声电成像技术在测井中的应用

摘 要：声电成像测井是一种新发展起来的为解决非均质性储层难题的方法。文中从声电成像浏井原理出发，通过对成像图的颜色、形态、地球物理意义、地质意义的研究分析，结合岩心资料，建立起一套声一电成像解释墓本模型。实际生产中，在岩性判定、裂缝识别、构造分析等基础地质研究方面，取得了很好的应用效果。

关键词：声电成像 测井 模式 地质 应用

声电成像测井技术是现阶段较为先进且有效的测井技术，利用该技术能有效识别非均质性储层，具有高分辨率、大信息量、直观反映井壁地层变化。能够及时获悉到地层或者井筒图像，能够全面的掌握井下信息。目前已得到了广泛的应用，是一种值得推广与宣传的先进技术，在地质研究方面有重要意义。

一、声电成像测井技术

声成像测井既可以利用滑行波，还可以利用反射波进行测量。主要通过反射波的能量及反射界面的声阻抗相关原理，来实现对反射波能量实际强弱进行准确的测量。从而达到明确具体的井壁岩石及套管实况。在实际中，遵循的测量原理是：运用换能器，在井下适当的位置处安装一个换能器，以作为发射与接收，在两次发射的中间作接收，实行的换能器工作方式是通过恒速在井中绕仪器轴旋转。与此同时对声波进行接收与发射，将反射波的信号进行放大，然后送入到示波管中，来当做示波器的控制信号，当反射波的强弱变为扫描线的亮暗，通过照相机同步照相记录。声电成像测井能够为我们展现清晰完整的地层岩性剖面，且最后所得测量结果存在着一定的方向性，有时候能替代钻进取芯。能进一步强化裂缝分析研究工作，利用电成像测井能够及时掌握了解裂缝的类别、参数分布情况以及有效性；通过电成像资料能够准确识别地层层理、沉积粒序及薄互层等的沉积结构特征。结合具体的沉积特征对当前的沉积环境加以分析，增强功率。

二、地质应用

1、划分薄层

电成像能够对厚度不足一英寸的地层成像，利于识别地层中的砂泥岩，而且能够非常准确地计算砂岩层厚度。如果在厚泥岩层段中夹薄沙层，泥质图像通常呈暗色，砂岩为浅色图像，产生易于识别的具有清晰的薄层界面；当厚砂岩层段中夹薄的非渗透隔层时，有两种可能，一种是高电导率的泥质夹层形成的非渗透隔层，另一种是钙质胶结的砂质夹层形成非渗透隔层。

2、层内岩石结构分析和地质构造解释

电成像仪器具有较高的分辨率，对井壁周围岩石的电阻率变化反映十分灵敏，对于不同的岩石结构图像有明显不同的特征，所以进行岩石结构分析。成像测井资料可以直观的反映井眼所穿过地层的变化，从而识别地层的接触关系，如不整合现象等。

（1）泥岩

泥岩主要是由粘土矿物组成的，颗粒直径很小，一般小于0.01mm，泥岩最常见的构造是水平层理、块状层理；由于泥岩的电阻率很低，因此在电成像图上显示为黑色特征；在声成像图上（图1）。

由于泥质削弱了超声波的回波能量，泥质地层的回波幅度降低，在图象上也表现为黑色，如图上的黑色条带。从常规曲线上看，泥岩具有高放射性，自然伽马（GR）值高；非渗透性，自然电位（PS）与基线基本重合。

（2）砂岩

砂岩从结构上看，是由碎屑岩、基质和胶结物三部分组成；从成分上看，组成砂岩的主要矿物是石英，其次是长石。在电成像图上，砂岩显示为浅色甚至白色微小的点状特征；在声成像图上（图1），因砂岩回波幅度相对较强，表现为亮黄色或白色，如图上的浅色条带所示。从常规曲线上看，与其它岩石相比较，砂岩的渗透性和孔隙性较好。因此，自然电位的异常幅度较大；自然伽马、电阻率、密度（DEN）数值较高，声波时差（AC）数值较低。这些虽然不能唯一确定砂岩，但与图象相结合，即可准确地识别砂岩。

（3）砾岩

砾岩又称为粗碎屑岩，其中粒度大于2mm的陆源碎屑物质超过50%，还有充填物和胶结物。粗碎屑岩一般搬运距离不远，碎屑粗大，绝大部分是岩屑而不是碎屑。由于砾岩中，砾石高阻，而充填物和胶结物是低阻，所以在声一电成像图上（图1），砾岩呈现为不规则的高阻白色特征与不规则的低阻浅色特征相混杂。这时常规曲线，电阻率和密度较高，声波时差较小，自然电位幅度较低。

3、裂缝识别

在裂缝性储层当中，裂缝的识别和评价对油田开发息息相关。在识别裂缝方面，较为传统的方法有以下几种：用孔隙度曲线分别计算储层的原生孔隙和次生孔隙，通过次生孔隙的大小判别裂缝；利用地层倾角的微电阻率曲线进行电导率异常检测，从而指示裂缝；通过对深浅双侧向在裂缝性介质中的响应模拟，直接计算裂缝的倾角及裂缝的孔隙度。总的来说，这些方法在定性识别的准确性和定量计算的精度方面并非十分理想。自从成像测井投人使用以来，人们对裂缝的识别和评价有了一种全新的感觉，它将井壁的视觉效果展现在人们的面前，犹如身临其境，它是目前最有效的识别和评价裂缝的方法闭。较为普遍的裂缝有开启裂缝和诱导缝。

（1）开启裂缝

开启裂缝是地壳运动过程中，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（图2）。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。开启裂缝在声一电成像图上显示为低阻黑色特征。

（2）钻井诱生裂缝

由于钻开地层后，原始地层应力释放，挤压井眼周围的地层，在井壁上产生了钻井诱生裂缝。在声一电成像图上，钻井诱生裂缝显示为黑色线条，其形态如下：A、钻井诱生裂缝在图像上呈与井轴近似平行的黑色线条，分布在相距180，图像的两侧（图3）。B、钻井诱生裂缝在图像上为黑色短线叠加而成雁状分布，也分布在相距180，图像的两侧（图3）。

4、层理特征分析

声电成像测井资料具有丰富的地质信息，能够反映沉积韵律变化，而且可以提取地层的层理倾向、倾角，从而反映古水流方向、层理类型、沉积能量等沉积特征的变化，为沉积环境分析提供了可靠的保证。

5、地应力分析

对于应力不平衡地层，由于钻井导致应力释放，从而会产生井眼在最小水平主应力方向的应力跨塌，以及沿最大主应力方向的钻井诱导缝，因此可以根据成像图上的椭圆井眼长轴方向及成像图上的颜色变化来确定最小水平主应力方向，并通过钻井诱导缝的方位来确定最大水平主应力方向。

结论：声电成像图是一种类似于定向岩心柱状展开面的彩色图像，具有高分辨率、高井眼覆盖率和可视性特点，可直接反映井壁缝、洞的分布情况，因此，在识别裂缝和溶洞、溶孔方面具有得天独厚的优势，同时在精细岩性剖面划分，精细沉积分析，微构造解释等方面都有很好应用效果。但是，声电成像在应用中也存在一些问题，主要有声电成像模式的实验数据缺乏，造成模式库的信息不够丰富，地质特征识别存在多解性。即便如此，相信通过不断的认识完善，声电成像技术能更好的服务于油田勘探开发。

参考文献

[1]李竹强，范宜仁，孙庆涛.塔河油田碳酸盐岩储层FMI识别模式研究[J].国外测井技术，2010（2）

[2]周建红，王拥军，姚美兰.声-电成像测井解释方法及地质应用[J].河南石油，2006（2）