在非常规油气开采中，水力压裂技术对提高采收率至关重要，裂缝密度是优化水力压裂模型和预测产量时评估裂缝的关键参数。目前，基于钆示踪技术与脉冲中子测井技术相结合的方法，虽已应用于压裂后地层裂缝密度评价，但在高裂缝密度情况下响应灵敏度低，严重制约了裂缝密度的精确评估。本文提出一种脉冲中子测井裂缝评价新方法，以伽马能谱中的钛锋面积为基准，构建中子自屏蔽校正因子对热中子宏观俘获截面变化量进行修正，消除高俘获截面元素的干扰，提升了裂缝密度的响应灵敏度，实现对地层裂缝密度的精准计算。当标记支撑剂浓度为0.2%时，裂缝密度的精确计算范围从5%拓展至10%，显著提高了裂缝密度评估的准确性与可靠性。为水力压裂模型的精细化优化提供了重要依据，助力精准规划压裂作业，并显著增强油气产量预测的可靠性。
图1 脉冲中子俘获测井测量响应 a) 仪器在含裂缝地层中测量示意图 b)不同裂缝密度条件下俘获伽马能谱响应 c)不同裂缝密度条件下伽马时间谱响应
图2 自屏蔽校正前后效果对比 a)热中子俘获截面变化量与裂缝密度关系 b）热中子俘获截面变化量灵敏度与裂缝密度关系c)热中子俘获截面变化量相对灵敏度与裂缝密度关系
研究成果发表在地球物理领域国际重要期刊Geophysics。论文通讯作者为中国石油大学（华东）地球科学与技术学院张锋教授，第一作者为张锋教授。本研究得到了崂山实验室科技创新项目（LSKJ20220347）、国家自然科学基金（42174147）以及中国石油天然气集团有限公司的资助。合作者包括谢冰、陈前、张笑瑒、依木拉∙阿布拉海、鲁保平、张慧和范继林。
论文信息：Feng Zhang, Bing Xie, Qian Chen, Xiaoyang Zhang, YiMula ABuLaHai, Baoping Lu, Hui Zhang, and Jilin Fan, An improved method for evaluating fracture density using pulsed neutron capture logging[J]. GEOPHYSICS, 2024, 89: D275-D285. Doi: 10.1190/geo2024-0621.1.
