用于反映页岩裂缝的双侧向测井正演模拟方法及系统

技术领域

本发明涉及物理地球测井技术领域，尤其是涉及一种用于反映页岩裂缝的双侧向测井正演模拟方法及系统。

背景技术

现有裂缝特征研究及识别方法技术中主要包括地震方法、地质方法以及测井方法。地震方法主要通过相干、多波勘探技术，可以全面反映裂缝分布规律，地震方法的覆盖面积广且探测深度大。地质方法是预测裂缝最直接的方法，通过对岩心或野外露头进行观测，直接获得真实可靠的裂缝发育特征，该方法只能对裂缝进行定性预测，一般需要结合测井方法识别裂缝。地球物理学方法能够反映大尺度裂缝分布规律，如应用衍射波时差校正多点聚焦成像技术得到多点聚焦三维衍射图像从而识别裂缝发育带。数值模拟法是半定量-定量的裂缝预测方法。测井方法包括声波测井、成像测井、电阻率测井、以及核磁共振测井技术。声波测井主要包括声波时差、声波全波形、声波变密度测井。裂缝发育段声波时差有跳波现象，整体时差值较高，声波变密度测井是通过波列发生“人”形、“V”形扰动的锯齿形或条带特征等识别裂缝，不同的波型反应不同类型的裂缝。成像测井是一种具有微电阻率扫描成像的高分辨率地层倾角测井，具有纵向分辨率高、形象直观等特点。把井壁附近地层电阻率的差异转换为清晰的图像，可以直观地显示出井壁地层的微细变化。核磁共振测井结果能获得反映孔喉特征的T2谱分布，从而判断储层储集空间的类型和裂缝的有效性。电阻率测井是裂缝识别的一种重要途径，包括微侧向、深侧向、浅侧向等，其裂缝响应可呈现高低间互、不同幅度特征或尖峰状。其中，双侧向测井是目前应用范围最广数据量丰富的一种电测井方法，其测量的电阻率在裂缝发育段出现深、浅侧向电阻率值的大小不同，裂缝越发育，双侧向的差异一般也越大。

地质方法受到取心长度、岩心完整性以及人的主观因素和识别精度的影响，而且肉眼直接观察只能观察到岩心表面的裂缝，对于裂缝在岩心内部的延伸情况无法观察到。地震方法的预测结果只能得到区域上裂缝发育的大体部位，不能精细地描述出裂缝发育情况。对于声波时差测井，在裂缝发育段易产生周波跳跃的现象；对于中子测井，裂缝填充物性质的不同会导致含氢指数的变化，而密度测井则反映裂缝信息相对较差。这些测井方法成本较低，但对于裂缝表示方法间接，不同地区的裂缝与测井资料反应程度也不一致。成像测井的易受测井分辨率的影响。一些规模较小的小裂缝和微裂缝无法识别或识别不清，而且往往受到地层分界面的干扰，导致某些井点(如靠近断层大量发育网状缝的井)的裂缝参数解释结果有较大误差；此外，钻井时若采用油基泥浆也会干扰成像测井资料的精度，且成本较高，处理时间慢；核磁共振测井技术对于不连通的裂缝识别具有局限性；放射性测井仅能测量地层中放射性元素的总含量，无法分辨地层中所含放射性元素的种类与含量。

储层电阻率是对油气藏进行评价的主要地球物理测井参数，双侧向测井作为一种常规电阻率测井方法在页岩地层中被广泛使用，且页岩气储层多发育裂缝，裂缝倾角对页岩气储层的渗透率有极大影响，也直接影响页岩气储层的开采效率。另外，页岩气储层常发生扩径现象，导致井眼局部尺寸变化对双侧向响应产生影响。

因此，现有技术需要提供一种用于页岩裂缝双侧向测井的正演模拟方案，以解决上述一个或多个技术问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种用于反映页岩裂缝的双侧向测井正演模拟方法，包括：确定目标区域的裂缝发育特征；确定当前模拟所需的双侧向测井仪器的仪器参数；确定当前模拟所需的井眼环境测量参数；根据裂缝发育特征参数、仪器参数和井眼环境测量参数，提取地层参数，建立含有待分析裂缝条件参量的地层模型；基于有限元素法，根据所述地层模型，对所述双侧向测井仪器在地层中所形成的电场分布信息进行正演模拟，测得所述目标区域的双侧向电阻率。

优选地，在对目标区域的裂缝发育特征进行分析步骤中，包括：分析并统计当前目标区域内不同发育角度裂缝的发育频率分布情况、裂缝发育规模信息、填充物类型、填充程度和充填物导电性。

优选地，在基于有限元素法，根据所述地层模型，对所述双侧向测井仪器在地层中所形成的电场分布信息进行正演模拟，测得所述目标区域的双侧向电阻率步骤中，包括：基于有限元素法，建立与当前目标区域相匹配的元素体；将所述含有待分析裂缝条件参量的地层模型耦合到所述元素体内，利用有限元模拟方法，推导所述双侧向测井仪器中各电极附近的电场，形成所述电场分布信息，进一步得到所述双侧向电阻率。

优选地，所述正演模拟方法还包括：针对所述待分析裂缝条件参量构造不同的待分析数据，分别建立含有不同待分析数据的裂缝性地层模型，从而针对不同地层模型分别实施相应的正演模拟；通过对不同待分析条件参量与双侧向测井仪器响应的影响关系进行分析，形成页岩裂缝条件与仪器测量适用性的匹配关系。

优选地，将所述目标区域构造为圆柱体，根据所述井眼环境测量参数，确定所述圆柱体的高度、径向剖分长度、采样网格尺寸在内的形态信息，从而建立表面电势为零的所述元素体。

优选地，所述井眼环境测量参数包括所述目标区域的起始点位置、模拟采样间隔、井斜角、泥浆电阻率和井眼半径，所述地层参数包括地层界面的个数、以及每个地层的界面位置、裂缝尺度、裂缝电阻率、上下围岩电阻率和原状地层电阻率。

优选地，所述待分析裂缝条件参量选自裂缝角度类型、裂缝尺度类型、填充物类型、地层电阻率和岩性组合中的一种或几种。

优选地，将各步骤构造为相应的程序块形成智能模拟系统。

另一方面，本发明还提供了一种用于反映页岩裂缝的双侧向测井正演模拟系统，所述正演模拟系统包括：裂缝特征分析模块，其配置为对目标区域的裂缝发育特征进行分析；仪器设计模块，其配置为确定当前模拟所需的双侧向测井仪器的仪器参数；井眼测量模块，其配置为确定当前模拟所需的井眼环境测量参数；地层模型生成模块，其配置为根据裂缝发育特征分析结果、仪器参数和井眼环境测量参数，提取地层参数，建立含有待分析裂缝条件参量的地层模型；正演模拟计算模块，其配置为基于有限元素法，根据所述地层模型，对所述双侧向测井仪器在地层中所形成的电场分布信息进行正演模拟，测得所述目标区域的双侧向电阻率。

优选地，所述正演模拟模块包括：元素体构建单元，其配置为基于有限元素法，建立与当前目标区域相匹配的元素体；双侧向电阻率生成单元，其配置为将所述含有待分析裂缝条件参量的地层模型耦合到所述元素体内，利用有限元模拟方法，推导所述双侧向测井仪器中各电极附近的电场，形成所述电场分布信息，进一步得到所述双侧向电阻率。

与现有技术相比，上述方案中的一个或多块实施例可以具有如下优点或有益效果：

本发明提出了一种用于反映页岩裂缝的双侧向测井正演模拟方法及系统。该方法及系统基于多维度野外-岩心-测井数据进行页岩储层中典型裂缝发育的特征研究，提取合理的页岩裂缝参数，建立不同的页岩储层裂缝模型，完成可较好反映裂缝特征的双侧向测井正演模拟方法研究；而后在页岩裂缝储层中的双侧向测井仪器测量时的物理场变化规律进行模拟测量，根据所模拟的测井响应机理，明确不同裂缝特征条件下的双侧向测井方法的适用条件，形成页岩裂缝识别规律，从而为页岩裂缝的识别与评价奠定理论基础，实现储层最佳“甜点”选取以及油藏的综合精确评价，为油田增储上产提供技术支撑。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本申请实施例的用于反映页岩裂缝的双侧向测井正演模拟方法的步骤图。

图2为本申请实施例的用于反映页岩裂缝的双侧向测井正演模拟方法中的双侧向测井水平裂缝地层模型的示意图。

图3为本申请实施例的用于反映页岩裂缝的双侧向测井正演模拟方法中的双侧向测井垂直裂缝地层模型的示意图。

图4为本申请实施例的用于反映页岩裂缝的双侧向测井正演模拟方法中的单位元素体的示意图。

图5为本申请实施例的用于反映页岩裂缝的双侧向测井正演模拟方法中的正演模型输入输出流程的一个具体示例图。

图6为本申请实施例的用于反映页岩裂缝的双侧向测井正演模拟方法中的沥青填充条件下水平缝的深侧向测井响应示意图。

图7为本申请实施例的用于反映页岩裂缝的双侧向测井正演模拟方法中的沥青填充条件下倾角的浅侧向测井响应示意图。

图8为本申请实施例的用于反映页岩裂缝的双侧向测井正演模拟方法中的不同裂缝填充物类型条件下的深侧向测井响应示意图。

图9为本申请实施例的用于反映页岩裂缝的双侧向测井正演模拟方法中的不同裂缝填充物类型条件下的浅侧向测井响应示意图。

图10为本申请实施例的用于反映页岩裂缝的双侧向测井正演模拟方法中的不同页岩电阻率条件下的深侧向测井响应示意图。

图11为本申请实施例的用于反映页岩裂缝的双侧向测井正演模拟方法中的不同页岩电阻率条件下的浅侧向测井响应示意图。

图12为本申请实施例的用于反映页岩裂缝的双侧向测井正演模拟方法中的不同岩性组合条件下的深侧向测井响应示意图。

图13为本申请实施例的用于反映页岩裂缝的双侧向测井正演模拟方法中的不同岩性组合条件下的浅侧向测井响应示意图。

图14为本申请实施例的用于反映页岩裂缝的双侧向测井正演模拟系统的模块框图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

另外，附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

为了解决上述背景技术中所表述的技术问题，本申请实施例提出了一种用于反映页岩裂缝的双侧向测井正演模拟方法及系统。该方法及系统选择利用双侧向测井与有限元素法结合来研究页岩裂缝。为了达到成本较低、计算速度较快且精度高的目标，来准确的识别页岩裂缝，因此，本发明开发了一种双侧向正演模拟方法。该方案通过物理场变化规律及测井响应特征分析，确定在井眼环境影响下双侧向测井能表征的裂缝尺度问题，依据方法适用性，明确能有效基于双侧向测井完成裂缝识别的条件，并且采用编程语言与基本算法进行大数据的融合形成智能模拟方法，包括仪器设计、井眼测量、地层建模及电阻率响应计算模块。在实际应用时，通过输入相关地层模型参数，便可直接进行正演计算以模拟真实地层，从而转换得到深侧向和浅侧向电阻率值，实现真正意义上的大数据融合和交互平台的处理，计算速度快且成本较低。

图1为本申请实施例的用于反映页岩裂缝的双侧向测井正演模拟方法的步骤图。下面参考图1，对本发明实施例所述的用于反映页岩裂缝的双侧向测井正演模拟方法(以下简称“正演模拟方法”)的过程进行说明。

步骤S110对目标区域的裂缝发育特征进行分析。在步骤S110中，对当前需要分析(模拟)的待研究目标区域进行裂缝发育特征分析。其中，对目标区域的裂缝发育特征分析，具体包括：分析并统计当前目标区域内不同发育角度裂缝的发育频率分布情况、裂缝发育规模信息、裂缝面形态变化特征和裂缝填充特征(填充物类型、填充程度和充填物导电性等)。

具体地，在步骤S110中，本发明实施例通过对目标区域的露头、岩心及测井技术相结合的方式，统计不同发育角度下的裂缝分布特征，从而建立典型页岩储层中不同类型天然裂缝的发育频率图(例如裂缝倾角)；统计裂缝高度及走向信息，确定目标区域内的裂缝发育规模特征(例如尺度)；统计目标区域内的多口井的裂缝密度分布特征，从而确定各裂缝面是否平整、光滑以及形态变化特征等，得到裂缝面形态变化特征(例如裂缝宽度及裂缝电阻率)；统计并分析目标区域内不同位置裂缝的充填物类型、充填程度和充填物导电性等裂缝填充特征。由此，在完成上述一项或多项裂缝发育特征分析后，得到关于所有项目分析结果的裂缝发育特征分析结果，从而进入到步骤S120中。

步骤S120确定当前正演模拟所需的双侧向测井仪器的仪器参数，并在步骤S130中确定当前模拟所需的井眼测量环境的测量参数。

进一步，由于本发明实施例需要对目标区域进行双侧向测井模拟，因此，需要先在步骤S120中，确定出当前模拟测试所需双侧向测井仪器的仪器参数，具体地，先确定仪器型号，再根据所确定的仪器型号确定深浅侧向仪器的仪器系数Ks、Kd。其中，Ks表示当前模拟测试所需的双侧向测井仪器的浅侧向仪器系数，Kd表示当前模拟测试所需的双侧向测井仪器的深侧向仪器系数。

进一步，在完成双侧向测井仪器的仪器参数的设定后，需要在步骤S130中对当前正演模拟所适应的井眼环境(测量)参数进行设定。具体根据对目标区域所实施的露头及岩心实验所得到的室内实验数据、关于目标区域的地质信息、目标区域内所有已钻井的钻井和测井数据等信息来确定与当前正演模拟测试所匹配的井眼环境参数、以及下述地层参数。

其中，在本发明实施例中，井眼环境测量参数至少包括：目标区域的起始点位置、模拟采样间隔、井斜角、泥浆电阻率和待模拟井眼的半径。

继续参考图1，步骤S140会根据步骤S110所得到的裂缝发育特征分析结果、步骤S120得到的仪器参数和步骤S130得到的井眼环境测量参数，提取地层参数，从而建立含有待分析裂缝条件参量的裂缝性地层模型。其中，在本发明实施例中，所述地层参数至少包括：地层界面的个数，以及每个地层的界面位置(层厚)、每个地层内的各条裂缝的尺度、每个地层内的各条裂缝的电阻率、每个地层内的各条裂缝的上下围岩电阻率和每个地层的原状地层电阻率(目的层电阻率)。

在构建地层模型过程中，首先确定当前模拟测试对应的待分析裂缝条件参量。在本发明实施例中，需要分析一项或多项裂缝条件与双测向测井电阻率曲线之间的变化规律，其中的多项裂缝条件则为不同待分析参量。由此，本发明通过分析不同裂缝条件分别与双测向测井电阻率响应曲线之间的变化规律关系的确定，来形成页岩裂缝识别规律，继而在对待分析井眼实施实际的双侧向测井后，根据双侧向电阻率响应曲线直接利用上述所形成的裂缝识别规律来快速识别出井周裂缝的发育特征。

进一步，在本发明实施例中，待分析裂缝条件参量选自地层参数和裂缝发育特征中的其中一项或多项参数。更进一步地说，待分析裂缝条件参量选自裂缝角度类型(例如：水平缝、垂直缝、倾角缝等)、裂缝尺度类型、填充物类型(例如：无填充、沥青填充、碎屑填充等)、地层电阻率(不同目的层电阻率)和岩性组合(例如：页岩-泥岩组合、页岩-砂岩组合、页岩-粉砂岩组合等)中的一种或几种。

在确定好一项或多项待分析裂缝条件后，本发明会在步骤S140中，针对每一项待分析裂缝条件参量均配置不同的待分析数据，分别建立含有不同待分析数据的裂缝性地层模型，从而针对每一项待分析裂缝条件参量分别建立含有不同待分析数据的裂缝性地层模型。例如：在当前待分析裂缝条件参量为裂缝角度类型时，分别针对水平缝、垂直缝、倾角缝等这几种分析数据来构建相应的裂缝性地层模型，参见图2和图3。

进一步，本发明在构建不同分析数据的地层模型时，会将双侧向测井仪器的仪器元件及仪器参数、地层参数、裂缝发育特征分析结果、井眼环境测量参数等信息均耦合于当前所构建的裂缝性地层模型中。

图2为本申请实施例的用于反映页岩裂缝的双侧向测井正演模拟方法中的双侧向测井水平裂缝地层模型的示意图。图3为本申请实施例的用于反映页岩裂缝的双侧向测井正演模拟方法中的双侧向测井垂直裂缝地层模型的示意图。图2和图3分别展示了针对水平缝条件和垂直缝条件下对应的裂缝性地层模型的示意图，图中分别展示了双侧向测井仪器的元件分布特征、井径范围CAL、泥浆电阻率参数Rm、地层层数、当前地层的上下围岩电阻率Rs、主裂缝尺度Rf(缝宽)、地层厚度h、和/或冲洗带电阻率Rxo。

在完成针对每项待分析裂缝条件的地层模型的构建后，进入到步骤S150中。步骤S150基于有限元素法，根据步骤S140所构建的地层模型，对双侧向测井仪器在地层中所形成的电场分布信息进行正演模拟，测得目标区域的双侧向电阻率。

由于步骤S140会针对每项待分析裂缝条件分别构建关于每种分析数据的裂缝性地层模型，因此，对于每一项待分析裂缝条件来说，需要针对这一条件其中的每个裂缝性地层模型分别进行正演模拟，从而针对每种分析数据均形成相应的双测向测井响应曲线。

进一步，对于一项待分析裂缝条件来说，由于步骤S140会为某一项待分析裂缝条件构造出不同的待分析数据，从而分别建立含有不同待分析数据的裂缝性地层模型，继而针对含有不同待分析数据的裂缝性地层模型分别实施相应的正演模拟，得到关于各个分析数据的双侧向测井响应曲线。由此，本发明在对每一项待分析裂缝条件进行基于多种待分析数据的正演模拟时，针对每一项待分析裂缝条件均会形成多组双侧向测井响应曲线，其中，每组双侧向测井响应曲线分别与各个待分析数据相对应。这样，本发明通过对不同待分析条件参量与双侧向测井仪器响应的影响关系进行分析，来形成表征页岩裂缝条件与仪器测量适用性的匹配关系的页岩裂缝识别规律(也就是说，表征不同裂缝条件与双侧向测井响应之间的变化关系的规律)，用以利用这些规律来在对目标区域内的井眼进行双侧向测井时，直接根据双侧向测井响应曲线来识别出井眼周围的裂缝发育情况。

在本发明实施例中，由于对于每一个裂缝性地层模型的正演模拟过程都是相类似的，因此，本发明仅以一个地层模型的正演模拟过程为例进行说明。

具体地，首先(步骤S1501，未图示)基于有限元素法，建立与当前目标区域相匹配的元素体。在步骤S1501中，将当前目标区域构造为圆柱体，根据井眼环境测量参数，确定所构建的包括圆柱体的高度、径向剖分长度、采样网格尺寸在内的形态信息，从而建立表面电势为零的元素体。

本发明实施例运用的一种结构化剖分法，将目标区域设定为一个圆柱体来代表目标区域，该代表目标区域的圆柱体的高度为D

图4为本申请实施例的用于反映页岩裂缝的双侧向测井正演模拟方法中的单位元素体的示意图。在划分(剖分)时，将圆柱体上端面的圆心来作为原点，使用(r

接下来，在完成目标区域元素体构建后，本发明还会(步骤S1502，未图示)将含有待分析裂缝条件参量的地层模型，耦合到所述元素体内，利用有限元模拟方法，推导当前双侧向测井仪器中各电极附近的电场，以模拟真实地层所形成的电场分布信息，进一步得到双侧向电阻率。在本发明实施例中，双侧向测井仪器具备电极系，该电极系(参考图6和图7)包括：主电极(A0)、监督电极(M1-M2、M1’-M2’)和屏蔽电极(A1、A1’、A2、A2’)。

进一步，在步骤S1502中，本发明需要将含有待分析裂缝条件参量中所配置的某一分析数据的地层模型，耦合到步骤S1501所构建的目标区域元素体内，利用有限元模拟方法，推导当前双侧向测井仪器中各电极附近的电场，形成电场分布信息，进一步得到双侧向电阻率。

在按照图4所述的单位网格(单位元素体)对目标区域元素体进行划分后，当前双侧向测井仪器中的每个电极上都会有多个节点，每个电极可以看成一个等势体，因此，电极上的所有节点具有相同的电动势，同样的，在目标区域的边界上的所有节点的电动势也是相等的。

另外，通过测井仪器中的两个屏蔽电极A1和A2(一对对称的屏蔽电极A1、A2)的电动势之比来确定深侧向电阻率和浅侧向电阻率。其中，测井仪器中的两个屏蔽电极A1和A2的电动势之比是一个定值，深侧向中的两个屏蔽电极的电动势的比值为正数，而在浅侧向中这一比值则为一个负数。

图5为本申请实施例的用于反映页岩裂缝的双侧向测井正演模拟方法中的正演模型输入输出流程的一个具体示例图。如图5所示，首先需要将含有当前待分析数据的地层模型耦合到目标区域元素体中，在耦合过程中，输入包括地层界面个数及起始点位置、泥浆电阻率、模拟采样间隔、井斜角、井眼半径等基本数据，而后依次对每个地层分别输入界面位置(厚度)、(主)裂缝尺度、裂缝电阻率、上下围岩电阻率和原状地层电阻率等地层参数。其中，在对双侧向响应曲线进行未知数求解时，当所计算的两个屏蔽电极的电动势的比值为正值时，那么求出来的视电阻率就是深侧向电阻率；当所计算的两个屏蔽电极的电动势的比值为负值时，那么求得的视电阻率为浅侧向电阻率。

这样，本发明实施例基于所构建的表面电势为零的元素体，通过有限元模拟方法，推导出双侧向测井仪器中各电极附近的电场并进行计算，进一步通过计算仪器内两个屏蔽电极的比值来求解当前待分析数据的地层模型所对应的双侧向电阻率响应曲线。

为了获得成本较低、计算速度较快且精度高的双侧向测井方法，来准确的识别页岩裂缝，因此本发明所公开的双侧向正演模拟方法，通过物理场变化规律及测井响应特征分析，确定在井眼环境影响下双侧向测井能表征的裂缝尺度问题，依据方法适用性，明确能有效基于双侧向测井完成裂缝识别的条件及规律。进一步，本发明还采用编程语言与基本算法进行大数据的融合形成智能正演模拟方法，将步骤S110～步骤S150分别形成相应的程序块，分别生成(基于步骤S110而形成的)裂缝特征分析模块、(基于步骤S120而形成的)仪器设计模块、(基于步骤S130而形成的)井眼测量模块、(基于步骤S140而形成的)地层模型生成模块和(基于步骤S150而形成的)正演模拟模块。通过输入相关地层模型参数来进行正演计算，模拟真实地层，从而转换得到深侧向和浅侧向电阻率值，实现真正意义上的大数据融合和交互平台的处理，计算速度快且成本较低。

下面针对本发明实施例所述的正演模拟方法应用于鄂尔多斯盆地长9段的页岩储层的裂缝特征研究，并针对不同的裂缝条件参量对于双侧向测井响应机理的影响进行了分析。

为了研究同一充填物充填条件下对不同尺度水平缝的响应特征，在直井条件下，分别建立充填物为沥青的水平缝三层模型，泥浆电阻率1Ω·m，上下围岩电阻率为20Ω·m，目的层电阻率为35Ω·m，裂缝宽度从0.5m变化到1nm。图6为本申请实施例的用于反映页岩裂缝的双侧向测井正演模拟方法中的沥青填充条件下水平缝的深侧向测井响应示意图。图7为本申请实施例的用于反映页岩裂缝的双侧向测井正演模拟方法中的沥青填充条件下倾角的浅侧向测井响应示意图。如图6和图7所示，当裂缝宽度小于0.1～1μm时，深侧向响应和浅侧向响应呈一条直线，无法识别裂缝，即裂缝的可识别最小尺度为0.1～1μm。

当裂缝充填物不同时，双侧向测井响应机理不清，无法有效提取页岩裂缝充填物信息，评价裂缝有效性，因此需要基于研究区实际页岩储层裂缝统计结果开展裂缝充填物对双侧向测井响应影响机理研究。具体地，在将待分析裂缝条件参量确定为裂缝充填物类型时，待研究区域的裂缝充填类型主要分为三种，分别为：无充填裂缝、沥青充填裂缝和方解石充填裂缝。在不考虑泥浆侵入影响时，分别建立无充填、沥青充填和植物叶片充填的裂缝性(三层)地层模型。图8为本申请实施例的用于反映页岩裂缝的双侧向测井正演模拟方法中的不同裂缝填充物类型条件下的深侧向测井响应示意图。图9为本申请实施例的用于反映页岩裂缝的双侧向测井正演模拟方法中的不同裂缝填充物类型条件下的浅侧向测井响应示意图。从图8和图9中可以看出，裂缝被充填后的电阻率与地层电阻率差别越大，视电阻率值与地层真实电阻率值差别越大。

当裂缝发育在不同页岩储层中时，双侧向测井响应差异较大，对待研究区域内的页岩储层的电阻率分布在20～45区间内的情况进行研究。在不考虑泥浆侵入影响时，建立不同目的层电阻率的三层地层模型，在直井条件下，井径0.1016m，泥浆电阻率1Ω·m，上下围岩电阻率为50Ω·m。其中，各个地层模型的目的地层电阻率分别为20Ω·m、25Ω·m、30Ω·m、35Ω·m、40Ω·m。图10为本申请实施例的用于反映页岩裂缝的双侧向测井正演模拟方法中的不同页岩电阻率条件下的深侧向测井响应示意图。图11为本申请实施例的用于反映页岩裂缝的双侧向测井正演模拟方法中的不同页岩电阻率条件下的浅侧向测井响应示意图。从图10和图11中可以看出，在深度1697.8～1710.4m时，最接近真实地层电阻率，页岩本身地层电阻率越大，视电阻率值与地层真实电阻率值差别越大。

当裂缝发育在不同的岩性组合条件下，双侧向测井响应差异较大，因此需要基于待研究区的实际页岩储层裂缝统计结果进行探究并分析其规律，将待研究区域的岩性组合分为页岩-泥岩组合、页岩-砂岩以及页岩-粉砂岩组合3种岩性组合。在直井条件下，针对前述三种岩性组合分析数据来分别建立相应分析数据所对应的三层地层模型。图12为本申请实施例的用于反映页岩裂缝的双侧向测井正演模拟方法中的不同岩性组合条件下的深侧向测井响应示意图。图13为本申请实施例的用于反映页岩裂缝的双侧向测井正演模拟中的不同岩性组合条件下的浅侧向测井响应示意图。从图12和图13从可以看出，页岩与粉砂岩组合的深侧向响应特征最接近真实目的层，浅侧向所反映的不同岩性组合的响应特征差别没有深侧向电阻率大。

另一方面，基于上述正演模拟模型，本发明实施例还提供了一种用于反映页岩裂缝的双侧向测井正演模拟系统(以下简称“正演模拟系统”)。图14为本申请实施例的用于反映页岩裂缝的双侧向测井正演模拟系统的模块框图。如图14所示，本发明实施例所述的正演模拟模型包括：裂缝特征分析模块1401、仪器设计模块1402、井眼测量模块1403、地层模型生成模块1404和正演模拟模块1405。

进一步，裂缝特征分析模块1401按照上述步骤S110所述的方法实施，配置为对目标区域的裂缝发育特征进行分析；仪器设计模块1402按照上述步骤S120所述的方法实施，配置为确定当前模拟所需的双侧向测井仪器的仪器参数；井眼测量模块1403按照上述步骤S130所述的方法实施，配置为确定当前模拟所需的井眼环境测量参数；地层模型生成模块1404按照上述步骤S140所述的方法实施，配置为根据裂缝发育特征分析结果、仪器参数和井眼环境测量参数，提取地层参数，从而建立含有待分析裂缝条件参量的地层模型；正演模拟计算模块1405按照上述步骤S150所述的方法实施，配置为基于有限元素法，根据上述地层模型，对双侧向测井仪器在地层中所形成的电场分布信息进行正演模拟，测得当前目标区域的双侧向电阻率。

其中，上述正演模拟计算模块1405包括：元素体构建单元1405A和双侧向电阻率生成单元1405B。元素体构建单元1405A配置为基于有限元素法，建立与当前目标区域相匹配的元素体；双侧向电阻率生成单元1405B配置为将含有待分析裂缝条件参量的地层模型耦合到所构建的元素体内，利用有限元模拟方法，推导双侧向测井仪器中各电极附近的电场，形成电场分布信息，进一步得到双侧向电阻率。

本发明公开了一种用于反映页岩裂缝的双侧向测井正演模拟方法及系统。该方法及系统基于多维度野外-岩心-测井数据进行页岩储层中典型裂缝发育的特征研究，提取合理的页岩裂缝参数，建立不同的页岩储层裂缝模型，完成可较好反映裂缝特征的双侧向测井正演模拟方法研究；而后在页岩裂缝储层中的双侧向测井仪器测量时的物理场变化规律进行模拟测量，根据所模拟的测井响应机理，明确不同裂缝特征条件下的双侧向测井方法的适用条件，形成页岩裂缝识别规律，从而为页岩裂缝的识别与评价奠定理论基础，实现储层最佳“甜点”选取以及油藏的综合精确评价，为油田增储上产提供技术支撑。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

应该理解的是，本发明所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构、处理步骤或材料，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并不意味着限制。

说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一个实施例”或“实施例”并不一定均指同一个实施例。

虽然本发明所披露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。