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

2、述這種復雜導電規(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，對提高復雜油氣層評價精度有著非常重要的現(xiàn)實意義。 論文針對復雜泥質砂巖油氣層導電規(guī)律，從理論和實驗角度，全面系統(tǒng)地研究了泥質電阻率模型、雙電層電阻率模型和有效介質電阻率模型，建立了考慮分散和層狀泥質均存在的混合泥質砂巖泥質通用電阻率模型、雙電層通用電阻率模型和有效介質通用電阻率模型，并將這些混合泥質砂巖通用電阻率模型用于復雜泥質砂巖儲層解釋，提高了復雜油氣層評

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

4、水飽和度增大，膠結指數(shù)對地層電導率與有效含水飽和度關系曲線的影響增大，而飽和度指數(shù)對地層電導率與有效含水飽和度關系曲線的影響減小。 第二，論文基于層狀泥質與分散泥質砂巖并聯(lián)導電，而分散泥質砂巖導電規(guī)律用三種雙電層電導率模型描述，建立了混合泥質砂巖雙電層通用電導率模型。理論分析表明，S-B模型最完善，D-W模型次之。分散泥質砂巖的實驗驗證結果也表明，S-B模型的精度較高，W-SⅡ模型的精度最差?？疾炷z結指數(shù)和飽和度指數(shù)變化對三種模

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

6、泥質砂巖有效介質通用非對稱電阻率模型。通過對該模型的影響因素分析，發(fā)現(xiàn)泥質分布形式對混合泥質砂巖有效介質通用非對稱電阻率模型計算的含水飽和度有很大影響。砂巖顆粒或粘土顆粒的電阻率越小，顆粒電阻率對地層電導率與總含水飽和度關系影響越大。當膠結指數(shù)和飽和度指數(shù)相等時，膠結指數(shù)對地層電導率與總含水飽和度關系曲線的影響隨總含水飽和度的增大而增大。 第四，論文基于層狀泥質與分散泥質砂巖并聯(lián)導電，而分散泥質砂巖導電規(guī)律可用導電的骨架顆粒、不

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

8、層電導率與總含水飽和度關系曲線的曲率不同；只有骨架滲濾速率變化，地層電導率與總含水飽和度關系曲線的曲率相近。地層電導率一定，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，在水介質中順序添加分散粘土顆粒、油珠、導電的骨架顆粒、層狀泥質，并對每一種成分進行連續(xù)積分，首次建立了一種適用骨架導電及含有分散粘土和層狀泥質的泥質砂巖通用電阻率模型。通過對該模型的影響因素分析，發(fā)現(xiàn)泥質分布形式對模型計算的總

9、含水飽和度有很大影響；對應兩個不同分散粘土電阻率或骨架電阻率的地層電導率之差，幾乎與總含水飽和度無關，而對應兩個不同層狀泥質電阻率的地層電導率之差，隨總含水飽和度增大而增大；骨架膠結指數(shù)變化對地層電導率與總含水飽和度關系曲線的影響最大，而粘土膠結指數(shù)變化對地層電導率與總含水飽和度關系曲線的影響最小；飽和度指數(shù)對地層電導率與總含水飽和度關系曲線的影響隨總含水飽和度的增大而減小。 實驗上，論文首次人工設計和制作了16塊含有不同分散泥

10、質和層狀泥質含量的泥質砂巖巖樣，測量了不同礦化度和不同含油飽和度的巖心電阻率，并利用該組實驗數(shù)據(jù)研究了泥質分布形式和泥質含量變化對泥質砂巖導電規(guī)律的影響。實驗研究表明，當混合泥質砂巖中的分散泥質砂巖部分具有相同物性和電性，或混合泥質砂巖中的層狀泥質含量和層狀泥質電阻率相同，或層狀泥質含量和分散泥質含量近似相同時，在地層水電導率大于某一界限值的條件下，對應同一地層水電導率值，混合泥質砂巖巖樣電導率隨層狀泥質含量或分散泥質含量或總泥質含量增

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