基于裂缝柔度和地应力模型的声电测井正、反演方法及应用

电阻率成像探测深度通常为几厘米,超声波成像数据也只能提供井壁的声幅或到时图像。因此,很难评估井壁张开裂缝在地层中的分布情况。声波测井一般应用弹性各向异性表征地应力场和裂缝特性等,通常岩石的固有各向异性、高角度地层层面、裂缝或不平衡应力挤压等都可以导致弹性波表观各向异性,因此往往难以判断各向异性的成因。前人针对单一方位二维裂缝模型进行了声波正演模拟,但不适用于井筒含多组任意方位裂缝介质的弹性波模拟。为此,首先拾取井壁成像测井中导致声波表观各向异性的三类结构特征(天然裂缝、层面缝(或薄层)和钻井应力诱导缝)信息,同时定量化层理结构信息(如倾向、方位等),并将裂缝分层、分组;然后从声波全波列中提取地层的快、慢横波慢度及各向异性方位;接着在岩石和裂缝信息井壁成像建模基础上,通过裂缝附加柔度模型、层面伪裂缝模型和非线性应力场弹性波动理论正演模拟岩石的声波属性;最后通过对比声波速度及各向异性方位等信息的模型预测结果与实测结果,利用最小误差拟合反演确定井壁图像表征的裂缝类型与各向异性的成因,并对比、分析了频散曲线特征。将所提方法应用于花岗岩潜山裂缝型气田生产测试井以验证方法合理性,实际模拟结果表明:波速对各向异性成因的敏感度不如快横波方位,波速拟合误差一般较小且易于收敛,而快横波方位更能区分和判断地层的各向异性类型,从而有效、可靠地指示裂缝类型;B井地层分上、下两层,下层(2950~3000 m)发育层面伪裂缝、钻井诱导缝及少量有效缝,测试产能较低,上层(2900~2940 m)有效缝发育,测试产能较高。

甘肃临夏盆地红色地层磁组构特征与沉积环境分析

甘肃临夏盆地中广泛分布新生代红色地层,其中尤其以青灰色-紫红色交替出现的地层最具特色,被学者们形象地称之为"斑马层"。该地层基本水平分布,因为夹带灰白色层,看起来显然与第四纪黄土-古土壤差别较大,于是过去人们通常认为这套新生代红色堆积是湖相沉积地层。但是野外观察发现,许多地方红色地层的土壤层次和钙积层依然普遍存在,就如同新近纪的红粘土;红白相间的互层在现代沟谷的边坡,能够随地形倾斜披覆并沿着边坡向下收敛变薄,这种地层能够随地形斜披现象很难用湖湘沉积物来解释。我们对这套红白交互层的边坡倾斜层位和水平层位分别采集定向样品,测量其磁化率的各向异性,同时采集附近现代边坡倾斜黄土层和水平黄土层样品进行对比研究。磁组构测量结果表明:水平地层和边坡倾斜地层均代表原生地层形态,并非后期构造运动使得水平地层变斜;同时这套随现代边坡地形倾斜收敛的红白色互层也并非原生水下环境中形成,而更可能是与第四纪黄土相似,是在原本倾斜的古地形上堆积形成,当时在水上地形接受风积物沉积,由于顺坡和沟中流水作用使得边坡地层逐渐变薄,而显得收敛。流水的作用还可能使得磁颗粒被扰动,破坏了上覆黄土磁组构收敛的特点。因此,灰白颜色很可能并非沉积当时本色,而是由于原生风成堆积后经滞水浸泡还原,导致潜育而被改变成为灰白色。斑马层在边坡随古地形倾斜,并且沉积物明显受到水的作用,证实大夏河水系内的椒子沟、毛沟和毛毛沟在斑马层沉积以前就被河流下切形成,而且当时河流排水不畅,造成低处有时短期被淹,留下水平层理等痕迹。现代的沟谷就沿着过去的地形进一步深切发展起来,反映了大夏河水系可能在13Ma以前就已经发育。大夏河是黄河一级支流,可能表明黄河河流系统至少在13Ma前就已经形成。