裂缝储层是深部油气藏和非常规油气藏的主要储层类型,是当今油气勘探开发的重要目标。煤系地层中裂缝型储层较为多见,但是煤系地层包括多种岩性,地质构造、裂缝结构非常复杂,针对煤系地层中裂缝参数的测井评价方法还比较有限。通过地震方法可以反演地层各向异性信息,进而有效识别裂缝储层,但需要测井提供裂缝弹性参数作为建立初始模型的基础。目前,测井评价裂缝参数主要局限于裂缝的识别,裂缝宽度、裂缝孔隙度、裂缝渗透率和裂缝密度(裂缝强度)等常规参数的计算,而针对裂缝弹性参数测井计算方法的研究较少。本文在详细分析了煤系地层储层特征与裂缝特征的基础上,研究了煤系地层常规测井响应特征与裂缝测井响应特征,开展了煤系地层裂缝常规参数测井评价方法研究。在各向异性介质理论研究的基础上,进行了裂缝弹性参数测井评价方法研究,提出了垂直裂缝和水平裂缝弹性参数的测井求取方法,并在含煤系地层的研究区进行了应用验证。首先,研究了煤系地层测井评价方法。对煤系地层的主要岩石类型和储层孔隙特征及裂缝特征进行了分析;研究了煤系地层不同岩性、含气储层的常规测井响应特征及交会图分析识别方法;提出了煤系地层岩性分析、煤质分析、含气量计算、弹性参数计算等测井评价方法;采用Java语言,基于中国石油第三代测井软件CIFLog平台,开发了一套煤层气储层测井评价解释系统CIFLog-CBM,该系统还包括全波列声波测井和超声波成像测井处理解释方法,并在煤层气测井项目中得到了应用,实际应用效果较好。其次,研究了裂缝常规参数计算与成像测井裂缝评价方法。分析了裂缝储层的声波、放射性、电阻率等测井方法的响应特征,研究了利用双侧向电阻率测井计算裂缝宽度、裂缝孔隙度和裂缝渗透率的方法;重点研究了煤层裂缝参数的测井评价方法,在分析煤层裂缝模型的基础上,提出适用于煤系地层的裂缝宽度、裂缝孔隙度和裂缝渗透率的测井计算方法;在常规测井裂缝评价方法研究的基础上,研究了超声波成像测井的数据处理方法,包括图像磁北旋转、校深、坏道插值、偏心校正、数据滤波、图像增强等,随后研究了超声波成像测井对地层岩性、井壁构造的测井响应特征;介绍了电阻率成像测井的处理方法以及电成像求取裂缝宽度、裂缝长度、裂缝密度以及裂缝孔隙度的方法;分析了阵列声波测井对裂缝的测井响应,研究了斯通利波波场分离以及裂缝反射系数的求取方法。以上方法是地层裂缝常规评价的有效技术手段,同时也为裂缝弹性参数测井评价奠定了基础。再次,研究了垂直裂缝弹性参数测井计算方法。基于各向异性介质理论,分析了Hudson、Thomsen、Schoenberg三种常用的裂缝等效介质理论及HTI介质假设下它们之间的转换关系,推导出密度、纵波速度、快慢横波速度与裂缝弹性参数之间的关系公式;研究了利用偶极阵列声波求取地层快慢横波速度的速度分析方法;假设偶极阵列声波测井获得的快慢横波速度等效于HTI介质中的快慢横波速度,利用实际测井资料求取了Hudson裂缝等效介质理论的裂缝密度e,Schoenberg裂缝等效介质理论裂缝屈服度Z_N、Z_T和Thomsen各向异性理论裂缝参数γ^(v)、δ^(v)、ε^(v)、η^(v)等,通过交会图、测井曲线图等的综合对比,求取的裂缝弹性参数与各向异性发育情况一致,对比电成像测井资料,吻合较好。最后,研究了水平裂缝弹性参数波形反演方法。基于波形反演理论,提出了利用阵列声波测井资料求取井中水平裂缝弹性参数的方法思路;研究了弹性波数值模拟有限差分法、线性滑动界面理论、固液边界条件和CFS-PML吸收边界条件,实现了在含水平孤立裂缝地层的井中阵列声波测井数值模拟方法;阐述了遗传算法的基本理论与流程,对遗传算法的基因编码部分做了适应于线性滑动理论裂缝参数的改进,并建立了评价观测波场和模拟波场的适应度评价函数,最后对程序做了并行优化与反演试算,反演结果显示,在设置一个数量级的搜索参数范围内,遗传算法在设置少量个体与种群的情况下就可以反演出较优的结果。基于上述研究,笔者最终建立了一套完整的煤系地层裂缝参数测井评价方法体系,并将其应用于含煤系地层研究区的储层及裂缝评价解释。利用地质资料、煤样实验资料、常规测井资料、阵列声波测井资料、电成像测井资料等,对研究区煤系地层的岩性、孔隙度、饱和度、渗透率、煤层工业组分、煤层气含量、裂缝分布、裂缝宽度、裂缝孔隙度、Hudson裂缝密度e、Schoenberg裂缝屈服度Z_N、Z_T、Thomsen各向异性参数γ^(v)、δ^(v)、ε^(v)等进行了评价解释。分析并讨论了煤系地层常规测井评价解释效果、通过不通方法计算得到的裂缝常规参数之间的相关性以及计算得到的水平和垂直裂缝弹性参数之间的关系。应用效果表明:(1)采用本文的煤系地层测井评价方法,能够准确评价地层的岩性、孔隙度、饱和度、渗透率、煤层工业组分、煤层气含量等;(2)采用本文的裂缝常规参数测井评价方法评价煤系地层的裂缝发育、裂缝参数等效果较好;(3)利用测井计算得到的裂缝常规参数与本文方法计算得到的裂缝弹性参数相关性较好;(4)通过对比发现,井周垂直裂缝较发育的层位水平裂缝也比较发育;(5)成像测井计算得到的裂缝强度与本文方法计算得到的Hudson裂缝密度有一定的相关性;(6)采用本文的裂缝弹性参数测井评价方法得到的井周垂直裂缝和井中水平裂缝弹性参数准确合理,可为地震裂缝属性反演提供精确的初始模型。