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。     

基于数字岩心的低渗透砂岩储层导电性数值模拟研究

低渗透砂岩导电机理复杂,为了进一步研究其储层的导电性,以Micro-CT扫描的二维岩心图像的微观孔隙结构特征为基础,利用二值化阈值分割法、数学形态法提取连通孔隙,建立三维数字岩心模型,应用最大球算法建立数字岩心的孔隙网络模型;采用有限元法模拟数字岩心模型的导电特性,探讨孔隙结构、地层水矿化度、饱和度及润湿性等因素对储层岩石电性的影响规律。研究结果表明,在低渗透砂岩储层中地层因素与孔隙度满足阿尔奇公式;当含水饱和度为50%时,电阻率增大系数与含水饱和度交会图呈现2种不同的直线形态。该研究为低渗透砂岩储层电法测井解释提供了理论支撑。     

钻井液侵入对储层电阻率影响的数值模拟与实验研究

研究钻井液侵入地层的过程,可进一步确定地层水矿化度、地层电阻率和含水饱和度的径向分布,为储层识别和评价提供依据。采用数值模拟和物理实验相结合的方法,研究钻井液动态侵入条件下,地层电阻率与地层岩性、流体以及测井时间的关系。数值模拟方面,采用多孔介质两相渗流模型、不同矿化度流体对流传递模型和阿尔奇公式,计算不同条件下侵入剖面上电性和流体参数的径向分布特征;物理模拟方面,采用全直径长岩心测试系统进行实验,对钻井液固液相在不同物性岩心的侵入深度、侵入程度、侵入速度特征进行研究。理论模拟和实验结果吻合较好,该数值模拟方法能较好模拟钻井液动态侵入对储层电阻率影响。     

应用逾渗网络模型研究几种不同孔渗储层岩石的电性特征

 根据不同孔渗特性储层岩心分析资料，建立了反映特定储层孔隙结构特征的三维逾渗网络模型。首先通过模拟结果和实验结果的对比，分析了不同孔渗储层电性的总体特征，然后通过数值模拟研究了地层水电阻率、泥质含量等对不同孔渗岩石电性的影响。研究结果表明：随着孔渗特性的降低，相同含水饱和度下电阻率升高；低孔低渗储层的束缚水饱和度大于高孔高渗储层。地层水电阻率、泥质含量等对岩石电性的影响同储层的孔渗特性有关：地层水电阻率、泥质含量等对低孔低渗储层岩石电性的影响幅度明显大于对高孔高渗储层岩石电性的影响幅度；当黏土阳离子交换浓度较低时，泥质对低孔低渗储层岩石的电性也有较大的影响。在低孔低渗储层电性研究及测井评价中，准确求取地层水电阻率、泥质含量等物性参数具有重要意义。     

油气层润湿特性对电阻率的影响规律研究

为了进一步理解目前在储层润湿性对电阻率影响研究中的两种不同结果，根据润湿性对电性影响的微观机理以及储层特性的差异，首先提出了水湿储层中润湿水膜存在连续状和分散状这两种形式；接着利用逾渗理论研究了在具有不同连通性和均质性的储层中，润湿性对电阻率的影响规律；最后从阿尔奇公式出发，进一步分析了润湿性对电性影响的特征。根据阿尔奇公式的分析结果同逾渗理论结果一致。研究结果表明，在整个含水饱和度范围内，水湿储层的电阻率均比油湿储层低；在低含水饱和度下，润湿性对电性影响的差异可归因于储层连通性和均质性的不同。连通性好、非均质性不显著的水湿储层，其I-S_ｗ曲线呈现凸型；连通性差、非均质性显著的水湿储层，其I-S_ｗ曲线呈现凹型。在确定饱和度指数时，除考虑储层的润湿特性以外，还需要考虑储层孔隙的连通状况和均质性等因素。     

阿尔奇参数实验影响因素分析

结合岩石物理实验资料分析了温度、压力、矿化度、润湿性及驱替方式对阿尔奇参数的影响,这些参数是利用电测井资料评价含油饱和度的重要参数。在实验过程中,必须保证储层条件下的温度、压力、矿化度及润湿性,否则所得到的阿尔奇参数是不准确的。同一块岩心,用注入和驱替润湿相两种方法测得的饱和度指数是不同的。由于阿尔奇参数的频散现象,要想适应各种频率下泥质砂岩储集层解释参数变化的要求,需要进行多频测量,以确定孔隙度指数和饱和度指数。     

基于数字岩石物理实验的岩石电性影响因素分析——以珠江口盆地(东部地区)中浅层砂岩储层为例

为了进一步认识粘土含量、地层水矿化度、微孔隙含量等因素对岩石电性的定量影响规律,基于HZ21-1-2井944B岩心粒度资料和孔隙度约束建立了三维数字岩心,利用数值模拟法研究了各因素对岩石电性的影响规律,结果表明:在相同的地层水矿化度条件下,岩石电阻率随粘土含量的增加而减小,且含水饱和度越低,粘土减阻效果越显著;对于几乎不含泥质的砂岩,地层水矿化度对岩石电阻率指数无影响;对于含泥质的砂岩,泥质呈现增阻还是减阻主要与地层水矿化度有关;微孔隙发育导致束缚水含量增加,岩石电阻率降低.这些研究成果可以为珠江口盆地(东部地区)含油饱和度评价提供指导作用.     

影响阿尔奇参数测定的因素

通过岩石电阻率实验获得阿尔奇参数,并结合测井资料计算油气储层含油饱和度一直是油气层划分、储量计算最有效的方法,而准确测定阿尔奇参数是这一方法的关键。利用密闭取心井岩心,通过常温常压条件下岩心电阻率测试实验,详细阐述了测量岩心电阻时,岩心与电极耦合以及孔隙度分布对阿尔奇参数的影响,提出了实验改进方法,消除了影响因素,并获得了非常好的实验测试结果。同时,与密闭取心井实测含水饱和度进行了对比,符合程度很高。     

应用逾渗网络模型进行电阻率影响因素模拟

本文利用逾渗网络模型在大庆长垣以西地区葡萄花油层组进行了储层特性(孔隙连通性、孔喉比、地层水矿化度、粘土含量及微孔隙含量)对岩石电阻率影响的模拟。在模拟中考虑了不同孔渗条件下储层岩石电性特征的变化。模拟结果表明,在大庆长垣以西地区葡萄花油层组喉道半径、孔隙连通性、孔喉比、地层水矿化度、粘土含量及微孔隙含量6种因素都对储层岩石电阻率具有较大的影响。     

用测井资料预测储层的润湿性

岩心电性及润湿性实验测量结果表明，润湿性对阿尔奇饱和度指数n有很大影响。通过引入相对润湿指数，发现阿尔奇饱和度指数n的对数与相润湿指数之间存在很好的线性关系，为利用饱和度指数预测储层的润湿性提供了依据。同时使用电磁波传播测井和微球形聚焦电阻率测井求出饱和度指数随地层深度的变化曲线，预测储层的润湿性。现场井资料处理结果表明，该方法能快速直观显示不同深度处储层润湿性的变化。     

流体流动对低渗岩心电阻率的影响实验研究

通过室内实验,研究了不同岩性、润湿性、渗透率等条件下岩心油驱水和水驱油过程中岩石电阻率的变化,分析了流体流动对低渗岩石电阻率和阿尔奇饱和度指数以及地层因素的影响.实验结果表明:①低渗透油层亲水岩心和亲油岩心的电阻率随含水饱和度的增加而降低.②岩心渗透率越高饱和度指数越高,渗透率越低饱和度指数越低;亲油岩心电阻率较大,亲水岩心电阻率较小.③岩心渗透率越高,岩心的电阻率越低;岩心渗透率越低,岩心电阻率越高.④在相同的驱替速度下,电阻率随围压的增加而增加.⑤低渗透储层亲水岩石的饱和度指数值大于亲油岩石的饱和度指数值.     

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。     

注聚三采期阿尔奇公式m、n变化规律研究

油田进入三次采油期,储层注入聚合物溶液,储层的物性、电性会发生相应的变化.为了查明储层注入聚合物溶液发生的变化,模拟油田实际注聚三次采油开发过程设计岩心实验,通过注聚合物岩心的基础实验,获得了岩心驱替后阿尔奇公式中的胶结指数m增大、饱和度指数集中在1.4～1.7之间,电阻率变化呈"S"和斜躺"L"型减小的变化规律.在聚合物驱油过程中,岩心的电阻率变化规律与盐水驱油过程相类似,在测井评价中,可直接使用水驱油田的饱和度的评价方法.     

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。     

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.     

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。     

低电阻率油层解释方法

储层岩性变化形成的低电阻率油层是测井解释的一大难题，因为它的电阻率接近或低于临近的水层，使解释常常出现失误，它的成因主要是储层岩石颗粒的相对变细和泥质含量的相对增高，导致束缚水饱和度增加，在沉积单元上，一般出现在河流相砂体的顶部，三角液水下分流河道的天然堤和三角洲前缘末端的朵状砂体等部位；在物性上表现为高孔隙度和低渗透率，在电性上表现为高时差，低电阻率和高自然伽马，解释时给出了时差曲线与孔隙度，渗透率关系的模型，即岩石颗粒愈细，时差值越高，含油饱和度的计算采用修正后的阿尔奇公式，所提方法对于正确认识储层，提高解释符合率有一定的指导意义。     

低渗透率气藏岩石电性参数特征及影响因素

低渗透率气藏岩电参数特征与理论值有明显差异,对用测井资料计算含气饱和度有较大影响。通过室内岩电实验,对低渗透率气藏岩石电性参数特征进行研究,并分析了测定过程中的主要影响因素。研究表明,低渗透率气藏岩石电性参数与理论值相比呈现大a小m的趋势;饱和岩心电阻率总体上是随着渗透率的增加而降低的;含水饱和度60%是电阻率指数变化快慢的分界点;当地层水矿化度大于10000 mg/L时,饱和岩心电阻率随地层水矿化度的增加呈指数递减关系;由于饱和不完全造成的孔隙度变化,经过校正后可使a值大约增加14.62%。     

复杂注水条件下储层电性物性变化机理实验研究

通过利用不同注入水和原生水矿化度对比分析研究,确定了水淹层电阻率变化的主导因素为注入水与原生水矿化度的对比关系,同时研究了不同因素对电性变化的作用机理,分析了岩心孔隙度、渗透率在不同水淹级别下的变化规律.储层水淹后电阻率出现"S"型变化需要满足一定的矿化度对比条件;在束缚水饱和度、孔隙结构有其他条件相同的的情况下,束缚水饱和度越高,电阻率变化形态越不明显;孔隙喉道越大,电阻率形态的变化越复杂.随着不同曲体强度的变化,孔隙度和渗透率越大,孔隙度和渗透率的相对变化量越小,越不明显;反之相对变化量越大.分析结果为更深入地研究水淹层电性、物性变化规律奠定了基础.     

低矿化度条件下的泥质砂岩阿尔奇参数研究

在地层水矿化度低且变化的泥质砂岩储层评价中，含水饱和度的确定是困难的但又是重要的。本文以岩心实验数据为依据，提出了利用阿尔奇公式计算泥质砂岩地层的含水饱和度时，根据地层的实际泥质含量及地质水矿化度计算或选择其胶结指数和饱和度指数的方法。