Waxman-Smits泥质砂岩电导率模型的孔隙级分析

泥质砂岩电导率的Waxmnn-Stairs和双水模型说明了由孔隙盐水和粘土矿物交换阳离子形成的两个导电通道，而阿尔奇（Archie）方程描述的是不舍泥质岩石的电导率特性。这些经验模型在解释均匀储集岩的电测井响应中取得了巨大的成功。然而，这些模型并不能明确预测与岩石结构、孔隙空间中的流体空间分布、润湿性或粘土矿物分布有关的电导率。为了得到饱和盐水和饱和油气的粒状泥质岩石的确切孔隙几何形状，本文通过计算与粘土矿物有关的过剩电导率定量说明了岩石物理、结构和流体因素对泥质硅碎屑岩电导率的影响。 我们构建几个孔隙级综合模型来代表均匀泥质砂岩，这些模型包括压实、胶结和分散粘土矿物分布的构造影响。将孔隙空间中与这些粘土矿物分布有关的阳离子指定为随盐水矿化度变化的有效电导率。两相不混溶流体呈几何形状分布在孔隙空间，与毛细管压力和排替循环一致。Waxman-Stairs地层因子和电阻率指数是由随机步的后期扩散渐近线计算出，随机步被强制在由孔隙水和粘土矿物交换阳离子所形成的导电空间内。 本文中研究出的完全明确的孔隙级几何方法可以根据岩石电导率为粘土矿物的数量和空间分布、粘土矿物的阳离子交换量、流体饱和度和盐水矿化度的函数准确地计算均匀泥质砂岩的岩石电导率。我们说明了：过剩电导率中的明显变化是能用含水饱和度、矿化度和粘土矿物分布的实际微扰观察到。     

用岩心NMR测试法确定有效Qv

每单位孔隙体积阳离子交换浓度Qv，是岩石孔隙中内衬粘土对电导率贡献的量度。Qv是泥质砂岩含水饱和度各测井模量的一个关键岩石特性。用来定量确定Qv的常见实验方法包括湿式化学阳离子交换量(CEC)测试法和多种矿化度岩心电导率测试(Co-Cw)法。     

宏观导电机理下的泥质砂岩含水饱和度解释模型

认为泥质砂岩的导电体积由两部分组成，即完全被束缚水占据的微孔隙(孔喉半径小于0．1μm，其中的流体不能渗流)导电体积和有效孔隙中被可动水、束缚水占据部分的导电体积，泥质砂岩的整个导电响应为二者之和，但二者导电体的导电特性不同，各有其不同的几何因子。考虑成岩过程中地层水的变化和阳离子的交换吸附作用，提出泥质砂岩含水饱和度的双孔隙导电体积解释模型，模型所有特征参数均可由测井解释获得，并有明确的地质和物理意义，可与岩心数据对比。应用该模型解释胜利油区孤东油田3口井的馆陶组泥质砂岩含水饱和度，解释结果与其油基钻井液取心分析的含水饱和度数据对应良好。     

泥质砂岩的岩性影响因素

前言多年来,国内外的实验研究证明,在自然储集层的条件下,由于岩石骨架中导电矿物(如粘土颗粒)的存在,使矿物颗粒的表面形成电双层,它们成为电流流过岩石的独立途径。当岩石中孔隙水的电导率较低时,电双层的导电作用相对显著,使视地层因素F_(?)降低。随着孔隙水电导率的增加,电双层的导电作用相对减弱,F_(?)增大。当孔隙水矿化度大于10万PP时,F_(?)趋近于一恒定值。F_(?)也受岩性的影响。对粗砂、中砂岩,F_(?)     

塔里木吉拉克砂岩储层粘土矿物对油层的损害及其防护

以塔里木吉拉克三叠系砂岩储层为对象,研究了粘土矿物对油层的损害。结果表明,该储层中的粘土矿物对外界流体的矿化度很敏感,矿化度高于或低于地层水的外界流体都会使粘土矿物发生膨胀、分散或脱水破裂脱落,造成油层损害。对5种国产阳离子聚合物粘土稳定剂的性能进行了评价,筛选出了适用于吉拉克地区保护油层的粘土稳定剂——BCS-851。     

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.     

考虑储层复杂孔隙结构泥质附加导电的致密砂岩饱和度模型

徐家围子地区深层致密砂岩储层孔隙结构复杂、含泥、非均质性强的特点给储层饱和度的准确求取带来了一定的困难。针对这一难题,将致密砂岩等效成孔隙大小和流体分布特征不变的纯岩石,利用改进等效岩石元素理论描述岩石孔腔和喉道比、孔隙弯曲程度对岩石导电性的影响,利用有效介质对称导电理论描述岩石不同组分连通性、分布特征对岩石导电性的影响,求取混合流体的电导率。利用有效介质对称导电理论描述由骨架、泥质和混合流体3组分组成的岩石的导电规律,建立了考虑储层复杂孔隙结构的饱和度模型。利用徐家围子地区深层致密砂岩岩样的岩电实验数据对模型进行了实验验证,模型计算的电阻率值与实验测量值的相对误差仅为3.8%。建立的考虑储层复杂孔隙结构的饱和度模型能够准确描述研究区致密砂岩的导电规律。利用该模型及其确定的模型参数值对研究区实际井资料进行了处理解释,并将解释结果与试油结果相对比,结果表明该模型适用于研究区致密砂岩储层饱和度的评价。     

混合泥质砂岩双电层电导率理论模型

基于层状泥质与分散泥质砂岩并联导电理论,以及悬浮于电解液中三维周期排列带电球体导电理论,建立了分散泥质和层状泥质同时存在的混合泥质砂岩通用双电层电导率理论模型.分析了模型影响的因素.结果表明,随总含水饱和度的增大,分散枯土阳离子交换容量、胶结指数对混合泥质砂岩电导率与总含水饱和度关系曲线的影响增大;而饱和度指数对混合泥质砂岩电导率与总含水饱和度的关系曲线的影响在总含水饱和度较大时随总含水饱和度的增大而减小.通过2组分散泥质砂岩岩样和1组混合泥质砂岩岩样实验测量数据计算,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,同时还适用于含有分散泥质和层状泥质的混合泥质砂岩地层解释.     

用混合物电导率公式改进双水模型的公式

双水模型把泥质砂岩的导电性看成是孔隙中粘土附近的粘土水和距粘土表面较远的自由水2种导电成份的并联结果.但是,在分析混合物的导电性时应考虑导电成份结构的影响,不宜只按并联或串联处理;泥质砂岩的导电性应是孔隙中的粘土水和自由水2种导电成份按其结构特性的混合联结(称为"混联")的结果.应用由2种导体成份组成的整体各向同性混合物电导率公式导出了双水混联模型的等效地层水电导率新公式.用新、旧公式计算的泥质砂岩电导率与实验数据的对比表明新公式更为准确,建议在测井解释中应用.     

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。     

东濮凹陷低阻油层成因研究

针对东濮凹陷低阻油层的测井曲线显示特征，从岩石物理特性、油藏高度、泥质砂岩阳离子交换、换井滤液侵入和导电矿物影响等几个方面系统地进行了低阻油层成因研究。研究结果表明，东濮凹陷伏阻油层的形成是多种因素共同作用的结果，但骨架颗粒岩性细、泥质含量偏重、地层水矿化度高，油藏高度低是形成东濮凹陷低阻油层的主要因素。     

砂泥岩薄互层低阻油层地质成因——以珠江口盆地A油藏M_1油组为例

珠江口盆地A油藏M_1油组为高孔低渗低阻油藏,为了查明造成油层低电阻率的主要原因,从储集层岩石粒度、泥质含量及粘土矿物类型和分布形式、孔隙结构特征、导电矿物含量、砂泥岩薄互层发育状况等方面进行分析,并与高阻层段M_2油组进行对比.形成M_1油组低电阻率的主要原因是:储集层细颗粒含量高,泥质含量高,细微孔喉体积百分数高,造成储集层束缚水饱和度高,增强了油层的导电性能;粘土矿物以伊蒙混层和高岭石为主,呈薄膜状、絮状、分散状分布,增强了储集层的附加导电能力;砂泥岩薄互层的发育使本身低阻的油层受围岩低电阻率的影响而变得更低.导电矿物和地层水矿化度虽对储集层电阻率降低有一定影响,但不是主要因素.     

改进的双水模型在曲堤油田低电阻油层中的应用

为了准确解释低电阻油层的含水饱和度,建立了新的含水饱和度解释模型.新模型不但充分考虑了成岩过程中储层孔隙结构和地层水的变化情况,还考虑了阳离子的交换吸附作用,认为泥质砂岩的导电体积由被束缚水所占据的微孔隙导电体积及有效孔隙中的导电体积组成,2种导电体积中的导电体有不同的导电特性,泥质砂岩的整个导电响应为两者之和.应用该模型对曲堤油田低电阻油层的含水饱和度进行了解释,并将用压汞资料所求的含水饱和度作为参照值进行比较,新模型所计算的含水饱和度与压汞资料所计算的含水饱和度基本一致,取得了较好的效果.     

一种新泥质砂岩模型在电阻率和介电测井解释中的应用

本文讨论了用电阻率和高频介电测井资料对泥质砂岩地层的岩石物理特性进行解释，该方法是以Ｌｉｍａ和Ｓｈａｒｍａ（１９９１，１９９２）提出的简化的薄膜极化模型为基础而提出的。根据这一模型，粘土可看成是连续包裹在砂岩颗粒上的湿的球形带电微粒。泥质砂岩的导电可用粘土和粘土包裹的颗粒的简单的电导函数来描述，粘土导电行为与自相似结构方程有关。岩石的体电导率和包含粘土的岩石颗粒的介电常数与粘土参数β１／ａ（β１为     

胡状集油田沙三段低电阻率油层成因分析与研究

以岩心的扫描电镜、X衍射、粘土矿物分析、阳离子交换容量测量等资料为依据,对胡状集油田沙三段的低电阻率油层的形成机理及控制因素进行了分析,认为影响该区油层电阻率的因素是多方面的,其中最主要的影响因素是高矿化度地层水、中高孔隙度、粘土的分布形式和高束缚水含量;泥质含量、胶结物类型以及导电性矿物是次要因素,而粘土的附加导电性对油层电阻率的影响很小.分析研究可为该地区地质背景相似地区低电阻率油层测井地质解释提供可靠依据.     

均质砂岩原始含油（气）饱和度方程的推导

本文以双水模型为基础，根据岩石的导电机理，将均质砂岩划分成单一介质的最小导电网络，建立了均质砂岩原始含油饱和度方程。该方程中原始含油饱和度的变化主要取决于可动地层水电阻率与综合地层水电阻率的比值。其比值与砂岩的孔隙结构和分散状黏占矿物含量有关，与孔隙与流体性质无关。     

Malay盆地淡水泥质砂岩的地层评价

在Malay盆地地层评价中，地层水的化学组成是一个重要的变量，它是引起产层与含水砂岩之间电阻率差异小的主要原因。近来，由于对盐水组成分布的研究，使我们可以用一系列不同的计算方法计算盆地的不同区块的饱和度。在Malay盆地的最东部，矿化度接近海水矿化度(30，000ppm TDS)，用普通的泥质砂岩方程评价含烃饱和度，可适当地降低其不确定性。然而，一些较大的油气田位于盆地中央的淡水富集区(＜3，000ppm)，由于地层水矿化度低及粘土矿物的存在，Ro对Rw不敏感，附加电导率在各种通常使用的泥质砂岩方程中占主导作用。在这样的条件下，毛管压力法日益得到应用。在一些缺乏有足够代表性的高质量毛管压力数据的油田，合成的饱和度函数已经作为获得更可耀的流体饱和度值的一种手段。岩性资料(矿物学、泥岩分布和搜径分析)有助于在束缚状态下确定粘土及毛管束缚水的最小量。粘土束缚水可通过矿物学和对泥岩的常规岩心测量和测井来确定。毛管束缚水则利用经验的“有效”体积含水(BVWE)来估算，它是以搜径数据或模拟纯砂岩储层为基础。如果有核磁共振测井资料，可用来到度总的束缚水体积。从可操作性上来看，电阻率差异小的产层，给实时的流体类型预测造成许多限制。特别是高角度井、油基泥浆钻井的井中，很多测井方法受到限制。因此，时间推移随钻测井已被应用于识别流体类型及降低完井的不确定性。测井过程中增加电阻率测井可很好地加以界定。     

中东地区XT油田碳酸盐岩储层低阻成因机理研究

中东地区XT油田碳酸盐岩储层的油层与水层的电阻率基本在1～3Ω.m左右,属于低阻碳酸盐岩储层。为了准确划分储层及识别流体性质,开展了碳酸盐岩储层低阻成因研究。通过铸体薄片、压汞、X-衍射、水分析资料和数值模拟研究,分析了泥质含量、束缚水饱和度、地层水矿化度、导电矿物对碳酸盐岩低电阻率的影响,得出在高地层水矿化度的前提下,泥质含量和导电矿物对电阻率降低的影响很小,高束缚水饱和度和高地层水矿化度是研究区碳酸盐岩储层低阻的主要原因。     

砂泥岩薄互层低阻油层地质成因——以珠江口盆地A 油藏M1 油组为例

珠江口盆地A 油藏M1油组为高孔低渗低阻油藏,为了查明造成油层低电阻率的主要原因,从储集层岩石粒度、泥质含量及粘土矿物类型和分布形式、孔隙结构特征、导电矿物含量、砂泥岩薄互层发育状况等方面进行分析,并与高阻层段M₂ 油组进行对比。形成M₁ 油组低电阻率的主要原因是:储集层细颗粒含量高,泥质含量高,细微孔喉体积百分数高,造成储集层束缚水饱和度高,增强了油层的导电性能;粘土矿物以伊蒙混层和高岭石为主,呈薄膜状、絮状、分散状分布,增强了储集层的附加导电能力;砂泥岩薄互层的发育使本身低阻的油层受围岩低电阻率的影响而变得更低。导电矿物和地层水矿化度虽对储集层电阻率降低有一定影响,但不是主要因素。     

岩石电阻率频散及其对阿尔奇参数的影响

岩石电阻率存在频散现象，频散性的强弱与地层水矿化度、含水饱和度、阳离子交换容量等有关。当地层水矿化度增高，饱含水岩石电阻率频散性减弱；当含水饱和度及地层水矿化度较低时，频散现象较明显。在其它情况基本相同时，泥质砂岩的阳离子交换容量越大，频散现象越明显。因此，岩石电阻率频散性影响着阿尔奇参数的变化。文中系统介绍了饱和度指数、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的测量应采取多频测量。