钻井岩芯裂缝重定向方法研究

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1、第39卷第2期2015年6月地质学刊JournalofGeologyV01．39No．2June2015doi：10．3969／j．issn．1674—3636．2015．02．318钻井岩芯裂缝重定向方法研究韦乐乐，程鑫，刘秀婷，苏海伦，樊文静(西北大学地质学系大陆动力学国家重点实验室，陕西西安710069)摘要：为了研究特定区域储层裂缝的展布，选取垂直钻取的岩芯上任意角度裂缝，在古地磁岩芯定向及岩芯垂直裂缝定向方法的基础上，推导出岩芯坐标系中用样品磁倾角和磁偏角表达的裂缝走向公式，从而得到任意角度岩芯裂缝的走向，恢复每条裂缝在井下

2、的原始方位，进而获得某区块岩芯裂缝整体展布趋势。关键词：岩芯裂缝；垂直钻井岩芯；古地磁；重定向中图分类号：P318．4+4文献标识码：A文章编号：1674—3636(2015)02-0318-040引言研究储层裂缝十分重要，目前，测井、地震、动态监测等(吴光琳，1992；蒲静等，2008；王海军等，2011；唐诚，2013；闫生权等，2013)方法都应用于储层裂缝预测中，但都有一定的使用条件，而岩芯是储层裂缝的直接载体(Hailwood，1974；Bergoshetal，1987)。因此，通过测定黏滞剩磁分量来确定岩芯裂缝的原始方位是

3、比较直接有效的方法，且不受地形、构造等的限制(梁利平等，2012)。1裂缝古地磁重定向原理裂缝重定向是基于岩芯定向的基础，其原理是：在统计意义上，黏滞剩磁分量在地理坐标系中的方向与在地磁场中的方向相同；而原生剩磁方向与露头同时代地层中原生剩磁方向相同(吴汉宁等，1996；杨斌谊等，2002，2003；温博华，2007；屈洋，2009)。因此只需准确测量出低温黏滞剩磁分量和高温原生剩磁分量，将低温分量旋转到和现代地磁场方向一致，高温分量和露头或者前人已有的研究成果相对比，就可以恢复岩芯的原始方位。研究主要探讨垂直钻井岩芯的裂缝定向方法，

4、对于垂直钻取的岩芯，只需知道其在水平方向转动的角度，就可以恢复其原始方位。以低温黏滞剩磁为例，对于岩芯坐标系的样品，根据测定的剩磁分量相对于标志线的磁偏角，将低温剩磁分量旋转到现代地磁场方向，岩芯就得以定向，再根据裂缝走向与岩芯坐标系中坐标轴的关系，也就得到岩芯裂缝的走向(韦乐乐等，2013；周亚楠，2013)。岩芯坐标系中，裂缝走向与标志线X方向一致(图1)，因此，测定的黏滞剩磁分量的磁偏角即为标志线与正北的夹角，即裂缝的走向。y裂缝图1岩芯坐标系与裂缝示意图Fig。1Schematicdiagramshowingcorecoord

5、inatesystemsandfracture2岩芯裂缝定向方法定向步骤主要包括样品加工、测试及重定向3步。收稿日期：2014—07-1l；修回日期：2014—08—18；编辑：侯鹏飞基金项目：国家自然科学基金资助项目(41074045，41174055)，陕西省普通高等学校重点学科专项资金(081802)作者简介：韦乐乐(1989一)，女，硕士研究生，矿产普查与勘探专业，主要从事古地磁学与裂缝研究工作，E．mail：92058．1e@163．corn第39卷第2期韦乐乐等：钻井岩芯裂缝重定向方法研究3192．1样品采集与加工在实际采

6、样过程中，由于断掉的岩芯顶底面不平整，沿顶底面方向钻取样品时容易倾斜，结果误差较大。另外，采样时不能影响其他研究及采样，因此不能按照岩芯坐标系采样，一般采取的是垂直于裂缝在岩芯侧面采样，这样就可以避免以上问题的发生。如图2所示，裂缝与岩芯底面夹角为Ⅳ，首先沿裂缝图2样品采集示意图与样品坐标系Fig．2Diagramshowingsamplecollectionandcoordinatesystem裂缝Z裂缝面向岩芯顶面画一条标志线x’，垂直裂缝面钻取样品，由样品顶指向底作为z’轴，根据右手螺旋确定y7，建立样品坐标系。在室内将样品加工

7、成直径和高度都为2．54cm的标样，并将样品坐标系平移到标样上。2．2样品测试选择合适的退磁区间，采用交变退磁或热退磁方法进行退磁，退磁过程中要注意标样的标志线方向，每次退磁后使用超导磁力仪进行剩磁测试。2．3原始方位恢复对于垂直采样的岩芯，要对裂缝定向，需要经过坐标转换，将样品坐标系中的剩磁分量转化到岩芯坐标系中，在岩芯坐标系中求出剩磁的磁偏角，方可对裂缝重定向。两坐标系关系如图3，Ⅳ为裂缝与水平面或岩芯底面的夹角，(X，y，Z)为岩芯坐标系，(X’，y7，Z7)为样品坐标系。裂缝(a)岩芯坐标系(b)样品坐标系图32种坐标系示意图

8、Fig．3Schematicdiagramsshowingtwocoordinatesystems根据坐标转化公式(1)(朱岗昆，2005；Butler，f，i／[COSttCOSa-c鼍sinna二sinM'c。s：l