不同泥质分布形式泥质砂岩导电规律实验研究

本文利用人工制作的不同含量分散泥质和层状泥质砂岩岩心样品,测量不同矿化度和不同含油饱和度的岩心电阻率,从实验角度研究了不同泥质分布形式和含量的岩心导电规律,结果表明,泥质分布形式或含量不同,则泥质砂岩导电规律不同.基于层状泥质与分散泥质砂岩的并联导电实验规律,以及分散粘土和地层水混合物的导电规律可用HB电阻率方程描述,建立了考虑泥质分布形式影响的泥质砂岩电阻率模型.通过1组不同泥质分布形式泥质砂岩人造岩心实验数据的测试,表明该模型可以描述分散泥质砂岩、层状泥质砂岩和混合泥质砂岩地层的导电规律.分散泥质,层状泥质,人造岩样,实验测量,并联导电,HB方程,电阻率模型     

泥质分布形式对泥质砂岩电性的影响规律研究

介绍了将混合理论用于结构泥质、将基于距离的升尺度(DBU)方法用于层状泥质电性研究的原理和方法,通过对实际岩心资料以及井资料的分析处理,证实了将混合理论用于结构泥质、将DBU方法用于层状泥质砂岩电性研究的合理性,最后利用上述方法进一步分析了泥质含量、泥质的分布形式等对泥质砂岩电阻率的影响及规律,研究结果表明:随着泥质含量的增加,泥质砂岩电阻率逐渐降低,且降低的幅度随含水饱和度的降低而增大;当测量电流方向与层状泥质垂直时,泥质对电性的影响较弱,但层状泥质和结构泥质的相对含量对结果的影响很大;当测量电流方向与层状泥质平行时,泥质对电性的影响较强,但层状泥质和结构泥质的相对含量对结果的影响不大.     

泥质砂岩中接触胶结泥质定量估算及对砂岩弹性的影响

在泥质砂岩的岩石物理建模中,明确泥质砂岩中泥质胶结物的接触类型及其含量对正确认识泥质的胶结作用对泥质砂岩声速的影响以及合理地建立岩石物理模型至关重要.现阶段,尚未有实验室定量估算胶结泥质的方法,导致应用胶结砂岩理论模型预测胶结砂岩地层的声速时往往由于胶结物含量被高估从而导致预测声速结果偏高.本文通过观察铸体薄片中泥质与颗粒之间的接触关系和相对分布提出了一种区分胶结泥质和分散泥质的方法:与两个或两个以上颗粒接触的连续分布的泥质为胶结泥质;与一个颗粒接触或者不与颗粒接触的泥质为分散泥质.基于这一准则,本文基于像素拾取法估算了人造泥质砂岩的胶结泥质含量,并将胶结泥质含量作为胶结砂岩模型的输入参数优化CCT模型.对比原始模型,本文方法声速误差下降了20%,预测准确度显著提高.本文方法适用于弱胶结地层的岩石物理建模,能够准确的预测声速以结合地震和测井资料识别有利储层,定量评价储层参数.     

泥质砂岩液相渗透率计算新方法

液相渗透率描述了岩石的渗流特性,是评价储层与预测油气产能的重要参数.液相渗透率是指盐水溶液在岩石孔隙中流动且与岩石孔隙表面黏土矿物发生物理化学作用时所测得的渗透率;液相渗透率的实验测量条件更加接近实际地层泥质砂岩的条件,使得液相渗透率更能反映地层条件下泥质砂岩的渗流特性;然而,现有的液相渗透率评价模型较少,且模型未能揭示液相渗透率与溶液矿化度之间的关系.基于此,开展了液相渗透模型推导与计算方法研究;文中首先将岩石等效为毛管束模型,推导建立了液相渗透率与比表面、喉道曲折度、总孔隙度、黏土束缚水孔隙度等参数之间的关系;其次,根据岩石物理体积模型,推导建立了黏土束缚水孔隙度与阳离子交换容量、溶液矿化度等参数的关系;最终,将黏土束缚水孔隙度引入液相渗透率计算公式,建立了基于总孔隙度、阳离子交换容量、溶液矿化度、比表面、喉道曲折度等参数的液相渗透率理论计算模型.液相渗透率计算模型与两组实验数据均表明,液相渗透率随阳离子交换容量的增大而降低,随溶液矿化度的增大而增大.然而,液相渗透率理论计算模型的实际应用中喉道曲折度、比表面等参数求取困难,直接利用理论模型计算液相渗透率受到限制.在分析液相渗透率与孔隙渗透率模型的基础上,建立了液相渗透率与空气渗透率之间的转换模型,形成了利用转化模型计算液相渗透率的新方法.为进一步验证液相渗透率与空气渗透率转化模型的准确性,基于两组实验数据,利用转换模型计算了液相渗透率;液相渗透率计算结果与岩心测量液相渗透率实验结果对比显示,液相渗透率计算结果与实际岩心测量结果吻合较好,文中建立的液相渗透率与空气渗透率转化模型合理可靠.     

碎屑岩泥质分布形式的测井评价研究进展

泥质含量是分析碎屑岩地层沉积环境的重要指标,也是储层测井评价的关键参数,更是岩性和物性精细解释的基础.目前在泥质的测井响应特征认识和泥质含量参数精准计算方法上取得了大量的研究成果,但对于泥质分布形式的研究还不够完善.为了探寻计算泥质分布形式的有效方法,本文通过广泛调研,系统讨论了泥质分布形式与储层参数间的关系.其中不同分布形式泥质对包括孔隙度、渗透率、含水饱和度及束缚水饱和度在内的储层参数造成的影响主要表现在以下几个方面:层状泥质使有效孔隙度降低;结构泥质对有效孔隙度、渗透率影响不大;分散泥质使效孔隙度减小,渗透率变差,束缚水饱和度增加.随后深入分析了不同泥质分布形式对常规测井曲线的影响,其中分散泥质与结构泥质在伽马测井及自然电位测井曲线上表现出明显的特征.并初步探索了在包括电成像测井及核磁共振测井的特殊测井上响应特征;归纳总结了现有的泥质分布形式的计算方法,并对现有计算方法的适用性及优缺点进行了对比分析,最后利用Thomas Stieber交会图优化分析法在南海某油田低阻储层进行了应用并得到了良好的效果.     

利用毛管模型研究泥质砂岩电化学测井响应机理

自然电位和激发极化电位测井响应所涉及的离子导体激发极化电位的微观机理解释,主要依据双电层形变假说和浓差极化假说,缺少定量描述的数学模型和理论体系.本文利用孔隙介质的微观毛管模型,给出了毛管模型中双电层理论和阳离子交换量与Zeta电位的关系,推导出毛管中离子流量和电流强度表达式.由电荷守恒定律和物质守恒定律,推导出毛管中离子浓度分布的解析表达式,建立了描述含水泥质砂岩激发极化电位和自然电位的数学模型.从而系统地严格证明了含水泥质砂岩激发极化现象是在电流场和浓度梯度场的共同作用下,由孔隙中离子浓度浓差极化电位和双电层形变电位形成的.并且证明了描述泥质砂岩自然电位的数学方程和描述激发极化电位的数学方程及形成机理是一致的.计算结果表明：激发极化极化率随孔隙度和渗透率的增大而减小;极化率随溶液浓度的增加而减小,随阳离子交换量的增加而增加;证明了地层水浓度、阳离子交换量是影响自然电位大小的主要因素.     

油水饱和泥质砂岩流动电位的频散特性

油水饱和泥质砂岩中流动电位的研究对于揭示含油储层震电勘探和动电测井的机理有着重要的意义.本文首先从岩石孔隙的微观结构出发,构造了描述水润湿条件下油水饱和泥质砂岩储层的毛管模型.在模型中依据油水流动遵守的Navier-Stokes方程和电化学传质动力学理论,建立了描述油水饱和泥质砂岩流动电位的数学方程,并数学模拟了岩石储渗参数对流动电位频散特性的影响规律.研究结果表明:储层孔隙内流体受到的粘滞力与惯性力控制着水相和油相的流动,从而决定了流动电位的频散特性.随着孔隙度的增大,油水两相各自的有效渗透率均增大;而含水饱和度的升高使得水相有效渗透率增大,油相有效渗透率减小.在水润湿条件下,流动电位耦合系数随含水饱和度升高而增大,随束缚水饱和度的升高而减小.另外,流动电位相对耦合系数也随含水饱和度的升高而增大,但无频散现象.     

泥质沉积物和泥岩中有机质的赋存形式与富集机制

运用多学科的、系统的分析方法, 研究泥质沉积物和泥岩中有机质赋存形式与富集机制的差异性. 黏土粒级的有机碳和氯仿沥青A含量明显高于其他粒级, 说明黏土矿物对富集有机质具重要作用; 其中氯仿沥青A含量增加尤为显著, 表明黏土矿物富集的主要是可溶有机质. 热重(TG)和差热分析(DTA)结果显示, 有机质富集和赋存形式具明显的多样性, 除在黏土粒级中主要富集可溶有机质外, 在其他粒级中见大量的生物碎屑和无定形有机质的存在, 在DTA曲线上表现为多个放热峰的出现. 泥岩样经不同方法预处理后, 进行X射线衍射(XRD)和DTA分析. 在XRD曲线上黏土矿物层间距随温度变化, DTA曲线上的有机质放热峰也随温度变化. 在350℃附近黏土矿物层间距与有机质放热峰的变化具有一致性, 且极其稳定, 这是有机质进入黏土矿物层间形成有机黏土复合体的显著特征. 由此可见, 有机质与黏土矿物结合并不完全是简单的表面吸附, 部分有机质进入到黏土矿物的层间, 形成非常稳定的有机质黏土复合体. 有机质在沉积物和泥岩中的保存形式和富集机制的研究对于深入理解全球碳循环过程和通量, 以及评价有机质的生烃过程具有重要意义.     

骨架导电的混合泥质砂岩通用孔隙结合电阻率模型研究

在水介质中顺序添加分散粘土颗粒、油珠、导电骨架颗粒、层状泥质,并对每一种成分进行连续积分,建立了一种适用骨架导电及含有分散粘土和层状泥质的泥质砂岩通用电阻率模型.通过对该模型的影响因素分析,发现泥质分布形式对模型计算的含水饱和度有很大影响;对应两个不同粘土颗粒电阻率或骨架颗粒电阻率的地层电导率之差,几乎与总含水饱和度无关,而对应两个不同层状泥质电阻率的地层电导率之差,随总含水饱和度增大而增大;骨架胶结指数变化对地层电导率与总含水饱和度关系曲线的影响最大,而粘土胶结指数变化对地层电导率与总含水饱和度关系曲线的影响最小;饱和度指数对地层电导率与总含水饱和度关系曲线的影响随总含水饱和度的增大而减小.通过一组骨架导电的人造岩样的试验,表明当地层水电阻率.小于颗粒电阻率时,该模型可以用于不含粘土的骨架导电的岩石.通过两组分散泥质砂岩岩样实验测量数据和一组层状泥质砂岩测井资料及实际测井资料的计算,表明本文给出的电阻率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,还适用于含有分散粘土和层状泥质的混合泥质砂岩地层解释.     

基于岩石物理相的泥质砂岩储层含水饱和度计算方法

涠洲M油田位于北部湾盆地涠西南凹陷,研究区岩性复杂,储层孔隙结构差异较大.在双对数坐标下,储层电阻率增大指数随含水饱和度变化关系呈现弯曲现象,且关系较为分散,给区域含水饱和度求解带来一定困难.研究从岩石导电机理出发,实际模拟分析了弯曲现象产生的原因及影响因素,曲线弯曲程度随毛管束缚水孔隙、黏土束缚水孔隙的增大而增大.在此认识的基础之上,根据常规物性分析资料将区域储层类型划分为五类,采用分类回归的方法获取了五类储层的岩电参数,并推导建立了区域含水饱和度精细解释模型,通过与岩心实验分析束缚水饱和度进行对比,验证了新方法的正确性与适用性,对区域油气勘探开发具有一定的实用价值和指导意义.     

中国东部若干封闭含油气盆地泥质岩地球化学的研究

中国东部沿北东、北北东向断裂发育了一系列早第三纪含油气断陷盆地。受干旱气候的影响,这些盆地常为封闭或半封闭的咸水湖泊环境。本文通过对其中若干盆地泥质岩的化学分析,确认泥质岩主要由粘土矿物组成,并含少量碳酸盐。将盆地的沉积环境,尤其是盐度与一些地球化学参数关系作了探讨后认为,低盐度时 Sr/Ba、Ca、Mg 总量、Ca/Mg、V/Ni 和 Mn/Fe 能反映湖泊在时空上的盐度变化。高盐度时,Sr/Ba、CaCO_3、B 与盐度正相关已不复成立,并对其原因作了讨论。     

低孔渗泥质砂岩储层并联导电模型分析及改进

针对泥质砂岩储层最常用的并联导电模型W-S和双水模型,提出视地层因数与真实地层因数的比值F_a/F,用来表示泥质砂岩偏离阿尔奇砂岩的程度,并根据F_a/F的变化规律,分析Q_v对泥质砂岩储层导电模型的影响.结合实验室条件下Nacl溶液的电导率范围,指出W-S模型在泥质较重的地层中无法得到真实的地层因数.改进双水模型的计算方法,避开Q_v测量的不准确性带来的误差,而通过改变饱和溶液的电导率来得到岩样真实的地层因数.实验证明,改进双水模型的模拟结果比W-S模型与泥质砂岩的岩电实验数据更吻合.     

泥质砂岩黏土附加导电强度评价指数定义及应用方法

针对泥质砂岩黏土附加导电还没有综合定量评价指标的现状,从Archie公式和Waxman-Smits方程计算的含水饱和度的相对误差出发定义了黏土附加导电强度指数η,并考察了地层水电导率C_w、阳离子交换容量Q_v、含水饱和度S_w、饱和度指数n对η的影响,给出了黏土附加导电强度判别方法和图版,通过低阻油气层的工程应用实例探讨了η在饱和度方程选取中的应用.结果表明,η随C_w、S_w、n值的增大而以近似乘幂规律减小,随Q_v的增大而近似线性增大;C_w与Q_v对η的影响最大,n与S_w次之;无法由单一因素判断黏土附加导电性强弱,必须综合考虑Q_v、C_w、S_w、n的影响;对于低阻油气层,可利用该指数按照"三步法"及判别图版定量判断低阻成因并为饱和度模型的选取提供技术依据.     

有效介质对称导电理论在复杂泥质砂岩中应用基础研究

复杂泥质砂岩储层的饱和度评价一直是测井解释领域亟待解决的难点和热点问题,基于并联导电理论和阿尔奇公式建立的导电模型扩展性有限,在一定程度上限制了该类模型扩展描述孔隙结构更复杂的高泥高钙砂岩储层的导电规律,而有效介质对称导电理论能很好地描述复杂泥质砂岩储层导电规律,具有很好的应用前景,但仍需深入研究.首先针对纯砂岩,使用有效介质对称导电理论建立纯砂岩有效介质对称导电模型,理论分析与实验研究表明纯砂岩有效介质对称导电模型优于阿尔奇方程,不但可以描述纯砂岩阿尔奇规律,而且可以描述纯砂岩非阿尔奇规律,并且满足当孔隙度等于1时地层因素等于1,以及当含水饱和度等于1时电阻增大系数等于1的物理约束,可更好地描述纯砂岩导电规律.其次,针对分散泥质砂岩,使用有效介质对称导电理论建立泥质砂岩有效介质对称导电模型,理论分析与实验研究表明,泥质砂岩有效介质对称导电模型优于泥质电阻率模型和双电层模型,不需要采用经验拟合就能完整地描述饱含水分散泥质砂岩的电导率与地层水电导率之间曲线和直线关系,模型预测的粘土含量和粘土电导率变化对岩石导电规律的影响与理论认识相符,可更好地描述分散泥质砂岩导电规律.第三,针对两组分混合介质,使用有效介质对称导电理论、并联导电理论、串联导电理论,分别建立了有效介质对称导电方程、并联导电方程、串联导电方程,理论比较表明有效介质对称导电理论与并联导电理论和串联导电理论均不等价,即当两种组分混合介质遵循并联或串联导电规律时,混合介质的导电规律不能用有效介质对称导电理论描述.有效介质对称导电理论能够描述骨架和水以及粘土均为连续项的岩石导电规律.它通过引入渗滤指数和渗滤速率几何参数来描述各种组份的连通性、表面的粗糙度、形状、润湿性等对岩石导电性的影响,因此,有效介质对称导电理论的适用性更广,可用于描述孔隙结构更复杂的高泥高钙砂岩储层的导电规律.     

不同矿化度下泥质对岩石电性影响的逾渗网络研究

为了进一步认识泥质对岩石宏观电性的影响规律,本文利用非规整三维逾渗网络模型,通过数值模拟研究了不同矿化度下泥质对岩石电性影响的规律. 模拟结果表明：在中低矿化度下,泥质对岩石导电整体上呈现减阻作用,随着泥质含量的增加,电阻率降低的速度减慢;中等矿化度下泥质的减阻效果明显弱于低矿化度下的减阻效果;在高矿化度下泥质对岩石导电整体上呈现增阻作用. 在高矿化度、高含水饱和度下泥质对岩石电性的影响较小. 泥质起减阻、增阻作用的具体矿化度范围取决于储层的孔隙度、连通性以及地层温度等特性.