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82.斯通利波裂缝分析

裂缝型储集层的油气生产裂缝发挥着重要作用, 因为它们为该储层的流体流动提供了必要的管道。因此, 互连裂缝网络的识别、评价和描述是储层工程评价的关键。

与纵波和横波不同,斯通利波不是体波,而是一种制导波,它在井筒内沿井壁表面传播,其能量从井壁开始向两侧呈指数衰减。在低频的情况下,斯通利波为管波,可用简单的物理模型来描述。在井眼中,管波的传播类似于活塞运动,使得井壁在径向上膨胀和收缩。井壁上由于裂缝的存在会导致斯通利波传播速度的变化,产生斯通利波的反射,导致斯通利波的能量衰减。因此可以用斯通利波来定性判断开启的裂缝。

通过斯通利波来识别裂缝是通过确定反射及透射系数实现。当斯通利波遇到与井眼相交的开口裂缝时,由于裂缝引起的较大声阻抗反差使一定量的斯通利波反射,在声波波形上看到雪佛龙模式(V字型模式),同时通过处理可以得到上下反射系数。通常产生斯通利反射波包括以下三种情况:1)井眼的不规则性,如井眼崩落;2)地层层界面导致的界面波阻抗差异;3)非垂直开口裂缝。

Stoneley analysis in front of an open fracture (Courtesy T. Endo et al, 1998)

利用井径、密度、声波等曲线还可以正演得到理论的斯通利波模型,这种波形认为包含了层界面反射和井眼突变造成的反射。通过与实测斯通利波比较就可以定性识别裂缝。

Techlog Acoustic Interpretation suite囊括了对于斯通利波反射的处理与计算。选择Stoneley Products下面Stoneley fracture workflow进行处理与解释。

工作流是以向导的方式运行,斯通利波裂缝处理包括以下步骤:斯通利波的裂缝分析、Tezuka 模型裂缝分析、结果分析及裂缝开度计算。

斯通利波裂缝分析需要输入的曲线包括:斯通利波波形; 斯通利波时差,井径或井眼尺寸、地层密度、纵横波时差;需要用到的参数包括泥浆密度、泥浆慢度及衰减度。

输出结果为斯通利波及Tezuka模型计算的上下反射系数及透射系数。

通过比较斯通利波及模型的反射系数,以及两者在波形上“V”字型存在情况来确认裂缝位置,及其对应的裂缝开度和裂缝孔隙度。

斯通利波裂缝分析成果示意图

备注:该方法仅适用于裸眼井;目前该工作流支持由Sonic Scanner, DSI, Thrubit 及 SonicScope采集获得的斯通利波的处理。


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