混合泥質(zhì)砂巖通用電阻率模型綜合研究.pdf

1、隨著油田勘探的深入，發(fā)現(xiàn)了一些復(fù)雜泥質(zhì)砂巖油氣儲(chǔ)層，這些復(fù)雜泥質(zhì)砂巖儲(chǔ)層包括高泥儲(chǔ)層、砂泥巖薄互層、含導(dǎo)電礦物泥質(zhì)砂巖等。在這類儲(chǔ)層中均已發(fā)現(xiàn)工業(yè)性油氣流，故這類儲(chǔ)層已成為油田增儲(chǔ)上產(chǎn)，老油田改造挖潛的一個(gè)重要來源。但由于這類油氣層與常規(guī)油氣層相比，導(dǎo)電機(jī)理發(fā)生變化，而現(xiàn)有電阻率解釋模型尚未完全描述這類復(fù)雜油氣層導(dǎo)電規(guī)律，尤其，當(dāng)分散泥質(zhì)、層狀泥質(zhì)、骨架含導(dǎo)電礦物等多種因素存在于同一油氣層時(shí)，油氣層的導(dǎo)電規(guī)律變得更復(fù)雜，現(xiàn)在還未推出能描

2、述這種復(fù)雜導(dǎo)電規(guī)律的通用電阻率模型。故建立適用性廣泛的通用電阻率模型，對(duì)提高復(fù)雜油氣層評(píng)價(jià)精度有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。 論文針對(duì)復(fù)雜泥質(zhì)砂巖油氣層導(dǎo)電規(guī)律，從理論和實(shí)驗(yàn)角度，全面系統(tǒng)地研究了泥質(zhì)電阻率模型、雙電層電阻率模型和有效介質(zhì)電阻率模型，建立了考慮分散和層狀泥質(zhì)均存在的混合泥質(zhì)砂巖泥質(zhì)通用電阻率模型、雙電層通用電阻率模型和有效介質(zhì)通用電阻率模型，并將這些混合泥質(zhì)砂巖通用電阻率模型用于復(fù)雜泥質(zhì)砂巖儲(chǔ)層解釋，提高了復(fù)雜油氣層評(píng)

3、價(jià)精度。 在理論上，論文主要開展了如下工作： 第一，論文基于層狀泥質(zhì)與分散泥質(zhì)砂巖并聯(lián)導(dǎo)電，而分散泥質(zhì)砂巖導(dǎo)電性等效于分散粘土和地層水為一種導(dǎo)電液體的純砂巖，并考慮到在低地層水電導(dǎo)率范圍內(nèi)分散粘土電導(dǎo)率隨地層水電導(dǎo)率增大而增大，建立了混合泥質(zhì)砂巖泥質(zhì)通用電阻率模型。通過對(duì)該模型的影響因素分析，發(fā)現(xiàn)泥質(zhì)分布形式對(duì)模型計(jì)算的含水飽和度有很大的影響；當(dāng)只有粘土電導(dǎo)率變化時(shí)，地層電導(dǎo)率與有效含水飽和度關(guān)系曲線的曲率相近；隨有效含

4、水飽和度增大，膠結(jié)指數(shù)對(duì)地層電導(dǎo)率與有效含水飽和度關(guān)系曲線的影響增大，而飽和度指數(shù)對(duì)地層電導(dǎo)率與有效含水飽和度關(guān)系曲線的影響減小。 第二，論文基于層狀泥質(zhì)與分散泥質(zhì)砂巖并聯(lián)導(dǎo)電，而分散泥質(zhì)砂巖導(dǎo)電規(guī)律用三種雙電層電導(dǎo)率模型描述，建立了混合泥質(zhì)砂巖雙電層通用電導(dǎo)率模型。理論分析表明，S-B模型最完善，D-W模型次之。分散泥質(zhì)砂巖的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果也表明，S-B模型的精度較高，W-SⅡ模型的精度最差?？疾炷z結(jié)指數(shù)和飽和度指數(shù)變化對(duì)三種模

5、型應(yīng)用效果的影響，表明固定飽和度指數(shù)而調(diào)整膠結(jié)指數(shù)，各種模型的應(yīng)用效果及變化趨勢(shì)相近，但固定膠結(jié)指數(shù)而調(diào)整飽和度指數(shù)，各種模型的應(yīng)用效果及變化趨勢(shì)相差較大。 第三，論文基于層狀泥質(zhì)與分散泥質(zhì)砂巖并聯(lián)導(dǎo)電，而分散泥質(zhì)砂巖導(dǎo)電可用分散泥質(zhì)(或粘土)顆粒、砂巖顆粒、油氣并聯(lián)導(dǎo)電的有效介質(zhì)HB電阻率模型描述，并考慮粘土結(jié)合水的體積，但不考慮粘土結(jié)合水與地層水導(dǎo)電性的差別，而將粘土結(jié)合水與地層水的導(dǎo)電性差別歸結(jié)到粘土顆粒導(dǎo)電中，建立了混合

6、泥質(zhì)砂巖有效介質(zhì)通用非對(duì)稱電阻率模型。通過對(duì)該模型的影響因素分析，發(fā)現(xiàn)泥質(zhì)分布形式對(duì)混合泥質(zhì)砂巖有效介質(zhì)通用非對(duì)稱電阻率模型計(jì)算的含水飽和度有很大影響。砂巖顆?；蛘惩令w粒的電阻率越小，顆粒電阻率對(duì)地層電導(dǎo)率與總含水飽和度關(guān)系影響越大。當(dāng)膠結(jié)指數(shù)和飽和度指數(shù)相等時(shí)，膠結(jié)指數(shù)對(duì)地層電導(dǎo)率與總含水飽和度關(guān)系曲線的影響隨總含水飽和度的增大而增大。 第四，論文基于層狀泥質(zhì)與分散泥質(zhì)砂巖并聯(lián)導(dǎo)電，而分散泥質(zhì)砂巖導(dǎo)電規(guī)律可用導(dǎo)電的骨架顆粒、不

7、導(dǎo)電油珠、分散粘土顆粒、水四組份的有效介質(zhì)對(duì)稱各向異性導(dǎo)電理論描述，首次建立了混合泥質(zhì)砂巖有效介質(zhì)通用對(duì)稱電阻率模型。影響因素分析表明，不同泥質(zhì)分布形式對(duì)混合泥質(zhì)砂巖有效介質(zhì)通用對(duì)稱電阻率模型計(jì)算的含水飽和度有很大影響。骨架顆粒電導(dǎo)率一定而分散粘土顆粒電導(dǎo)率不同，地層電導(dǎo)率與總含水飽和度關(guān)系曲線的曲率不同；分散粘土顆粒電導(dǎo)率一定而骨架顆粒電導(dǎo)率不同，地層電導(dǎo)率與總含水飽和度關(guān)系曲線的曲率相近。滲濾指數(shù)或水的滲濾速率變化而其它參數(shù)不變，地

8、層電導(dǎo)率與總含水飽和度關(guān)系曲線的曲率不同；只有骨架滲濾速率變化，地層電導(dǎo)率與總含水飽和度關(guān)系曲線的曲率相近。地層電導(dǎo)率一定，總含水飽和度隨滲濾指數(shù)或骨架滲濾速率增大而增大，隨水的滲濾速率增大而減小。 第五，在水介質(zhì)中順序添加分散粘土顆粒、油珠、導(dǎo)電的骨架顆粒、層狀泥質(zhì)，并對(duì)每一種成分進(jìn)行連續(xù)積分，首次建立了一種適用骨架導(dǎo)電及含有分散粘土和層狀泥質(zhì)的泥質(zhì)砂巖通用電阻率模型。通過對(duì)該模型的影響因素分析，發(fā)現(xiàn)泥質(zhì)分布形式對(duì)模型計(jì)算的總

9、含水飽和度有很大影響；對(duì)應(yīng)兩個(gè)不同分散粘土電阻率或骨架電阻率的地層電導(dǎo)率之差，幾乎與總含水飽和度無關(guān)，而對(duì)應(yīng)兩個(gè)不同層狀泥質(zhì)電阻率的地層電導(dǎo)率之差，隨總含水飽和度增大而增大；骨架膠結(jié)指數(shù)變化對(duì)地層電導(dǎo)率與總含水飽和度關(guān)系曲線的影響最大，而粘土膠結(jié)指數(shù)變化對(duì)地層電導(dǎo)率與總含水飽和度關(guān)系曲線的影響最??；飽和度指數(shù)對(duì)地層電導(dǎo)率與總含水飽和度關(guān)系曲線的影響隨總含水飽和度的增大而減小。 實(shí)驗(yàn)上，論文首次人工設(shè)計(jì)和制作了16塊含有不同分散泥

10、質(zhì)和層狀泥質(zhì)含量的泥質(zhì)砂巖巖樣，測(cè)量了不同礦化度和不同含油飽和度的巖心電阻率，并利用該組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)研究了泥質(zhì)分布形式和泥質(zhì)含量變化對(duì)泥質(zhì)砂巖導(dǎo)電規(guī)律的影響。實(shí)驗(yàn)研究表明，當(dāng)混合泥質(zhì)砂巖中的分散泥質(zhì)砂巖部分具有相同物性和電性，或混合泥質(zhì)砂巖中的層狀泥質(zhì)含量和層狀泥質(zhì)電阻率相同，或?qū)訝钅噘|(zhì)含量和分散泥質(zhì)含量近似相同時(shí)，在地層水電導(dǎo)率大于某一界限值的條件下，對(duì)應(yīng)同一地層水電導(dǎo)率值，混合泥質(zhì)砂巖巖樣電導(dǎo)率隨層狀泥質(zhì)含量或分散泥質(zhì)含量或總泥質(zhì)含量增

11、加而減少；在地層水電導(dǎo)率小于某一界限值的條件下，對(duì)應(yīng)同一地層水電導(dǎo)率值，混合泥質(zhì)砂巖巖樣電導(dǎo)率隨層狀泥質(zhì)含量或分散泥質(zhì)含量或總泥質(zhì)含量增加而增大。巖樣的泥質(zhì)含量相同，但泥質(zhì)分布形式不同，則混合泥質(zhì)砂巖巖樣電導(dǎo)率不同。混合泥質(zhì)砂巖的導(dǎo)電規(guī)律可看成混合泥質(zhì)砂巖中的層狀泥質(zhì)與分散泥質(zhì)砂巖或純砂巖之間并聯(lián)導(dǎo)電。 本文給出的三種混合泥質(zhì)砂巖有效介質(zhì)電阻率模型得到了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，它可以用于地層水電阻率小于顆粒電阻率的骨架導(dǎo)電的純巖石。論文的實(shí)驗(yàn)