理學2-儲集層參數(shù)-new課件

第二節(jié)確定儲層參數(shù)一、測井曲線質量檢查二、確定泥質含量

三、確定孔隙度四、確定含水飽和度五、確定束縛水飽和度六、滲透率七、確定地層水電阻率八、地區(qū)經驗參數(shù)m、n、a、b1-一、測井曲線質量檢查在利用測井曲線作定量計算時，應首先看測井曲線的質量，以保證參數(shù)計算精度，測井曲線幅值是否正確，可以通過如下方法檢查：第二節(jié)確定儲層參數(shù)2-二、確定泥質含量

3-三、確定孔隙度粒間孔隙度

就是通常所說有效孔隙度，通常利用孔隙度測井方法(DEN，AC，CNL)確定，包括一種孔隙度測井方法，二種孔隙度測井交會方法等方法。1、一種孔隙度測井方法4-注：Halite巖鹽anhydrite硬石膏,無水石膏5-Bcp=1.68-0.0002*Depth6-7-8-注：Barite重晶石9-10-11-12-13-***例如:求巖石的孔隙度和礦物含量計算過程1)根據(jù)GR，SP求Vsh（1）需非線性校正（2）當Vsh≥50%時，按泥巖處理φ=0，Sw=1.0,Vsh=100,V1=0,V2=0.K=0當Vsh<50%時，按下述方法處理。2）進行泥質校正

14-3）求純巖石的孔隙度和礦物含量用矩陣表示為：CX=L其中：則孔隙度和兩種礦物的含量可以用解常數(shù)陣的逆的方法得出：X=C-1L15-測井孔隙度與巖心分析孔隙度比較

16-17-注：巖心分析深度與測井曲線深度歸一

18-注：巖心歸位某油田收集到：揚3912、揚31109等20余口井的取芯資料，并收集到與取心井相對應的測井曲線資料，測井曲線主要有深、淺側向電阻率，感應測井、深七測向、4米、0.5米、微電極、流體、井徑、自然電位、聲波?；趲r心深度歸位的基本原理，對泌陽凹陷北部斜坡的楊樓油田20余口井進行了巖心深度歸位，歸位的實例見圖。19-20-四、確定含水飽和度1、純地層（阿爾奇公式(ArchiesFormula)）

21-2泥質砂巖地層22-23-（3）Qv型導電模型(WSCM)

Hill和Millbun(1956)

對粘土的礦物的陽離子交換作用進行了實驗研究，并用陽離子交換濃度代替泥質含量或粘土含量研究了泥質砂巖的電導率和電化學電位。Waxman和Smits(1968，1974)等在Hill和Millbun研究的基礎上進一步研究了泥質或粘土對泥質砂巖的電導率和電化學電位的影響，提出Qv模型(或稱WSCM)

：

式中Sw為與相互連通總孔隙有關的含水飽和度；F為相互連通總孔隙有關的地層因素；B是粘土陽離子交換的等價電導，是地層水電導率Cw的函數(shù)，即B=3.83(1-0.83e-Cw/2)，此處B的經驗關系式是在25oC對Na+得出的；Qv(ConcentrationofClayExcangeableCation，通常用Qv表示)為巖石的陽離子交換濃度(容量)，Qv是CEC(Cation-ExchangeCapacity--縮寫為CEC，陽離子交換能力)的函數(shù)：式中

t是泥質砂巖的總孔隙度，小數(shù)；

g是巖石的平均顆粒密度。

24-歸一化Qv型導電模型

由于泥質砂巖的陽離子交換濃度Qv這個參數(shù)是巖心樣品實驗室測量的，不能從實際測井資料得到，限制了WSCM的使用，Juhasz(1979)

提出歸一化Qv的模型，即歸一化Qv的參數(shù)Qvn：式中

t為泥質砂巖的總孔隙度；

tsh為泥巖的總孔隙度。用類似于AE求Sw：式中Rwsh=

tmRsh；Swt為總含水飽和度。25-注：粘土或泥質的電導率來源于它們的CEC吸附水：通常粘土顆粒表面均帶負電荷，而巖石中的水分子是一種電荷不完全平衡的極性分子，對外可顯正、負兩個極性，使粘土顆粒表面的負電荷可直接吸附極性分子中的陽離子(如Na+)，這些被吸附的極性水分子稱吸附水。結合水：被吸附的陽離子又可與極性水分子結合，成為水合離子(這些與陽離子結合的極性水分子又稱為結合水)。粘土水化作用：這樣，粘土顆粒表面的負電荷可吸附極性分子中陽離子，又可通過這些陽離子與極性水分子結合，即在粘土顆粒表面形成一層薄水膜，以上所述在粘土顆粒表面形成水膜過程稱為粘土水化作用。陽離子交換：一般情況下粘土顆粒表面的負電荷吸附的陽離子是不能移動的，但這種吸附并不很緊密，在電場的作用下，吸附的陽離子可以與巖石中溶液的其它水合離子交換位置，引起導電現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為粘土礦物的陽離子交換(在泥質砂巖中，最常見的可交換陽離子是Na+，K+，Mg+，Ca+等離子）。粘土礦物的附加導電性：由粘土礦物的陽離子交換產生的導電性稱為粘土礦物的附加導電性。

*****因此，粘土或泥質的電導率來源于它們的CEC****26-陽離子交換泥質27-（4)雙水模型

A、雙水模型的有關參數(shù)及其相關關系雙水模型認為泥質砂巖中含有兩種水：粘土表面附近的粘土水；離粘土表面較遠的自由水(遠水)，其模型中的有關參數(shù)描述如下：

Swt=Swf+Sb

28-（5）各向異性導電模型

Bonnie(1993),Frischetal(1993),BittarandRodney(1994),Jiangquingetal(1994)已研究了電各向異性對電測井和地層評價的影響，但是，他們的研究都沒有涉及到電各向異性對含水飽和度的影響。J.D.Klein(1996,1997)將電各向異性的原理用于求地層含水飽和度。

巖礦層的電各向異性

29-在大多數(shù)沉積巖中，具有明顯的層狀結構，其原因是成巖過程中的巡回作用，導致二種礦物成分交替成層，即形成交互層，如圖。根據(jù)電阻串聯(lián)原理：

根據(jù)電阻并聯(lián)原理：

30-各向異性系數(shù)：

J.D.Klein將以上所述的m、u分別表示為宏觀孔隙Фm和微觀孔隙Фu，宏觀孔隙和微觀孔隙分別滿足阿爾奇公式，即：

代入RT,RL公式式便有：

31-（6）其他導電模型

Crane(1990)等提出擴展阿爾奇公式(EAE)，將地層導電率方程擴展為：Ct=

Ci，Ct為地層導電率；Ci為地層中第i種導電成分的導電率。他認為通常的導電成分有宏觀孔隙，粗糙孔隙表面(指粘土覆蓋的粒間孔隙的表面)，巖石骨架中的微孔隙及骨架導電礦物等。該模型得出的含水飽和度關系式為：A擴展阿爾奇公式

式中Sw1、Sw2和Sw3分別為宏觀孔隙、粗糙孔隙表面、微孔隙中的含水飽和度；

1、

2和

3分別為宏觀孔隙度、粗糙孔隙表面孔隙度和微孔隙度；m1、m2和m3分別為宏觀孔隙、粗糙孔隙表面和微孔隙的經驗系數(shù)。Crane認為該模型能夠解釋W-S，Archie等人提出的模型。

32-B巖石骨架導電模型(CRMM)

Givens(1987)

認為：許多實際的巖層的導電性可以由兩個平行的導電網(wǎng)絡組成，一是含有自由流體的孔隙導電網(wǎng)絡；其余是巖石骨架導電網(wǎng)絡，巖石骨架由于含有導電礦物和(或)束縛水而導電；自由流體的孔隙導電網(wǎng)絡服從阿爾奇地層因素和電阻率指數(shù)公式。因此根據(jù)電阻并聯(lián)原理有：式中r、rpx和rr

分別為巖石、自由流體的孔隙導電網(wǎng)絡和巖石骨架導電網(wǎng)絡的電阻。由此式以及阿爾奇地層因素和電阻率指數(shù)公式得到含水飽和度公式：

參數(shù)b是一個常數(shù)，通過給定巖心資料分析計算得到?？紤]測井解釋的方便，Givens推導出如下含水飽和度公式：

式中Rt、Rr和Rw分別為巖石電阻率、巖石骨架導電網(wǎng)絡的電阻率和地層水電阻率。33-五、確定束縛水飽和度巖石中的水包括：1）可動水：可以自由流動的水有條件下流動的水2）束縛水：吸附在巖石顆粒表面的水滯留在微小毛細管中的水求束縛水飽和度的經驗公式有：34-注：束縛水飽和度

束縛水飽和度Swi是描述地層特性的一個非常重要的參數(shù)。它對于確定儲層含水飽和度Sw、含水率、油水相對滲透率Kro、Krw等方面有重要意義。影響束縛水飽和度的因素很多，其主要影響因素有：

(1)泥質含量泥質砂巖中的束縛水包括微孔隙中不能流動的水和吸附在巖石顆粒表面上的水，即在泥質中存在大量束縛水，所以儲層中隨泥質增大束縛水飽和度增大。(2)細粉砂含量細粉砂含量是指泥質砂巖骨架中顆粒粒徑在50-10

m的成分占骨架重量的百分比。隨細粉砂含量的增大，巖石顆粒表面的總面積（比面）增大，使束縛水飽和度增大。

35-(3)粒度中值粒度中值是反映巖石顆粒粒徑大小的一個量，粒度中值越小，巖石顆粒粒徑就越小。同時，巖石顆粒粒徑小，也就反映泥質砂巖中泥質含量和細粉砂含量的增大，所以，隨泥質砂巖粒度中值減小，束縛水飽和度增大。

(4)孔隙度孔隙度的大小在較大程度上受地層壓實、分選性(粒度)、泥質含量影響?？紫抖仍叫?，分選性越差，粒度中值越小，泥質含量越大，所以，隨泥質砂巖孔隙度減小，束縛水飽和度增大。

(5)滲透率滲透率對束縛水飽和度是一個綜合影響因素，因滲透率與孔隙度、粒度中值、泥質含量等有關。

36-綜上所述，影響束縛水飽和度的因素有泥質含量、孔隙度、粒度中值、粉砂含量、滲透率等。因為束縛水飽和度影響因素多且復雜，很難從理論上直接推導確定束縛水飽和度的測井解釋方程，一般利用巖心分析束縛水飽和度、巖心分析孔隙度、巖心分析滲透率、測井計算泥質含量、測井計算粒度中值等資料統(tǒng)計得到的他們之間的關系式。37-六、滲透率1、絕對滲透率

絕對滲透率是巖石中只有一種流體(油或氣或水)時測量的滲透率，常用K表示。絕對滲透率只與巖石孔隙結構有關，而與流體性質無關。目前國內外廣泛應用孔隙度Ф和束縛水飽和度Swi統(tǒng)計它們與滲透率的關系，所建立的經驗方程一般有如下形式：38-2、油、水相對滲透率1）有效滲透率、相對滲透率

有效滲透率：當兩種或兩種以上的流體通過巖石時，對其中某一種流體測得的滲透率，稱為巖石對該流體的有效滲透率或相滲透率。

相對滲透率：流體的有效滲透率與它在巖石中的相對含量有關，當流體的相對含量變化，有效滲透率變化，為此引入相對滲透率的概念。相對滲透率是巖石有效滲透率與絕對滲透率之比：

式中：Kro、Krg、Krw分別為油、氣、水的相對滲透率

Ko、Kg、Kw分別為油、氣、水的相滲透率(有效滲透率),K為絕對滲透率。

將圖分為A、B、C三個區(qū)域來分析：A區(qū)：Sw<Swi(束縛水飽含度)，Krw小，Kro大，此時油層只含束縛水，而且毛細管有足的力約束束縛水，水對油的流動影響很小，該區(qū)為產純油的含油區(qū)。B區(qū)：隨Sw的增大，Kro快速減小，Krw快速增大，交叉點是Krw=Kro的特殊情況，在交叉點左側Kro>Krw，在交叉點右側Kro<Krw，該區(qū)是油水同時流動區(qū)。

C區(qū)：Kro很小，接近0，Krw很大，接近1，該區(qū)是完全產水區(qū)。39-注：1）含水率：

在油水共產體系中，由達西定律可導出含水率：

式中：Fw為產液的含水率；g為重力加速度；

水、油密度差；Vt為總流速；

為地層傾角。在儲層水平時，即水驅油在水平方向上進行，毛管壓力及重力加速度的影響可以忽略不計，此時，以上方程可以簡化為：由上式可知，含水率與M有關，而在油水粘度比大致一定時，M與油、水相對滲透率有關。當Kro很小，接近0，Krw較大，接近1時，F(xiàn)w=1，即儲層完全產水；當Kro很大，接近1，Krw較小1時，F(xiàn)w=0，即儲層完全產油；當0<Krw<1，0<Kro<1時，0<Fw<1，即儲層油水同產。

40-2）某地區(qū)利用巖心分析資料得到的三個油田的油、水相對滲透率曲線：

41-求解的油、水相對滲透率方程為：A油田：R=0.8814177

Kro=-0.134067-0.283329Lg(Krw)R=-0.939656num=125B油田：R=0.9340191

Kro=-0.232644-0.285677Lg(Krw)R=-0.9396536num=160C油田：R=0.8677312

Kro=-0.215043-0.291664Lg(Krw)R=-0.9207407num=8742-七Rwa=RtΦm/a油層:Rwa>Rw水層:Rw=Rw43-44-45-46-計算Rw時可借鑒BATEMAN.R.Metal(1977)提出的幾個公式：47-SP確定Rw流程圖48-地層水電阻率與深度的關系，具有隨深度加大減小，且具有分段特征，其關系如下：700-750