《超深裂缝性致密砂岩储层测井评价方法与应用》是作者及其科研团队在新疆塔里木盆地超深裂缝性致密砂岩储层评价技术攻关近10年实际工作的成果与经验总结，地质背景与工程应用结合紧密。《超深裂缝性致密砂岩储层测井评价方法与应用》共7章，较全面地叙述测井在超深裂缝性致密砂岩储层评价中的新方法和应用效果；详细介绍关于裂缝性致密砂岩储层识别、各向异性及流体性质评价的研究成果，具有较强的创新性；在内容上也比较注重工程实际的应用效果，突出实用性。

第1章 裂缝性致密砂岩储层特征与评价进展
　　国家统计局、国家能源局公布的数据显示，2007年我国国内天然气消费总量首次超过总产量，随后逐年递增，到2018年，天然气消费总量超过产量的差值已达到1 200.35×108 m3，供需矛盾进一步增大。为扩大生产，保障国家能源安全，我国先后开展了致密砂岩气、页岩气、煤层气等非常规能源的技术攻关。但从现阶段效果来看，致密砂岩气增储上产效果明显。按照《能源发展“十三五”规划》，2020年我国天然气产量高达2 200×108 m3，其中，致密气产量高达800×108 m3，占比高达36.36% ，进一步表明在现阶段开展致密砂岩气勘探开发技术研究具有重大现实意义。
　　国内致密砂岩气藏主要分布在鄂尔多斯盆地、松辽盆地、塔里木盆地及四川盆地（表1.1）。塔里木盆地库车地区白垩系巴什基奇克组砂岩储层一般埋藏在6 000 m以下，地层压力大，孔隙结构复杂，这也是以往任何已经开采的致密砂岩储层所不具备的。对于该类储层，必须先建立以储层孔隙空间类型（裂缝）为主的有效性评价，而后在此基础上建立流体识别方法。这也是当前复杂储层流体测井识别的主流发展方向。
　　表1.1 中国典型致密砂岩气藏特征（邹才能等，2012） 地区
　　1.1 裂缝性致密砂岩储层的基本特征
　　本次研究的超深裂缝性致密砂岩地层位于塔里木盆地北缘的库车凹陷，库车凹陷北面为天山南麓，南边与塔北隆起相邻，是一个比较复杂的叠合型前陆盆地，所以在该凹陷上发育了多个含气有利圈闭（图1.1）。其中，K区带为库车凹陷上典型的裂缝性致密砂岩地层，目前在该区带上钻完的X51、X1 、X2 井均获得了工业油气流。
　　图1.1 研究区域位置 K区带位于克拉苏逆冲断裂下盘，K南断裂上盘，是克拉苏构造带的第三排区带，南北分别以断层为界线与K南区带、K北区带相邻。由K1、K2、K5、吐北4 等多个局部构造组成。K区带的构造带发育于新近纪晚期，以发育古近系大型盐下局部构造为特征，局部构造隆起幅度高、面积大，为油气聚集的有利构造区带。K区带从上到下钻遇的地层有第四系、新近系、古近系、白垩系。新近系发育有库车组、康村组、吉迪克组，古近系发育有苏维依组、库姆格列木群，白垩系发育有巴什基奇克组、巴西改组、舒善河组。气层主要分布在古近系库姆格列木群白云岩段—白垩系巴什基奇克组砂岩中（表1.2）。沉积物以细-中砂岩为主，少量粉砂岩，少见陆源砾石，泥砾较发育，反映沉积物离物源较远。岩性组合主要表现为中细砂岩或含泥砾中细砂岩、细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩（或泥岩）组成的向上变细的正韵律。沉积构造类型主要包括冲刷面、平行层理、交错层理、粒序层理、砂纹层理、透镜状层理、块状层理及各种变形构造等，主要发育辫状河三角洲与扇三角洲。
　　表1.2 K区带地层简表
　　1.1.1 岩性特征
　　归纳整理塔里木盆地致密砂岩白垩系多块普通薄片资料、碎屑岩铸体薄片、毛管压力曲线、粒度等岩心分析资料，对这些资料所反映的岩石成分、粒度、分选等岩石学特征进行分类和统计。
　　1.岩石类型
　　白垩系碎屑岩的岩石成分主要由石英、岩屑、长石组成。其中，D 地区碎屑岩岩石的石英含量为35%～65%，平均为46.85% ；长石含量为8%～43%，平均为22.21%，以钾长石含量为主；岩屑含量为13%～51%，平均为30.95% 。KD 地区碎屑岩岩石的石英含量为41%～89%，平均为53.16%；长石含量为0～37%，平均为23.19%；岩屑含量为7%～35%，平均为23.66%。K地区碎屑岩岩石的石英含量为38%～65%，平均为49.27%； 长石含量为12%～45% ，平均为29.95%；岩屑含量为10%～40%，平均为20.78% ，如图1.2 所示。
　　图1.2 白垩系碎屑岩岩石成分分布
　　岩石普遍含灰质，碎屑颗粒以细粒、中粒为主，少数为粗粒、极细粒及粉粒；分选性好-中等；磨圆程度以次棱状为主，其次为棱角-次棱角状；颗粒间以点-线接触为主。D 地区、K地区胶结类型主要为孔隙型，KD 地区胶结类型以压嵌型为主，孔隙型、薄膜-孔隙型及薄膜型也占很大比例，如图1.3～图1.9 所示。
　　图1.3 D地区碎屑岩岩石粒度分布
　　图1.4 KD地区碎屑岩岩石粒度分布
　　图1.5 K地区碎屑岩岩石粒度分布
　　图1.6 白垩系岩石颗粒分选性分布
　　图1.7 白垩系岩石颗粒磨圆度分布
　　图1.8 白垩系岩石颗粒接触关系分布
　　图1.9 白垩系岩石胶结类型分布
　　2.填隙物
　　在D、KD、K三个地区的储层砂岩中填隙物主要由杂基泥质和胶结物（方解石、白云石、膏质）等组成。其中D 地区储层泥质含量为0～18%，平均为3.8%，胶结物含量为0～31%，平均为11.86%；KD 地区储层泥质含量为0～38%，平均为5.64%，胶结物含量为0～23%，平均为3.23%；K地区储层泥质含量为0～28% ，平均为3.82% ，胶结物含量为0～28%，平均为7.52%。
　　1.1.2 物性特征
　　1.孔渗关系
　　白垩系储层整体上属于低孔低渗与特低孔特低渗储层（岩心分析），平面上储层非均质性中等-较小，储层岩性、物性均变化较小，但每个地区的差异较大。岩心渗透率和孔隙度分布范围均较广。
　　D地区孔隙度分布区间为0.68%～7.27%，平均为2.35%，主要分布在1%～5%，占86.32% ；其次为0～1%和>5%，分别占9.47%和4.21%。渗透率分布区间为0.0002～3.46 mD ，平均为0.295 mD，主要分布在0.1～1 mD ，占55.45%；其次为0.01～0.1 mD， 占24.55%（图1.10）。
　　图1.10 D地区孔隙度、渗透率分布
　　KD地区孔隙度分布区间为1.57%～18.08% ，平均为8.55%，主要分布在5%～10%， 占44.93%；其次为10%～15%和0～5%，分别占38.77% 和15.86% 。渗透率分布区间为0.015～41.5 mD，平均为2.52 mD，主要分布在0.1～1 mD，占46.99%，其次为1～10 mD， 占38.76%（图1.11）。
　　图1.11 KD地区孔隙度、渗透率分布

目录
第1章 裂缝性致密砂岩储层特征与评价进展 1
1.1 裂缝性致密砂岩储层的基本特征 2
1.1.1 岩性特 4
1.1.2 物性特征 6
1.2 裂缝性致密砂岩储层测井评价研究进展及存在的困难 8
1.2.1 裂缝测井检测技术发展及存在的问题 9
1.2.2 储层有效性评价发展及存在的问题 11
1.2.3 裂缝性储层饱和度研究进展及存在的问题 11
1.3 裂缝性致密砂岩储层测井评价主要创新成果 12
第2章 裂缝性致密砂岩测井响应特征与采集系列优选 13
2.1 常规测井响应特征 14
2.2 岩性测井响应特征 14
2.2.1 元素俘获能谱测井响应特征 15
2.2.2 岩性测井仪测井响应特征 19
2.3 成像测井响应特征 19
2.4 不同泥浆体系下声电成像测井响应特征 25
2.4.1 水基泥浆钻井液下测井响应特征 26
2.4.2 油基泥浆钻井液下测井响应特征 32
2.5 测井评价需求与采集系列优选 55
第3章 岩性测井资料处理与储层评价 57
3.1 测井数据的标准化 58
3.2 岩性粒级测井划分方法及效果 61
3.2.1 岩性粒级测井划分方法 62
3.2.2 岩性粒级测井划分效果 63
3.3 元素俘获能谱测井岩性评价方法 66
3.4 低孔砂岩储层孔渗评价方法 72
3.4.1 孔隙度建模与实践 72
3.4.2 渗透率建模与实践 74
3.5 低孔砂岩储层有效性评价 75
3.5.1 有效储层的下限值确定 75
3.5.2 储层等级划分 78
第4章 地层各向异性电阻率测量实验与数值模拟 81
4.1 地层电阻率各向异性特性 82
4.1.1 地层电阻率各向异性的概念 82
4.1.2 地层电阻率各向异性的描述参数及其计算 83
4.2 电阻率各向异性测量实验与分析 85
4.2.1 地层电阻率各向异性实验步骤 85
4.2.2 地层倾角各向异性电阻率校正 86
4.3 应力差-电阻率实验及分析 92
4.3.1 应力差-电阻率实验方法及流程 92
4.3.2 应力差-电阻率实验测量 93
4.3.3 应力差-电阻率实验结果分析 99
4.4 各向异性及应力差岩石电阻率数值模拟与分析 100
4.4.1 各向异性电阻率数值模拟与校正 100
4.4.2 强地应力挤压下电阻率数值模拟与校正 104
第5章 致密砂岩裂缝识别及有效性评价 115
5.1 微电阻率成像测井裂缝识别方法 116
5.1.1 裂缝的定性识别 116
5.1.2 裂缝参数定量计算 117
5.2 偶极声波测井裂缝识别方法 120
5.2.1 地层各向异性与裂缝关系 120
5.2.2 裂缝对横波传播影响的实验研究及相应的裂缝评价方法 120
5.3 远探测声反射波裂缝识别方法 125
5.3.1 理论研究现状及方法 126
5.3.2 致密砂岩中远探测声波识别裂缝方法 126
5.4 常规及其他测井裂缝识别方法 129
5.4.1 三孔隙度测井 129
5.4.2 深浅电阻率测井 129
5.4.3 常规测井资料的二次处理与裂缝识别 131
5.5 油基泥浆井裂缝评价方法及应用 134
5.5.1 不同泥浆条件的成像效果对比 134
5.5.2 声成像裂缝定量评价方法及裂缝参数刻度 140
5.5.3 油基泥浆裂缝综合评价及应用 143
5.6 裂缝性储层有效性综合评价 147
5.6.1 储层有效性相关参数精细评价与储层类型划分标准 147
5.6.2 储层有效性综合评价方案与标准 149
5.6.3 储层有效性综合评价实例及分析 149
第6章 裂缝性致密砂岩储层流体评价方法 151
6.1 裂缝性致密砂岩储层流体识别方法 152
6.1.1 三孔隙度差值法原理及效果 152
6.1.2 电阻率、声波时差气水指数法原理及效果 156
6.1.3 流体压缩系数法原理及效果 157
6.2 深层致密裂缝性砂岩储层饱和度评价方法 165
6.2.1 泥浆侵入影响分析 166
6.2.2 泥质含水饱和度模型 167
6.2.3 裂缝含水饱和度模型 168
6.2.4 岩电参数的控制因素及确定 171
6.3 岩石束缚水饱和度方法 177
6.3.1 压汞法确定束缚水饱和度 177
6.3.2 利用束缚水饱和度识别流体性质 181
6.4 录井资料识别储层流体 183
6.4.1 三角形图版法 184
6.4.2 皮克斯勒图版法 184
6.4.3 烃比折角法 186
第7章 裂缝性低孔砂岩气藏地质工程解释及产能预测 189
7.1 高陡构造地层地应力评价方法 190
7.2 井筒稳定性、出砂分析与压裂高度预测技术 204
7.2.1 井筒稳定性分析 204
7.2.2 井筒出砂指数分析 210
7.2.3 井筒酸化压裂高度预测 225
7.3 裂缝性低孔砂岩气藏产能预测方法 237
7.3.1 产能计算公式 237
7.3.2 产能与物性参数及裂缝参数关系 238
7.4 现场应用效果分析 239
参考文献 244