單雙模態(tài)結(jié)構(gòu)礫巖地層巖電特性的數(shù)值模擬研究.pdf

1、地層電阻率是儲(chǔ)層解釋評(píng)價(jià)的重要參數(shù)。隨著勘探技術(shù)的發(fā)展，油田精細(xì)勘探逐漸成為勘探的主流，含有孔洞和裂縫的砂礫巖等電各向異性地層成為油田精細(xì)勘探的主要方向。本文將基于有限元軟件COMSOL數(shù)值模擬研究恒定電流場(chǎng)中單雙模態(tài)結(jié)構(gòu)礫巖地層的巖電特性，為礫巖油藏的評(píng)價(jià)和解釋提供理論支撐，為更復(fù)雜電各向異性地層巖電特性的數(shù)值模擬研究奠定基礎(chǔ)。主要研究?jī)?nèi)容和成果包括以下幾個(gè)部分。
　　第一部分介紹了有限元基本思想以及COMSOL軟件的數(shù)值計(jì)算流

2、程。構(gòu)建基于COMSOL軟件數(shù)值計(jì)算礫巖地層模型，研究恒定電流場(chǎng)中礫巖地層電阻率的求解方法，分析了地層模型中電流的流動(dòng)軌跡。此外，研究阿爾奇公式的物理原型其及物理意義，加深了對(duì)阿爾奇公式的理解，為礫巖地層巖電特性研究奠定基礎(chǔ)。
　　第二部分研究了單模態(tài)礫巖地層巖電特性。首先構(gòu)建了單一橢球形礫巖地層模型，研究了礫巖球度、空間位置和傾角對(duì)整個(gè)地層電阻率的影響，得出球度、空間位置和傾角變化時(shí)，對(duì)單一方向電阻率有影響且呈現(xiàn)一定的規(guī)律，但不

3、同方向電阻率變化規(guī)律不同。然后構(gòu)建了基于單模態(tài)礫巖地層孔隙的孔喉模型，研究了喉道半徑、孔喉基質(zhì)電阻率、礫巖基質(zhì)電阻率和孔隙延展方向?qū)Φ[巖地層電阻率的影響，結(jié)果表明孔喉內(nèi)流體電阻率是影響地層電阻率的主要因素，不同流體電阻率對(duì)應(yīng)的地層電阻率變化規(guī)律不同。
　　第三部分研究了雙模態(tài)礫巖地層巖電特性。分析了雙模態(tài)礫巖地層的沉積方式，構(gòu)建不同結(jié)構(gòu)的雙模態(tài)礫巖地層，從雙模態(tài)礫巖地層的微觀結(jié)構(gòu)出發(fā)研究其巖電特性，驗(yàn)證了雙模態(tài)礫巖地層宏觀巖電特性

4、與微觀巖電特性的一致性。構(gòu)建雙模態(tài)礫巖地層等效孔隙的毛細(xì)管孔隙模型，研究雙模態(tài)礫巖地層中復(fù)雜孔隙對(duì)地層巖電特性的影響機(jī)理，得出孔隙最小半徑和電流流向?qū)Φ貙与娮杪视绊戄^大。
　　第四部分研究了雙模態(tài)孔隙飽含水礫巖地層電阻率與Archie公式參數(shù)關(guān)系。分析了雙模態(tài)礫巖地層孔隙飽含水時(shí)礫巖地層電阻率、地層孔隙度和地層因數(shù)三者之間的關(guān)系。構(gòu)建雙模態(tài)礫巖地層各向同性地層模型，數(shù)值模擬計(jì)算求出了對(duì)應(yīng)的巖性系數(shù)和膠結(jié)指數(shù)。構(gòu)建雙模態(tài)礫巖地層各向

5、異性地層模型，數(shù)值模擬計(jì)算求出礫巖地層張量地層電阻率與地層孔隙度的定量關(guān)系。結(jié)果顯示地層因數(shù)在一定范圍內(nèi)為常數(shù)，與水電阻率有關(guān)。
　　第五部分研究了雙模態(tài)孔隙含油水礫巖地層電阻率與Archie公式參數(shù)關(guān)系。構(gòu)建雙模態(tài)親油和親水礫巖地層模型，研究雙模態(tài)礫巖地層中孔隙含油水兩相時(shí)地層電阻率、含油飽和度和電阻增大系數(shù)之間的關(guān)系，數(shù)值計(jì)算求出了對(duì)應(yīng)的巖性系數(shù)和飽和度指數(shù)。然后研究了孔喉模型中孔喉含油水時(shí)的巖電特性，可以看出基質(zhì)親油時(shí)的地層