于都 赣县矿集区科学钻探NLSD 1孔超声波成像 测井响应特征及其深部找矿意义

NLSD-1孔是南岭地区第一口科学钻探孔,也是目前我国金属矿区最深的科学钻探工程之一,终孔深度达到2967.83m。为了精细刻画矿集区深部结构框架、揭示深部矿化带分布特征和建立深部找矿地球物理解释标尺,提高对深部成矿规律的认识,该孔在钻进过程中实施了连续取芯,并且进行了多种地球物理测井和井中物探方法的测量。超声波成像测井是一种先进的测井技术,包含丰富的原位地质特征信息,在油气勘探中常用于井旁地质构造和地应力分析。本文将超声波成像测井应用于金属矿区科学钻探中,对NLSD-1孔采集到的超声波成像测井资料进行了研究,认为成像测井图像能够精细刻画孔壁裂缝、破碎带等地质特征,同样适合于金属矿勘查中的井旁构造解释;主要矿化层(409~429m、430~446m、621~641m、655~666m、679~691m、696~706m、744~759m、776~788m、907~921m、1031~1042m、1081~1090m、1430~1439m、1440~1448m等)均发育裂缝或破碎带,表明测井结果对矿化层埋深具有指示作用,并且揭示钻孔附近矿化层具有西浅东深的空间展布特征;根据裂缝产状的垂向变化,推断F1断层过NLSD-1孔深度范围为1375.32~1380.79m;此外,裂缝与孔斜关系的研究对钻孔纠斜具有指导意义。研究结果表明超声波成像测井在深部找矿中能够发挥重要作用。     

南岭地区多金属矿NLSD-2孔综合地球物理测井研究

NLSD-2孔是在南岭东段于都赣县矿集区盘古山示范区部署的南岭地区第二口科学钻孔———金属异常验证孔,终孔深度2012.12m,全井段实施了连续取芯和综合地球物理测井作业,测井项目包括自然电位、自然伽马、电阻率、声波速度、密度、井径、井斜、井温、超声波成像、极化率、磁化率和井中三分量磁测等,原位获取了钻孔剖面的各种物理化学参数、钻孔几何形态及井壁图像。综合利用各种测井资料,并结合岩芯编录资料,对全井段岩性、金属矿化带和断裂破碎带进行了细致分析。结果表明,自然伽马、声波速度和密度测井对该钻孔的岩性响应明显,通过制作岩性识别交会图,可识别出钻孔剖面的主要岩性;该钻孔的多金属矿化主要有白钨矿化、黑钨矿化、黄铁矿化、闪锌矿化、辉钼矿化等,在测井图中表现为高极化率、低电阻率、磁异常垂直分量ΔZ及水平分量模差ΔH’异常的组合特征,据此能够有效地划分和评价矿化带;断裂破碎带的测井响应特征为井径扩大,电阻率、声波速度、密度减小,超声成像呈暗色条带,这些特征可作为找矿辅助标志。实践证明综合测井资料在深部找矿方面能够发挥重要的作用。     

中国大陆科学钻主孔现今地应力状态

用钻孔崩落法确定了中国大陆科学钻探主钻孔5 047 m深度以上的现今地应力状态.由钻孔声波成像测井资料发现, 科学钻主钻孔在1 200 m深度以下出现了钻孔崩落现象.我们从1 216~5 047 m的深度范围内采集了143个钻孔成像测井图象资料, 对钻孔崩落椭圆长轴方位进行了统计, 结果表明崩落椭圆长轴平均方位为319.5°±3.5°, 最大水平主应力方位平均为49.5°±3.5°.利用崩落形状要素(崩落深度和崩落宽度) 以及岩石的内聚力和内摩擦角, 估算了1 269 m至5 047 m范围内52个深度上的最大和最小水平主应力的大小.结果表明, 在浅处1 216 m深度, 最大水平主应力为42 MPa, 最小水平主应力为30.3 MPa; 在深处5 000 mm深度, 最大水平主应力为160.5 MPa, 最小水平主应力为120 MPa; 地应力随深度近于线性增加.据岩石密度测井资料计算了各个深度上静负载应力.3个主应力的大小和方向反映出科学钻主孔位置的应力场处于走滑应力状态, 与临近地区地震震源机制解和其他方法得到的应力场一致.利用声发射法对岩心试件进行了声发射测量, 得到了最大水平主应力幅值, 并与崩落法测量结果进行了对比, 两者十分一致.      

利用成像测井资料分析汶川地震断裂带科学钻探3号孔(WFSD-3)裂缝特征

WFSD-3孔是汶川地震断裂带科学钻探主要钻孔之一,全井段(终孔深度1 502.30 m)实施了连续取心(累计取心进尺1 548.44 m)和测井作业。采集到的成像测井资料包含丰富的原位地质特征信息,对裂缝、破碎带识别和构造应力场分析具有重要作用。利用该钻孔的电阻率成像测井和超声成像测井资料,结合岩心资料进行了裂缝特征分析。结果表明,WFSD-3孔岩层高角度斜交缝最为发育,其次是低角度斜交缝,垂直缝和水平缝极少;25～200 m和900～1 000 m深度范围内裂缝尤为发育;不同深度的裂缝倾向存在明显差异:410 m之上主要分布于260°～290°,410～730m集中于330°～360°,730～960 m主要分布于210°～240°,960～1 185 m与410 m之上基本一致,1 410～1 450 m与前述各深度段不同,集中于180°～200°;裂缝与破碎带、层理密切相关,宏观分布受构造控制。     

中国大陆科学钻探主孔钻孔崩落与现场应力状态的确定

中国大陆科学钻探主钻孔在1200m深度以下出现了钻孔崩落现象,我们在1200m至2015m的范围内采集了82个钻孔成像测井图象资料。对钻孔崩落长轴方位进行了方向统计,结果表明近似对称的崩落平均方位为324.8°±3.3°,对应的平均最大水平主应力方位为54.8°±3.3°。利用崩落形状要素(崩落深度和崩落宽度)以及岩石力学实验确定的岩石内聚力和摩擦系数,计算了1269m、1500m、2000m等16个深度上的最大和最小水平主应力的大小。根据岩石密度测井资料计算了各个深度上静负载应力。三个主应力的大小和方向反映出主钻孔位置的应力场处于走滑应力状态,与地震震源机制解得到的走滑应力场一致。     

各向异性岩体中利用测井资料反演地应力的方法

地应力场分析在钻井工程中具有重要意义,现代声、电扫描测井技术通过提取井下人工诱导裂缝信息为地应力反演提供了新的技术手段。钻井工程常遇含层理、结构面的岩体,而常规井壁崩落法反演地应力将岩体假设为各向同性与实际情况不符。为考虑井壁围岩的各向异性特征,引入层理弱化面概念建立了利用片壁坍塌崩落资料预测最大水平主应力的模型。计算结果表明:岩体中软弱面方位对井壁坍塌裂缝的位置和规模产生重要影响;随着大小水平主应力比值的增大,井壁坍塌区域产状及位置会发生规律性地变化;通过测井资料提取坍塌裂缝产状及位置信息可较为精确地限定水平最大主应力的取值区间。     

木里地区水合物钻孔井壁构造裂缝特征

木里地区三露天井田断层发育、岩性复杂,且钻探结果揭示水合物主要赋存于地层裂缝中,因此,笔者专门利用声成像测井资料对三露天井田水合物钻孔井壁构造裂缝进行研究,明确了研究区构造裂缝的成像测井响应特征,并从裂缝线密度、倾角、倾向等方面对裂缝的分布特征进行了分析讨论。结果表明:(1)研究区水合物钻孔井壁裂缝发育,倾角以高角度为主,低角度次之,水平裂缝与高角度裂缝少见;冻土层及以上裂缝较冻土层以下更为发育。(2)研究区裂缝主要走向与地层断裂走向基本一致或小角度斜交,裂缝的发育受断层控制明显。(3)研究区裂缝倾角相对较大,不利于烃类气体的大量聚集,这可能是该区域钻孔少见水合物的原因之一。     

CS404小口径超声成像测井探管研制

介绍了由核工业北京地质研究院自主研制的一型可用于铀矿勘查和开采领域的CS404小口径超声成像测井探管,其直径Φ40 mm、换能器工作频率为1.2 MHz、方位精度±1°、单圈成像扫描点数为180点、测井速度2 m/min时纵向分辨率为6.67 mm。在探管研制实现的基础上,进行了该型探管与QL40探管在室内模型和相山铀矿田CUSD1科学钻孔的对比测量试验,结果表明:CS404小口径超声成像测井探管声幅成像与时差成像对比明显、成像效果清晰,系统实现性能指标及成像结果均达到国外先进进口设备水平,能够为铀矿勘查和开采中的裂隙、破碎带识别以及产状提取提供一种全新的技术手段。     

渤海海域JZ25-1S太古宇潜山储层特征及其油气产能差异控制因素

精细划分变质岩储层类型,并建立不同类型储层与产能间的关系,对变质岩油田高效勘探开发具有重要意义。基于岩心、薄片、物性、常规测井、成像测井以及生产测井资料,深入剖析了渤海海域JZ25-1S油田太古宇潜山储层类型及其测井响应特征,重点探讨了不同类型储层的产能差异。结果表明：研究区主要发育风化壳型储层、内幕碎裂带型储层和内幕裂缝型储层,分别以溶蚀孔缝、破碎砾间孔以及构造裂缝为主要的储集空间类型,不同的储层具有不同的测井响应特征;定义单位厚度油产能大于2 m³/d为高效渗流储层,风化壳型储层与内幕碎裂带型储层为主要的高效渗流储层,内幕裂缝型储层的渗流能力变化较大;储层类型、裂缝密度、裂缝走向与最大主应力夹角等因素共同控制了变质岩储层的产能差异。     

轮古地区古岩溶成像测井响应特征及其对岩溶发育的指示作用

塔里木盆地轮古地区奥陶系碳酸盐岩储层受多期构造运动及古岩溶作用的叠加改造,该地区古岩溶作用形成的溶洞、裂缝等次生孔隙是主要的油气储集空间。因此古岩溶发育研究是碳酸盐储层评价极为重要的研究内容。文章在对轮古地区奥陶系碳酸盐岩储层大量成像测井资料处理基础上,主要通过对溶蚀裂缝、溶洞的成像测井响应特征进行分析,总结古岩溶标志的成像测井响应规律。高导缝在成像测井图像上表现为褐黑色正弦曲线,溶蚀缝表现为裂缝图像边缘不平直,未充填溶洞在图像上表现为暗色的团块分布,对于全充填洞,可在成像测井图中见到层理等沉积现象。溶蚀程度的差异可根据成像测井资料上解释的裂缝及溶洞中角砾的多寡来度量。轮古西井区,其大溶洞中角砾已溶蚀掉,部分溶洞充填泥砂,表明溶蚀程度很高;轮古中部各井溶洞中的角砾还比较大,单产状裂缝溶洞的规模比轮古西井区小,溶洞溶蚀程度较弱;轮古东井区未见单产状小溶洞,仅见大溶洞的雏形或只有交叉缝和溶蚀裂缝。对区域大量成像测井识别的洞穴数据统计结果表明轮古地区奥陶系洞穴型岩溶储层的分布主要受表层岩溶作用控制。      

融合地震属性和成像测井信息优化的储层缝洞带评价与钻井轨迹

针对新疆某工区强非均质性岩溶缝洞型碳酸盐岩储层,提出了一种基于地震多属性优化与电成像测井信息融合的碳酸盐岩储层缝洞带识别评价与钻井轨迹优化设计方法。首先,利用相干体、蚂蚁体等多种地震属性与张量约束的稀疏脉冲反演结果综合实现缝洞发育带空间分布预测与雕刻,确定可能油气圈闭的分布范围;然后,基于数学形态学滤波方法,由电成像测井资料自动拾取井壁的裂缝和溶蚀孔洞分布,统计井壁裂缝倾向和倾角;再次,用工区内钻孔多臂井径资料计算的井筒崩落信息与电成像资料拾取的诱导缝信息预测工区的最大和最小主应力方向;最后,融合地震属性与电成像测井信息评价的缝洞分布结果,预测工区内走滑断裂带的最大主应力方向以NE—SW为主,局部为NW—SE,且以中高角度为主的裂缝走向与主应力近乎平行。采用预测主应力分布方法实现了沿NW—SE方向的大斜度井与水平井优化设计,钻遇了大规模优质储集体,获得了稳定油流,并以此为基础在周围打井若干口,极大地降低了深层勘探的钻井风险。     

轮古东走滑断裂破碎带结构及与油气关系

利用最新处理完成的轮古东300 km2叠前深度偏移地震资料,多手段识别出轮古东气田发育3期4组断裂。断裂控制了裂缝走向与裂缝发育密度,裂缝主要为高角度(45°~75°)构造窄裂缝,沿裂缝存在溶蚀,走向主要为NESW。纵向上,一间房组裂缝发育密度最大(14条/100 m),其次为鹰山组(6条/100 m)和良里塔格组(4条/100 m);平面上,裂缝主要分布在主干断裂周边1 km范围内,随着距断裂距离增大,裂缝发育强度(裂缝线密度)呈指数降低。在此基础上,综合考虑主干断裂及伴生裂缝发育特征,将轮古东断裂破碎带平面上划分为"羽状破碎带、转换破碎带、斜列破碎带、复合破碎带"4种结构,羽状破碎带分布面积最广,是油气最富集的区域,是目前高效井的集中分布区,围绕羽状破碎带的钻探为走滑断裂控储控藏研究和寻找新的油气富集区域提供了新思路。     

汶川科钻WFSD-3孔裂缝响应特征及识别方法

汶川科钻WFSD-3孔位于四川省绵竹市九龙镇境内,该孔测井资料齐全,钻遇裂缝种类丰富、特征明显,是研究裂隙识别方法和地应力场分布的理想对象。从成像测井出发,通过汶川科钻WFSD-3孔的测井资料研究常规测井识别和提取裂缝的方法,总结了不同种类的裂缝在成像测井中的响应特征,然后分析了对应深度处裂缝在常规测井的响应特征,再根据各参数对裂缝的敏感度优选出裂缝识别参数来构造判别函数进行裂缝自动识别。结果表明,声波测井AC、密度测井DEN、补偿中子测井CNL、微球形聚焦测井RMSL、三孔隙度比值RP、岩石结构指数m和地层因素比值FRP在裂缝处响应明显,其中,声波测井AC、密度测井DEN对低角裂缝尤为敏感,由它们构成的判别函数识别正确率为86.67%,具有较好的应用效果。     

碳储深孔超声成像测井系统设计与应用

京津冀地区和雄安新区地热资源分布广泛,以深部碳酸盐岩热储层为主要特征。为了实现热储稳产、增产,采用超声波成像测井技术对储层裂缝参数进行检测、评价,分析地下岩体构造裂缝的分布规律,是非常有效的手段。本文针对深部碳酸盐岩热储层高温、高压的应用环境,研发了超声成像测井系统,满足了井深在4 000 m以深、井径150～500 mm、温度达到110℃以上、连续工作时间12 h以上、每米井段像点数大于5万点的使用要求。整装设备在雄安新区D22井进行了测井试验,结果表明：所研制的超声成像测井系统成像效果清晰、裂缝识别度高,各项性能指标均达到国外同类先进设备水平,能够为深部碳酸盐岩热储层的裂缝、破碎带识别以及产状分析提供一种高效的技术手段。     

准噶尔盆地西北缘二叠系火山岩储层裂缝发育特征及分布预测——以金龙2井区佳木河组为例

准噶尔盆地西北缘金龙2井区二叠系佳木河组裂缝是该区火山岩储层油气主要的渗流通道。综合岩心、岩石薄片及成像测井等资料,识别出该区主要发育的裂缝类型为半充填或未充填高角度缝,其次为半充填低角度斜交缝与网状缝。成像测井解释裂缝方位近东西向,与岩心古地磁解释现今地应力最大主应力方向近似平行,有效性开启较好。火山岩储层裂缝发育主要受构造与岩性两种因素影响。距离断层越近,由于构造曲率增大,裂缝越发育,裂缝多沿断裂呈条带状分布。不同的火山岩类型,裂缝发育程度也不同。通过成像测井资料分析,认为研究区中-酸性火山熔岩及火山碎屑熔岩裂缝较发育,并进一步定量计算出单井裂缝密度、裂缝倾角、裂缝孔隙度等,确定单井裂缝发育特征。结合叠前地震预测方法,即叠前方位各向异性法(AVAZ),优选衰减起始频率属性,预测了佳木河组火山岩储层裂缝分布特征。     

纵波频谱特征与裂缝带关系初探——在中国大陆科学钻探中的应用

裂缝带的识别和判断,对于实现中国大陆科学钻探的研究目标,为地学研究提供基础的井中物性参数具有很重要的意义。阵列声波测井的纵波频谱参数为实现这个目标提供了可能。通过对纵波频谱特征的分析得到这样的认识:对于断裂构造,纵波的频谱特征有着明显的变化,如纵波的主频位置向低频偏移,在低频位置上其幅度(能量)急剧地增大,与上下未破碎的岩层有着非常明显的差别。通过这些明显的特征,可以很好地识别和判断构造破碎带。利用主峰位置漂移、主峰幅度、主峰的半幅值高宽、主峰的能量这几个参数,对中国大陆科学钻探主孔的裂缝带进行了识别和判断。     

特殊测井在准南地区乌鲁木齐一带芦草沟组页岩油气层评价中运用

以地表地质调查成果为基础,以钻探、地质综合录井、核磁共振测井、电成像测井、正交多极子阵列声波等测井方法为手段,以岩石学特征、储层物性、储集空间类型和储集性能研究为重点,开展准南冲段带东段乌鲁木齐一带二叠系芦草沟组页岩油气评价。研究结果表明:该区带芦草沟组页岩含油气7层,其中优质含油层2层(64和66层);页岩储层矿物成分以高脆性矿物为主,物性特征表现为天然高导裂缝发育和低孔特低渗;油气藏表现为具中等含油饱和度的典型裂缝型油气藏特征。页岩储层各向异性较强,总体最大水平主应力为NWW向。     

山东黄金资源钻探井测井资料分析方法与应用

山东胶东地区为多期次岩浆活动与变质作用的产物,岩石以变质岩和岩浆岩为主。由于构造活动频繁,且处于断裂带上,岩石破碎带发育。本次科学钻探测井分析的主要任务是岩性识别与破碎带识别和划分。首先围绕岩性识别研究了多种测井交会图技术,实现了研究区钻遇的变辉长岩、片麻岩、二长花岗岩等的岩性识别,并总结了其测井响应特征。针对裂缝和破碎带分析,提出了应用主成分分析方法,并且识别结果与岩芯描述比较一致。上述岩性分析和裂缝、破碎带的测井解释结果对寻找黄铁矿石英脉起到较为重要的作用,也为综合地质信息的研究提供了可靠资料和依据。     

电成像测井资料在裂缝成因分析中的应用

以塔里木盆地为例,探讨高分辨率电成像测井资料在裂缝成因分析中的应用。根据电成像测井图像解释,利用裂缝图像的颜色(或灰度)和产状特征,结合岩芯标定和常规测井资料,可以有效地区分构造裂缝与非构造裂缝、张裂缝与剪裂缝,确定裂缝充填与否和充填物的成分,以及裂缝的溶蚀改造程度。利用从电成像测井图像上提取的共轭裂缝的产状信息,还可以恢复裂缝形成时古构造应力场的方向。     

中国大陆科学钻探孔区深层含金红石榴辉岩矿体

利用大陆科学钻探岩心、岩心物性测定结果、测井与VSP资料来标定地震反射体,大大提高了中国大陆科学钻探孔区地质构造解释的可信度。岩石物性测定表明,金红石榴辉岩的纵波速度极高,会产生明显的反射与重力异常。数值模拟表明,孔区三维地震拱形反射主要是由榴辉岩及切穿它们的晚期破碎带共同形成的。在CCSD主孔东南方深部重力高部位有多个这样的拱形反射,预示在地表陡倾榴辉岩的延伸方向还有多个一定规模的隐伏榴辉岩体。