基岩地层电阻率及宏观裂缝孔隙度评价方法.pdf
《基岩地层电阻率及宏观裂缝孔隙度评价方法.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基岩地层电阻率及宏观裂缝孔隙度评价方法.pdf(9页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、大庆石油地质与开发 Petroleum Geology Oilfield Development in Daqing2023 年 8 月 第 42 卷第 4 期Aug.,2023Vol.42 No.4DOI:10.19597/J.ISSN.1000-3754.202204049基岩地层电阻率及宏观裂缝孔隙度评价方法康志勇1 陈昌1 李龙1 张杨2(1.中国石油辽河油田公司勘探开发研究院,辽宁 盘锦 124010;2.中国石油辽河油田公司冷家油田开发公司,辽宁 盘锦 124010)摘要:针对受钻井液污染的基岩地层电阻率及宏观裂缝孔隙度评价难的问题,根据均质储集岩模型和侧向电阻率测井原理,建立了基
2、岩地层体积模型,并导出了系列基岩参数分别与基质参数和宏观裂缝参数之间的关系函数。从基岩储层污染前的2类导电介质到污染后的3类导电介质进行分析,引入了“地层流体替换率”和“钻井液滤液分配系数”,进而建立了基岩地层真电阻率和视电阻率评价方程及宏观裂缝孔隙度解释方程。结果表明,基质孔隙度的变化是影响基岩地层电阻率大幅度变化的本质内因,也是识别基岩储层的重要标志,随着基岩宏观裂缝孔隙度的增大,侧向电阻率逐渐减小。实际岩心分析资料证实,该方法可明显提高基岩宏观裂缝孔隙度的解释精度。研究成果可为基岩储层评价及参数研究提供理论依据。关键词:基岩地层体积模型;侧向电阻率;宏观裂缝孔隙度;储层污染;地层流体替换
3、率;钻井液滤液分配系数中图分类号:P631 文献标识码:A 文章编号:1000-3754(2023)04-0122-09Evaluation method of bedrock formation resistivity and macroscopic fracture porosityKANG Zhiyong1,CHEN Chang1,LI Long1,ZHANG Yang2(1.E&D Research Institute of PetroChina Liaohe Oilfield Company,Panjin 124010,China;2.Lengjia Oilfield Develop
4、ment Company of PetroChina Liaohe Oilfield Company,Panjin 124010,China)Abstract:Aiming at the difficulty to evaluate resistivity and macroscopic fracture porosity of bedrock formation contaminated by drilling fluid,a bedrock formation volume model is established according to homogeneous reservoir ro
5、ck model and principle of lateral resistivity logging,and the functions of the relationship of a series of bedrock parameters vs.matrix parameters and macroscopic fracture parameters is derived.Based on analysis of 2 types of conductive media before contamination of bedrock reservoir and 3 types of
6、conductive media after contamination,“Formation fluid replacement rate”and“allocation coefficient of drilling fluid filtrate”are introduced,and then evaluation equations of true resistivity and apparent resistivity of bedrock formation and interpretation method of macroscopic fracture porosity are e
7、stablished.The research shows that matrix porosity change is the essential internal factor that affects significant change of bedrock formation resistivity,and is also an important sign to identify bedrock reservoir.With the increase of bedrock macroscopic fracture porosity,lateral resistivity gradu
8、ally decreases.Actual core analysis data confirm that this method can significantly increase the interpretation accuracy of macroscopic fracture porosity of bedrock.The research provides theoretical evidence for bedrock reservoir evaluation and parameters study.Key words:bedrock formation volume mod
9、el;lateral resistivity;macroscopic fracture porosity;reservoir contamination;formation fluid replacement rate;allocation coefficient of drilling fluid filtrate收稿日期:2022-04-18 改回日期:2022-12-18基金项目:国家科技重大专项“辽河坳陷增储领域地质评价与勘探实践”(2016ZX05006-005)。第一作者:康志勇,男,1964年生,硕士,高级工程师,从事油气藏参数综合评价研究。E-mail:第 42 卷 第 4 期
10、康志勇 等:基岩地层电阻率及宏观裂缝孔隙度评价方法0引言基岩是指以变质岩、侵入岩或碳酸盐岩为根基,上有不整合面与其他地层分开,且连续分布范围极广的岩体1。近年来,勘探人员在地层深部不断发现不同类型的基岩油藏211,使基岩油藏成为陆相生油盆地增储稳产的重要研究领域,但对基岩裂缝性储层的认识仍有一些难题尚未解决,如基岩总孔隙度及基岩裂缝孔隙度解释等问题。宏观裂缝是基岩双重孔隙介质的重要组成部分,双重孔隙介质由宏观裂缝系统和被其切割的基质岩块系统组成。基质岩块孔隙是组成基岩双重孔隙介质孔隙空间的主要部分,是储集流体的主要空间12;宏观裂缝的渗透率很高,是流体流动的主要通道。早在1983年,谭廷栋13
11、首次根据裂缝性地层侧向电阻率测井和Archie方程推导出基岩宏观裂缝孔隙度解释方程。其推导的基岩宏观裂缝孔隙度只与深浅侧向电阻率、钻井液滤液电阻率及基岩地层孔隙结构指数有关。实际情况则更加复杂14,如:宏观裂缝中的可动流体是否全部被钻井液或钻井液滤液驱替会直接影响地层电阻率的变化;宏观裂缝中的钻井液和钻井液滤液在侵入液中所占比例不同,地层电阻率也不同;与宏观裂缝直接相连的基质孔隙中有部分钻井液滤液侵入时,同样也会影响地层电阻率变化;基质岩块和宏观裂缝束缚水饱和度的变化对电阻率的影响也不能忽视。鉴于以上疑点,借鉴均质储集岩饱和度方程的研究思路15,分别建立了基岩地层侧向真电阻率和视电阻率解释方程
12、及基岩宏观裂缝孔隙度测井评价解释方程。该解释方程在基岩地层电阻率及宏观裂缝孔隙度解释过程中可明显提升其解释精度。1基岩地层体积模型在裂缝性基岩地层中,由于宏观裂缝和基质岩块具有不同的地质、地球物理特征,各种测井资料的响应特征具有明显差异,且流体在宏观裂缝和基质岩块中的渗流方式各不相同,在评价基岩地层参数时一般将宏观裂缝和基质岩块分开考虑16。对于裂缝性基岩地层,井壁附近的宏观裂缝往往被钻井液充满,而基质岩块孔隙中却保留了较多的原始地层流体,因此深、浅侧向电阻率的差异很大程度反映了宏观裂缝中孔隙流体的变化。根据均质储集岩体积模型研究思路15,建立了单位基岩地层体积模型(图 1),并得到基岩双重孔
13、隙介质孔隙度与饱和度之间的系列关系式。根据基岩地层体积模型(图 1),基岩总孔隙度是基岩基质孔隙度与基岩宏观裂缝孔隙度之和,基质孔隙度与基岩基质孔隙度之间也存在固定函数关系,其表达式为:t=b+f(1)b=b(1-f)(2)式中:t基岩总孔隙度;b基岩基质孔隙度;f基岩宏观裂缝孔隙度;b基质孔隙度(由岩心分析或声波时差计算求得)。基岩含水饱和度与基岩基质束缚水饱和度、基岩基质可动水饱和度、基岩裂缝束缚水饱和度及基岩裂缝可动水饱和度之间的关系式为Sw=Swi+Swf=Sbwi+Sfwi+Sbwf+Sfwf(3)式中:Sw基岩含水饱和度;Swi基岩束缚水饱和度;Swf基岩可动水饱和度;Sbwi基岩
14、基质束缚水饱和度;Sfwi基岩裂缝束缚水饱和度;Sbwf基岩基质可动水饱和度;Sfwf基岩裂缝可动水饱和度。当基岩地层中不含可动水时,基岩地层原始含油饱和度与相应饱和度之间的关系式为Soi=Sboi+Sfoi=1-Swi(4)式中:Soi基岩原始含油饱和度;Sboi基岩基质原始含油饱和度;Sfoi基岩裂缝原始含油饱和度。当基岩地层中含可动水时,基岩地层含油饱和度与相应饱和度之间的关系式为图1基岩地层体积模型Fig.1 Bedrock formation volume model1232023 年大庆石油地质与开发So=1-Sw=Soi-Swf=Sbo+Sfo(5)式中:So基岩含油饱和度;Sb
15、o基岩基质含油饱和度;Sfo基岩裂缝含油饱和度。基质饱和度和裂缝饱和度与基质束缚水饱和度、基质可动水饱和度之间的关系式为:Sbo=1-Sbw=1-(Sbwi+Sbwf)(6)Sfo=1-Sfw=1-(Sfwi+Sfwf)(7)Sboi+Sbwi=1(8)Sfoi+Sfwi=1(9)式中:Sbo基质含油饱和度;Sbw基质含水饱和度;Sbwi基质束缚水饱和度;Sbwf基质可动水饱和度;Sfo裂缝含油饱和度;Sfw裂缝 含 水 饱 和 度;Sfwi 裂 缝 束 缚 水 饱 和 度;Sfwf裂缝可动水饱和度;Sboi基质原始含油饱和度;Sfoi裂缝原始含油饱和度。基质束缚水饱和度(Sbwi)和基质原始
16、含油饱和度(Sboi)由压汞资料或相渗曲线或岩心分析获取;宏观裂缝束缚水饱和度(Sfwi)根据裂缝开度17与薄膜水厚度关系求取18,其表达式为Sfwi=1-Sfoi=2hwfbf(10)式中:hwf薄膜水厚度,m;bf裂缝开度,m。根据基岩地层体积模型(图 1),基岩束缚水饱和度(Swi)是基质束缚水饱和度(Sbwi)与裂缝束缚水饱和度(Sfwi)的孔隙度权衡值;基岩可动水饱和度(Swf)是基质可动水饱和度(Sbwf)与裂缝可动水饱和度(Sfwf)的孔隙度权衡值;基岩含水饱和度(Sw)是基质含水饱和度(Sbw)与裂缝含水饱和度(Sfw)的孔隙度权衡值,其表达式为:Swi=bSbwi+fSfwi
17、t(11)Sbwi=bSbwit(12)Sfwi=fSfwit(13)Swf=Sbwf+Sfwf=bSbwf+fSfwft(14)Sw=Sbw+Sfw=bSbw+fSfwt(15)式中:Sbw基岩基质含水饱和度;Sfw基岩裂缝含水饱和度。同样,根据基岩地层体积模型(图 1),基岩原始含油饱和度(Soi)是基质原始含油饱和度(Sboi)与裂缝原始含油饱和度(Sfoi)的孔隙度权衡值,其表达式为:Soi=bSboi+fSfoit(16)Sboi=bSboit(17)Sfoi=fSfoit(18)2基岩地层真电阻率根据测井学原理,在地层条件下,电阻率测井的供电电流垂直于井轴方向流向地层,若从储集岩中
18、取一单位立方体,用垂直于电流流向的平面将单位立方体切成 N 个等厚储集岩薄片,再将每个储集岩薄片切分成 NN 个等大的立方体,则单位立方体的电阻为 N 个储集岩薄片电阻的串联,每个储集岩薄片的电阻为 NN 个等大立方体电阻的并联。为确保单位立方体切分后的每个等大立方体由单一介质构成,N值要足够大。依据均质储集岩导电模型18,在每个均质基岩地层切片的基质岩块中,可动地层水被切成N2bSbwf或N2tSbwf个等大立方体,基质岩块中的束缚水被切成N2bSbwi或N2tSbwi个等大立方体;宏观裂缝中的可动地层水被切成N2fSfwf或N2tSfwf个等大立方体,宏观裂缝中的束缚水被切成N2fSfwi
19、或N2tSfwi个等大立方体(其中N为均质基岩地层单位立方体的切片数,当N值趋于无穷大时,可确保每个小立方体为单一介质)。由此可导出均质储集岩单位立方体电阻率,其表达式为R=i=1N1j=1Mk=1Lij1NRijk(19)式中:R 储集岩单位立方体的电阻率,m;N 储集岩单位立方体的切片数;i 储集岩单位立方体中的储集岩切片序数(i=1,2,N);M 储集岩单位立方体中介质的种类数;j 储集岩单位立方体中第 i 个岩石切片中的介质种类序数(j=1,2,M);Lij 储集岩单位立方体中第 i 个岩石切片中第 j 种介质的立方体个数,Lij=1,2,LNM;k 储集岩单位立方体中第 i 个岩石切
20、片中第 j 种介质的小立方体序数(k=1,2,LNM);Rijk储集岩单位立方体中第i个岩石切片中第j种介质的第k个小立方体的电阻率,m。124第 42 卷 第 4 期康志勇 等:基岩地层电阻率及宏观裂缝孔隙度评价方法在相同条件下,相同介质的电阻率相等,故有Rijk=Rj,Rj为储集岩单位立方体中第 j种导电介质的电阻率。依据式(19),结合 Archie 公式和岩电参数实际分析1923,可导出基岩双重孔隙介质地层真电阻率系列方程(基本推导过程从略,推导思路可参见参考文献15和18)。基岩纯水层真电阻率(RO)表达式为1RO=tm(SwinRwi+1-SwinRwf)(20)式 中:RO 基
21、岩 纯 水 层 真 电 阻 率,m;m基岩孔隙结构指数(岩心分析值);n基岩饱和指数(岩心分析值);Rwi地层束缚水电阻率,m;Rwf地层可动水电阻率(由水样分析或地层水矿化度计算求取24,在文献 24中,地层水电阻率公式有误,已征求作者意见进行修正),m。当基岩孔隙结构指数m值和饱和指数n值都等于1时,式(20)为理想状态下的均质基岩纯水层真电阻率方程;当m、n值均大于 1 时,式(20)为非均质基岩纯水层真电阻率方程。其中孔隙结构指数m值和饱和指数n值与基岩储层物性参数同步变化,若基岩总孔隙度减小,则m值变小、n值增大1923。另外,基岩储层裂缝角度的大小也影响m值的变化25。基岩含可动水
22、油层真电阻率表达式为1RT=tm(SwinRwi+Swn-SwinRwf)(21)式中 RT基岩油层真电阻率,m。当基岩油层中不含可动水时,则有Sw=Swi。3基岩地层视电阻率利用侧向电阻率测井曲线计算基岩地层视电阻率及裂缝孔隙度有多种模型2634,这些模型均未充分考虑受污染地层中原始孔隙流体被钻井液及钻井液滤液驱替后对基岩地层电阻率的影响。受钻井液污染的基岩地层,由于钻井液和钻井液滤液侵入地层后将基岩宏观裂缝中的可动流体全部或部分驱替,地层流体性质因钻井液滤液的侵入而发生变化3536。由此引入了“地层流体替换率”和“钻井液滤液分配系数”37。地层流体替换率(u)是指在一定范围内,侵入渗透性地
23、层中的侵入液体积与原状地层中指定流体体积之比,侵入液体积是指钻井液和钻井液滤液体积之和,取值范围0 u 1。一般情况下,浅侧向电阻率测井探测范围内的地层流体替换率要大于深侧向电阻率测井。钻井液滤液分配系数是指侵入到地层中的钻井液滤液与侵入液体积之比,取值范围0 v 1。一般情况下,浅侧向电阻率测井探测范围内的钻井液滤液分配系数要小于深侧向电阻率测井。因此在计算深浅侧向电阻率时,地层流体替换率和钻井液滤液分配系数要分别取值。对于受钻井液污染的基岩地层可根据均质基岩地层导电模型,在每个均质基岩地层切片的基质岩块中,可动导电流体(地层水和侵入液)被切成N2bSbwf或N2tSbwf个等大立方体,其中
24、地层水为N2bSbwf(1-ub)或N2tSbwf(1-ub)个等大立方体,侵入液为N2bSbwfub或N2tSbwfub个等大立方体;基岩基质中的束缚水被切成N2bSbwi或N2tSbwi个等大立方体;基岩宏观裂缝中的可动导电流体(地层水和侵入液)被切成N2fSfwf或N2tSfwf个等大立 方 体,其 中 地 层 水 为N2fSfwf(1-uf)或N2tSfwf(1-uf)个等大立方体,侵入液为N2fSfwfuf或N2tSfwfuf个等大立方体;宏观裂缝中的束缚水被切成N2fSfwi或N2tSfwi个等大立方体,由此得到基岩地层系列视电阻率方程。钻井液和钻井液滤液侵入纯水层后,在深侧向电阻
25、率测井探测范围内,地层中的侵入液以钻井液滤液为主,导电介质为地层水和侵入液;在浅侧向电阻率测井探测范围内,地层中的侵入液为钻井液和钻井液滤液,侵入液电阻率为钻井液和钻井液滤液电阻率的调和平均值,结合实验室对实际基岩样品的岩电参数分析数据,由此得到基岩纯水层深浅侧 向 视 电 阻 率 方 程(推 导 过 程 同 式(20)及式(21):1Ro=A+B+C(ufsRmfs+1-ufsRwf)+D(ubsRmf+1-ubsRwf)(22)1Ro=A+B+C(ufdRmfd+1-ufdRwf)+D(ubdRmf+1-ubdRwf)(23)1Rmfs=vfsRmf+1-vfsRm(24)1252023
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基岩 地层 电阻率 宏观 裂缝 孔隙 评价 方法
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。