歧口凹陷复杂砂岩储层饱和度计算方法探讨

歧口凹陷第三系受沉积微相和成岩作用的影响,发育大量复杂砂岩储层。对于该类储层,应用固定m、n值的经典阿尔奇公式计算含油饱和度往往偏低,造成油层漏失。从目标区块岩石物理实验入手,分析现用饱和度方法不适应的原因,发现孔隙度指数m和饱和度指数n在该类储层中不是固定的,其变化规律与地层水矿化度、阳离子交换量和孔隙结构有关,且不同层位、不同区域控制其变化的主要因素不同;针对不同的主控因素提出变m、n值含油饱和度的计算方法。该方法考虑了阳离子交换量、孔隙结构、地层水电阻率和泥质含量的影响,在歧口凹陷复杂砂岩储层的评价中取得了很好的应用效果。     

完全含水多孔岩石电学性质及其孔隙结构实验研究

在双对数坐标系中,由低孔隙到高孔隙整个范围,砂岩地层因素与孔隙率的关系为一个二次函数.根据岩电实验规律和实验样品孔隙结构特征,可以将这个二次函数简化为两个线性函数,这两个线性函数分别受砂岩储层两类孔隙结构特征控制.阿尔奇地层因素公式只反映具有网络状孔隙结构储层的电学性质.岩电实验参数m、a具有良好的相关性,表明它们均受孔隙结构特征影响.用孔隙率和渗透率可以定性表征储层孔隙结构特征,并可以预测岩电实验参数m和a值.本文提出的修正的阿尔奇公式适用于具有不同孔隙结构的储层.     

阿尔奇公式的适用条件分析及对策

阿尔奇公式是砂岩储层利用测井资料计算含油饱和度的基础,但在泥质砂岩、低阻储层、复杂孔隙储层使用时效果变差,研究认为主要原因是对阿尔奇公式的适用条件认识不清。为此依据大量岩电实验数据,采用函数分析的方法,对阿尔奇公式适用条件进行了分析。结果表明,阿尔奇公式隐含的适用条件是:相同岩性、不同孔隙的岩样,其岩电参数a、b、m、n值应完全一样或大致接近;不同砂层的岩电参数a、b、m、n值差距越大,阿尔奇公式使用效果越差。同时,阿尔奇公式的函数关系式在泥质砂岩、低阻储层或复杂孔隙储层均能较好应用,区别在于与常规砂岩储层相比,岩电参数有明显变化。由于测井解释中逐点或逐层的岩电参数a、b、m、n值没有较好的确定方法,解释中所用岩电参数不可靠是影响含油饱和度计算精度的重要原因。所以,不同层砂岩使用相应的岩电参数,是提高测井解释符合率的有效途径。该研究指出了当前使用阿尔奇公式存在的关键问题,对阿尔奇公式在泥质砂岩、低阻储层、复杂孔隙储层的适用性提出了不同见解,对解决多年来围绕相关问题所进行的争论具有借鉴意义。     

岩电参数影响因素研究

复杂的地层条件使得岩电参数值与理论值有显著差异.通过大量岩电实验数据,研究了渗透率、孔隙度、润湿性、地层水矿化度及孔隙结构对岩电参数的影响,认为阿尔奇公式中的a值反映了岩石中泥质成份的附加导电性,泥质含量越高,a值越小;m值是对岩石中孔隙迂曲度的度量,迂曲度越高,m值越大;b值可反映岩石的润湿性,n值反映了岩石的润湿性和孔隙结构特征,其值随地层水矿化度的增加明显增大.这些认识对准确理解与应用岩电参数提供了一定的依据.     

歧口凹陷内因低电阻率油气层饱和度定量评价方法

歧口凹陷碎屑岩储层中发育大量内因低电阻率油气层。埋深在2 500m以下的内因低电阻率油气层主要受黏土附加导电性和孔隙结构共同控制,埋深在2 500m以上的内因低电阻率油气层主要受复杂孔隙结构引起的高束缚水饱和度控制。饱和度定量计算公式中的关键参数m、n值与低电阻率油气层主控因素关系密切;对黏土矿物附加导电型低电阻率油气层其阳离子交换容量、孔隙结构和地层水矿化度是控制m、n变化的3个最重要因素;岩性细、高束缚水饱和度型低电阻率油气层其孔隙结构、地层水矿化度是控制m、n变化的2个最重要因素。针对以上2种内因低电阻率油气层类型分别建立了相应的m、n值计算方法,实现了连续可变m、n值的低电阻率油层饱和度定量计算。     

复杂孔隙结构储层变岩电参数饱和度模型研究

对于复杂孔隙结构储层,传统的阿尔奇公式计算出的含油饱和度偏低,导致解释过程中漏失油层。阿尔奇公式中岩性系数a、胶结指数m和饱和度指数n受诸多因素影响,在使用时不应为一定值,而应随储层性质的变化而变化。利用××油田复杂孔隙结构储层14口井130块岩心岩电实验资料进行统计分析发现,岩性系数a与胶结指数m存在明显的幂函数关系。在单因素分析的基础上采用多元回归分析法建立饱和度指数的计算模型,修正了阿尔奇公式,建立了变岩电参数饱和度修正模型。实际资料处理表明,变岩电参数饱和度修正模型计算的解释误差比传统的阿尔奇公式提高10%以上,满足了储量计算误差要求,有效克服了传统的阿尔奇模型在复杂孔隙结构储层解释中的不适用性。     

复杂孔隙结构砂岩储层岩电参数研究

含油岩石电阻率与饱和度关系的理论基础是经典阿尔奇公式,其应用效果主要取决于合适的岩电参数.复杂孔隙结构砂岩具有低孔隙度低渗透率、微孔、微裂隙发育、非均质性强等特点,其岩电参数特征在许多方面与常规储层存在显著差异.以鄂尔多斯盆地上古生界低渗透砂岩储层岩电实验资料为依据,研究了复杂孔隙结构对储层电学参数的影响,探讨了通过储层分类和采用可变m、n指数提高低渗透储层饱和度测井评价效果的方法.研究表明,渗透率1×10-3μm2、孔隙度12%对应储层的岩电特征是一个重要的分界点,孔隙度大于12%的储层岩电参数值与汉布尔公式很接近,小于12%的储层表现特殊;榆林气田山2石英砂岩n值接近于1是储层板状喉道发育、孔喉分选好的体现.给出了1口井的解释实例.     

复杂孔隙结构砂岩储层岩电参数研究

描述含油岩石电阻率与饱和度关系的理论基础是经典阿尔奇公式，其应用效果主要取决于合适的岩电参数。复杂孔隙结构砂岩具有低孔低渗、微孔微裂隙发育、非均质性强等特点，其岩电参数特征在许多方面与常规储层存在显著差异。以鄂尔多斯盆地上古生界低渗透砂岩储层岩电实验资料为依据，研究了复杂孔隙结构对储层电学参数的影响，探讨了通过储层分类以及采用可变胶结指数m和饱和度指数n提高低渗透储层饱和度测井评价效果的方法。最后给出了一口井的解释实例。     

低渗透储层高精度含油饱和度计算方法研究

鄂尔多斯盆地镇北长3储层地层水矿化度变化范围大,孔隙溶蚀成岩作用等使得孔隙结构和导电特征复杂化,储层岩电关系偏离传统阿尔奇(Archie)模型,导致该区含油饱和度计算精度不高。本文基于岩石物理实验数据研究储层岩电关系的非Archie现象,利用测井资料提出了基于标准图版法的地层水电阻率计算方法,形成了利用核磁共振资料确定阳离子交换量Q_v的方法,最终利用Waxman-Smits模型大幅度提高了该区低渗透储层含油饱和度的计算精度。     

成岩相控低渗透率砂岩储层饱和度评价方法

通过对姬塬地区长8储层大量岩心岩电、铸体薄片和压汞数据分析发现,不同成岩相储层孔隙结构的差异导致了岩电关系的复杂性.不同成岩相储层表现出不同的岩电特征,岩心孔隙度与地层因素之间的关系并不遵从经典的阿尔奇定律.为提高低渗透率砂岩储层含水饱和度计算精度,建立与成岩相储层孔隙结构特征相匹配的岩电参数及胶结指数m值计算模型.根据成岩相测井识别结果,可获得储层段连续的岩电参数.该方法在2口低渗透率砂岩密闭取心井中进行应用和验证,含水饱和度计算精度提高约10％,与岩心分析结果更加吻合.     

基于黏土矿物分析的低电阻率油层识别

鄂尔多斯盆地镇北油田西部区块长8₁油层电阻率明显小于东部区块,且局部存在低电阻率油层,使得西部区块的油、水层难以识别,给油田开发带来一定难度。基于铸体薄片、X射线衍射、扫描电镜、压汞、测井解释等数据分析,对镇北油田长8₁油层黏土矿物特征及其对油层电阻率的影响进行了研究。结果表明,黏土矿物对镇北油田西部区块低电阻率油层的控制作用主要体现在3个方面：一是黏土矿物的附加导电作用,阳离子交换能力较强的伊利石和绿泥石含量高,其附加导电作用较强;二是黏土矿物对水分子的吸附作用,水分子吸附能力强的绿泥石含量高,容易形成水膜而增加导电能力;三是较高含量的黏土矿物使储集层孔隙结构更为复杂化,以致束缚水饱和度增高。对于此类高黏土矿物含量类型的低电阻率油层,通过测井曲线的响应特征,建立储集层黏土矿物含量的计算模型,结合生产情况拟合低电阻率油层的产水率,提高了低电阻率油层的识别精度。     

塔河油田三叠系低阻油气层测井评价

塔河油田南部盐体覆盖区三叠系碎屑岩区域陆续发现一批低幅度构造、岩性圈闭油气藏,储层类型多样,既有高阻、低阻油气层,还有高阻水层。储层电性高低除受物性、含液性影响外,还明显受控于岩性变化的影响。低阻油气层的最大特点是与邻近水层电阻率值接近,难于识别。文中在岩心分析资料、地层水和核磁实验分析等资料的基础上分析了塔河油田三叠系油气储层的成因．发现黄铁矿在工区只是局部分布,且质量分数较少,因此可排除其导致低阻的可能,而地层水矿化度高、岩性细（粉砂、黏土质量分数高）、束缚水饱和度高、黏土附加导电性及储层岩性圈闭幅度小等因素是造成其油层电阻率低的主要原因、因此,采用岩性系数（黏土质量分数或泥质质量分数和阳离子交换浓度）、孔隙结构系数（孔喉半径）及电阻率值和电阻率侵入剖面可以识别低阻油层,并通过岩心分析资料和核磁实验数据标定,得到一系列如平均孔喉半径、阳离子交换计算及饱和度等参数模型,其应用于实际,取得了较好效果。     

鄂尔多斯盆地合水地区长2油层低阻成因及识别

为明确鄂尔多斯盆地合水地区延长组长2油层低阻成因,利用扫描电镜、铸体薄片、压汞实验、图像粒度、图像孔隙和水质等分析资料进行研究。结果表明,合水地区油层低阻成因主要为地层水矿化度高、孔隙结构复杂及束缚水含量较高。由于大气降水带入了上覆地层风化剥蚀形成的离子,导致地层水矿化度增高;大气降水携带CO2进入储集层,与长石发生反应,生成高岭石,高岭石矿物的不饱和电性吸附阳离子,使阳离子交换量变大,导致其附加导电性增强;蒙皂石析出层间水从介质中吸取K+,Al3+等金属离子,致使晶体结构重排,发生类质同象替代,导致储集层电阻率降低。针对研究区油层特征,提出了利用电阻率与厚度交会图识别低阻油层,确定各因素在低阻油层中的上、下限值,建立了长2低阻油层识别图版,其识别结果与试油结果符合率在80%以上。     

油层低电阻率及阿尔奇公式中各参数的岩电实验研究

通过大量实验数据,说明油层低电阻率主要是由粘土附加导电、阳离子交换量等因素引起的.讨论了温度、压力对阿尔奇公式中各参数的影响效果,得出高温高压条件下饱和度指数n和孔隙度指数m的变化规律.     

三塘湖盆地牛圈湖地区低电阻油层及饱和度评价

三塘湖盆地牛圈湖区块上侏罗统齐古组油气层具明显的低电阻特征,储集层粘土矿物特征及产状是形成油气层低电阻的主要因素。粘土矿物以双层粘土颗粒包膜产状出现,造成粘土膜因阳离子交换而产生较强的附加导电性,是形成低电阻的主要原因。通过与阿尔奇公式对比,采用“双水模型”评价油藏饱和度是该区较为有效的计算饱和度的方法。     

岩电影响因素实验及数据处理方法

对影响岩石电阻率的主要因素进行了实验室岩心测量和Archie公式处理.结果表明,岩心饱和程度不足会使胶结指数m值变大,孔隙度指数n值变小,为此必须检验岩心饱和程度并予以校正;泥质影响使测量数据分散,使m、n值均偏小,经阳离子交换量Qv校正可改善与Archie公式的相关性;高饱和水矿化度使m、n值都增大,虽使泥质影响变小,但Qv校正仍属必要;高温高压使m值增大,n值减小;油驱后的n值比气驱后大.给出了饱和程度校正和Qv校正的方法.     

致密砂岩储层电性特征分析

为了弄清致密砂岩储层复杂的电性特征，以高分辨率阵列感应资料为基础，结合核磁测井、岩心微观分析资料及试气成果，对鄂尔多斯盆地东缘L区块二叠系上石盒子组致密砂岩储层的电性特征进行了分析，找出了导致电阻率值存在差异以及储层具有不同侵入特征的原因。研究表明：致密砂岩储层流体性质并不是电阻率值存在差异的主控因素，低电阻率主要是孔喉边缘黏土矿物的束缚水与可联通孔隙喉道内的毛管水共同导电造成的，中—高电阻率与孤立孔隙无法导电有关；侵入特征与含气性及喉道的沟通能力有关，低电阻率负差异储层是含气性与优质孔隙结构的指示，低电阻率无差异为片状喉道导致的不动水导电和毛管阻力及黏土矿物阻止钻井液侵入有关，中—高电阻率无差异与孤立孔隙无法导电及无法侵入有关。导致地层出现这种电性特征是沉积作用、成岩作用及后期成藏的共同影响的。该研究成果对指导研究区致密储层的勘探开发具有重要意义。     

法国巴黎盆地枫丹白露砂岩电性响应特征

获取准确的电性特征参数是进行储层含油气饱和度评价的基础。选取不同物性范围内的9块法国巴黎盆地枫丹白露砂岩样品,开展岩石电性参数室内测试,并基于逾渗理论分析,提出了能表征储层岩石电性特征的新模型,并采用阿尔奇（Archie）公式和新模型对实验数据进行拟合分析。研究表明：高孔渗岩样的电性关系与经典Archie线性关系匹配较好,呈线性关系;中、低孔渗岩样在低含水饱和度条件的电性关系与Archie线性关系均出现一定程度偏离,表现为明显的非Archie特征,分析认为复杂的微观孔隙结构是诱发储层的电性关系与Archie线性关系为非线性关系的主要因素;基于Archie公式得到的饱和度指数n为0.948~1.820,与渗透率的平方相关性较好,与孔隙度的平方相关性较差;胶结指数m为1.6~1.9,岩性系数b为1.003~1.036,二者与孔隙度、渗透率的相关性均较差。研究认为新模型能更准确地表征复杂岩石电性的非线性特征,进一步丰富了储层含油气饱和度的评价方法。     

考虑岩石润湿性的新导电模型研究

考虑岩石的润湿性,用连续函数模拟油珠表面和孔隙表面的接触关系,提出了新的岩石导电模型(CWRM)。当油珠进入具有不同孔喉尺寸岩石模型后,由于岩石具有的润湿性,油珠和岩石孔隙表面可能具有不同的接触方式。在水润湿性的储层中,油珠和孔隙表面之间会有水膜,水膜保持了连续的导电路径,因此,水润湿性岩石中常会形成低电阻率。相反,在油润湿性岩石中,油珠与岩石孔隙表面紧密接触,可能完全堵死孔喉,导致岩石电阻率异常地增高。所以,即使在含油饱和度相同的情况下,岩石的电阻率也会因为润湿性不同而显著地变化。根据阿尔奇公式和CWRM模型,在考虑岩石润湿性的情况下,计算了岩石模型的含水饱和度。计算结果表明,使用阿尔奇公式和CWRM计算的含水饱和度,其差值可达10％或更高。对于水润湿和油润湿岩石,根据CWRM计算的I一Ww关系在双对数坐标中都是曲线关系。CWRM模型和结论均被野外数据和实验室数据所证实。     

基于分形理论的导电模型及应用

理论与实验研究证明,岩石的组成成分以及孔隙的几何形状对其电导率的影响很大,然而实际岩石的微观结构和传导机制十分复杂,影响其电性特征的因素复杂多样,很难对其准确表征。储层岩石孔隙具有分形特征,其分形维数与孔隙度有着较好的一致性,一定程度上能够反映岩石的内部孔隙结构特征,这是定量描述复杂孔隙结构特征的基础。本文基于分形理论,建立了适用于多孔介质的导电模型,并以岩心数据和测井数据为基础,开展了实际应用。实际资料处理结果表明,基于分形导电模型计算得到的饱和度与岩心分析数据一致性很高,说明了该方法的可行性与有效性。