岩石激发极化衰减谱的多指数反演

激发极化衰减谱比极化率具有更为丰富的储层信息,与地层的孔隙结构、渗透率、地层水电阻率以及泥质含量密切相关。衰减谱是一系列单指数衰减的线性叠加,因此,可以对衰减谱进行多指数反演,得到弛豫时间谱,从而可以更好地利用激发极化衰减谱来进行储层评价。一般的非负最小二乘反演的结果振荡剧烈,与实际情况不相符。这里采用阻尼最小二乘方法,结合奇异值分解技术对泥质砂岩的激发极化衰减谱进行了多指数反演,得到了光滑连续的弛豫时间谱,弛豫时间分布点数为32点~64点较合适,算法和软件对实际的岩心具有较好的效果。     

泥质砂岩激发极化弛豫时间谱微观机理

泥质砂岩激发极化弛豫时间谱含有丰富的地层孔隙结构信息。利用串联毛管模型,建立了描述激发极化效应的数学物理模型,数值模拟了激发极化充放电的全过程;利用阻尼最小二乘算法,对理论计算的激发极化衰减谱进行多指数反演,分析了岩石孔隙度、阳离子交换量、溶液浓度、温度、溶液类型和放电时间等因素对激发极化弛豫时间谱的影响。结果表明,弛豫时间谱不仅反映了岩石内部的微观孔隙结构,而且表现了离子扩散迁移恢复平衡的过程。      

泥质砂岩激发极化弛豫时间谱的正则化反演

激发极化衰减谱是一系列单指数衰减的线性叠加,因此可以对衰减谱进行多指数反演,得到的弛豫时间谱可用于储层孔隙结构和渗透性评价,是一种非常有前途的技术。由于实际测井的信噪比相对较低,常规的奇异值分解方法难以获得合理的弛豫时间谱,为此,采用正则化约束,结合奇异值分解,对合成数据和实际测量的衰减谱进行反演,得到连续的弛豫时间谱;同时,讨论了弛豫时间谱的时间常数分布、正则化因子以及信噪比对反演结果的影响。研究结果表明:该方法适用于信噪比较低的实际测量结果的反演,弛豫时间常数的分布点数为32~64较为合适;随着正则化因子的增加,反演结果逐渐变得平滑,存在一个最优的正则化因子,用于获得最为合理的弛豫时间谱;在双对数图中,最优正则化因子随着信噪比的增加而线性降低,因此通过测量结果的信噪比,可以求取最优正则化因子,进而将该技术应用于实际。     

相位激发极化法应用研究

相位激发极化法是一种频率域激发极化方法,可直接测量电场电压与供电电流之间的绝对相位差。由于该方法对仪器精度要求较高,因而国内有关实际应用方面的资料相对较少。在金属矿产勘查中,目前国内大多采用时间域激发极化方法,测量岩矿石的极化率或充电率。虽然频率域激发极化法也有应用,但主要采用双频或多频测量,利用视频散率参数进行解释,野外测量工作量较大,测量精度相对较低。近几年,利用相位激发极化法在科研、生产中做了一些工作,这里介绍相位激发极化法模型试验及数据反演结果,岩矿石标本时间域(充电率)和频率域(相位)测试对比结果,以及实际应用实例及数据反演结果。应用结果表明,用相位激发极化法在矿产勘查中可以取得较好的勘察效果,并能在今后的工作中发挥更大的作用。     

注入时间和静水压力对孔隙热储层中Cl-运移影响

迄今为止,注入时间和静水压力对溶质在深层承压地热水中的运移规律影响研究少有报道。通过模拟35℃的低温地热环境,开展了注入时间1,2,3,4,5 h以及静水压力0,6,9 MPa条件下Cl^-的运移柱模拟试验。采用CXTFIT 2.1软件进行数值模拟,探讨了孔隙型热储砂土中Cl^-的运移规律和影响因素。结果表明：在模拟的低温孔隙型热储层中,不同注入时间和静水压力下,Cl^-的运移曲线均呈正态对称分布,一维对流弥散(CDE)模型也可较好地表征其穿透曲线,因此溶质扩散过程符合菲克定律。注入时间的不同,会引起Cl^-的穿透曲线、运移参数发生变化,这与不同注入时间条件下溶质注入总量、柱内溶质浓度差以及分子扩散能力不同有关。在不同静水压力条件下,弥散系数从0 MPa的25.22 cm²/h增加到9MPa的36.13 cm²/h,分子扩散系数、机械弥散系数以及弥散度也随之增大,因此溶质的弥散作用随静水压力的增大而增强。研究结果对于丰富地下水的溶质运移理论具有重要意义。     

多孔介质中溶质有效扩散系数预测的分形模型

依据分形理论和方法,探索溶质在多孔介质中的有效扩散系数的替代预测方法。在多孔介质溶质扩散的弯曲毛细管束模型的基础上,以分形维数作为介质的基本几何特性参数,建立了多孔介质中溶质扩散的分形毛细管束模型,推导出了溶质有效扩散系数与介质孔隙度之间的幂定律关系式,幂指数是介质孔隙分维和表面分维的函数,反映了介质孔隙体积的层次分布与孔隙通道曲折程度对扩散的影响。对粘性土的分形维数测定数据和有效扩散系数试验测定数据的分析表明,利用该关系式预测多孔介质中溶质的有效扩散系数是较为准确可靠的。     

高塌落度防渗墙填料扩散系数快速测定的透析试验

扩散是低渗透系数情况下溶质迁移的主要方式,目前尚没有测定高塌落度防渗墙填料扩散系数的试验方法。根据沥出试验原理,将处于流动状态的填料用半透膜包裹进行透析试验,通过有限圆柱中溶质迁移解析解对溶质迁移过程进行拟合求其扩散系数,探讨了试验和数据处理的相关问题,研究了膨润土含量和盐浴浓度对扩散系数的影响规律。结果表明,随拟合天数增加,填料中NaCl有效扩散系数减小,而误差增大;高塌落度填料中溶质迁移明显比压实土样中快,按拟合误差小于0.5%作为试验数据取舍依据,这一误差要求实际上是对溶质迁移以扩散为主导这一条件的量化,保证了采用纯扩散解析解进行数据拟合的合理性;扩散系数随填料中膨润土含量增加而减小,随盐浴浓度增加而减小,但在试验范围内数值变化不大,透析试验是快速测定防渗墙填料中溶质有效扩散系数的可行方法。     

"黑色"非晶形三价铁羟基氧化物及其对有害物质的吸附

利用硝酸铁与氨水之间的水解反应,生成了一种新的"黑色"非晶形三价铁羟基氧化物 (FeOOH).该物质在室温下稳定,有较高的硬度,其比表面积约为 300 m2/g,零电荷点 (PZC)在 pH 7～ 8之间.根据 M(o)ssbauer谱的鉴定,它具有四方纤铁矿(β-FeOOH)的结构特征. FeOOH和它与各溶质的表面配合物的 X射线光电光谱结果表明, FeOOH与 Pb、 Zn和GrO(4/2-)之间的反应是物理吸附,而与PO(4/3-)和AsO(4/3-)之间的反应是化学吸附. 3个阴离子及 2个阳离子的吸附等温式结果表明,该三价铁羟基氧化物的吸附能力比常见的铁羟基氧化物强 3倍.磷酸盐与砷酸盐之间的竞争反应结果表明,磷酸盐与 FeOOH的反应比砷酸盐强烈.     

综合电法探测坝体隐患

用综合电探方法,即激发极化法(极化率η、激发比J、衰减度D三个参数)、电测深剖面法和自然电场法探测坝体隐患,可取得实质性的效果,同时用该综合电探方法可有效地预测土石坝坝体的隐患.     

烃源岩有机碳测井预测模型优选及应用——以鄂尔多斯盆地安塞地区延长组长9为例

总有机碳(TOC)质量分数是烃源岩评价的重要指标。为了对鄂尔多斯盆地东南部安塞地区延长组长9烃源岩有机碳进行测井评价,本文先立足于岩心分析实测w(TOC)资料,基于烃源岩对不同测井曲线的响应特征,运用多元回归模型、传统Δlog R模型以及Δlog R模型的改进型和广义型,分别建立烃源岩w(TOC)测井定量预测模型;然后将这几种模型加以分析和组合运用,从改进Δlog R模型中提取拟合叠合系数应用到两种广义Δlog R模型的计算当中,应用效果良好;最后对模型进行对比和优选,提出最适合研究区的烃源岩w(TOC)测井定量预测模型。结果表明:考虑密度的广义Δlog R模型准确度最高,平均相对误差为7.78%;多元回归模型次之,平均相对误差为9.65%。二者均满足w(TOC)测井定量预测的精度要求。     

Dielectric spectroscopy measured on dry,oil-, freshwater- and brine-wetted rocks using an insulating layer method and its relations to petrophysical parameters

Dielectric measurements, in the frequency range from 100 Hz to 15 MHz, were carried out using an insulating film method, on shaly and clean sandstone samples, dry, oil-impregnated, partially or fully saturated with fresh water or solutions of NaCl, at different concentrations. The results show that two kinds of polarization relating to interface dominate: the inner surface polarization (ISP) at the pore surface in rocks and the outer surface polarization (OSP) on the outer surface of the rock sample. Both ISP and OSP are of the Debye type and can be fitted very well using the Cole–Cole equation. The dielectric spectra of ISP reflect the length scale of pore size or throat size, whereas the relaxation strength depends heavily on the inner pore surface area. Clay contributes to dispersion in rocks, mainly through increasing the inner surface. When the effect of water content is minimized, the dielectric properties measured on brine-wetted rock samples show great salinity dependence. The increase in salinity shifts the relaxation spectra to the high frequency end; it also enhances the relaxation strength. In the frequency range studied, no dispersion in dry and oil-saturated samples has been observed, which underscores the key role played by water in dielectric polarization in rocks.     

岩石渗透率与其应力的关系及应用

根据岩石成岩过程中岩石结构和受力变化,分析了岩岩渗透率和应力的指数关系,并且认为它受岩性和岩石结构的影响,通过多种常用和新式应力模型及岩心样品渗透率的研究,证明了上述关系的存在。将渗透率和应力的关系用于油报储层和煤层气储层的实际应用中显示,油气储层测试用最能描述岩石力学性质受泥质影响的是自然伽玛测井曲线,以此消除和降低岩性的影响,从而改善 力计算的准确性,通过提取分离率高的测井方法－微球型聚信 井     

Pore Structure and Permeability Characterization of High‐rank Coal Reservoirs: A Case of the Bide‐Santang Basin,Western Guizhou,South China

The methods of nuclear magnetic resonance(NMR)spectroscopy,mercury injection porosimetry(MIP),and gas-water relative permeability(GWRP)were used to reveal the pore structure and permeability characteristics of high-rank coal reservoirs in the Bide-Santang basin,western Guizhou,South China,to provide guidance for coalbed methane(CBM)exploration and exploitation and obtain direct insights for the development of CBM wells.The results indicate that the coal reservoirs in the study area are characterized by well-developed adsorption pores and poorly developed seepage pores.The bimodal NMR transverse relaxation time(T2)spectra and the mutation in the fractal characteristic of the MIP pore volume indicate poor connectivity between the adsorption pores and the seepage pores.As a result,the effective porosity is relatively low,with an average of 1.70%.The irreducible water saturation of the coal reservoir is relatively high,with an average of 66%,leading to a low gas relative permeability under irreducible water saturation.This is the main reason for the low recovery of high-rank CBM reservoirs,and effective enhanced CBM recovery technology urgently is needed.As a nondestructive and less time-consuming technique,the NMR is a promising method to quantitatively characterize the pores and fractures of coals.     

Evaluating distribution pattern of petrophysical properties and their monitoring under a hybrid intelligent based method in southwest oil field of Iran

This study deals with reservoir characterization based on well log data using an unsupervised self-organizing map (SOM) and supervised neural network algorithms with the aim of clustering log responses into reservoir facies of an oil field located in southwest of Iran. In order to promote and justify the quality control and quantify spatial relationships for petrophysical properties, some of neural network-based approaches were introduced such as the SOMs as the intelligent clustering method compared with other hybrid methods, principal component analysis networks (PCANs) and multilayer perceptron (MLP) and statistical clustering (CA) methods. The results obtained from all the abovementioned methods are compared to each other, and the best option is selected based on accuracy and capabilities of clustering and estimation of the petrophysical data, concluding that for predicting any characteristic of the reservoirs, the appropriate network should be chosen and a unique network cannot be convenient for all of them. Accordingly, the SOM clustering technique was employed to classify the reservoir rocks. Based on the SOM visualization, the reservoir rocks were classified into six facies associated with specific petrophysical properties; among them, F6 expressed the best reservoir quality which is characterized by the low amount of density, highest DT, high amount of neutron porosity (NPHI), and lowest GR response. Ultimately, the performance of all the methods was compared to estimate the porosity and permeability within each facies. The results revealed the preference and reliability of PCAN in predicting porosity and confirmed the capability of MLP in permeability prediction. This study also indicates that neuro-prediction of formation properties using well log data is a feasible methodology for optimization of exploration programs and reduction of expenditure by delineating potentially oil-bearing strata with higher accuracy and lower expenses. The resulting neural net-based model can be used as a powerful and distributive system to reduce the high impact of risk in similar fields.     

储集层非均质性分析的计算机方法:以西弗吉尼亚州下密西西比系油田为例

本文使用几种计算法和统计法研究美国西弗吉尼亚洲中部格兰尼克里克油田大Ｉｎｊｕｎ砂岩储集层的结构及其与采油量的关系。计算机程序根据已出版的资料编写，以适合（ｌ）计算渗透率对孔隙度的回归；（２）标绘三维孔隙度；（３）确定和标绘根据地球物理测井记录推断的相；（４）估算原始储量、累积产量和采油率。因为回归分析显示出测井记录和岩心孔隙度及岩心渗透率间微弱但重要的相关，所以，孔隙度可用干地层渗透率中以构成储集层的模式。也使用定量地层对比和多维定算法来估算在缺乏可用数据的情况下构造的影响。于井间使用克里格法内插绘制的剖面，突出了孔隙度较高的地带。使用地球物理测井资料和岩心描述，用聚类分析确定导电相。原始储量的估算结果与累计产量数据相结合，得出采油率的估算值。这些采油量变量图通常呈现在岩相图上观察到的相同的南北走向。     

萨中开发区萨零组储层物性参数测井解释方法

通过对大庆油田萨中开发区萨零组油层的有效孔隙度、渗透率、原始含油饱和度等物性参数测井解释方法的研究及测井解释模型的建立,确定了萨中萨零组油层有效孔隙度测井解释标准、渗透率测井解释标准,利用测井资料计算储油层原始含油饱和度方法及标准,为萨零组油层进一步的开发设计提供地质依据。     

普光地区碳酸盐岩储层孔隙类型测井识别及孔渗关系

普光地区长兴组和飞仙关组碳酸盐岩储层孔隙度与渗透率之间没有严格通用的数学关系,导致储层渗透率计算具有很大困难.通过对该地区测井资料、常规薄片、铸体薄片和岩心物性等资料进行分析,表明碳酸盐岩孔隙类型是影响孔渗关系的主要因素.基于常规测井资料构造出对孔隙结构比较敏感的测井特征:声波时差与密度比值和深浅侧向电阻率比值,可用于对该地区碳酸盐岩孔隙类型进行识别,再针对不同的孔隙类型建立相应的孔渗关系模型,用于计算该地区储层渗透率.实例资料处理结果表明,模型计算渗透率与岩心分析渗透率符合较好,且井间规律具有一致性,基于孔隙结构建立的储层孔隙度与渗透率模型能较好地确定储层渗透率.      

上海浅部黏土渗透系数及其各向异性

为研究上海浅部黏土的渗透系数及其各向异性,沿水平及竖直方向对上海浅部主要黏土层进行了不同压力下的固结试验,联合使用时间平方根法和时间对数法获取了试样的渗透系数,探讨了渗透系数与孔隙比及渗流方向之间的关系,并通过电镜扫描,从微观角度分析了水平和竖直方向渗透系数存在差异的原因。研究结果表明：上海浅部主要黏土层的渗透系数均随着孔隙比的增加而增大。对于单组试验来说,渗透系数k与孔隙比e在e lgk坐标系中呈现很好的线性关系,且渗透变化指数Ck大致呈现Ck = 0.5e0的规律;但对于整体试验而言,渗透系数与孔隙比在e lgk坐标系中大致呈现出曲线关系。通过扫描电镜观察,揭示了沉积形成的絮状微观结构是竖直和水平渗透系数差异较小的主要原因。