分维的应用——定量描述裂缝发育程度

从裂缝分布的自相似性出发,运用分形理论,通过对测井曲线的关联维分析,对裂缝发育程度进行尝试性的定量解释。对松辽盆地裂缝性火成岩地层测井数据进行实际处理,给出了处理结果,并初步讨论了分维与裂缝发育程度之间的关系及影响裂缝的分维的因素     

分维的应用—定理描述裂缝发育程度

从裂缝分布的上似性出发,运用分形理论,通过对测井曲线的关联维分析,对裂纹发育程度进行尝试性的定量解释,对松辽盆地裂缝性火成岩地地以测井数据进行实际处理,给出了处理结果,并初步讨论了分维与裂缝发育程度之间的关系及影响裂纹的分维的因素。     

渤海05/31合同区火成岩岩性测井识别方法及应用

渤海05/31合同区各目的层组发育大段的火成岩。火成岩较碳酸盐岩的矿物成分复杂,岩性多样,研究难度较大。由于目前该区在火成岩段未进行钻井取心工作,其火成岩岩性解释仅仅依靠录井岩屑资料,误差较大,且与测井曲线反映的岩性存在明显不符的现象。在对该区测井资料进行标准化处理基础上,开展火成岩岩石学和测井响应研究,基于岩屑录井,岩屑薄片及地球化学方法,总结相对应的测井响应特征和岩石物理敏感参数,利用标准井测井资料建立火成岩岩电识别标准和图版;采用Elan-Plus最优化模型组综合解释技术,编制了合同区6口井火成岩测井骨架矿物分析和岩性识别成果图。经过验证,测井岩性识别效果较录井岩屑有了较大程度的提高。     

测井曲线重构在歧口凹陷火成岩识别中的应用

在火成岩发育地区,由于火成岩的分布具有不连续、不确定性等因素以及火山喷发造成火山口附近杂乱反射等特点,导致部分不同岩性的火成岩在声波时差曲线上难以区分,并且有些火成岩由于侵入到围岩中使围岩发生蚀变而与围岩在声波曲线上更加难以区分。但是,由于火成岩与围岩在其他测井曲线上特征明显,容易区分,所以在火成岩发育区,利用与岩性相关的测井响应重构具有相同量纲的声波曲线,合成地震记录,既能够反映地层速度和波阻抗特征,又能反映岩性差异,从而建立测井信息与地震资料之间更好的联系。利用该技术,结合三维地震资料,对歧口凹陷中生代及新生代火成岩进行识别并划定分布范围,为精细识别和描述火成岩储层提供有利保障。     

测井资料用于盆地中火成岩岩性识别及岩相划分:以准噶尔盆地为例

以准噶尔盆地为例,建立火成岩的测井岩性识别和测井相划分的方法,运用火成岩岩石学理论和岩石物理学的技术方法,确立了火成岩岩性、岩相的测井分类标准。揭示了自然伽马测井、密度测井、ECS测井对火成岩化学成分的变化最为敏感,从基性到酸性火成岩的自然放射性强度逐渐增强,密度降低,金属元素含量减少,二氧化硅含量增加;火成岩的自然放射性、密度、电阻率对火成岩的结构变化有一定的反映,火山碎屑岩与同质的熔岩相比,自然放射性、密度、电阻率测井值降低;补偿中子测井值对火成岩的蚀变程度反映最为敏感,密度、电阻率对火成岩的蚀变程度有一定的反映,且随着蚀变程度的增强,密度、电阻率测井值有降低的趋势。并用岩性敏感测井曲线制作了多维火成岩岩性识别图版、用成像测井制作了火成岩的结构与构造识别图版,用ECS测井区分岩石成分,用岩心资料进行验证,提出了常规测井+成像测井+ECS测井+岩心标定的火成岩岩性识别模式和技术方法,综合判定火成岩岩石的类型、成分、结构和构造,提高了复杂火成岩岩性识别的准确率。     

泥质白云岩储层裂缝识别及常规测井评价

湖相泥质白云岩岩性变化与裂缝分布的非均质性强,裂缝测井评价难度较大。以塘沽地区为例,以T12C井岩心段为对象,基于详细的岩性、裂缝描述资料,总结了本区储层岩性与裂缝发育的特征,并以岩性、裂缝特征对裂缝的常规测井响应进行地质约束,建立了裂缝发育程度测井相图版及定量评价模型。研究结果表明:塘沽地区储层裂缝以高角度-垂直构造裂缝为主;岩性、层厚对裂缝发育特征起控制作用,厚层白云岩发育网状微裂缝,而薄层段的泥质白云岩则发育大开度张裂缝;测井组合参数声波时差与密度比值(AC/DEN)、声波时差与自然伽马比值(AC/GR)能够减弱层界面等非裂缝因素的影响,因此对裂缝的响应效果更好。本研究建立了可靠的裂缝发育程度测井相图版及定量评价模型,综合判别准确率达到71.43%,以地质特征对各图版之间的差异进行合理解释,较好地预测了本区其他井的裂缝发育情况。     

木里地区水合物及岩性测井识别方法

木里地区由于断层、裂隙发育,以及多种岩性都存在天然气水合物,地质背景复杂,导致各种岩性的测井响应特征复杂,给天然气水合物及岩性识别带来一定的难度。本文通过分析多口井水合物及岩性的测井响应特征,利用直方图和交会图研究各种岩性在含天然气水合物或有水合物异常与不含天然气水合物时的测井响应的差异,找出对水合物反映敏感的测井参数,对该地区的水合物及岩性进行识别。然后综合利用对天然气水合物响应明显的自然伽马(GR)、电阻率(RT)、声波时差(AC)和补偿密度(DEN)等测井曲线,采用贝叶斯和BP神经网络两种方法识别岩性。识别结果与录井岩性吻合良好,准确识别出了含水合物地层的岩性,为木里地区寻找有利的天然气水合物储层提供了依据。     

古潜山火成岩裂缝带划分与孔隙度计算

针对火成岩岩性成分复杂，常规测井难以正确划分岩性，严重阻碍了储层参数的定量计算。本文提出模糊聚类划分岩性，采用综合概率法与混合体积模型计算裂缝孔隙度、有效孔隙度等参数。其测井解释结果与井壁取心和地质描述资料对照，完全吻合。     

齐家古潜山基岩裂缝的神经网络模式识别

在岩芯裂缝观测基础上，应用岩芯标定测井，分岩性建立了测井解释模型，分析了裂缝发育段在常规测井曲线上的响应特征，并结合钻井泥浆漏失、放空及开发动态资料，识别出典型裂缝段，将其测井响应作为训练样本集，应用神经网络模式识别技术的并行处理、分布式的信息存储、极强的自学习功能和自动调整权值的能力，对齐家古潜山76口井进行了裂缝段的识别，探索出一套综合岩芯、常规测井、测试与动态等信息进行裂缝分布预测的新方法，经钻探证实，效果良好。     

用成像测井资料描述碳酸盐岩储集层——以车古20潜山为例

碳酸盐岩、火成岩等复杂性油气藏具有岩性、孔隙空间结构复杂、非均质性强等特点,单纯用常规测井技术很难对这些油气藏进行准确评价,必须借助于成像测井等新技术资料。成像测井不仅能直观地显示各种裂缝、溶洞等地质特征,而且还能定量计算裂缝的各种参数,以及研究孔隙结构。这里详细介绍了成像测井新技术裂缝识别、储层划分、裂缝参数计算、孔洞频谱分析等方法,并利用这些方法描述了车古20潜山碳酸盐岩储集层的裂缝,以及溶蚀孔洞发育特征,识别出了此潜山的储层,还结合其它资料,得出了该潜山油气藏的储层分布规律。     

湘中锑矿带断裂构造信息维特征及其意义

运用信息维的原理与方法对湘中锑矿带断裂构造体系的二维平面分布特征进行了研究。结果表明,信息维较之容量维更能反映断裂体系的结构特征,各矿带信息维值的差异定量地刻画了断裂的相对发育程度及分布特点。结合各矿带内锑矿床的分布特征,可发现信息维值的大小对成矿流体的运移和矿床定位有一定的指示作用,锑矿（点）产出较多、矿床储量较大的地区,其信息维值较大。     

湘中锑矿带断裂体系分维及其对成矿流体运移和矿床定位的指示作用

根据分形理论计算了湘中各锑矿带断裂体系的计盒维数和信息维数。通过对各矿带断裂体系分维特征与锑矿分布之间关系的分析,发现断裂体系的分维高值区与锑矿分布密集区相对应,这不仅表明断裂是成矿流体运移的主要通道,同时也表明断裂体系分维特征是定量描述锑矿床定位及成矿流体运移,聚集条件的一个重要参数。     

Scanline Method to Determine the Fractal Nature of 2-D Fracture Networks

A previous method proposed to measure the fractal dimension of pore spaces is adapted and modified for 2-D fracture networks. The method relies on scanning a 2-D fracture network through successive straight lines from top to bottom and measuring the distance between two fractures. The fractal dimension is then obtained using the log–log plot of the feature size and the number of features for this particular size at different magnifications. It is shown in this study that the method proposed to measure the fractal dimension of porous structures can be applicable to 2-D fracture networks with some modifications after testing it on synthetic and natural fracture patterns. The method is simplified to be useful for practical applications in the fractal analysis of fracture networks. The results reveal that, on the basis of the direction of scanning lines, different fractal behavior and dimensions can be obtained indicating that 2-D fracture networks possess multifractal character. This approach takes into account the effect of fracture orientation on the fractal behavior and anisotropic nature of fracture networks as well as the fracture density, length, and spatial distribution.     

裂缝型储层流动单元划分方法研究:以鄂尔多斯盆地姬塬地区长8_1~1储层为例

测井曲线R/S分析能够有效地表征储层裂缝发育程度。以往研究中单独运用声波曲线进行R/S分析并不能规避岩性变化对声波曲线的影响。采用重构曲线(AC-GR)进行R/S计算,能够有效地反映裂缝发育程度和位置。另外,统计表明裂缝发育层段裂缝密度同重构曲线的分形维数D平均值有很好的相关性。因此,在划分流动单元过程中,除选取常用的孔隙度、渗透率、有效厚度等参数外,还选取重构曲线(AC-GR)的分形维数D进行综合聚类分析。以鄂尔多斯盆地姬塬地区长811储层为例,按其综合渗流能力将其划分成4类流动单元:第1类主要位于主河道汇流处,基质物性好,有效厚度大,裂缝较发育;第2类主要位于主河道,有效厚度较大,裂缝发育程度一般;第3类位于河道侧翼,有效厚度小,裂缝发育;第4类零星分布,基质物性较差,裂缝不发育,总体呈北东—南西向展布。     

利用成像测井资料标定常规测井资料裂隙发育参数的方法研究

成像测井对于评价碳酸盐岩储层地质特征有很好的效果，但成本较高。在分析成像提取的缝、洞发育参数与常规测井各响应之间相互关系的基础上，研究了常规测井响应与缝、洞发育的相关程度。应用多元线性回归方法，建立以常规测井响应计算缝洞发育参数——裂缝密度、裂缝视孔隙度、溶孔密度和面孔率方程。对回归效果进行对比分析与地层的实际情况符合较好。     

岩石破裂带的分维及变化特征

用盒维数方法估计了受压岩石表面断裂带的分维值,研究了分维值随载荷、结构(平板伏试件合圆孔或与加载方向成不同角度的割缝)、岩性(大理岩、灰岩、砂岩)和粒度的变化特征,分析了统计自相似性成立的范围与岩性和粒度的关系。研究结果表明。在微裂纹发育未连通为宏观断裂带阶段,分维值随载荷上升而上升,当宏观断裂带形成之后,分维值保持为常数,且随岩性不同而不同。对于所测三种岩石,自相似性成立的尺度范围的上限为颗粒尺寸的Zyljlo倍。最后,结合岩石破裂过程的能量耗散机理,讨论了岩石分维断裂的物理意义。     

Fractal and Multifractal Properties of the Spatial Distribution of Natural Fractures--Analyses and Applications

The Cantor's dust theory is applied to investigate the scaling properites of the spatial distribution of natural fractures obtained from detailed scanline surveys of 27 field sites in the Appalachian Plateau of western New York, USA. The results obtained in this study indicate: 1) fracture spacing is characterized by fractal and multifractal properties. On small scales analyses yield an average fractal dimension of 0.15, which suggests a very high degree of clustering. In contrast, on large scales, fractures tend to be more regular and evenly distributed with an average fracture dimension of 0.52; 2) fractal dimension varies with different sets in different orientations, which can be attributed to interactions between pre-existing fractures and younger ones, as well as variations of the intensity of the stresses under which the fractures were formed; 3) a time sequence of fracture set formation can be proposed based on fractal and multifractal analyses, which consists of (from old to young): N-S, NW, ENE, and NE-striking sets. This time sequence is confirmed by the study of the abutting relationships of different fracture sets observed in the field.     

Fractal and Multifractal Propertiesof the Spatial Distribution of Natural Fractures——Analyses and Applications

The Cantor's dust theory is applied to investigate the scaling properties of the spatial distribution of natural fractures obtained from detailed scanline surveys of 27 field sites in the Appalachian Plateau of western New York, USA. The results obtained in this study indicate: 1) fracture spacing is characterized by fractal and multifractal properties. On small scales analyses yield an average fractal dimension of 0.15, which suggests a very high degree of clustering. In contrast, on large scales, fractures tend to be more regular and evenly distributed with an average fracture dimension of 0.52; 2) fractal dimension varies with different sets in different orientations, which can be attributed to interactions between pre-existing fractures and younger ones, as well as variations of the intensity of the stresses under which the fractures were formed; 3) a time sequence of fracture set formation can be proposed based on fractal and multifractal analyses, which consists of (from old to young): N-S, NW, EN     

构造断裂的分形分析

本文介绍了分形理论在构造断裂问题研究中的应用及构造问题中分形维数的计算方法与测试方法,并对当前这一研究工作中的一些问题进行了评论。