基于差分方程和通用阿尔奇方程的含黄铁矿混合泥质砂岩电阻率模型

针对现有导电模型很难描述含黄铁矿混合泥质砂岩储层导电规律的难题,本文设计并压制了黄铁矿骨架纯岩样,以及不同分散泥质、层状泥质和黄铁矿含量的石英骨架人造岩样,测量了岩样岩电及配套实验数据,从实验角度分析了黄铁矿含量变化对岩石导电性的影响。考虑到岩石中不同物质成分间导电特性的差异,提出将含黄铁矿混合泥质砂岩分为层状泥质、石英颗粒、黄铁矿颗粒、油气、分散粘土颗粒、微孔隙水和可动水,将电导率差分方程与通用阿尔奇方程相结合,利用电导率差分方程描述在主介质中添加分散相介质的导电规律,而利用通用阿尔奇方程描述两种导电介质组成的混合介质的导电规律,在此基础上利用并联导电理论描述分散泥质砂岩与层状泥质的导电规律,建立了一种能够有效描述含黄铁矿混合泥质砂岩导电特性的新型通用电阻率模型。理论验证表明所建立的电阻率模型满足物理约束条件,且预测的导电规律与实验规律相一致,即随着黄铁矿颗粒含量和电导率的增加,R_t和I值均减小。利用实验测量的46块人造岩样在不同含油饱和度下的岩电实验数据,验证了该模型完全能够描述黄铁矿骨架纯岩样、石英骨架混合泥质砂岩岩样,以及骨架含部分黄铁矿的混合泥质砂岩岩样的导电规律。实现了含黄铁矿混合泥质砂岩地层饱和度的准确求取,有效的提高了复杂储层测井解释评价的精度。     

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.     

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.     

含黄铁矿泥质砂岩电阻率频散规律实验研究与校正方法（英文）

含黄铁矿泥质岩石的频散特性使得地层的电阻率测井响应值在高频电阻率测井中会出现失真现象,导致储层的饱和度计算存在较大的难度。为了更好的消除岩石中黄铁矿和泥质的电阻率频散影响,同时弥补天然岩心中各种物质成分、含量,以及分布形式等因素无法人工控制的不足,本文设计并在高温高压下制作了12块含分散状黄铁矿颗粒和粘土颗粒的人造固结岩样,分析岩样在多种电流频率条件下,不同地层水矿化度以及饱和度的岩电实验数据,得出频率对含黄铁矿泥质砂岩导电规律的影响:分散状黄铁矿和粘土颗粒都具有频散特性;随着电流频率的增大,岩样复电阻率实部减小。基于有效介质对称导电理论,结合实验研究成果,考虑黄铁矿含量和泥质含量变化对岩石频散规律的影响,建立了黄铁矿泥质砂岩有效介质复电阻率实部频散模型。理论模拟表明当电流频率、黄铁矿及分散泥质含量变化时,模型预测的黄铁矿泥质砂岩频散规律与实验规律相一致。利用岩电实验数据,验证了该模型可以准确地描述含黄铁矿泥质砂岩储层的频散特征。通过选取多种电测井中应用的电流频率,建立了黄铁矿电导率为0.062 S/m,泥质电导率为0.031 S/m的电阻率频率影响校正图版,给出了运用该图版进行高频电阻率测井响应校正的具体方法,为获取地层的真实电阻率值提供了保障。     

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     

新疆塔北低阻油气储层导电模型--双水泥质骨架导电模型

对前人提出的泥质分布型、双水型、岩石骨架等导电模型的剖析,发现有的模型没有区分微孔隙水与地层水的性质和导电路径;有的模型没有区分微孔隙水和粘土水的导电路径;有的模型没有考虑泥质分布形式和泥质数量等.为此,吸取了这些模型的优点,克服其不足,结合新疆塔北地区泥质砂岩低阻油气储层的特征及成因,建立了一个新的泥质砂岩导电模型--双水泥质骨架导电模型(Dual-Water Clay Matrix Conductive Model,缩写为DWCMCM),双水是自由水和微孔隙水,泥质骨架是含有粘土水的粘土颗粒.DWCMCM区分不同水的性质和导电路径,并考虑了泥质分布形式和泥质数量,因此DWCMCM评价新疆塔北地区泥质砂岩低阻油气储层的结果与实际储层情况相符.     

含泥含钙致密砂岩导电规律与导电模型

A地区致密砂岩储层具有孔隙结构复杂、高泥、高钙的特征,使其导电规律更复杂,现用饱和度模型不能全面描述三种因素对致密砂岩导电规律的影响,造成A地区致密砂岩储层饱和度评价精度较低.本文首先从实验角度分析了孔隙结构、泥质、钙质胶结对致密砂岩导电规律的影响,得出随孔隙结构变差、泥质含量减小、钙质含量增加,岩石导电性变差.其次,考虑影响A区致密砂岩导电规律三种主要因素,利用有效介质对称导电理论具有描述泥质和钙质胶结对岩石导电性影响的优点,而改进等效岩石元素理论具有更好的描述孔隙结构变化对岩石导电性影响的优点,将两种理论结合,建立了适用于致密砂岩储层饱和度评价的导电模型.理论分析表明,建立的致密砂岩导电模型能正确地描述孔隙结构、泥质、钙质胶结对致密砂岩导电规律的影响,并与实验规律相符.第三,基于含水致密砂岩可动流体孔隙中水流与电流流动的相似性以及改进等效岩石元素模型和弯曲毛管模型,建立了有效流动孔隙度计算式.利用半径均值和无效流动孔隙与有效流动孔隙之比对致密砂岩孔隙结构进行了分类,在分类基础上,采用优化技术和有效流动孔隙度计算式,建立了孔隙结构效率和孔隙曲折度计算式.利用致密砂岩岩电实验数据,采用优化技术确定了模型中流体非均匀分布指数、渗滤速率及渗滤指数等参数值,并建立了相应参数计算式.与密闭取心井的饱和度对比,致密砂岩导电模型计算的含水饱和度平均绝对误差为4.5%;与试油结果对比,解释结果与试油结论吻合.这表明所建立的导电模型适用于A地区含泥含钙致密砂岩储层饱和度评价.     

混合物电导率公式及其在测井解释中的应用

从电场的微分方程出发,得出了混合物电导率的两个公式:1.关于导体和导体形成的混合物的电导率公式;2.关于导体和绝缘体形成的混合物的电导率公式。将这两个公式应用于测井解释,对解释泥质砂岩的双水模型作了有效的改进。     

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.     

曲折度电阻率模型在大庆G地区低渗储层评价中的应用

大庆G地区P油层孔渗较低、泥质含量较高,属于中低孔特低渗、高含泥储层,利用压汞实验资料对该区储层特征进行分析,研究结果表明该区储层分选性较差、孔喉不均、微观孔隙结构复杂.复杂的孔隙结构会引起导电路径的复杂化,影响储层的电性特征.经典阿尔奇公式由于没有考虑孔隙结构变化对岩石电阻率的影响,不能准确描述孔隙结构复杂的低孔、渗储层的导电规律,因而建立一种适合于低孔、渗复杂储层的电阻率模型成为当务之急.针对P油层具有更复杂的孔隙结构,本文利用曲折度岩石体积物理模型建立了岩石孔隙结构和岩石电阻率之间的联系及关系式.该式表明,孔隙度一定时,孔隙通道越弯曲,孔隙结构越复杂,孔隙曲折度越大,岩石的地层因素值也越大.为了使该关系式实用化,本文提出在曲折度电阻率模型中引入结构系数,解决孔隙曲折度的表征问题,实现对岩石孔隙结构复杂程度的定量计算,从而建立了新的地层因素公式.利用压汞和岩电等实验数据对新的地层因素公式进行验证,证实地层因素和结构系数存在着幂次关系,岩石的孔隙结构越复杂,结构系数越大,地层因素越高.针对研究区泥质含量较高、地层矿化度较低的特点,选用能够描述饱含水地层电阻率与地层水电阻率之间弯曲关系的DOLL方程作为饱和度基本方程,并将新的地层因素公式引入DOLL方程中,建立了该区低孔、渗泥质砂岩饱和度方程.实际处理结果表明,该导电模型在一定程度上考虑了孔隙结构变化对电阻率的影响,计算的含水饱和度平均相对误差小于8％,精度满足低孔、渗储层开发生产的需要.     

低阻油层通用有效介质电阻率模型

低电阻率油气层的识别与评价一直是测井解释领域亟待解决的难点和热点问题,而砂岩油气层的低电阻率可能是由于富含分散泥质、层状泥质、骨架含导电矿物、微孔隙发育、高矿化度地层水等因素综合引起的,因此,有必要建立一种适用于上述5种成因类型的低阻油层通用电阻率模型．基于低阻油层人造岩样的实验测量结果和有效介质对称各向异性导电理论,针对不同成因低阻油层形成机理,建立了适用5种内因成因类型的低阻油层通用有效介质电阻率模型．通过对该模型的影响因素分析,从理论上说明该模型可以描述5种内因成因弓I起的低阻油层的导电规律,同时,发现泥质分布形式对模型计算的含水饱和度有很大的影响;地层电阻增大系数随层状泥质电导率和含量、分散黏土含量以及骨架颗粒电导率的增大而减小;随骨架渗滤指数和微孔隙水渗滤速率的增大,及微孔隙水渗滤指数、骨架渗滤速率和可动水渗滤速率的减小而减小．通过不同成因低阻岩心实验数据的验证和实际资料解释,表明提出的模型适用于高矿化度地层水、富含分散泥质、微孔隙发育、层状泥质、骨架导电等5种成因的低阻油层解释,是解决低阻油层问题的通用电阻率模型．     

测井饱和度解释模型的演化历程分析与思考

饱和度是储层评价的重要参数之一,饱和度模型一直都是测井解释评价研究的重点与难点.几十年来,随着勘探开发面临的油气储层不断复杂化,饱和度模型的内涵和形式也趋向多样化.系统梳理和研究饱和度模型的发展脉络和典型形式,有助于测井分析家正确认识各典型模型的来源、适用性和局限性.本文在国内外文献资料调研基础上,根据储层对象地质特征和研究思路的不同,将饱和度模型总结划分为纯砂岩饱和度模型、泥质砂岩饱和度模型和复杂孔隙结构储层饱和度模型三大类,并分析每类饱和度模型的演化过程、导电形式和应用范围,提出了今后从导电机理、数值模拟和岩石物理实验等方面进行深入研究的领域方向.     

欠压实超压层自然电位测井响应机理研究

以欠压实超压层为研究对象,利用双水模型和热动力学理论,推导了欠压实超压泥质砂岩、泥岩的薄膜电位方程,分析了压实作用对薄膜电位造成的影响以及欠压实超压泥质砂岩储层自然电位的响应特征.理论研究表明:压实作用对泥岩薄膜电位影响显著,对于盐水泥浆,泥岩薄膜电位随压实系数的变大而增加,淡水泥浆条件下,泥岩薄膜电位随压实系数的变大...     

阿尔奇公式的理论本原

在岩石导电机理上,纯水层阿尔奇公式有两点必须改进.第一,岩石骨架不导电,岩石孔隙中的地层水导电,当孔隙度为零时,岩石的电导率为零,电阻率为无穷大.但在现在使用的双对数坐标系下,此坐标点(■=0,F=∞)无法实现.须将电阻率之比改为电导率之比,并采用普通坐标.第二,地层因素F是导体容量孔隙度■和导体几何性质——孔道迂曲度τ两个因素的函数.但是纯水层阿尔奇公式F仅为■一个因素的函数.测井无法获得τ的数值.但通过观察实验数据,τ和■存在内在关联,将τ与■融合,得到■的关系式.普遍消除了F～■关系曲线左、右斜率不同或低孔门限的"非阿尔奇"现象.将公式中的导电因子■扩展为(■S_w)~2,得到含油层阿尔奇公式:■.在油(气)成藏过程中湿性附着液首先被驱替,润湿性对原始油(气)藏不起作用.饱和度指数n值等于2.     

阿尔奇公式的适用性分析及其拓展

阿尔奇年代的储层孔隙结构简单,岩石孔隙可以被实验电解质完全充填,随着油气田勘探开发的逐步深入,对储层孔隙结构复杂程度的认识更加深入.发现岩石孔隙不仅有有效孔隙,也有无效孔隙.不仅有效孔隙导电,无效孔隙也导电,某些岩石骨架同样也导电.如何去除无效孔隙和其他各类岩石附加导电现象的影响,正确评价有效孔隙的贡献往往令人困惑.笔者发现：通过岩石电阻率计算地层因数只是在没有岩石附加导电环境下的特殊应用,在更为普适的条件下,地层因数实质是借助岩石电阻变化率反映孔隙连通性的重要参数.与物理学位移、速度的关系类似,电阻率和电阻变化率之间同样有着密切关系.这一观点的提出为在复杂孔隙结构条件下评价储层孔隙有效性提供了手段.     

致密砂岩孔隙度-电阻率关系与地层因素计算方法研究

致密砂岩电阻率与孔隙度关系存在"非阿尔奇"特征.为明确致密砂岩电阻率与孔隙度的关系及规律,并建立适用于致密砂岩的地层因素计算方法,基于多个致密砂岩油气区实验数据对电阻率随孔隙度变化的规律及地层因素计算方法进行了研究.通过对来自3个盆地8个油气田的岩石物理实验数据分析,证实了致密砂岩地层因素与孔隙度在双对数坐标下呈现分段线性关系,孔隙度约等于10%处出现明显拐点;拟合了孔隙度小于10%时具有通用性的阿尔奇公式参数.红河油田致密砂岩压汞实验数据表明,孔隙度小于10%的岩样与孔隙度大于10%的岩样孔喉半径分布有显著差异,由此将孔隙分为大孔径孔隙和小孔径孔隙,假设其分别具有不同比例的"宏导电孔隙",并定义了"伪宏导电孔隙度"变量,岩电-压汞联测实验数据表明,伪宏导电孔隙度与地层因素在双对数坐标下表现为良好的单一线性关系,由此建立了阿尔奇公式改进式,改进式在不同孔隙度条件下形式和参数均保持统一,计算地层因素效果更好.利用红河油田及塔里木盆地志留系致密砂岩岩样岩电实验数据检验改进式计算效果,证实了改进式的可靠性.     

基于有效流动孔隙的低孔渗泥质砂岩储层渗透率确定方法

针对低孔渗储层渗透率主要受孔隙结构影响致使利用常规孔隙度和束缚水饱和度等参数预测渗透率精度低的难题,依据低孔渗岩石孔隙中流体渗流的特点,考虑岩石孔隙空间中对流体渗流贡献最大的那一部分孔隙,引入有效流动孔隙概念,以提高低孔渗岩石渗透率计算精度.考虑岩性、物性、电性变化,设计岩石物理实验,根据压汞实验数据计算岩样对应不同孔隙半径的进汞孔隙度与渗透率之间的相关系数,制作相关系数与孔隙半径交会图,将相关系数达到某一值(如0.8)对应的孔隙半径确定为有效流动孔隙半径下限,其对应的进汞孔隙度确定为有效流动孔隙度实验分析值.依据水流与电流流动相似性原理,从导电角度推导有效流动孔隙度的计算公式.对于含水低孔渗泥质岩石,将束缚水和粘土水看成不导电干骨架,采用能够描述孔喉比的等效岩石元素模型推导出只有可动水孔隙存在的低孔渗岩石地层因素的公式;根据有效流动孔隙的含义,只有可动水孔隙存在的低孔渗岩石的有效流动孔隙可以等效为具有相同岩石体积和地层因素且由骨架和弯曲毛细管组成的岩石结构中的毛管孔隙,根据弯曲毛管模型推导出地层因素与有效流动孔隙度关系式,结合两式可得到有效流动孔隙度的表达式.根据实验数据采用最优化方法确定公式中参数,从而给出有效流动孔隙度计算式.统计有效流动孔隙度实验值与岩心分析渗透率关系,回归得到低孔渗泥质岩石渗透率的计算式.对B区X1、X2井低孔渗储层进行处理,从实际应用效果方面证实该方法提高了低孔渗泥质储层渗透率计算精度.     

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.     

CEC比值法在凝灰质砂岩储层测井评价中的应用——以海-塔盆地X凹陷凝灰质砂岩储层为例

凝灰质砂岩储层一直是测井评价中的难点.凝灰质的存在使储层的孔隙结构和物性变化都很大,其含量直接影响储层参数的求取,对储层饱和度的影响不容忽视.本文以海-塔盆地X凹陷的凝灰质砂岩储层为例进行测井评价研究.基于泥质和凝灰质的测井响应差异利用粒子群和细菌觅食的混合优化算法计算储层中两者的含量,然后通过阳离子交换量(CEC)的实验数据验证了凝灰质具有导电性,进而利用CEC与电阻率之间的关系得到凝灰质电阻率的计算方法,并且应用到饱和度的计算,最终得到了一种新的计算凝灰质砂岩储层饱和度的方法——CEC比值法,并取得了良好的应用效果.     

鄂尔多斯盆地三叠系延长组相对高放射性砂岩定量识别（英文）

相对高放射性砂岩储层多数具可观的油气资源潜力。相对高放射性砂岩因其具有与泥质地层相类似的放射性测井响应特征而常被误判进而会导致有效储层遗漏。本文在分析常规砂、泥岩地层中自然电位曲线与自然伽马曲线响应特征及关系的基础上,提出了相对高放射性砂岩定量识别方法。以鄂尔多斯盆地三叠系延长组为例:常规砂、泥岩地层中的自然电位曲线与自然伽马曲线响应具有同步性且呈正相关,然而在相对高放射性砂岩中两者并不同步。基于这一关系,实现了相对高放射性砂岩定量化识别,并对自然伽马曲线进行了放射性"虚拟补偿",同时就其测井评价方法进行了探讨。实例表明本文提出的方法有效,可以减少对储层的误判和遗漏。