低电阻率油气层物理参数变化机理研究

研究了淡水环境下富含粘土矿物、细颗粒砂岩低电阻率油气层. 分析了粘土的附加导电性,认为粘土质量百分数高且富含伊利石和蒙脱石的地层中,若地层水质量浓度小于15g/L等效NaCl盐溶液时,粘土的附加导电性是造成油气层电阻率低的首要原因. 同时分析了细颗粒、粘土质量百分数不高的储层,高的毛细管压力使束缚水饱和度很高,同样能形成低电阻率油气层. 储层中粘土质量百分数的多少对储层岩石电性特征(I-Sw曲线形态)有重要影响,可用于指导测井资料解释模型的选择.     

低电阻率油气层物理参数变化机理研究

研究了淡水环境下富含粘土矿物、细颗粒砂岩低电阻率油气层. 分析了粘土的附加导电性,认为粘土质量百分数高且富含伊利石和蒙脱石的地层中,若地层水质量浓度小于15g/L等效NaCl盐溶液时,粘土的附加导电性是造成油气层电阻率低的首要原因. 同时分析了细颗粒、粘土质量百分数不高的储层,高的毛细管压力使束缚水饱和度很高,同样能形成低电阻率油气层. 储层中粘土质量百分数的多少对储层岩石电性特征(I-Sw曲线形态)有重要影响,可用于指导测井资料解释模型的选择.     

油田开发后期储层岩石导电机理的实验研究

储层岩石中一般含有一定量的粘土成分.粘土与电解质溶液相接触时,在颗粒表面形成双电层,它是粘土导电的机理.当注水开发的油田到了后期,由于水的注入改变了粘土颗粒表面双电层的结构,从而有可能改变粘土的导电性能.本研究通过对实际岩芯样品进行的研究表明:由于水的注入,粘土导电性下降,从而导致整个储层电导率的降低.     

地震电阻率实验研究新进展及展望

准确的地震预报是减轻地震灾害的有效手段之一.地电阻率是一种被证实了的、有效的地震前兆参量,在我国自1966年以来的地震监测预报工作中发挥了且正在发挥着重要的作用.伴随着地电阻率在地震监测预报中的应用,关于电阻率变化特征和规律及其机理的实/试验从上世纪60年代以来从未间断.在实/试验中,主要采用了单极距观测系统.它的测量值代表了其探测深度到地表的整个深度层的综合效应,无法确定地下各层的贡献.为此,一些研究者探索新的地电阻率观测系统,进行了地电阻率多极距和电阻率层析成像观测的实/试验研究.本文对单极距观测系统的实/试验结果进行了简述,详细介绍、总结了多极距和电阻率层析成像观测的实/试验研究状况,最后提出了进一步研究的可能方向.     

华北某地区低电阻率油层的成因实验研究

低电阻率油层成因和导电机理非常复杂。低电阻率人造和天然样品的油驱岩电对比实验研究表明,无论是人造纯砂岩还是天然样品,高束缚水饱和度是产生低电阻率油层的一个重要因素;而高束缚水饱和度取决于泥质含量（岩性粗细）和岩石孔隙结构。拟合油驱岩电实验和自然伽马测井数据,建立了由自然伽马相对值计算束缚水饱和度的经验公式。用该成果对华北Z112井低电阻率油层进行再次解释,拟合经验公式求得的束缚水饱和度更准确,得到的总饱和度与试油结论更吻合。     

中国南海蚀变火成岩导电机理研究与低阻成因分析

近年来, 随着油气资源勘探开发的不断发展, 火成岩储层越来越受到关注.岩性矿物和孔隙结构的复杂程度造成了蚀变火成岩储层测井评价困难的问题.蚀变程度、润湿性、蚀变矿物种类、孔隙结构以及复杂的流体分布形式对其导电机理的影响尚不明确, 这也制约了蚀变火成岩导电和饱和度模型的研究.本文基于多组分数字岩心, 利用有限元和数学形态法进行岩石电性模拟, 并依据地质客观规律合理构造变蚀变程度、变孔隙度和混合润湿性的数字岩心, 有效分析了上述因素对蚀变火成岩导电机理的影响机制.多组分数字岩心构建和蚀变火成岩储层的低阻成因分析, 为蚀变火成岩储层测井评价提供了理论基础, 也为蚀变火成岩数字岩心数值模拟提供了技术支撑.

     

岩石破裂过程中电阻率变化机理的探讨

受压岩石在破裂过程中,视电阻率会出现明显的变化,其异常形态与实验条件有很大的关系. 实验中对磁铁石英岩样品施加了单轴压缩,岩石的破裂经反复加载和卸载实现,并在岩样的裂隙中注入了食盐溶液. 在实验的各阶段,对样品的主剖面重建出一系列内部真电阻率分布的图像,揭示了介质内的微细结构,从而探讨了视电阻率变化的原因. 实验发现,岩石中裂隙的存在及所含液体的饱和状态,是岩石在主破裂前控制电阻率变化的两个最重要的因素;低应力状态属常态导电过程,孔隙度的变化是主要因素;高应力状态属裂隙表面导电机制,随着破裂面在岩体内部出现,水和孔隙有了完全贯通的平面,多种导电机制都得以发挥作用. 此外,体导电结构的变化在宏观上表现为各向异性和图样有序性的增强.     

岩石破裂过程中电阻率变化机理的探讨

受压岩石在破裂过程中,视电阻率会出现明显的变化,其异常形态与实验条件有很大的关系. 实验中对磁铁石英岩样品施加了单轴压缩,岩石的破裂经反复加载和卸载实现,并在岩样的裂隙中注入了食盐溶液. 在实验的各阶段,对样品的主剖面重建出一系列内部真电阻率分布的图像,揭示了介质内的微细结构,从而探讨了视电阻率变化的原因. 实验发现,岩石中裂隙的存在及所含液体的饱和状态,是岩石在主破裂前控制电阻率变化的两个最重要的因素;低应力状态属常态导电过程,孔隙度的变化是主要因素;高应力状态属裂隙表面导电机制,随着破裂面在岩体内部出现,水和孔隙有了完全贯通的平面,多种导电机制都得以发挥作用. 此外,体导电结构的变化在宏观上表现为各向异性和图样有序性的增强.     

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．     

低渗透储层孔隙流体压力预测方法及应用

在非常规储层的勘探开发历程中,人们逐渐意识到当非常规储层中具有异常高的孔隙流体压力时有利于油气的保存和获得较高的单井产能,为了在非常规储层中寻找高效井、高产井,对孔隙流体压力进行定量的预测是十分有必要的.目前预测孔隙流体压力的方法主要是利用了在异常高压地层中具有低纵波速度的特性,但由于异常高压不是唯一引起纵波速度降低的原因,所以利用现有方法预测孔隙流体压力存在一定的误差.近年来随着地震勘探技术的进步,很多学者利用岩石物理实验证实孔隙流体压力与横波速度之问也有很密切的关系,因此我们从杨氏模量的定义出发结合波动方程推导了有效应力与纵、横波速度以及密度之间的关系,并引入多孔介质中的有效应力定理开发出了一种新的方法来计算非常规储层中的孔隙流体压力.利用该方法在准噶尔盆地低渗透储层的油气勘探中取得了良好的应用效果.     

碳酸盐岩储层孔隙结构对电阻率的影响研究

碳酸盐岩储层孔隙类型多样,各种孔隙的尺寸变化范围可以跨越几个数量级,孔隙结构非常复杂,这种复杂孔隙结构和不均匀分布的多元孔隙空间使得储层电性呈现明显非阿尔奇特性.为了了解影响电阻率变化的控制因素,本次研究选取中三叠世雷口坡组的8块全直径碳酸盐岩岩样,开展了核磁共振、岩电实验、孔渗实验、压汞实验及薄片等实验,并利用数字图像分析法定量分析了孔隙结构特征.研究结果表明：①孔隙度是影响电阻率高低的重要因素,但并非唯一因素,除孔隙度以外,孔隙尺寸和数量、孔隙网络复杂程度远比吼道大小对电阻率的影响大;②在孔隙度一定的条件下,胶结指数m随储层中孤立大孔隙占比的增多而增大,当孔隙度增大到一定程度后,胶结指数m又随大孔隙占比的增多而减小,微裂缝起重要沟通作用;③在给定孔隙度时,以简单大孔隙为主的岩样表现为胶结指数m值较大,而以复杂孔隙网络、细小孔隙为主的岩样表现为胶结指数m值较小,具分散、孤立大孔隙的岩样,胶结指数m值最高;④依据孔隙几何参数与电阻率和胶结指数之间的关系,可以利用测井资料间接判别储层类型,从而提高储层有效性和含水饱和度评价精度.

     

基于逾渗模型的泥页岩导电机理模拟

泥页岩储层储集空间以纳米/微米级的微孔隙和微裂缝为主,结构复杂,加之干酪根和黏土矿物含量较高,并含有一定量的黄铁矿等导电矿物,造成储层导电机理异于常规储层,岩电实验I-S_w曲线呈现非线性特征,阿尔奇公式等传统评价模型适用性较差.针对上述问题,根据实际岩心实验资料,结合随机算法建立三维逾渗模型并通过数值模拟和超松弛迭代法进行求解,分析泥页岩储层非阿尔奇性产生原因以及泥页岩储层电性的影响因素及规律.模拟结果显示,岩石孔隙拓扑结构和形状尺寸、矿物组成以及地层水电阻率等因素均对泥页岩储层电阻率产生不同程度的影响,通过改变上述因素的设定值,可以建立储层电阻率与各因素的单相关关系,并据此建立修正模型,实现储层含水饱和度的计算.该模型在四川某页岩气产区取得了较好的效果,具有良好的应用前景,为利用逾渗模型模拟方法解决油田勘探开发中的复杂问题提供了新思路.

     

碳酸盐岩储层孔隙结构对电阻率的影响研究

碳酸盐岩储层孔隙类型多样,各种孔隙的尺寸变化范围可以跨越几个数量级,孔隙结构非常复杂,这种复杂孔隙结构和不均匀分布的多元孔隙空间使得储层电性呈现明显非阿尔奇特性.为了了解影响电阻率变化的控制因素,本次研究选取中三叠世雷口坡组的8块全直径碳酸盐岩岩样,开展了核磁共振、岩电实验、孔渗实验、压汞实验及薄片等实验,并利用数字图像分析法定量分析了孔隙结构特征.研究结果表明：①孔隙度是影响电阻率高低的重要因素,但并非唯一因素,除孔隙度以外,孔隙尺寸和数量、孔隙网络复杂程度远比吼道大小对电阻率的影响大;②在孔隙度一定的条件下,胶结指数m随储层中孤立大孔隙占比的增多而增大,当孔隙度增大到一定程度后,胶结指数m又随大孔隙占比的增多而减小,微裂缝起重要沟通作用;③在给定孔隙度时,以简单大孔隙为主的岩样表现为胶结指数m值较大,而以复杂孔隙网络、细小孔隙为主的岩样表现为胶结指数m值较小,具分散、孤立大孔隙的岩样,胶结指数m值最高;④依据孔隙几何参数与电阻率和胶结指数之间的关系,可以利用测井资料间接判别储层类型,从而提高储层有效性和含水饱和度评价精度.     

宝坻台地电观测的水文地质背景及其电阻率变化与降雨量和水位变化的关系

通过对宝坻台地电阻率与当地降水量以及该台深、浅井水位观测资料的相关性计算,并结合该地区水文地质和构造背景的分析,对该台十余年来地电阻率观测出现的缓慢下降的原因进行了研究。结果表明宝坻台地电阻率的长期缓慢下降主要与地下基岩背斜溶岩裂隙储水构造的含水量减少有关,而每年下半时段由降水集中引起的浅水位变化对地电阻率的短期变化具有影响。     

地裂缝破裂扩展的大型物理模拟试验研究

通过大型物理模拟试验,研究了具有正断层性质的隐伏地裂缝破裂扩展时,下伏断层位错引起上覆土体中的应力场和位移场等的变化规律,以及隐伏地裂缝向上破裂扩展模式和平、剖面结构特征,并对裂缝的破裂过程进行了分析;将模拟试验结果与西安地裂缝的破裂扩展模式及建筑物的破坏模式进行对比分析发现,模拟试验结果与西安地裂缝剖面结构不一致,但与地裂缝带上建筑物的破裂形式相一致,这证明了西安地裂缝的形成年代较为久远,是一种早就存在的接近地表的构造破裂面,过量开采地下水则使其重新开启而形成地表裂缝.大型物理模拟试验取得的重要成果对于揭示西安地裂缝的成因机理具有重要的指导意义.     

三维坑道直流聚焦法超前探测的电极组合研究

在坑道超前探测方法中,直流电阻率法原理和操作简单,应用前景广阔,其中侧向聚焦电阻率法应用在测井中已经成为一种常用方法.本文研究了三维坑道直流聚焦法电极组合,首先计算分析了两个同性点电源的电流分布规律,指出由于电流的相互排斥作用,电流密度在这两个点电源的中垂线下一定深度处产生最大值,这个深度与这两个点源之间的距离成正比.基于上述原理,设计出三种电极组合：四点电源、五点电源和九点电源布极方式.其次,用三维有限单元数值模拟的方法计算了上述三种电极系的空间电位分布,得出九点电源方式对电流聚束效果较好,而且当主电极电流小于屏蔽电极电流时效果最好.     

致密油储层核磁共振测井响应机理研究

中国西部某盆地致密油储层孔隙结构差,而核磁共振测井T2谱宽,其复杂的核磁测井响应认识不清,且响应机理也不明确.本文基于致密油储层的特性,通过对三组岩样不同系列的实验测量,包括核磁共振、毛管压力曲线、X衍射矿物分析和润湿性实验,主要研究了碳酸盐岩矿物含量对T2谱的影响和由润湿性引起的T2弛豫机制.根据实验结果分析和讨论,明确了致密油岩石核磁共振响应的影响因素及孔隙流体的弛豫机制.综合分析认为,所述的核磁测井响应特征是由两方面因素综合作用的结果,一是水的T2信号主要取决于表面弛豫,低表面弛豫率的碳酸盐岩矿物导致水的T2信号的长弛豫分量增多;二是由于岩石亲油孔隙表面的存在且其弛豫率低于亲水孔隙表面的弛豫率,使得油的T2信号由表面弛豫和体弛豫贡献.     

基于复振型分解的多自由度非线性体系动力可靠性研究

提出了基于复模态理论的多自由度非线性体系动力可靠性分析方法。该方法首先采用等效线性化的方法处理体系的非线性问题,然后采用复模态分析处理非经典的等效线性阻尼矩阵,将具有非经典阻尼的等效多自由度线性体系按复振型分解,将多自由度体系的随机反应分解为一系列一阶体系的复模态反应,从而求得体系的随机反应,最后进行体系的动力可靠度计算。通过算例验证,表明该方法概念明确、思路清晰,为一般多自由度非线性体系提供了一个普遍适用的动力可靠性分析方法。     

裂缝性岩石低频下复电阻率与饱和度关系研究

储层中裂缝的发育影响着油气运移和储存,因此识别裂缝以及得到裂缝性储层的表征参数与物理性质对于预测天然气的产量有重要的意义.本文主要通过实验和数值模拟研究了低频段（100 Hz~1 MHz）内均质岩样和不同裂缝参数的裂缝性岩样的复电阻率频散特性.利用有限元模拟计算简易岩样模型的复电阻率,研究了完全饱和水状态下均质岩样与裂缝岩样复电阻率频散特性的区别.并重点研究了100 Hz、1 kHz和10 kHz下均质岩样以及不同裂缝宽度、密度、倾角岩样含水饱和度S_W与电阻增大率I_R、含水饱和度S_W与介电常数变化率I_ε的变化关系.实验结果显示完全饱含水的情况下裂缝的出现,使得岩样的复电阻率实部降低,复电阻率虚部的幅值减小;不同频率（100 Hz、1 kHz和10 kHz）下I_R-S_W曲线发生分离.裂缝密度和裂缝倾角的增加,导致岩样的复电阻率实部降低,复电阻率虚部的幅值减小;并使得不同频率下的I_R-S_W和I_ε-S_W分离程度变大.讨论了阿尔奇公式中饱和度指数n与系数b以及仿阿尔奇公式中介电饱和度指数n'与系数b'与裂缝参数的关系,说明在高含水饱和度时,导电与介电的幂指数规律基本一致.通过对裂缝性岩石上述参数的研究,为多频复电阻率测井仪的研发提供理论与实验支撑,进而提高裂缝性储层含气性识别以及定量评价含气饱和度的可靠性.