裂紋指數

① 耐大氣腐蝕鋼碳當量和焊接裂紋指數哪個重要

你好，耐裂紋的指數重要。

② 溶蝕和裂縫發育的控制特徵參數

3.3.1 溶蝕和裂縫發育的控制特徵參數提取

對於灰岩潛山儲層而言，反映溶蝕和裂縫發育的控制特徵參數不外乎有：測井參數、測井計算參數、岩溶參數和錄井參數。現就各參數的計算公式分述如下（周文，1998）：

3.3.1.1 測井方面

（1）裂隙的張開度：是指在測井儀器的縱向分辨范圍內，所有與井壁相切割裂縫張開度的總和，即單位井段內裂隙的累計寬度。

裂縫張開度的計算是根據雙側向測井對裂縫響應特徵進行的。斯侖貝謝公司西比特等人在水槽模型實驗基礎上，進一步用有限元法在計算機上設計出了一套裂縫產狀、裂縫張開度等參數與雙側向電阻率幅度差的關系圖版，並得到相應的關系式，利用這些公式可以計算裂縫的張開度。

低角度裂縫（0°～15°）和網狀縫張開度的計算公式為：

③ 什麼叫冷裂紋敏感指數

冷裂紋敏感指數，是根據鋼材化學成分（合金元素含量）、氫含量和接頭拘內束力等數值之間的計算，來間容接判斷鋼的焊接性好壞的一種方法，主要是判定鋼的冷裂紋傾向大小。冷裂紋敏感指數越大，說明鋼在焊接時產生裂紋的傾向就大，其焊接性就差。

④ 什麼是鋼材裂紋指數，越大越好還是越小越好

因為強度越高的鋼材含碳量越大，從而彈塑性降低，脆性升高；而鋼材在低溫時回都具有不同程度的答冷脆性，容易產生裂紋，含碳量越高冷脆性越明顯，也就是發生冷裂紋的傾向就越大；所以說鋼材強度級別越高冷裂紋的傾向越大。

鋼材裂紋指數越小越好。

⑤ 焊接冷裂紋敏感指數對防止冷裂所需要的最低預熱溫度有什麼影響

對冷裂紋越不敏感，預熱溫度就越低或者可以不預熱

⑥ 穩定試井資料確定基岩裂縫參數

（一）規則裂縫的孔隙度和滲透率

油井的裂縫型儲層有效孔隙度可由下式計算：

基岩潛山油氣藏儲集空間分布規律和評價方法

式中：PI——裂縫網路的採油指數（m³/d·0.098MPa）；B_o——原油的體積系數；μ_o——原油的運動粘度（厘泊）；r_e、r_w——供油半徑，井眼半徑（cm）；h——裂縫型油層厚度（m）；A_fD——裂縫面積密度（1/cm²），可由露頭資料獲得。

對於產氣井，其裂縫型儲層有效孔隙度為：

基岩潛山油氣藏儲集空間分布規律和評價方法

式中：T_o、T——標准狀態、地層溫度（℃）；Z——天然氣壓縮因子；D_g——裂縫網路的采氣指數（m³/d·0.098MPa）；μ_g——氣體運動粘度（厘泊）。

如果油藏（氣藏）是各向異性的，必須引入修正因子：φ_fa=φ_f·J_A

對於兩組交叉的裂縫，修正因子為：

基岩潛山油氣藏儲集空間分布規律和評價方法

其中，K_x、K_y為y、x方向上的滲透率（μm²）。

那麼裂縫型儲層的滲透率計算公式為：

基岩潛山油氣藏儲集空間分布規律和評價方法

這里的採油指數PI可以通過採油曲線確定。因為採油時的壓力降為產量的二項式關系：

基岩潛山油氣藏儲集空間分布規律和評價方法

式中：Q——產油量（m³/d）；ΔP——壓力降（MPa）。

當BQ²<2>>AQ時則表現為高流量的湍流。利用試井數據做出ΔP/Q與Q關系圖後（圖6-2），則直線的截距就為A，斜率為B。這時PI=1/A。

圖6-2 徑向流時油藏的ΔP²/Q與Q的關系

（二）隨機裂縫的孔隙度和滲透率計算

隨機裂縫的滲透率計算可以直接利用規則裂縫的滲透率計算公式，但是隨機裂縫的孔隙度需要用下列公式計算：

基岩潛山油氣藏儲集空間分布規律和評價方法

式中δ值需要將儲層中的裂縫網路進行等效規則化以後，看其屬於圖6-3中那一類型，再根據表6-1查得δ值。

表6-1 不同裂縫模型A_fD下的δ值

圖6-3 簡化的基質岩塊及流動方向

氣藏裂縫滲透率計算公式：

基岩潛山油氣藏儲集空間分布規律和評價方法

井筒表皮系數∑S近似地等於零。

氣藏孔隙度計算需要由采氣曲線求出二項式系數B，再求出湍流系數β後，才能求出。

基岩潛山油氣藏儲集空間分布規律和評價方法

式中：G——累積產氣量（m³/d）；h_e——產層厚度（m）；T——氣層絕對溫度。氣層裂縫孔隙度：

基岩潛山油氣藏儲集空間分布規律和評價方法

其中，β為湍流因子（1/cm），可由B值計算出。

基岩潛山油氣藏儲集空間分布規律和評價方法

式中：ρ_o——原油密度（g/cm³）。

以上公式中泄流半徑r_c比較難以確定，可採用模型滲透率反算r_c。如果流體流動處於線性階段，則可用下式估計：

基岩潛山油氣藏儲集空間分布規律和評價方法

（三）原始油藏的裂縫參數計算

開發一段時間後的油氣藏與未開發的油氣藏（原始狀態油氣藏）相比，地層壓力有所下降，所以裂縫參數（如開啟度）會有很大變化。原始油藏裂縫參數的確定除可以由實驗圖板估計外，還可以利用下列公式計算裂縫孔隙度：

基岩潛山油氣藏儲集空間分布規律和評價方法

式中：φ_fe——原始裂縫有效孔隙度（小數）；PI_o——初期的採油指數（m³/d·0.098MPa）；C_f——裂縫的壓縮系數（1/0.098MPa）。

C_f值可以根據採油指數來估計：

基岩潛山油氣藏儲集空間分布規律和評價方法

式中：PI——目前的採油指數（m³/d·0.098MPa）。

此外，還可以根據最初穩定產油量Q_o（m³/d）、採油曲線上產量遞減初期和目前的壓力降ΔP₁（0.098MPa）和壓力恢復直線段斜率i等參數來計算原始裂縫有效孔隙度：

基岩潛山油氣藏儲集空間分布規律和評價方法

⑦ 裂縫參數與測量方法

（一） 裂縫的基本參數

對於一個裂縫組系來說，裂縫的基本參數是指裂縫的寬度、大小、產狀、間距、密度、充填性質等。這些參數可在野外露頭和岩心上直接測量，也可以利用測井資料間接求取。

1. 裂縫寬度 （張開度）

裂縫寬度，也叫張開度 （或叫開度），是指裂縫壁之間的距離。這個參數是定量描述裂縫的重要參數，它與裂縫孔隙度和滲透率，特別是滲透率的關系很大。裂縫寬度可以在露頭表面、岩心及鑄體薄片上直接測得，也可以通過測井間接求取。

斯倫貝謝公司A. M. Sibbitt et al. （1985） 僅對最簡單的一條裂縫 （水平或垂直） 用二維有限元法進行了數值計算，得出雙側向測井解釋方法。他們沒有考慮不同角度、多組裂縫的情況，得到了計算一條裂縫寬度的公式。

垂直裂縫：

油氣田開發地質學

水平裂縫：

油氣田開發地質學

式中：b——裂縫寬度，mm；C_LLD，C_LLS——深、淺雙側向電導率，S/m；C_m——泥漿電導率，S/m；C_b——基質電導率，S/m。

周文 （1998） 提出了垂直 （近垂直） 裂縫的雙側向測井計算公式：

油氣田開發地質學

式中：b——裂縫寬度，μm；g_d，g_s——深、淺雙側向幾何因子；α——裂縫平均傾角，（°）；D_d，D_s——深、淺雙側向電極探測深度 （根據測量儀系列選定），m；r——井筒半徑，m；H——側向測井聚集電流層厚度，m；R_LLD，R_LLS——深、淺雙側向電阻率，Ω·m；R_m——泥漿電阻率，Ω·m。

2. 裂縫的間距

裂縫間距是指兩條裂縫之間的距離。對於岩石中同一組系的裂縫，應對其間距進行測量。所謂同一組系裂縫，是指那些具有成因聯系、產狀相近的多條裂縫的組合。裂縫間距變化較大，由幾毫米可變化到幾十米。

裂縫間距小於井徑時，要在岩心上進行觀測，並統計裂縫的間距。觀測過程中要注意不同岩性中裂縫間距的變化和裂縫間距的級別。

裂縫間距大於井徑時，在岩心上是無法直接觀測裂縫間距的，因而至今尚無一種較好的估算裂縫間距的方法。Narr （1994） 提出了根據岩心資料估算地下裂縫間距的概率統計方法，稱為裂縫間距指數法。

大量野外露頭觀測表明，在一套岩石性質相同的岩層中，裂縫間距（S）與裂縫所在層的層厚（T）呈線性關系。Narr定義裂縫所在層的層厚與裂縫間距之比為裂縫間距指數 （I）：

I＝T/S

對於同一種岩性，I是常數。縫所在層愈厚，裂縫間距愈大；縫所在層愈薄，裂縫間距愈小。對於不同的岩性，若層厚相同，則I愈大，裂縫間距愈小，裂縫愈發育，或者密集；I愈小，裂縫間距愈大，裂縫愈不發育或者稀疏。

Narr認為，可利用岩心上一套岩性大致相同的岩層中各層 （出現裂縫的和未出現裂縫的層） 的層厚和出現裂縫層的層數計算裂縫間距，這就是裂縫間距指數法（圖4-36）。

圖4-36 鑽孔穿透4層岩性大致相同、層厚不同的岩層裂縫分布示意圖

裂縫間距指數法的具體步驟是：

（1） 在研究區，根據幾口井岩心觀測到的同一層位、岩性大致相同、同一方向裂縫的層厚、裂縫發育層數、岩心直徑、岩心軸與層面和裂縫的夾角等編制E-I關系曲線（圖4-37）。這條曲線是依據一系列裂縫層數、層厚及計算出的相應裂縫間距指數而得到的，也稱為理論曲線。應該對研究區常見的每種岩石類型和不同方位的裂縫分別編制E-I曲線，因為裂縫間距指數法計算裂縫間距指數或裂縫間距時是對每種岩性、每組裂縫單獨進行的。

（2） 只要確定岩心上裂縫層數 （E） 投到E-I理論曲線上，就可得到相應的裂縫間距指數。

應用裂縫間距指數法對同一地區多口井同一層位 （岩性） 的分析，可作出研究區裂縫間距指數等值線圖，根據該圖可預測研究區裂縫的發育程度，並做出地質解釋。對同一井裂縫間距指數的分析可以判斷裂縫的發育程度與岩性和裂縫方位的關系。這對裂縫的定量描述和預測都有十分重要的意義。

裂縫間距指數法的優點在於：(1)在可分辨裂縫方位的情況下，可分組分岩性確定裂縫間距；(2)考慮了影響裂縫間距的兩個主要因素，即岩性和層厚；(3)能較客觀地反映裂縫的發育程度。

圖4-37 E-I關系曲線 （據Narr，1984）D—井徑；θ和β—岩心軸與層面和裂縫的夾角；T—不同力學性質的層厚

3. 裂縫密度

裂縫密度反映了裂縫的發育程度，是十分重要的裂縫參數。它與裂縫孔隙度和滲透率直接相關。根據測量的參照系的不同，可分為3種密度類型。

（1） 線性裂縫密度 （L_fD，簡稱線密度）

指與一條直線 （垂直於流動方向的直線或岩心中線） 相交的裂縫條數與該直線長度的比值：

油氣田開發地質學

式中：L_fD——線性裂縫密度，也稱為裂縫頻率或裂縫率，m^-1；L_B——所作直線的長度，m；n_f——與所作直線相交的裂縫數目，條。

（2） 面積裂縫密度 （A_fD，簡稱面密度）

指流動橫截面上裂縫累計長度 （L） 與該橫截面積 （S_B） 的比值：

油氣田開發地質學

式中：A_fD——面積裂縫密度，m^-1；L——裂縫總長度，m；n_f——裂縫總條數，條；l——裂縫平均長度，m：S_B——流動橫截面積. m²。

（3）體積裂縫密度 （V_fD，簡稱體密度）

指裂縫總表面積 （S） 與岩石總體積 （V_B） 的比值：

油氣田開發地質學

式中：V_fD——體積裂縫密度，m^-1；S——裂縫總表面積，m²；V_B——岩石總體積，m³。

上述3種裂縫密度的單位均為長度的倒數，常以m^-1來表示。裂縫體積密度是靜態參數，而面積密度和線性密度都與流體流動的方向有關。

在油田，也常把每米岩心上見到的裂縫條數或長度定義為裂縫密度。

影響裂縫密度的因素很多，其中地質因素有岩石成分、粒度、孔隙度、層厚及構造位置等。總的來說，相對堅硬、緻密、層薄的岩層，在應力集中或曲率大的構造部位具有較高的裂縫密度。

利用岩心是計算油田裂縫密度的主要途徑。T·D·范高爾夫-拉特 （1989） 推導了基於理想模型的裂縫密度和基於岩心模型的裂縫密度計算方法。後一種方法更符合油田實際，介紹如下。

體積裂縫密度的表達式為：

油氣田開發地質學

式中：S_i——單一裂縫表面積，可由裂縫參數通過計算獲得，m²；V_t——計算單元內岩心柱體積，其值等於πD²H/4，其中，H——計算單元內岩心長度，通常為0.5m，與側向測井解析度相匹配，D——岩心直徑，m。

體積裂縫密度的定量計算關鍵在於裂縫面積的定量計算。根據裂縫與岩心的交切關系，推導計算裂縫面積的數學表達式如下：

當裂縫傾角0°≤α_i <90°，且裂縫與岩心的交切較為規則時（圖4-38A）：

油氣田開發地質學

式中：α_i——裂縫傾角， L_i——裂縫傾向長度，m；D——岩心直徑，m。

當裂縫傾角為0°≤α_i <90°，且裂縫與岩心交切不規則時（圖4-38B），設裂縫切割岩心的弧長為M，則

油氣田開發地質學

式中：M——裂縫切割岩心的弧長，m；其他參數同上。

當裂縫傾角為α_i＝90°時 （圖4-38 C）：

S_i＝L_iC_i

式中：C_i——裂縫走向長度；其他參數同上。

由上3式可計算出各種情況下的裂縫面積，由此計算出岩心裂縫體積密度。

圖4-38 裂縫切入岩心的幾種方式

4. 裂縫產狀

裂縫產狀指裂縫的走向、傾向及傾角。在岩心描述中，根據裂縫與岩心橫截面的夾角將裂縫分為4個類別：

◎水平縫：夾角為0°～15°。

◎低角度斜交縫：夾角為15°～45°。

◎高角度斜交縫：夾角45°～75°。

◎垂直縫：夾角為75°～90°。

裂縫產狀有助於裂縫的預測，且在油藏開采過程中對流體流動有很大的影響，因此准確測定裂縫產狀 （走向、傾向和傾角） 對於注采井排方向選擇具有十分重要的意義。

確定裂縫產狀的方法主要有如下：(1)直接露頭測量；(2)定向岩心測量；(3)古地磁定向測量。

古地磁確定裂縫走向的方法如下 （圖4-39）：

（1） 在岩心上，垂直於裂縫方向畫平行的標志線，並在每塊岩心上鑽取2～3個古地磁樣 （直徑25 mm，高22mm）。

（2） 測出岩石原生剩磁方向，並取平均值，把平均剩磁走向標在岩心截面上，量出它與標志線的夾角θ。

（3） 根據剩磁走向與標志線的關系，可分別確定裂縫相對於剩磁的走向為 （90°-θ）或 （90°＋θ）。

圖4-39 裂縫走向確定示意圖

（4） 側向測井。用雙側向測井識別產狀：

r=(R_LLD-R_LLS)/(R_LLDR_LLS)^1/2

式中：r——裂縫傾角指數；R_LLD，R_LLS——深、淺雙側向電阻率，Ω·m。r>0.1時裂縫產狀為垂直，r<0時裂縫產狀為低角度，r＝0～0.1時裂縫產狀為高角度。

（5） 成像測井。在井壁成像圖上（FMS） 可以清楚看見深黑色的裂縫，也可以看到地層的層理和地層傾角。當選定某一裂縫 （或地層層面） 時，只要讀出成果圖中任意一組3個點的數據就可以得到裂縫的產狀和方位 （圖4-40）。

圖4-40 FMS確定裂縫產狀

斜交裂縫在圖像上出現類似正弦狀的彎曲界面，只要量出正弦曲線的高度差H（極大值與極小值之間的高程差）與該深度點的井徑值d，就可以按下式計算裂縫視傾角：

油氣田開發地質學

5. 裂縫的性質

裂縫的性質主要涉及裂縫張開與閉合性質、裂縫充填情況和裂縫壁特性等。根據裂縫的張開與閉合性質及充填情況，可將裂縫分為4類。

◎張開縫：縫寬較大，基本無充填物，為有效裂縫，流體可在其中流動。

◎閉合縫：基本閉合，基本無充填物。對這類裂縫的有效性要慎重分析。在油藏條件下充滿流體的張開裂縫，當取心至地面或因構造運動抬升至地面時，由於孔隙壓力被釋放，裂縫寬度可能變小甚至閉合。因此，在岩心和地面露頭上觀察到的閉合裂縫在油藏條件下有可能是張開的，即有效的。另外，即使在地下條件下為閉合的裂縫，當油田注水開發或在壓裂過程中，這些裂縫可能會被啟動而張開。

◎半充填縫：裂縫間隙被充填物部分地充填。常見的充填礦物有石英、方解石和泥質。實際的有效裂縫為未被礦物充填的部分空間。這類裂縫也是有效縫。

◎全充填縫：裂縫完全被充填物質充填，有效縫寬為零，為無效縫。實際上，這種裂縫是流體滲流的隔板。

對於裂縫的開啟和閉合，或者說影響裂縫開啟、閉合的因素，過去沒有進行過系統的、定量的研究。一般認為裂縫的開啟和閉合與裂縫的力學性質、裂縫的埋深、裂縫面上的正應力以及岩石力學性質有關。Nelson曾指出，裂縫的開啟和閉合與岩石的強度、脆性和塑性有關，這些性質又由深度、應變率、應力大小、岩性及結構等因素所決定。Nelson認為，在強度較大、脆性較大的岩石中趨向於產生擦痕面裂縫；而形成開啟裂縫的岩石應比具擦痕裂縫的岩石具有更大的強度和相對高的脆性。

6. 裂縫的延伸長度和切層深度

裂縫的延伸長度和切層深度是研究程度最低的參數。因為即使在露頭區，對級別較大的裂縫也無法直接觀測到這兩個參數。至於在地下，延伸長度和緩傾角裂縫的切層深度目前還無法觀測和探測。

目前只有一些有關延伸長度、切層深度、間距等參數之間的經驗統計關系，根據它們以及裂縫間距推測裂縫的延伸長度和切層深度。這些經驗統計關系大多適用於某一特定地區，一般無普遍意義，但也說明它們之間確實存在一定的關系，有待於今後深入研究。

Narr （1984，1991） 曾指出裂縫間距與裂縫發育層的層厚呈線性關系。這里的層厚即裂縫的切層深度。應強調指出，裂縫發育層是指力學層，而不是岩性層。力學層是依據岩石力學性質劃分的，它可能與岩性層一致，也可能不一致，裂縫終止於力學層，而不一定終止於岩性層。可以看出，裂縫切層深度受力學層或岩石力學性質所控制，或者說受岩性組合控制。

Nar（1990） 還指出，裂縫延伸長度可能還與層厚 （切穿深度） 有關，認為裂縫延伸長度的中值 （L_med） 與層厚中值 （T_med） 之間大致存在以下關系：

L_med＝100T_med

陳然 （1985） 曾得出某地區不同性質裂縫長度與裂縫間距的經驗公式：

對於張裂縫，L＝1.89D＋0.56 （L/D＝2～2.5）；

對於剪裂縫，L＝2.94D＋1.17 （L/D＝3.5～10）。

式中：L——裂縫長度，m；D——裂縫間距，m。

（二） 裂縫孔隙度

裂縫性儲集岩一般具有兩種孔隙度系統，即雙重孔隙介質。一種為基質岩塊的孔隙介質，一種為裂縫和 （或） 溶洞的孔隙介質。基岩孔隙分布比較均勻，而裂縫與溶洞孔隙分布則很不均勻，這就造成了裂縫性儲集岩的孔隙分布的非均質性。

岩石裂縫孔隙度定義為裂縫孔隙體積與岩石體積之比。用下式表示：

油氣田開發地質學

式中：φ_f——裂縫孔隙度，％；V_f——裂縫孔隙體積，m³；V——岩石體積，m³。

裂縫孔隙度一般較小，大都小於0.5％。因此，當基岩孔隙度較大時，評價φ_f的精確度無多大意義，而只有當岩石孔隙度很小時 （φ<5％），評價φ_f才是重要的。裂縫孔隙度可通過裂縫寬度與密度、特殊岩心分析、三維岩心試驗等方法求得，亦可用測井方法間接求取。

1. 利用岩心和野外露頭觀測的裂縫寬度和密度求取裂縫孔隙度的方法

如果通過岩心和野外露頭觀測獲得了裂縫的平均寬度和體積密度資料，則可直接計算裂縫孔隙度。因為體積裂縫密度 （V_fD） 為：

油氣田開發地質學

而裂縫總體積為裂縫總表面積與平均裂縫寬度的乘積，即 因此：

油氣田開發地質學

實際上，體積裂縫密度並不容易測得，而測定面積裂縫密度則較容易，因此常用面積裂縫密度和裂縫平均寬度來求取裂縫的面孔率：

油氣田開發地質學

式中：φ′_f——裂縫面孔率，小數；S_f——裂縫面積，m²；S——測量截面積，m²； ——裂縫平均寬度，m；L——測量截面積上裂縫總長度，m。

由此可見，裂縫孔隙度的大小與裂縫寬度和密度成正比。

2. 根據岩心和野外露頭觀測的裂縫寬度、間距等參數計算宏觀裂縫孔隙度

裂縫孔隙度可用裂縫寬度 和間距 （D） 表示為：

油氣田開發地質學

可根據研究區裂縫寬度 和間距 （D） 的取值范圍和分布頻率，按上式計算裂縫孔隙度。也可用圖解的方法 （Nelson，1985） 求取，如圖4-41所示。若有相似露頭區，也可用露頭得到的裂縫間距值代入上式計算φ_f。

圖4-41 裂縫孔隙度與裂縫寬度和裂縫間距的關系

3. 實驗室岩心測試方法求裂縫孔隙度

用岩心測試方法求出的是總孔隙度，即裂縫孔隙度和基質孔隙度之和。通常先用流體飽和法求取岩樣的總孔隙度，然後再用壓汞和鑄體薄片法計算裂縫孔隙度。

除上述方法外，還可使含裂縫岩塊吸入有色染料流體，然後用全息攝影方法求裂縫孔隙度。此外，CT掃描也是一種求裂縫孔隙度的精確而有效的手段。

4. 根據薄片觀測的裂縫參數計算裂縫微觀孔隙度

微觀裂縫孔隙度可採用薄片面積法在鏡下進行統計和計算，計算公式為：

油氣田開發地質學

式中：b_i——第i條裂縫的寬度，m；l_i——第i條裂縫的長度，m；n——為裂縫條數；S——薄片面積，m²。

5. 雙側向測井裂縫孔隙度解釋模型

四川油氣田在20世紀80年代初開展了雙側向測井在裂縫性石灰岩與裂縫模型井 （水槽模型） 的應用和研究，證實了垂直裂縫具有雙側向正差異 （R_LLD >R_LLS），水平裂縫則為負差異 （R_LLD <R_LLS）。針對四川油氣田碳酸鹽岩裂縫以垂直裂縫為主，提出了利用雙側向測井計算裂縫孔隙度的公式 （廖明書，1980）：

油氣田開發地質學

式中：R_LLD，R_LLS——深、淺雙側向電阻率，Ω·m；R_mf——泥漿濾液電阻率，Ω·m；a——經驗系數。

1985年A.M.Sibbit用數值模擬獲得了裂縫孔隙度值公式：

油氣田開發地質學

式中：m_f——裂縫的孔隙度指數，數值為1～1.5，一般取1.3；K_r——裂縫畸變系數，數值為1～1.3，水平縫為1.3，垂直縫為1；R_Lb——岩塊 （無裂縫層） 電阻率，Ω·m；R_LLS——淺雙側向電阻率，Ω·m。

哥倫比亞大學P. A.Pezard et al.（1990） 介紹了兩條平行裂縫條件下宏觀各向異性電性質的計算，即電導率張量矩陣。他們按二維模型簡化計算，考察了不同傾角裂縫的雙側向測井響應，並得出計算裂縫孔隙度的模型：

垂直裂縫

油氣田開發地質學

水平裂縫

油氣田開發地質學

式中：C_LLD，C_LLS——深淺雙側向電導率，S/m；C_m——泥漿電導率，S/m。

1990年，塔指設立了雙側向測井物理模擬、數值模擬及解釋研究課題。1990～1992年開展了大量應用研究，觀測與研究岩心裂縫孔隙度，並用它刻度雙側向測井。1992～1996年完成雙側向測井的三維實體物理模擬、三維有限元與三維電導率張量矩陣數值計算、二維電導率張量矩陣數值計算。經對任意角度、任意裂縫寬度、多組裂縫數值計算、岩心觀測與實際測井、測試應用研究，建立了正演的簡化測井解釋方法：

φ_f=(A₁C_LLS+A₂C_LLD+A₃)R_mf

對低角度縫，A₁＝-0.992417，A₂＝1.97247，A₃＝0.000318291；

對傾斜裂縫，A₁＝-17.6332，A₂＝20.36451，A₃＝0.00093177；

對高角度縫，A₁＝8.52253，A₂＝-8.242788，A₃＝0.00071236。

式中：R_mf——泥漿濾液電阻率，Ω·m；C_LLD，C_LLS——深、淺雙側向電導率，S/m。

6. 孔隙度測井計算裂縫孔隙度

對於裂縫性油氣藏，油氣儲藏在裂縫孔隙 （包括與裂縫連通的溶洞孔隙） 與岩塊孔隙中。儲層總孔隙體積等於裂縫孔隙體積與岩塊孔隙體積之和。並可表示為：

V_t ＝V_f＋V_b

式中：V_t——儲層總孔隙體積，m³；V_f——裂縫孔隙體積，m³；V_b——岩塊孔隙體積，m³。

等式兩邊除以儲層體積，可獲得儲層總孔隙度 （φ_t）、裂縫孔隙度 （φ_f） 及岩塊孔隙度 （φ_b） 的關系：

φ₁＝φ_f＋φ_b

（1） 總孔隙度計算

具有CSU系列和3700測井系列時，總孔隙度可應用補償中子、密度資料根據Schlumberger圖版或各種解釋軟體計算。但在一些老油田，孔隙度系列為中子伽馬和聲波時差，總孔隙度必須根據中子伽馬計算，而計算圖版是根據岩心分析結果確定。

（2） 岩塊孔隙度計算

聲波測井在水平裂縫處一般出現曲線的跳躍，不反映地層的孔隙特徵，但在高角度裂縫和網狀裂縫發育段，聲波測井曲線反映地層的基質孔隙，即岩塊孔隙。因此，岩塊孔隙度可根據聲波測井曲線確定。

（3） 裂縫孔隙度計算

根據體積模型，裂縫孔隙度可根據下式計算：

φ_f＝φ_t-φ_b

（三） 裂縫滲透率

裂縫性儲集岩由裂縫和基質岩塊組成，具有雙重孔隙介質，因此存在兩種滲透率，即裂縫滲透率和基岩滲透率。岩石總滲透率是這兩種滲透率之和。通常，裂縫滲透率很高，而基岩滲透率相對較低，裂縫滲透率往往要高於基岩滲透率數百倍至數千倍以上。裂縫性儲層的孔隙度與滲透率之間沒有任何唯一的正比關系。例如，裂縫孔隙度很小，但由於裂縫連通性很好，因而滲透率很高；而基岩孔隙度雖然比裂縫孔隙度大，但它的孔隙連通性相對較差，因此基岩滲透率較低。

1. 裂縫滲透率

裂縫滲透率具有兩種含義，即固有裂縫滲透率和岩石裂縫滲透率。

（1） 固有裂縫滲透率 （K_ff）

固有裂縫滲透率是流體沿單一裂縫或單一裂縫組系流動而與其周圍基岩無關的裂縫滲透率。流體流動截面積只是裂縫孔隙面積。

圖4-42給出了一個計算固有裂縫滲透率的簡單模型。對於圖中的裂縫(1)來說，裂縫平行於流動方向，根據流體驅動力與粘滯力的平衡方程，可知通過該裂縫的單位時間的流量 （Q_f）：

油氣田開發地質學

式中：Q_f——通過裂縫的單位時間的流量，m³/s；a——岩塊寬度，m；L——岩塊長度，m；b——裂縫寬度，μm；p₁，p₂——上游和下游的壓力，MPa；μ——流體粘度，mPa·s。

另一方面，根據達西定律，流經截面a·b的流量可表達為：

油氣田開發地質學

式中：K_ff——固有裂縫滲透率，μm²；其他參數同上。

對比上述兩式，則可求得固有裂縫滲透率 （K_ff）：

油氣田開發地質學

對於裂縫(2)來說，裂縫與流動方向有一夾角α，則裂縫(2)的固有裂縫滲透率 （K_ff）：

油氣田開發地質學

從上可知，固有裂縫滲透率與裂縫寬度和裂縫與流動方向的夾角有關。

圖4-42 計算裂縫滲透率的簡單地質模型

（2） 岩石裂縫滲透率

固有裂縫滲透率只與裂縫本身有關而與基質岩塊沒有關系。在常規計算滲透率時（根據達西方程），是將孔隙空間與岩石骨架作為統一的流體動力學單元來考慮的，因此，在以岩石為單元計算裂縫滲透率時，應將裂縫與基質岩塊作為統一的流體動力學單元。這時所計算的裂縫滲透率為岩石裂縫滲透率。常用的裂縫滲透率即為岩石裂縫滲透率。

在用達西方程計算流體流量時，流動截面積就不是a·b了，而是a·h（h為岩石厚度），因此，有：

油氣田開發地質學

式中：K_f——岩石裂縫滲透率，μm²；h——岩塊厚度，m；其他參數同上。

將上式與前述Q_f公式對比，則可求得岩石裂縫滲透率K_f：

油氣田開發地質學

即對於圖4-42中的裂縫(1)來說，岩石裂縫滲透率可表達為

對於裂縫(2)來說，岩石裂縫滲透率K_f：

油氣田開發地質學

岩石裂縫滲透率與固有裂縫滲透率的關系為：

K_f＝φ_f·K_ff

前面介紹的是單一裂縫的滲透率。對於具多條裂縫的岩石，裂縫滲透率則為所有單一裂縫滲透率之和。如對於一個由兩組裂縫組系 （以A組、B組表示） 構成的裂縫網路來說，岩石裂縫滲透率為：

油氣田開發地質學

式中：K_f——岩石裂縫滲透率，μm²；h——岩層流動截面的高度，m；α——裂縫組系A與流動方向的夾角，度；b_i——裂縫組系A中第i（i＝1，2，…，n） 條裂縫的寬度，μm；β——裂縫組系B與流動方向的夾角，度；b_j——裂縫組系B中第j （j＝1，2，…，m） 條裂縫的寬度，μm。

（3） 岩石總滲透率

裂縫性岩石的總滲透率為岩石裂縫滲透率與基質岩塊滲透率之和，即：

K_t＝K_f＋K_m

式中：K_t——岩石總滲透率，μm²；K_f——岩石裂縫滲透率，簡稱裂縫滲透率，μm²；K_m——基質岩塊滲透率，μm²。

由於裂縫滲透率與流動方向有關，因此岩石總滲透率亦取決於流動方向。在不同的流動方向上，具有不同的總滲透率值。

2. 裂縫滲透率測量方法

裂縫滲透率的確定方法主要有以下幾種：

（1） 實驗室岩心測試方法求裂縫滲透率

在實驗室，可對同一深度的兩塊樣品進行滲透率測定，其中一塊樣品有裂縫，一塊沒有裂縫，這時：

K_f＝K₁-K_m

（2） 利用岩心和野外露頭觀測的裂縫寬度和密度求取岩石裂縫滲透率

假設有一組裂縫，流動方向與裂縫平行，則：

油氣田開發地質學

式中：K_f——裂縫滲透率，μm² ；L_fD——線性裂縫密度，條/m； ——裂縫平均寬度，μm。

在岩心和露頭上測量出裂縫的線性密度和裂縫平均寬度，代入上式即得裂縫滲透率。

（3） 根據薄片觀測的裂縫參數計算裂縫微觀滲透率

微觀裂縫滲透率 （K_f） 一般採用斯麥霍夫 （1969） 提出的薄片面積法在鏡下統計和計算，計算公式為：

油氣田開發地質學

式中：K_f——裂縫滲透率，μm²；b_i——第i條裂縫的寬度，μm；l_i——第i條裂縫的長度，μm；S——薄片面積，μm²；n——為裂縫條數，C——比例系數。

C值取決於微裂縫的分布，不同裂縫系統的C值如表4-1所示。

表4-1 不同裂縫系統的C值 （據斯麥霍夫，1969）

（四） 裂縫性儲層的分類

根據岩石裂縫孔隙度和滲透率的相對大小以及基質儲能和產能特徵，可將裂縫性儲層分為3類。

1. 裂縫型儲層

裂縫提供了基本的儲層孔隙度和滲透率。岩石裂縫孔隙度和滲透率均大於基質岩塊的孔隙度和滲透率 （φ_f>>φ_m，K_f>>K_m）。基質岩塊既無儲能，又無產能，而裂縫既作為儲層的儲集空間 （幾乎全為裂縫） 又作為滲流通道。

裂縫性泥岩儲層、變質岩儲層、泥質灰岩儲層大都屬於此類。

2. 裂縫性特低滲一緻密儲層

裂縫提供了基本的滲透率，而基質岩塊提供了基本的孔隙度。岩塊有一定孔隙度（φ_m>φ_f），具備儲能。但由於滲透率低，因而基質岩塊基本無產能，儲層的產能主要依據裂縫的連通作用 （K_f≥K_m）。因此，在這類儲層中，裂縫主要作為滲透通道，而作為儲集空間的意義不大。

3. 裂縫性常規儲層

裂縫提高和改善了儲層的滲透率。基質岩塊為常規儲層，其孔隙度較高 （φ_m >>φ_f），具有儲能，同時本身具有滲流能力，即具有產能。裂縫的作用僅是加大了儲層的滲流能力，即主要作為滲流通道，增加基質岩塊本身已具有的產能。

這類儲層在我國東部古近-新近系油田較多，而最為典型的當屬中東地區古近-新近系的阿斯馬利石灰岩儲層，其石灰岩基岩孔隙度在7.5％左右，滲透率為10×10^-3～20×10^-3μm²，本身具有較低的產能。但在裂縫的影響下，其儲層滲透率達5000×10^-3μm²，從而使得儲層具有很高的產能。

⑧ 碳當量公式和冷裂紋敏感性指數有什麼意義

碳當量:
碳素鋼中決定強度和可焊性的因素主要是含碳量。合金鋼回(主要是低合金鋼)除碳以外各種答合金元素對鋼材的強度與可焊性也起著重要作用。為便於表達這些材料的強度性能和焊接性能便通過大量試驗數據的統計簡單地以碳當量來表示。有許多碳當量指標，如拉伸強度碳當量、屈服強度碳當量、焊接碳當量，還有裂紋敏感性指標（實質上也是碳當量）。每一種元素的碳當量以1/X表示，X一般為正整數，由統計數據決定。若干元素的碳當量計算之和即各個1/X值之和。
碳當量與焊接性的關系:
碳素鋼中決定強度和可焊性的因素主要是含碳量。合金鋼(主要是低合金鋼)除碳以外各種合金元素對鋼材的強度與可焊性也起著重要作用。為便於表達這些材料的強度性能和焊接性能便通過大量試驗數據的統計簡單地以碳當量來表示。有許多碳當量指標，如拉伸強度碳當量、屈服強度碳當量、焊接碳當量，還有裂紋敏感性指標(實質上也是碳當量)。每一種元素的碳當量以1/X表示，X一般為正整數，由統計數據決定。若干元素的碳當量計算之和即各個1/X值之和。同一元素在不同的碳當量計演算法中其X值不同。不同研究者得到的X值也不相同。

⑨ 裂縫參數計算

研究區裂縫較為發育，儲層物性較好，裂縫的發育程度決定了儲層的發育程度。因此在前面研究復雜岩性儲層孔隙度計算的基礎上，如何利用測井資料定量或者半定量計算裂縫孔隙度就成為最重要的研究領域。

本區部分井具有成像測井資料，多數井只有常規測井資料。以少數井的成像測井資料處理為標定，建立基於常規測井資料評價裂縫孔隙度的方法是主要研究思路。以下分別討論利用常規測井和成像測井資料計算裂縫孔隙度的理論和方法模型。

(一) 裂縫孔隙度的計算方法

1. 雙側向測井法

裂縫性地層，儲層空隙空間由基質孔隙與裂縫組成，假設裂縫性地層的導電通路是裂縫流體與岩塊孔隙流體並聯組成，對這兩部分導電體分別應用阿爾奇公式，有:

准噶爾盆地火山岩儲層測井評價技術

式中:R_lld，R_lls———分別為深、淺側向電阻率;

R_w———地層水電阻率;

R_mf———泥漿濾液電阻率;

φ_b，φ_f———分別為基質孔隙度和裂縫孔隙度;

S_wb，S_wf———分別為基質和裂縫的含水飽和度;

S_xof———沖洗帶裂縫含水飽和度;

m_b，m_f———分別為基質和裂縫的膠結指數;

n_b，n_f———分別為基質和裂縫的飽和度指數。由上式可以導出基於雙側向測井的裂縫孔隙度計算公式:

准噶爾盆地火山岩儲層測井評價技術

對於裂縫性地層，裂縫中流體容易被泥漿或泥漿濾液驅替，因此式(4－24)中的S_wf和S_xof均可以近似看成1.0，即在側向測井探測范圍內裂縫100%被泥漿濾液充填;同時將上式中電阻率用電導率代替，從而將(4－24)式簡化為:

准噶爾盆地火山岩儲層測井評價技術

式(4－25)就是利用雙側向測井計算裂縫孔隙度的模型。由該式可知，深淺雙側向的電阻率差異反映裂縫的發育程度。但應注意的是，單純的深側向或淺側向一條電阻率曲線並不能反映裂縫發育程度，或者說岩石裂縫孔隙度高低與其電阻率之間並不是簡單的線性關系。

2. 地區經驗法

根據本研究區鑽井取心和成像測井資料，結合常規測井資料綜合研究，通過岩心分析資料或成像測井資料解釋成果對常規測井資料進行標定，最終確定利用雙側向測井資料求取裂縫孔隙度的方法。其計算裂縫孔隙度(φ_f)公式如下:

當(R_d>R_s)時:

准噶爾盆地火山岩儲層測井評價技術

當(R_d<R_s)時:

准噶爾盆地火山岩儲層測井評價技術

式中:φ_f———裂縫孔隙度;

R_d———深側向電阻率測井;

R_s———淺側向電阻率測井;

R_mf———泥漿濾液電阻率。

根據裂縫孔隙度公式，各井裂縫有效厚度段的孔隙度值由計算機自動計算得到。

3. Barlai公式

Barlai基於Archie公式提出了如下的裂縫孔隙度計算公式:

准噶爾盆地火山岩儲層測井評價技術

式中:R_msfl———微球形聚焦測井電阻率;

R_m———鑽井液電阻率。

4. 成像測井法

成像測井採用的是斯侖貝謝公司的裂縫計算方法，基於標定到淺側向電阻率以後的圖像，在進行裂縫人工拾取後，採用有限元計算方法，可以進行裂縫孔隙度的計算。

孔隙度的計算公式為:

准噶爾盆地火山岩儲層測井評價技術

式中:W_i———第i條裂縫的平均寬度，mm;

L_i———第i條裂縫的單位井段L內(一般為1m)的長度，m;

D———井徑，dm。

上述各種方法計算的裂縫孔隙度需用取心分析裂縫孔隙度數值進行標定。

(二) 裂縫張開度的計算方法

1. 常規測井法

該方法最早由斯侖貝謝測井公司西比特(A.M.Sibbit)等人提出，根據裂縫產狀使用不同的計算公式。

(1) 高角度縫張開度計算公式

對高角度裂縫張開度用以下公式計算:

准噶爾盆地火山岩儲層測井評價技術

式中:

准噶爾盆地火山岩儲層測井評價技術

ε———裂縫張開度，μm;

C_m———泥漿電導率，S/m。

(2) 低角度縫張開度計算公式

對低角度裂縫張開度用以下公式計算

准噶爾盆地火山岩儲層測井評價技術

式中:C_b———基塊電導率，ms/m。

C_b值可由與解釋層鄰近的非裂縫性地層讀取，也可在求得解釋層的孔隙度後，用下式近似計算:

准噶爾盆地火山岩儲層測井評價技術

(3) 網狀縫張開度計算公式

對於網狀裂縫的張開度，可分別求出低角度裂縫和高角度裂縫的張開度，然後相加即得。

2. 成像測井法

在微電阻率成像測井圖像上，張開的裂縫響應為顏色相對較深的高電導率異常。但由於裂縫的張開度通常比微電阻率成像測井的解析度要小得多。因此，不能直接從圖像上讀出裂縫的張開度，但可以根據裂縫在微電阻率成像測井圖像上的色度的深淺間接地計算。計算公式如下:

准噶爾盆地火山岩儲層測井評價技術

式中:a，b———與儀器有關的常數，其中b接近於零;

A———由裂縫造成的電導率異常的面積;

R_xo———侵入帶電阻率;

R_m———鑽井液電阻率;

ε———單條裂縫寬度，mm。

根據單條裂縫寬度，統計單位井段(1m)中裂縫軌跡寬度的平均值，就可以得到平均裂縫寬度。

用成像測井資料計算裂縫張開度的最大優點是不受裂縫產狀限制，這是雙側向計演算法無可比擬的。成像測井計算張開度方法的計算精度主要取決於裂縫拾取是否正確，真裂縫與假裂縫、天然裂縫與誘導裂縫能否鑒別准確，微細裂縫能否分辨出來。

(三) 裂縫滲透率的計算方法

1. 裂縫滲透率計算

根據國外有關資料表明，岩石的裂縫滲透率可由下式表示:

准噶爾盆地火山岩儲層測井評價技術

式中:K_f———固有裂縫滲透率，單位10^－3·μm²;

ε———裂縫張開度，單位為μm，其他參數同前。

2. 岩塊滲透率計算

裂縫性油藏基塊滲透率指的是無裂縫時的岩石滲透率，根據國外資料，岩塊滲透率K_b與岩塊孔隙度有如下經驗關系:

准噶爾盆地火山岩儲層測井評價技術

3.岩石總滲透率的計算裂縫性油氣藏岩石的總滲透率K等於岩石裂縫滲透率與岩塊滲透率之和:

准噶爾盆地火山岩儲層測井評價技術

⑩ 石粉塑性指數和中性指數哪個是影響基層裂縫的原因

防治石灰穩定土基層縮裂的措施：
1、改善土質。石灰土縮裂與用土粘性有關，用土愈粘則縮裂愈嚴重，故應採用粘性較小的土或在粘性土中摻入砂性土、粉煤灰等，以降低土的塑性指數。石灰穩定土基層的干縮和溫縮與材料中粗顆粒含量有關，粗顆料含量比例多，則干縮小，因此基層應使用粗粒含量多且具有一定級配的穩定土，使其級配符合密實嵌擠原理，不但會提高基層的強度、穩定性，而且具有較高的抗裂性。
2、控制壓實度和含水量。壓實時一定不要大於最佳含水量，而應略小於最佳含水量，同時嚴格控制壓實度，盡可能達到最大壓實度。壓實時一定不要大於最佳含水量，而應略小於最佳含水量，同時嚴格控制壓實度，盡可能達到最大壓實度。
3、干縮最不利情況是石灰穩定土成型期，要重視初期養護，保證基層表面處於潮濕狀態，防止干曬。在石灰穩定土施工結束後，要及早鋪築面層，使基層含水量不發生大的變化，以減輕干縮裂隙。
4、溫縮的最不利季節為溫度在0-10℃時，因此施工要在當地氣溫進入0℃前一個月結束，以防嚴重溫縮。
5、防止基層裂縫反射還可在基層與瀝青面層之間設置瀝青碎石或瀝青貫入式聯結層，以防治裂縫反射。也可在石灰土與瀝青面層間鋪築10-20cm的碎石隔離過渡層或玻璃纖維網格。