混合泥质砂岩导电效率电导率模型

1．模型的建立基于层状泥质与分散粘土砂岩并联导电的观点和改进的导电效率电导率模型建立了混合泥质砂岩导电效率电导率模型。混合泥质砂岩导电性可看成层状泥质与分散粘土砂岩的并联导电,而分散粘土部分采用改进的导电效率电导率模型,图1给出了混合泥质砂岩导电效率电导率模型的体积模型。     

有效介质电阻率模型在含泥含钙砂岩储层中的应用

含泥含钙储层泥质和钙质成份对电阻率贡献具有复杂性,其饱和度的定量评价更加困难.通过考察储层品质指数与孔隙度的关系,确定双对数关系曲线下的斜率值,为混合泥质砂岩饱和度模型的选取提供了依据.钙质颗粒作为砂岩储层电阻率的重要影响因素,其成份的增加不仅会引起孔隙度的降低,而且引起孔隙通道曲折度的增大,从而导致地层电阻率值升高.在上述理论分析基础上,提出含泥含钙砂岩储层体积模型,并以有效介质理论为基础,建立了混合泥质含钙砂岩储层有效介质饱和度模型.该模型基于层状泥质与分散泥质砂岩并联导电以及分散泥质砂岩的有效介质SATORI电阻率模型,其中将分散泥质砂岩分成导电的砂岩骨架颗粒、不导电的油气、分散粘土颗粒、钙质颗粒、微毛管孔隙水以及可动水等6种成份,充分考虑了钙质成份的导电特性、微孔隙水的影响作用以及粘土的附加导电性等因素.经岩电实验数据拟合与实际资料处理结果表明,模型具有较强的适应性和计算精度.     

应用孔隙范围模型来分析Waxman—Smits泥质砂岩电导率

Waxman-Smits电导率模型和双水模型描述了泥质砂岩中通过孔隙中的地层水和粘土矿物的阳离子交换这两种途径导电的泥质砂岩导电特性，而阿尔奇公式描述了纯砂岩层的导电特性。这些经典模型在解释同类储集层的电测井响应方面很成功，然而，它们却不能明确分析岩石构造、孔隙中流体分布、润湿性或粘土矿物分布对岩石导电特性的影响。本文通过计算粘土矿物的附加电导率来定量研究岩石物性、结构、流体等因素对泥质砂岩电导率的影响，进而研究饱含盐水和油气的泥质砂岩的孔隙几何形态。 通过建立孔隙范围模型来描述同类泥质砂岩的压实、胶结以及粘土矿物的扩散分布等结构因素。与孔隙中粘土矿物的分布相关的阳离子交换对岩石形成一个有效的电导率，这个电导率随地层水矿化度变化而变化。两相不混合流体在孔隙中的几何分布遵循毛细管压力和排水循环的规律。孔隙中地层水和粘土矿物阳离子交换形成导电空间，在这个导电空间中离子自由扩散被强化，W—S地层因素和电阻率指数通过自由扩散后期的扩散渐近线来计算。 本文中将引入孔隙几何形态的方法来研究同类泥质砂岩中粘土矿物的数量、空间分布和它们的阳离子交换，流体饱和度和地层水矿化度等对岩石电导率的影响，从而更准确计算泥质砂岩电导率。如果孔隙中含水饱和度、矿化度和粘土矿物分布有所改变，那么附加电导率将有一个明显的改变。     

混合泥质砂岩通用电阻率模型研究

基于层状泥质与分散泥质砂岩的并联导电,而分散泥质砂岩导电性等效于分散粘土和地层水为一种导电液体的纯砂岩,并考虑到在低地层水电导率(Gw)范围内分散粘土电导率(Ccl)随Gw增大而增大,建立了混合泥质砂岩通用电阻率模型.通过对该模型的影响因素分析,发现泥质分布形式对模型计算的含水饱和度有很大影响;只有Ccl变化时,地层电导率(G1)与有效含水饱和度(Sw)关系曲线的曲率相近;随Sw增大,胶结指数m对Ct与S关系曲线的影响增大,而饱和度指数n对Ct与Sw关系曲线的影响减小.通过2组分散泥质砂岩岩样实验测量数据和1组层状泥质砂岩测井资料的测试,表明该模型既适用于分散泥质砂岩地层解释又适用于层状泥质砂岩地层解释,给出的电阻率模型为通用电阻率模型.利用建立的混合泥质砂岩通用电阻率模型对海拉尔盆地高泥地区的苏1、苏3井进行处理,并将模型计算的含水饱和度与试油结果进行对比,结果表明模型计算的含水饱和度是合理的.本模型适用于高泥地区的泥质砂岩地层解释.     

混合泥质砂岩有效介质通用HB电阻率模型在高泥储层中的应用

基于Berg提出的层状泥质或分散泥质砂岩有效介质HB电阻率模型，并在总孔隙中考虑粘土结合水的体积，但不考虑粘土结合水与地层水导电性的差别，将粘土结合水与地层水的导电性差别归结到粘土颗粒导电中，建立了混合泥质砂岩有效介质通用HB电阻率模型。通过研究混合泥质砂岩有效介质通用HB电阻率模型的求解方法，表明模型导出的关于Swt的方程是一个一元二次方程，可用求根公式求解，解法非常简单。通过对混合泥质砂岩有效介质通用HB电阻率模型中各参数的确定方法进行研究，给出了有效的参数确定方法。利用建立的混合泥质砂岩有效介质通用HB电阻率模型，对海拉尔盆地高泥地区的苏1、苏3井进行处理，并将模型计算的含水饱和度与试油结果进行对比，结果表明模型计算的含水饱和度是合理的。该模型适用于高泥地区的泥质砂岩地层解释。     

三水导电模型在大庆西部地区的应用

三水导电模型是在双水模型的基础上发展起来的。模型基于岩石的导电是自由水、微孔隙水和粘土水并联而成的理论。与传统的导电模型相比,三水导电模型考虑的因素更全面,适用于泥质砂岩储层,对低阻油层和压后产水层均有效果,提高了含水饱和度的计算精度。利用该模型对大庆西部地区部分井进行了处理解释,见到了较好的应用效果。     

基于有效介质与等效岩石元素理论的特低渗透率储层饱和度模型

清水洼陷沙三段储层属于特低渗透率储层,具有含泥质、微孔隙发育、束缚水饱和度较高、孔隙结构复杂的特征。建立该区块饱和度模型时应考虑这些因素对岩石导电性的影响。将含泥特低渗透储层等效成孔隙大小和形状及所含流体性质和含量不变的纯岩石,利用等效岩石元素理论描述孔腔和喉道比对岩石导电性的影响,利用有效介质对称导电理论描述孔隙结构对岩石导电性的影响,分别建立等效纯岩石的导电方程,并联立求解得出等效混合流体介质电导率表达式;再利用有效介质对称导电理论描述泥质附加导电对岩石导电性的影响,将求得的等效混合流体介质电导率代入该方程中,从而建立基于等效岩石元素理论和有效介质对称导电理论的含泥特低渗透储层导电模型。利用清水洼陷沙三段储层的岩电实验测量数据对该模型进行精度分析,测量岩样电导率值与计算电导率值平均相对误差很小,说明提出的模型能很好地描述特低渗透储层岩石的导电规律。利用建立的模型及确定的模型参数值处理了清水洼陷沙三段储层实际井资料,结果表明,所建立的模型适用于清水洼陷沙三段特低渗透泥质砂岩储层评价。     

长垣地区低孔隙度低渗透率砂岩储层中连通导电模型的应用

研究了长垣地区F油层储层特征,该区F油层为低孔隙度特低渗透率储层,泥质含量高,微孔隙发育,孔隙结构复杂,束缚水饱和度高。基于该区F油层具有泥质附加导电、束缚水导电和可动水导电的特征,结合连通导电理论,将地层划分为骨架相、自由流体相和黏土相。考虑了黏土水、束缚水、可动水导电路径不同对岩石导电性的影响,认为3个导电相有不同的导电指数,并对其分别应用连通方程,得出各相电导率。用混合导电理论将各相电导率与地层总电导率联系起来,建立适用于长垣地区F油层的连通导电模型。讨论了连通导电模型中水连通校正系数对岩石导电规律的影响,从理论上分析了各导电相导电指数间的相互关系,得出该地区F油层的骨架相和黏土相导电指数均小于等于自由流体相导电指数。利用岩电实验数据,采用最优化方法确定了模型中的各导电相导电指数。密闭取心井含水饱和度对比和试油结果验证表明,该模型可很好地应用于该区F油层的低孔隙度低渗透率泥质砂岩储层定量评价。     

混合泥质砂岩粘土包裹颗粒电阻率模型

砂岩油气层的低电阻率可能是由于富含分散粘土、层状泥质、高束缚水、高矿化度水、骨架导电等因素综合引起的，因此有必要建立一种适用于骨架导电且同时含分散粘土和层状泥质砂岩解释的通用电阻率模型，以提高复杂泥质砂岩储层含水饱和度的解释精度。基于层状泥质与分散粘土砂岩并联导电的观点，而分散粘土砂岩的导电可用粘土包裹颗粒电阻率模型进行描述,从而建立了考虑分散粘土和层状泥质同时存在的含油气泥质砂岩粘土包裹颗粒通用电阻率模型；通过2组分散泥质砂岩岩样实验测量数据和1组层状泥质砂岩测井资料的测试,表明该模型既适用于分散粘土砂岩地层解释又适用于层状泥质砂岩地层解释；利用建立的混合泥质砂岩粘土包裹颗粒电阻率模型，对海拉尔盆地高泥地区的苏1、苏3井进行处理，并将模型计算的含水饱和度与试油结果进行对比，结果表明模型计算的含水饱和度是合理的，故本模型适用于含油气复杂泥质砂岩地层解释。     

乌尔逊凹陷凝灰质砂岩储层含水饱和度计算

凝灰质砂岩储层是海拉尔盆地乌尔逊凹陷最主要的储层。由于凝灰质对储层导电机制影响很大, 传统的阿尔奇公式在此已不适用。通过建立体积模型,确定各成分骨架参数,可计算凝灰质的体积含量。 该文借鉴托尔诺布伊东的饱和度模型,针对凝灰质砂岩储层,对饱和度模型进行了一定的改进。在导电模型中,粘土的附加导电性不可忽略,同时凝灰岩成分的存在增加了岩石的导电性,将凝灰质砂岩的电阻 看作是凝灰岩成分、泥质成分和地层水的电阻并联之和。应用该模型对凝灰质砂岩进行评价,经试油验证效果良好。     

混合泥质砂岩通用双电层电导率模型的研究与应用

基于层状泥质和分散泥质砂岩并联导电的观点,分散泥质砂岩的导电可采用VS Afanasyev等人提出的双电层电导率模型进行描述,从而建立考虑分散和层状泥质同时存在的混合泥质砂岩通用双电层电导率模型,该模型是关于含水饱和度的隐函数方程。利用该模型对海拉尔盆地高泥地区的苏1、苏3井进行处理,并将模型计算的含水饱和度与试油结果进行对比,结果表明该模型适用于复杂泥质砂岩地层解释。     

泥质砂岩平衡阳离子当量电导计算新方法

泥质砂岩平衡阳离子当量电导(B)是W-S饱和度计算模型中的关键参数。Waxman与Thomas于1974年提出了B值的实验图版,并于2007年进一步提出了B值的修正新图版。中国学者仍然运用旧的B值图版。在WS模型简要介绍的基础上,详细比较了新、旧B值图版。对比结果显示,25℃时新图版与旧图版B值没有变化。温度大于25℃时,新图版与旧图版平衡阳离子当量电导最大值(Bmax)存在一定差异。地层水溶液浓度较小和地层水电阻率(Rw)较大时,新图版与旧图版B值差异较大。岩石新B值图版计算的泥质砂岩电导率与岩心实验电导率结果吻合性优于利用旧B值图版计算的结果,新的B值图版更加合理可靠。基于新的B值图版,提出了一种B值计算新方法。     

泥质砂岩的三种导电模型的研究

在泥质砂岩的电测井解释模型中，目前比较流行的有三种导电模型，即Ｗ－Ｓ模型，Ｄ－Ｗ模型和Ｄ－Ｌ模型。泥质砂岩油气水层评价中需要对这三种模型的适应性进行评价。文中通过选取ＮＹ油田的２０块泥质砂岩样品以实验方法测定其阳离子交换量（Ｑｖ），并通过三种理论模型计算Ｑｖ进行比较研究。结果表明：Ｗ－Ｓ模型优于Ｄ－Ｌ模型，而Ｄ－Ｌ模型优于Ｄ－Ｗ模型，从而为测井地层评价提供了理论依据。     

泥质砂岩中束缚水的介电特性

泥质砂岩“双水模型”只讨论了束缚水和自由水在导电响应上的差异,本文对泥质砂岩介电响应机理进行分析,说明了粘土颗粒表面的束缚水和自由水在介电响应上的差异。另外,在大量实验测量的基础上,计算得到束缚水的复介电常数值,结果表明理论分析和实验测量是一致的。利用上述理论和实验研究结果修正了电磁波测井的解释模型,并将该模型用于实际测井资料解释,求得的冲洗带残余油饱和度(S_(or))和束缚水饱和度(S_(wirr))与取心分析值符合较好。依据上述理论和实验分析提出了电磁波测井资料解释应用的新领域。     

地层电性质研究与电测井方法进展·之一——油层电性质研究与电法测井解释方法的进展

文章简要回顾了20世纪90年代以前的电测井解释方法，概括介绍了近十年中国石油集团针对低幅度油藏—低电阻油层与前白垩系特低渗透砂岩油层电性质研究及电法测井解释方法的进展，包括中浅层泥质砂岩黏土附加导电、钻井液侵入油、水层双侧向与双感应测井的响应研究、复杂孔隙类型的特低渗透砂岩电性质研究以及各类油藏的测井饱和度-电阻率分布规律研究进展等。这些研究和进展表明近十年中国石油勘探中电测井评价油层（藏）的重要作用。     

Evaluation of electrical conductivity of shaly sands using the theory of mixtures

On the basis of the theory of mixtures, an equation is proposed for the electrical conductivity of shaly sands. Using a simple shaly sand model, Waxman and Smits, Hill and Milburn's core data and regression analysis, the equation was specified. It was fitted using core data for water conductivity within 0.2 to 25 S/m. The equation satisfies core data with a mean relative error of about 3%. The theory of mixtures allows clarification of the physical meaning of the cementation exponent representing it as the coefficient of mixing of shaly sand components. The saturation exponent was represented as the coefficient of mixing of the pore fluids. In clean sands, the derived equation is reduced to the Archie–Dahnov equation. The equation allows one to derive the effective porosity of cores which in turn exhibits good correlation with water permeability. The working hypothesis that shale porosity has the same magnitude as the total porosity of the shaly sands was assumed. It allows to evaluate shale content of core samples from their electrical conductivity without using destructive analysis. The derived shale content correlates with the cation exchange capacity and mixture exponent. The equation can be combined with nonelectrical equations used in sonic, density and neutron logs, and applied in log analysis.     

水淹层地层水电阻率变化规律研究

对于注水开发砂岩油田,随着注水强度的增加,储层水的变化由原始油层的束缚水特征逐渐过渡到注入水的特征,注入水与水淹层混合液之间的离子交换作用不再遵循简单的并联模型,相应的水淹层地层水电阻率具有较复杂的变化规律.在分析泥质砂岩注水开发体积模型的基础上,采用一种改进的并联模型,推导出不同注水条件下的混合液地层水电阻率的理论模型,重点对注水开发中、后期水淹层地层水电阻率的变化规律进行了理论分析与模拟,并结合岩心分析与激发极化电位测井解释成果进行应用对比,对水淹机理研究具有一定的指导意义.研究表明,在实际应用选择水淹层混合液电阻率时,可以根据含水饱和度的变化分3个不同的阶段选择不同的混合液电阻率值.