岩石电性参数频散特性对阿尔奇公式及Waxman-Smits模型的影响

 在12Hz至100kHz频率范围内,测量不同矿化度的含水岩心和不同含水饱和度的含油岩心的电阻率,通常利用幂指数回归的方法,给出阿尔奇公式中的胶结指数m、岩性系数a、饱和度指数n、系数b的频散特性曲线;采用多矿化度方法,给出Waxman-Smits模型中的参数B的频散特性曲线。通过实验分析发现,阿尔奇公式和Waxman-Smits模型中的各参数都存在着不同程度的频散现象,从而使不同频率下的电阻率计算出的含水饱和度的值有所不同。因此在进行储层测井评价时,要根据电阻率测井所应用的测量频率,通过岩石电性参数频散特性的实验研究,选择相应的解释模型参数对岩石电性频散作用引起的差异进行校正。     

岩石电阻率频散及其对阿尔奇参数影响实验研究

岩石电阻率不仅具有频散特性，而且会因频散作用而造成阿尔奇公式中各种参数的变化，本文系统地介绍了岩石电阻率频散的影响因素及饱和度指数，胶结指数与频率之间的关系，认为实验室进行阿尔奇公式参数测量应采取多频测量。     

水淹层岩石电阻率特性的实验研究

对胜坨油田储集层岩石在水驱油过程中电阻率特性的实验研究表明，当注入水与地层水是电阻率之比Ｒｗｊ／Ｒｗｉ＞２．５时，岩石电阻率随含水饱和度的增加呈“Ｕ”形变化，当比值Ｒｗｊ／Ｒｗｉ＜２．５时，电阻率随含水饱和度的增加而单调下降。模拟实验结果还显示，水淹层岩石的电阻率指数Ⅰ与含水饱和度Ｓｗ之间的关系仍遵从阿尔奇饱和度方程。因此阿尔奇公式仍适用于水淹层剩余油饱和度的针算，但关键的问题是地层水电阻率的求取。     

频率域复电阻率数学模型研究

应用电阻和电容网络模型来模拟电极发射法交变电场岩石阻抗，根据电化学理论，给出每个电子元件的数学表达式，使网络模型与地层参数（孔隙度，地层水矿化度，阳离子交换量和含水饱和度）联系起来，从而使网络模型转换成用地层参数描述的数学模型，然后，进行数学模型计算结果与岩样实验数据拟合，确定了数学模型中的待定系数，再应用阿尔奇公式求出复电阻率，这样，该数学模型说较好地描述了岩石的复电阻率的响应特性。     

岩石阻容频散特性及其与流体饱和度关系研究

讨论砂岩和灰岩岩心电阻率、电容率参数与岩石含水饱和度之间的关系。对砂岩和灰岩岩心样品进行高压(30 MPa)真空(-0.092 MPa)驱替饱和,使岩心样品饱和某一矿化度的盐溶液,测量这些岩心电阻率和电容率参数。对所测量的数据分析发现,在4Hz~5 MHz的频率范围内,每种岩性电阻率和电容率均随频率的增加而减小,但在同等条件下,电容率随频率的变化幅度更明显,其频散度更大。不同的频率段,岩心电阻率和电容率参数频散度不同,低频段(小于100kHz)频散度大,在高频段(大于100kHz)频散度小。根据岩性电阻率和电容率参数,建立了一种新型的岩石含水饱和度的计算方法。相比于传统岩电实验,利用该方法计算饱和度不需要测量岩石的胶结指数、饱和度增大系数、地层因数等Archie公式的相关参数。通过岩心的电容率可以直接计算岩石含水饱和度,可减少多个不同参数实验测量带来的误差。     

多温度多矿化度岩石电阻率实验研究

多温度、多矿化度岩石电阻率实验研究表明,岩石的电阻率、视地层因素、视胶结指数、视电阻率增大系数、视饱和度指数与地层温度、地层水矿化度、泥质含量等因素有关。在利用阿尔奇公式进行含油性评价时,需进行相关的阿尔奇参数校正。     

吐哈油田注水驱油实验和数值模拟研究

吐哈油田具有低孔隙度、低渗透率、低矿化度储层特征,其含水饱和度大于50%时,电阻率随含水饱和度增大而增大。室内岩心注水驱油实验表明,注入水矿化度与原始地层总矿化度相当时,电阻率随含水饱和度升高而降低;注入水矿化度小于原始地层水矿化度,电阻率随含水饱和度升高而不再单调下降,出现U形曲线。建立水淹层含水饱和度计算模型,结合过套管地层电阻率,经过多次迭代计算,可求得套后地层含水饱和度和套后地层含油饱和度。实际应用中,综合分析确定水淹阶段及混合水电阻率,结合阿尔奇公式,用U形曲线迭代方法寻找最优的含水饱和度值。     

三元复合剂驱岩石复电阻率频散特性实验研究

目前大庆油田三元复合剂驱已具备了工业化推广的条件,三元复合剂驱对复电阻率的影响有待于实验研究论证.实验针对不同地层水矿化度,在三元复合剂驱条件下进行了泥质砂岩岩心复电阻率频散特性的实验研究,分析了同一地层水矿化度不同含水饱和度下和同一含水饱和度不同地层水矿化度下岩心复电阻率的频散特性;以及不同地层水矿化度不同频率下聚合物驱岩心复电阻率变化特征.实验结果表明,复电阻率模值、模的差值、虚部、虚部差值、虚部比值与含水饱和度有着很好的单调相关性,可以用来评价三元复合剂驱条件下储层的油水层解释.     

由两种矿化度减饱和法计算含水饱和度

常规储层岩心柱电阻率和含水饱和度测量趋于使用电解液而不是模拟地层水。最初，根据储集层岩石电性特征，可将其分为阿尔奇型或非阿尔奇型。非阿尔储层是指在岩石总电导率表达式中非阿尔奇项或泥岩项与阿尔奇项或砂岩项有密切关系的储层。如果储层在电性上是非阿尔奇的，就要选择一定量有代表性的岩心在两种不同矿化度条件下进行减饱和作用并确定其电阻率指数。这时就引入了两种新的参数，它们均是特定模型下两种矿化度的电解液部分     

聚合物驱岩石复电阻率频散特性

为了探索复电阻率测井的可行性,利用模拟岩心所处地层条件下的不同矿化度地层水对岩心样品进行完全饱和,油驱水至束缚水,再进行聚合物驱.实验过程中仪器采用宽频带扫频测量,不断改变测量频率,记录不同频率下岩心复电阻率的实部数值、虚部数值;分析孔隙流体性质及含量变化和测量频率变化对泥质砂岩频散特性的影响.实验结果表明,含油饱和度相同、低频时复电阻率实部、模值受溶液矿化度的影响,而虚部几乎不受矿化度的影响.当注入水与原始地层水电阻率比值小于2.2时,复电阻率模值、模的差值、虚部与含水饱和度有着很好的函数关系,可用来评价含油性.     

塔里木盆地低阻油层阳离子交换量及含油饱和度评价（Ⅲ）

根据Ｓmits建立的自然电位测井物理模型及其理论响应图版,可以用自然电位测井曲线计算泥质砂岩阳离子交换容量Ｑv。用这种方法计算了塔里木盆地低阻油层的最离子交换容量Qv,计算结果得到了岩心分析数据的证实。根据低阻油气层岩心实验数据,并将其应用于Ｗaxman-Smits方程,重新计算了低阻油气层的含油饱和度。低阻层段重新计算的含油饱和度有较大幅度提高,Ｗaxman-Smits方程计算结果比传统的Ａrchie方程的计算结果更加合理。     

低电阻率油层中孔砂岩岩电及核磁实验研究

通过实验讨论了油层低电阻率与阳离子交换量、矿化度及温度的关系.分析了温度、压力对阿尔奇公式中各参数的影响效果,得出高温高压条件下饱和度指数n随压力和矿化度的增大而增大、随温度的增大而减小;孔隙度指数m随压力的增大而增大,在低矿化度下m值基本不受温度的影响,而在高矿化度下却随温度的升高而增大的变化规律.利用核磁实验新方法研究了低电阻率油层岩心的NMR横向弛豫特性,证实可根据T2谱形和T2平均值来判别岩石含油或含水.     

双自然电位测井方法在水淹层评价中的应用

在完井测井时，采用替换井内泥浆，改变泥浆矿化度方法测2次自然电位曲线，即换泥浆前测1次，换泥浆后再测1次，由于改变了泥浆矿化度，也就改变了自然电位曲线幅度，在资料解释时，利用2个自由电位方程，求解出2个地层参数，即地层水矿化度和阳离子交换量，再应用地层电阻率和孔隙度曲线，按韦克斯曼－史密茨方程计算地层含水饱和度，因为在计算中地层水电阻率是按求出的地层水矿化度计算的，用求出的阳离子交换量进行了粘土影响校正，故计算的地层含水饱和度较为准确了，然后，应用地层水矿化度变化和层含水饱和度数值来判定油层是否水淹及确定水淹级别，水淹层的含油饱和度即是其剩余油饱和度，在辽河油田进行了2口井实验，取得了较好地质效果，该测井方法适用于所有能够测量自然电位的砂泥岩油田。     

岩电影响因素实验及数据处理方法

对影响岩石电阻率的主要因素进行了实验室岩心测量和Archie公式处理.结果表明,岩心饱和程度不足会使胶结指数m值变大,孔隙度指数n值变小,为此必须检验岩心饱和程度并予以校正;泥质影响使测量数据分散,使m、n值均偏小,经阳离子交换量Qv校正可改善与Archie公式的相关性;高饱和水矿化度使m、n值都增大,虽使泥质影响变小,但Qv校正仍属必要;高温高压使m值增大,n值减小;油驱后的n值比气驱后大.给出了饱和程度校正和Qv校正的方法.     

自然电位测井技术在隐蔽油气层识别中的应用

南堡凹陷部分油层电阻率较低,分布面积广泛,纵向上与高电阻率油气层、高电阻率水层间互发育,在测井特征上具有复杂和隐蔽特性,电阻率测井反映出较大的局限性.以自然电位形成机理和岩石物理试验为基础,开展了薄膜电位与阳离子交换量和岩心含水饱和度等物理量之间的关系研究,明确了自然电位极性和异常幅度与地层水矿化度、含油饱和度、阳离子交换量之间的对应关系,提出了基于合理设计钻井液电阻率为前提、利用自然电位极性和异常幅度为定性解释基础、以双视地层水电阻率比值为定量解释指标的隐蔽油气层识别方法.实例表明,在电阻率-孔隙度测井油气层识别体系中,自然电位信息的应用大大增强了对低电阻率、低电阻增大率等油气层的识别能力,在隐蔽油气层识别技术中发挥了重要作用.     

天然气水合物储层导电特性模拟与饱和度计算

由于天然气水合物只能在低温高压环境下保持稳定,导致以原状天然气水合物岩石样品进行岩石岩电测试较为困难,用阿尔奇公式计算的饱和度误差会比较大。为了提高天然气水合物饱和度的计算精度,建立了反映天然气水合物储层结构特征的逾渗网络模型。根据Kirchhoff连续性方程和各节点、线的电导率,通过Cholesky分解算法计算网络模型中的电流参数。通过数值模拟研究了水合物饱和度、地层水矿化度和黏土矿物含量对天然气水合物储层数字岩心的影响,并根据模拟结果建立了修正的阿尔奇公式。模拟结果表明,数字岩心的电阻率随水合物饱和度的增加呈指数增长。随着地层水电导率的增大,天然气水合物数字岩心的电阻率呈线性减小。随着黏土矿物含量增加,岩心电阻率呈负指数下降趋势,当孔隙度、黏土矿物含量较低时,天然气水合物饱和度对数字岩心电阻率的影响较大。利用修正前后的Archie公式,对南海神狐地区W18井的测井资料进行了水合物饱和度估算。修正前的计算结果相对误差为33.2%,修正后为22.5%,说明修正后的饱和度公式精度有明显提高。     

曲堤油田低电阻率油气层的测井解释

低电阻率油气层的测井响应特征不明显，其电阻率数值很低，有时比围岩的电阻率还低。油层被误解释或漏掉的情况时有发生。分析了曲堤油田沙三、沙四段低电阻率油气层的岩性、物性、含油性及电性特征，认为低电阻率的成因是：束缚水含量高；伊利石粘土吸附水，使总束缚水含量增加；地层水矿化度偏高；亲水岩石表面形成水膜，成为导电通道等。介绍了定性评价方法。在定量解释中，用Ｓ－Ｂ新模型计算含水饱和度，用曲１０井的实际资料验证认为此模型比阿尔奇公式好。     

莫西庄地区低阻油层成因分析与饱和度评价

莫西庄地区侏罗系储层具有低孔、低渗、低阻、强亲水特征。低阻油层饱和度评价是当前测井评价难题,而低阻油层成因分析是饱和度评价的基础。通过研究区储层粘土类型和粘土含量分析、多矿化度岩电分析实验、泥浆滤液侵入对地层电阻率影响的数值模拟、储层微毛细管发育情况及其它地质特征的深入研究,综合分析了各种因素对地层电阻率的影响,结果表明,微毛细管发育导致的高束缚水饱和度是造成本地区油层低阻的主要原因。根据微毛细管发育的低阻油层特征,分别采用导电岩石骨架(CRMM)模型和Archie公式对本地区低阻油层含水饱和度进行了计算,结果表明,CRMM模型的计算结果与地层真实情况吻合更好。