1、 第 1 页裂缝的识别裂缝是指岩石的断裂，即岩石中因失去岩石内聚力而发生的各种破裂或断裂面，但岩石通常是那些两个未表现出相对移动的断裂面。其成因归纳为：（1）形成褶皱和断层的构造作用；（2）通过岩层弱面形成的反差作用；（3）页岩和泥质砂岩由于失水引起的体积收缩；（4）火成岩在温度变化时的收缩。从 FMI 图像上，我们可以总结出裂缝的类型：（1）高角度缝：裂缝面与井轴的夹角为 015 度；（2）低角度缝：裂缝面与井轴的夹角为 7090 度；（3）斜交缝：裂缝面与井轴的夹角为 1570 度。在某些特定的地区，我们可以从 FMI 图像上观察出网状缝，弥合缝和一些小断层。第一节 地层真假裂缝的识别方法
2、在微电阻率扫描成像测井图 FMI 上，与裂缝相似的地质事件有许多，但它们与裂缝有本质的区别。一、 层界面与裂缝前者常常表现为 一组相互平行或接近平行的高电导率异常，且异常宽度窄而均匀；但裂缝由于总是与构造运动和溶蚀相伴生，因而高电导率异常一般既不平行，又不规则。二、 缝合线与裂缝缝合线是压溶作用的结果，因而一般平行于层界面，但两侧有近垂直的细微的高电导率异常，通常它们不具有渗透性。裂缝主要受构造运动压溶作用的影响，因此与缝合线的形状不一样，并且与裂缝也不相关。三、 断层面与裂缝断层面处总是有地层的错动，使裂缝易于鉴别。四、 泥质条带与裂缝泥质条带的高电导率异常一般平行于层面且较规则，仅当构造运
3、动强烈而发生柔性变形才出现剧烈弯曲，但宽窄变化仍不会很大；而裂缝则不然，其中总常有溶蚀孔洞串在一起，使电导率异常宽窄变化较大。五、 黄铁矿条带与裂缝黄铁矿条带成像测井特征 与泥质条带的特征混相似，但其密度明显增大，可作为鉴别特征。总之，如图 31 所示，除断层面以外，其他地质现象基本平行于层理面，而裂缝的产状各异。无论怎样弯曲变形，相似的这些地质现象的导电截面的宽度却相对稳定，第 2 页相反裂缝的宽度通常因岩溶与充填作用变化较大。第二节 地层中天然裂缝和诱导裂缝的鉴别方法要鉴别天然裂缝和诱导裂缝，就须搞清诱导缝产生的机理和相应的特征。在井下，从 FMI 图上常见的有三种情况。一、 钻头振动形成
4、的裂缝钻井过程中由于钻具振动形成的裂缝十分微小且径向延伸很短，虽然在 FMI 图像上有高电导率的异常，但是在方位电导率成像（ARI ）测井和探测较深的双侧向测井却无响应，因此很容易判断出它的无效性（如图 32） 。二、 重泥浆和地应力不平衡造成的裂缝由这种原因成的裂缝，它们虽然径向延伸不远，但张开度和纵向延伸都可以较大，因而在 FMI 和 ARI 图像上都有异常，我们可以利用下列特征加以识别：（ 1） 、在 FMI图像上，它们总是以 180 度或近于 180 度之差对称出现在井壁上；（2） 、是以高角度缝为主，在两侧有羽毛状的微小裂缝。 （3） 、在双侧向测井曲线上出现特有的“双轨”现象，即深
5、浅双侧向曲线表现为大段平直的正差异异常，其电阻率数值较高（如图 33） 。值得注意的是，应力压裂裂缝与井壁椭圆形塌落图像的差别。他们都具有垂直裂缝特征，但后者两侧无羽毛状微细裂缝，且总是在最小主应力方向上，因而与压裂裂缝近似诚 90 度夹角关系。这类裂缝在脆性致密地层经常出现。不仅在重泥浆钻井井断可见，有时在泥浆密度虽不大，但水平主应力差别较大时也能看成诱导裂缝。三、 应力释放裂缝在裂缝发育段，古构造应力多被释放，保存的应力很小，而且现代构造应力在充满流体的裂缝处也将剧烈衰减，因此裂缝段的构造应力是很小的，其应力的非平衡性也必须微弱；但在致密碳酸岩盐层段的古构造应力却未得到释放，加之现代构造应
6、力在致密岩石中不容易衰减，因而其间存在巨大的地应力。这种地层被钻开，为其间的地应力释放提供了条件，随着地应力的释放，将产生一组与之相关的裂缝，这些裂缝即可以在岩心上出现，也可在井壁上出现，其特征可清楚的反映在 FMI 图像上（如图34） ，它们是一组接近个平行的裂缝，其裂缝的倾角与地下三轴向应力的相对大小有关。1、当垂向应力为中间主应力和最大主应力时，裂缝为垂直缝和高角度缝。2、当垂向应力为最小主应力时，裂缝为低角度缝。此外，裂缝面十分规则。在常规测井中，易误解为低孔高角度裂缝性储层。归纳起来，天然裂缝和诱导裂缝在形态上有以下几点主要差别：A、诱导裂缝是就地应力作用下即时产生的裂缝，因此只与地
7、应力有密切关系，故第 3 页排列整齐，规律性强。天然裂缝常为多期构造运动形成，又遭地下水的溶蚀与沉淀作用的改造，因而分布极不规则。B、天然裂缝因遭溶蚀和褶皱的作用，故裂缝面积总不太规则，且风宽有较大的变化，而诱导裂缝的缝面形状较规则且缝宽变化较小。C、诱导裂缝的延伸都不大，故 RLLD 曲线下降不很明显。第二节 裂缝有效性的评价方法对裂缝有效性评价的实质是对三维空间非均质性的认识。目前主要是通过一维和二维方法结合来实现。井下天然裂缝有效与否，取决于它的张开程度及径向延伸和连通情况。因此裂缝有效性的评价就是对以下三个因素进行描述和评价。一、从裂缝张开度来评价裂缝的有效性对裂缝张开度的描述，原来主
8、要用双侧向测井的差异和电阻率值，再根据图版或公式来求取张开度。但是该方法受到的影响因素太多，如裂缝的产状及组合，储层的含流体性质，泥浆的侵入特征就很差。如 FMI 和 ARI 等成像图，从裂缝在井壁上的形态特征来评价裂缝张开度就要准确得多。下面谈谈是否为有效张开缝的判别：完全被充填的裂缝自然是无效缝，但张开缝也不完全是有效缝。1、非渗透性的微细裂缝。这种裂缝被束缚水充满，不具有渗透性能。如石灰岩中的簿曾状构造，其间就具有很多这种微细裂缝，它们主要被束缚水充满，故电阻率很低，具有一定的孔隙度响应，自然伽马值又不高，因而被常规测井资料误判为渗透层，但在 FMI 图像上则可以清楚的看出这两种非均匀岩
9、石聒噪的形态特征，从而加以排除。2、人工诱导裂缝也有无效和有效之分。钻具振动形成的微细裂缝均为无效缝；出现在致密岩层中的重泥浆压裂缝是无效缝，但出现在渗透性层则可能与天然裂缝相连同，成为有效缝。应力释放裂缝是井被钻开后才形成的裂缝，它们在地层被钻开前是闭合的，岩心中的这种裂缝内无泥浆或泥浆滤液痕迹就是证明，因此它们是无效缝。而且由于应力释放裂缝基本都发生在致密层段，所以也不可能对天然裂缝有任何好的连通作用。二、从裂缝的径向延伸来判断裂缝的有效性1、用深浅双侧向测井响应来近似估计裂缝的向径延伸由于浅双侧向测井的径向探测深度为 3050CM，而深双侧向和 ARI 测井的径向探测深度都为 23M。因
10、此对于向径延伸小于 05M 的无效高角度裂缝，ARI 图像和深浅双侧向都因主要反映基岩的高电阻率，故而呈高电阻率特征，且电阻率差异也不大，其深浅双侧向值的比率小于 5；当裂缝的径向延伸在 052M 时，浅双侧向就基本只受侵入带影响，而深侧向 ARI 还将受到基岩电阻率较大的影响，故浅侧向电阻率明显降第 4 页低，而深侧向电阻率仅略有降低，所以出现大幅度的正差异，其比值可达 511；对于向径延伸大于 23M 的有效高角度裂缝，以上三种测井参数都将受到裂缝的影响，故ARI 图像有明显的高电导率异常，深浅双侧向电阻率也将降低，深浅双侧向正差异的幅度减小，其比率小于 5。2、通过 FMI 与 ARI
11、的比较来判断裂缝的向径延伸一般而言，FMI 的径向探测深度比 ARI 小得多，仅在水平裂缝或低角度裂缝时两者才比较接近。因此 FMI 可看到井壁上的全部裂缝，包有效的和无效的，而 ARI 则只能看到向径延伸在 2M 以上的裂缝。所以比较两者的图像或处理结果，如 SPOT 处理结果，就可估计裂缝的向径延伸情况。具体方法是 FMI 图上确定是否为天然裂缝，在ARI 图上看这些裂缝是否存在，不存在为无效缝，存在为天然缝。3、通过 FMI 与 BCR 结合分析高角度裂缝的有效性各向异性是对地层非均质性的反映，其主要的影响因素是地应力和高角度裂缝。高角度裂缝发育地层，存在强烈的各向异性，BCR 测井方式
12、下使快慢横波发生分离，其快横波的方向与裂缝的走向一致，而且只有延伸较远的裂缝才有反映，因此可用来指示有效裂缝的存在。但应指出，由于天然裂缝发育一般不规则，其方向具有不确定性，快横波反映的方向是主裂缝发育的方向，而且还必须与地应力造成的各向异性相鉴别，最大水平住地应力在一口井中通常比较稳定，故在由地应力造成的各向异性表现在快横波的方位上基本为一个方向，可通过 FMI 图像来区分。三、从裂缝的渗滤性能来判断裂缝的有效性裂缝的渗滤性综合地反映了裂缝的张开度、径向延伸度及三维空间的连通程度等，是评价裂缝储层有效性的最好指标。目前评价裂缝的渗滤性的最好方法是用斯通利波传播特征，其具体方法总结如下：1、根
13、据斯通利波能量衰减程度来判断裂缝渗透性的高低。渗透性越高，能量衰减越快。但应用中需注意泥饼的影响，因泥饼要阻止斯通利波能量的衰减，而且泥饼的厚度及对井壁的覆盖特征又与裂缝性储层的孔隙空间结构有密切的关系，所以泥饼使斯通利波能量衰减变得十分复杂。2、根据斯通利波波形干涉特征判断裂缝渗透性的高低。任何有效的裂缝都将在地层中产生一个声阻抗截面，从而造成斯通利波波形在裂缝面处的反射和干涉。但应注意与层界面、泥质条带等非裂缝性声波阻抗界面相鉴别。3、根据斯通利波传播速度来判断裂缝渗透性的高低。由于斯通利波速度直接受到地层切变模量的影响，而切变模量又与地层渗滤性有密切的关系，因此可用来计算渗透率值（该方法
14、根本不受泥饼的影响） 。当然用重复式地层测试器以及双封隔试的地层测试器（MDT ）也可可靠地求取算渗透率值。从而更好地评价裂缝的有效性。 第 5 页第三节 矿物充填缝及其光晕效应矿物裂缝能给出关于成岩作用过程可能较小地改变相关裂缝位置的有用信息，一些科学家注意到不同的充填矿物可能确定裂缝的年代。矿物充填裂缝减少了纵向或垂向上的渗透率，建立了一个“薄的压实层” ，这些层带导致了孔隙度和渗透率的减小，认识它们对储层流体流动性质的影响程度是重要的。图 35 上孔隙度为 18%的含油砂岩的成像资料。两条明亮的正弦波形是矿物充填裂缝。次生矿物充填的裂缝比周围砂岩有更强的反射，即充填矿物有较高的声波阻抗且代表较硬的岩石。一般而言， 张开缝以高电导率异常出现；被方解石、石英等矿物充填的裂缝则以白色的高电阻率异常出现。如果裂缝中所充填的是高电阻率物质，那么有以下情况：当裂缝的高角度不大或者裂缝面与仪器的极板面接近垂直时，FMS 图像上显示出浅色线条，反映高电阻率裂缝。当裂缝面朝向仪器面时，FMS 图像上的显示为：彩色图像上，在正弦曲线的顶部以上及谷部以下出现光晕，其余地方显示深色；在黑白图上，在正弦曲线的顶部以上及谷部以下为白色，其他地方为黑色，这种现象机理如图 36。左图反映电阻率裂缝 FMS 图，右图时产生光晕效应的机理。
