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     

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．     

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.

     

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.     

基于Kelvin-Voigt黏弹性骨架的含非饱和流体孔隙介质BISQ模型(英文)

本文综合考虑了在波传播过程中孔隙介质的三种重要力学机制——"Biot流动机制一squirt流动机制-固体骨架黏弹性机制",借鉴等效介质思想,将含水饱和度引入波动力学控制方程,并考虑了不同波频率下孔隙流体分布模式对其等效体积模量的影响,给出了能处理含粘滞性非饱和流体孔隙介质中波传播问题的黏弹性Biot/squirt(BISQ)模型。推导了时间-空间域的波动力学方程组,由一组平面谐波解假设,给出频率-波数域黏弹性BISQ模型的相速度和衰减系数表达式。基于数值算例分析了含水饱和度、渗透率与频率对纵波速度和衰减的影响,并结合致密砂岩和碳酸盐岩的实测数据,对非饱和情况下的储层纵波速度进行了外推,碳酸盐岩储层中纵波速度对含气饱和度的敏感性明显低于砂岩储层。     

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Cw、阳离子交换容量Qv、含水饱和度Sw、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Cw、Sw、n值的增大而以近似乘幂规律减小,随Qv的增大而近似线性增大;Cw与Qv对η的影响最大,n与Sw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Qv、Cw、Sw、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.     

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.     

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.     

基于无效导电孔隙概念的致密砂砾岩有效介质导电模型

致密砂砾岩储集层饱和度评价一直是测井领域面临的难题之一,这是由于致密砂砾岩储层分选差、孔隙结构复杂、孔渗非常低造成的,因此,有必要建立一种能描述致密砂砾岩储层导电规律的电阻率模型.本文针对复杂孔隙结构的致密砂砾岩储层存在一定的对岩石导电性几乎无贡献的孔隙,以及虽然这种无效导电孔隙度很小,但其对致密砂砾岩导电性的影响是不能忽略的,引入无效导电孔隙度概念,将研究区砂砾岩储层孔隙划分为无效导电孔隙和有效导电孔隙两部分,利用有效介质对称导电理论建立了致密砂砾岩储层电阻率模型,并从理论上分析了无效导电孔隙度变化对建立的导电模型的影响.利用全直径致密砂砾岩岩样的岩电实验数据,采用最优化方法确定了导电模型参数和该区致密砂砾岩储层无效导电孔隙度值.通过对导电模型进行实验数据拟合,表明本文给出的模型能描述致密砂砾岩储层的岩石导电规律;通过对比导电模型的处理结果与试油结论,表明本文建立的模型适用于致密砂砾岩储层的饱和度解释.     

基于三水导电模型的裂缝性致密砂岩测井解释方法与应用

裂缝性致密砂岩的解释模型是测井定量评价的基础。依据黄桥地区龙潭组地层裂缝性致密砂岩地质特点和孔隙空间的组成,利用三水模型分析了裂缝性致密砂岩的导电机理,提出了该地区的测井解释理论和方法,实现了组分孔隙度和饱和度的定量计算。应用表明,计算的三水导电组分孔隙度与核磁共振测井结果一致,测井解释结果与测试结果一致,认为该方法适用于该地区裂缝性致密砂岩的测井评价。     

Generalized effective medium resistivity model for low resistivity reservoir

With the advancement in oil exploration,producible oil and gas are being found in low resistivity reservoirs,which may otherwise be erroneously thought as water zones from their resistivity.However,the evaluation of low resistivity reservoirs remains difficult from log interpretation.Since low resistivity in hydrocarbon bearing sands can be caused by dispersed clay,laminated shale,conductive matrix grains,microscopic capillary pores and high saline water,a new resistivity model is required for more accurate hydrocarbon saturation prediction for low resistivity formations.Herein,a generalized effective medium resistivity model has been proposed for low resistivity reservoirs,based on experimental measurements on artificial low resistivity shaly sand samples,symmetrical anisotropic effective medium theory for resistivity interpretations,and geneses and conductance mechanisms of low resistivity reservoirs.By analyzing effects of some factors on the proposed model,we show theoretically the model can describe conductance mechanisms of low resistivity reservoirs with five geneses.Also,shale distribution largely affects water saturation predicted by the model.Resistivity index decreases as fraction and conductivity of laminated shale,or fraction of dispersed clay,or conductivity of rock matrix grains increases.Resistivity index decreases as matrix percolation exponent,or percolation rate of capillary bound water increases,and as percolation exponent of capillary bound water,or matrix percolation rate,or free water percolation rate decreases.Rock sample data from low resistivity reservoirs with different geneses and interpretation results for log data show that the proposed model can be applied in low resistivity reservoirs containing high salinity water,dispersed clay,microscopic capillary pores,laminated shale and conductive matrix grains,and thus is considered as a generalized resistivity model for low resistivity reservoir evaluation.     

Low resistivity oil(gas)-bearing reservoir conductive model --Dual water clay matrix conductive model in the north area of Tarim Basin, Xinjiang, China

Shaly sands reservoir is one of the most distributive types of the oil(gas)-bearing reservoirs discovered in China, and low resistivity oil(gas)-bearing reservoirs are mostly shaly sands reservoirs. Therefore, shaly sands reservoir conductive model is the key to evaluate low resistivity oil(gas)-bearing reservoirs using logging information. Some defects were found when we studied the clay distribution type conductive model, dual-water conductive model, conductive rock matrix model, etc. Some models could not distinguish the conductive path and nature of microporosity water and clay water and some models did not consider the clay distribution type and the mount of clay volume. So, we utilize the merits,overcome the defects of the above models, and put forward a new shaly sands conductive model-dual water clay matrix conductive model (DWCMCM) in which dual water is the free water and the microporosity water in shaly sands and the clay matrix(wet clay) is the clay grain containing water. DWCMCM is presented here, the advantages of which can tell the nature and conductive path from different water (microporosity water and freewater), in consid-eration of the clay distribution type and the mount of clay volume in shaly sands. So, the results of logging interpretation in the oil(gas)-bearing reservoirs in the north of Tarim Basin area, China with DWCMCM are better than those interpreted by the above models.