酸化壓裂前后EMI圖像對比圖

酸化壓裂前酸化壓裂后鉆井誘導(dǎo)縫儲層測井響應(yīng)天然裂縫與人工裂縫的鑒別鉆井誘導(dǎo)縫壓裂縫無效裂縫儲層的綜合識別特征

TZ24井未充填高角度直劈縫的FMI、DSI、ARI響應(yīng)DSIARIARIFMICORETZ161井部分充填高角度裂縫FMI響應(yīng)實(shí)例FMICOREARI圖像FMI圖像DSI圖像

高角度裂縫在三“I”上的表現(xiàn)特征(TZ24井4470-4505m)X井碎屑巖地層直劈高角度裂縫CBIL響應(yīng)CBIL圖象特征高角度相交裂縫中-低角度張裂縫侯101井低阻斜交縫、高角度縫、網(wǎng)狀縫的CBIL響應(yīng)CBIL圖象地質(zhì)界面巖心照片高角度縫高角度縫高角度半充填縫

低角度裂縫低角度充填縫測井響應(yīng)ARI圖像FMI圖像DSI圖像低角度充填縫測井響應(yīng)巖芯照片常規(guī)測井：雙側(cè)向曲線無差異，井徑、聲波、中子、密度曲線近似直線。成像測井：FMI顯示高阻亮色正弦曲線，傾角30-50，傾向245-260；ARI也顯示為高阻亮白正弦曲線；DSI圖像似“鐵板”，斯通利波未見能量衰減，表明裂縫無滲透性。取芯觀察：巖芯收獲率較高，無效裂縫較發(fā)育，多被方解石充填、半充填，傾角25-60，與成像測井對應(yīng)較好。X井高導(dǎo)縫定量計(jì)算成果圖X井FMI成像測井裂縫特征描述及定量解釋成果表FMI資料預(yù)處理裂縫產(chǎn)狀描述計(jì)算裂縫密度計(jì)算裂縫孔隙度計(jì)算裂縫長度計(jì)算裂縫寬度裂縫參數(shù)計(jì)算框圖評價裂縫發(fā)育程度的其它參數(shù)裂縫長度裂縫密度視裂縫孔隙度R為井眼半徑(m)；C為FMI井眼覆蓋率；Li為第i條裂縫的長度；H為評價井段長度(m)；裂縫發(fā)育模式及裂縫系統(tǒng)按成因該段裂縫分為三類:第一類為收縮縫：在風(fēng)城組沉積時，本區(qū)位于水下環(huán)境，并伴有強(qiáng)烈的火山活動?；鹕絿姲l(fā)時，巖漿溢流至本區(qū)，與水體接觸強(qiáng)烈收縮使巖體破裂形成走向平行于巖漿等溫線方向的柱狀節(jié)理。此種裂縫寬度較小，以微細(xì)裂縫為主。第二類為構(gòu)造應(yīng)力縫：本段玄武巖成巖后，本區(qū)構(gòu)造抬升，在構(gòu)造應(yīng)力釋放帶上形成大型的張性和剪性開口縫。此種裂縫以高角度縫為主，走向近東西，此種裂縫數(shù)量不多，但在對儲層滲透性的貢獻(xiàn)方面起主導(dǎo)地位，是該段最為主要的裂縫系統(tǒng)。第三類為風(fēng)化剝蝕縫：由于構(gòu)造的抬升，本段玄武巖地層出露地面，遭受風(fēng)化剝蝕，在地層的頂部形成了風(fēng)化剝蝕縫。這三種類型的裂縫在地層中交替出現(xiàn)、相互溝通、交互成網(wǎng)狀，形成了極為有利的、復(fù)雜的裂縫網(wǎng)絡(luò)。二一三X井玄武巖地層裂縫產(chǎn)狀統(tǒng)計(jì)圖第一道：拾取裂縫傾角。第二道：裂縫產(chǎn)狀綜合分析圖。第三道：上部為傾角方位綜合圖，下部為FMI裂縫發(fā)育模式圖。圖中可以看出：這一復(fù)雜的裂縫網(wǎng)絡(luò)可分兩個裂縫系統(tǒng)，近東西走向北傾的裂縫系統(tǒng)和近東西走向南傾的裂縫系統(tǒng)。井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用溶洞在圖像上呈不規(guī)則長條狀到近等軸狀暗色高導(dǎo)斑塊或斑點(diǎn)顯示，多成群成帶分布，其大小和數(shù)目不等，形態(tài)不一，隨機(jī)排列；亦可呈孤立狀出現(xiàn)。

左圖：溶洞呈星點(diǎn)或串珠狀分布，并伴有裂縫的發(fā)育。井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用5、利用井壁成像測井識別溶洞abcd溶洞識別不規(guī)則狀泥質(zhì)團(tuán)塊或泥礫，黃鐵礦結(jié)核、膠結(jié)斑塊或條帶，以及井眼垮塌等在圖像上均可呈現(xiàn)出與溶洞類似的暗色高導(dǎo)斑塊或斑點(diǎn)狀顯示。

因此，要準(zhǔn)確地判斷圖像上暗色斑塊或斑點(diǎn)是否為溶洞的顯示，還必須結(jié)合其它包括常規(guī)測井在內(nèi)的資料或經(jīng)巖心標(biāo)定進(jìn)行綜合分析。通常在鉆遇溶洞帶時，會出現(xiàn)鉆時加快、鉆具放空、井徑擴(kuò)徑、側(cè)向電阻率降低、中子孔隙度增大、巖石密度降低等特征。

左圖：溶洞成群成帶或串珠狀分布，右圖：反映溶洞呈孤立分布，部分被充填。井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用現(xiàn)代應(yīng)力場的研究是確定現(xiàn)代水平主應(yīng)力的方向，對開發(fā)井網(wǎng)的設(shè)計(jì)提供幫助。合理選擇壓裂部位、提高壓裂作業(yè)的成功率，是試油的一項(xiàng)重大決策。地層壓裂裂縫的方向由地層現(xiàn)代主應(yīng)力方向確定，因此，搞清現(xiàn)代水平主應(yīng)力的方向?qū)ιa(chǎn)具有重要的指導(dǎo)意義。6、地應(yīng)力分析井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用現(xiàn)代水平主應(yīng)力的確定

井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用第一種方法：使用雙井徑曲線確定垮塌井眼的長軸方向。根據(jù)井眼垮塌原理，橢圓井眼的長軸方向代表最小主應(yīng)力方向，最大主應(yīng)力方向與最小主應(yīng)力方向是垂直的；第二種方法：利用誘導(dǎo)縫的走向確定最大水平應(yīng)力的方向。一般情況下，誘導(dǎo)縫的走向與最大水平應(yīng)力的方向平行；顯示橢圓井眼的長軸方向?yàn)榻媳?，F(xiàn)MI確定誘導(dǎo)縫的走向近東西。第三種方法：利用DSI或XMAC資料處理得到快橫波方位，快橫波方向代表現(xiàn)代水平主應(yīng)力的方向。一般情況下，誘導(dǎo)縫的走向與最大水平應(yīng)力的方向平行；第四種方法：根據(jù)FMI圖像，若井眼垮塌不嚴(yán)重，在FMI圖像上有時出現(xiàn)兩道相差180

的模糊圖像，這就是水平最小主應(yīng)力方向。井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用現(xiàn)代水平主應(yīng)力的確定

在確定現(xiàn)代水平主應(yīng)力的方法中，井眼垮塌法是確定地層主應(yīng)力方向行之有效的方法。井眼垮塌方向與主應(yīng)力方向基本垂直。產(chǎn)生橢圓井眼的必要條件是井眼附近地層受兩個方向應(yīng)力之差大于地層抗張強(qiáng)度，地層產(chǎn)生剪切破碎，形成橢圓井眼。根據(jù)FMI測得的雙井徑曲線，以及1號極板的方位曲線，可得到每口井的井眼垮塌方向。石西1井、石西2井、石005井的井眼基本為圓形，這主要是由于南北走向的斷層減緩了現(xiàn)代主應(yīng)力的作用。即在石西1井、石西2井、石004井、石005井附近地層所受兩個方向的應(yīng)力大小基本相等，是一個應(yīng)力平衡區(qū)域。除石013井的井眼垮塌方向?yàn)闁|西向，其它各井的井眼垮塌的方向基本為南北向。因而得到現(xiàn)代主應(yīng)力的方向是東西向。確定現(xiàn)代水平主應(yīng)力井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用現(xiàn)代主應(yīng)力和裂縫的關(guān)系探區(qū)內(nèi)兩條主斷層是南北向擠壓應(yīng)力的產(chǎn)物，在形成斷層之前，地層產(chǎn)生隆起，產(chǎn)生的裂縫走向?yàn)闁|西向或近東西向，但石001井和石003井的裂縫走向主要為南北向。石004井也存在有南北走向的裂縫，在石001井和石003井附近存在南北向斷層，即它是受東西向擠壓應(yīng)力的作用，就是說南北向擠壓應(yīng)力產(chǎn)生兩條主斷層，消減了南北向擠壓應(yīng)力對探區(qū)的作用，使主應(yīng)力方向發(fā)生改變，則東西向的應(yīng)力成為主應(yīng)力。因此，石西地區(qū)受兩期古主應(yīng)力的作用，先是南北向主應(yīng)力，然后是東西向主應(yīng)力。井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用7、成像測井資料在構(gòu)造解釋中的應(yīng)用成像測井為用測井方法進(jìn)行構(gòu)造分析提供了極為有效的手段，它除了可以提供精細(xì)的井壁圖像外，還可以提供多種地層傾角處理成果，它有地層傾角測井的所有優(yōu)勢。應(yīng)用成像測井資料，我們不僅可以識別出大型斷層，而且可以識別出極微小的斷層及層理。井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用平行斜層理槽狀交錯層理層理識別層理是巖石性質(zhì)沿垂向變化的層狀構(gòu)造，它可以通過礦物成分、結(jié)構(gòu)、顏色的突變和漸變而顯現(xiàn)出來。高分辨率的電成像資料能夠很好的反映礦物成分、結(jié)構(gòu)的變化。井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用包卷層理平行層理平行層理：由平行而又幾乎水平的紋層狀砂組成。包卷層理：指一個巖層內(nèi)所發(fā)生的紋層盤回和扭曲現(xiàn)象?？赡苁怯沙练e物的液化作用形成的。井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用層理識別波狀層理：紋層呈對稱和不對稱的波狀，總的方向平行于層面。由沉積介質(zhì)的波浪震蕩運(yùn)動或單向水流前進(jìn)運(yùn)動造成的。交錯層理：由一系列斜交于層系界面的紋層組成，斜層系可以彼此重疊、交錯、切割的方式組合。它是沉積介質(zhì)（水流和風(fēng)）的流動造成的。層理識別井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用斷層識別斷層：圖像特征與裂縫相似。所不同的是，被裂縫所切割的地層層面連續(xù)完整，在各極板上可以連續(xù)追蹤，而斷層面兩側(cè)地層則有不同程度的錯位。根據(jù)圖像特征可以分析斷層的產(chǎn)狀（傾向、傾角）、斷距、性質(zhì)（正斷層和逆斷層）、有無牽引或拖曳現(xiàn)象，斷面特征及斷面充填情況等。井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用井筒所見充填張性斷層(TAI2井)Ma52476逆斷層Fractureorfault?Normalfaultorreversefault?層序分析T2井FMI成像圖上一個典型的曲流河垂向序列井深FMI圖象特征巖性沉積構(gòu)造序列成像解釋微相相曲流河相堤岸點(diǎn)砂壩巖性照片刻度FMI圖像，巖性照片顯示的中礫巖與圖像一致TZ26井薄層狀灰?guī)rFMI成像圖

（4390--4402m)薄層分析河流相圖像模式

河流相沉積：一般具二元結(jié)構(gòu)，下部河床亞相為側(cè)向加積的粗碎屑沉積；上部堤岸亞相和河漫亞相為垂向加積的細(xì)粒沉積。其主要沉積特征為正旋回粒序沉積、發(fā)育多種層理組合。成像測井資料研究河流相沉積的主要內(nèi)容就是識別層理組合，描述沉積的粒序變化，進(jìn)而劃分沉積亞相。井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用8、成像測井資料在沉積相、巖相分析中的應(yīng)用河床亞相底部

特征：槽狀交錯層理發(fā)育，反映河流的流速快慢不勻；河水流向不定，主流線左、右往返擺動遷移(0

—180

)；受急流沖刷作用，河床底部位置不斷遷移；巖性：較粗(小礫、中、細(xì)砂巖)，厚度經(jīng)常變化。井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用河床亞相中部

特征：平行斜層理發(fā)育，是側(cè)向加積作用的結(jié)果。井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用堤岸亞相

特征：主要為天然堤和決口扇，沉積過程中，當(dāng)有足夠的物源和豐富的懸浮泥砂供給時，水流或波浪將它們向前推移的同時，又將其向上堆疊，形成波狀交錯層理。

巖性：以砂巖、粉砂巖和泥巖為主，形成砂泥互層，顆粒較細(xì)，物性較差。圖像模式：波狀交錯層理發(fā)育。井壁成像資料地質(zhì)應(yīng)用河漫亞相

特征：位于天然堤的外側(cè)，是洪水泛濫期間沉積物垂向加積的結(jié)果。

巖性：主要為粉砂巖和泥巖，顆粒是河流沉積中最細(xì)的；

層理：主要是水平層理，在水動力條件較穩(wěn)定，水體內(nèi)又無強(qiáng)擾動的環(huán)境中，微粒懸浮物、溶解物發(fā)生沉淀從而形成平行層理。

河漫相沉積圖像模式：巖石顆粒細(xì)，水