孔隙尺度下油驱水岩石电阻率性质研究

理论模拟是研究孔隙尺度下油驱水岩石电性的一种重要手段之一.以wang建立的网路模型为基础,分析了润湿性、孔隙拓扑特征、孔隙几何形状以及水膜厚度等对岩石电性的影响,同时对四块亲水砂岩岩样进行油驱水电阻率响应数值模拟,并将实验结果与理论模拟的结果进行对比分析.结果表明:对于亲水岩石油驱水情况下,在高含水饱和度时,电阻率增大系数与含水饱和度在对数坐标下呈现一种线性关系,然而在低含水饱和度下,曲线显示凸状,表明低含水饱和度下饱和度指数n值变小.水膜厚度越大,n值越小;孔隙连通性越好,即配位数越大,n值越小;在含水饱和度较低时,孔喉半径越小,n值越大;在含水饱和度较高时,孔隙几何形状对岩石电性影响不是很明显.在高含水饱和度下,岩电实验的结果与理论结果十分吻合,在低含水饱和度下,理论模拟的结果由于受实验限制未被证实,在电阻率增大系数与含水饱和度关系图上显示凸状.     

低渗砂岩克氏渗透率影响因素实验研究

室内实验是认识储层渗流规律的有效手段,低渗岩石气体渗流受到滑脱效应的影响。国内外学者在滑脱效应影响因素及受滑脱效应影响的渗透率参数测量方面进行了大量研究,但结论仍存在分歧。以鄂尔多斯盆地苏里格气田低渗砂岩气藏为研究对象,设计了新的岩心含水饱和度的建立方法,通过实验方法研究了含水饱和度、有效应力及二者耦合作用对低渗岩石气体滑脱效应的影响规律。结果表明,不同含水饱和度条件下(低于束缚水饱和度)岩心的气测渗透率与平均压力倒数仍然呈线性正相关关系,含水饱和度越高,滑脱因子越小,滑脱效应越弱;对于干岩样,围压增大气体滑脱效应变强,且滑脱因子随有效应力的增加呈线性增加的趋势,进行岩石应力敏感性实验过程中,若忽略滑脱效应的影响,未对气测渗透率做校正,实验评价结果偏低;含水饱和度比介质变形对气体滑脱效应的影响更强,对于高含水饱和度的低渗岩心,滑脱效应影响微弱,且受有效应力的影响不大。这为低渗砂岩气藏渗流机理研究提供了新思路。     

岩石电阻率频散现象的实验研究

电介质理论分析和实验研究证明，岩石电阻率存在频散现象，主要是由于岩石松驰极化所致。在实际测井中，纯岩石及盐水溶液电阻率的频散可以忽略不计。随着岩石泥质含量、含油气饱和度的增高和饱印溶液浓度的降低，频散现象明显增强；随着测量频率的增高。所测岩石电阻率逐渐降低。在实际测井中，不同电阻率测井方法因使用频率不同，在泥质地层中的测量结果将存在差别。     

利用格子Boltzmann方法确定岩石孔隙空间中的气水分布

基于三维数字岩心模拟岩石电阻率时,最关键的一步是获取不同含水饱和度的岩心,确定不同含水饱和度下岩石孔隙空间的流体分布,常用方法的数学形态只是一种数字图像处理技术,并未考虑流体自身的物理特性以及流体与岩石骨架、流体与流体之间的相互作用。采用格子Boltzmann方法模拟了气水分离过程,确定了储层岩石孔隙空间中的气水分布,能真实地再现表面张力、润湿性等基本界面现象。该数值模拟方法得到的气水分布规律与澳大利亚国立大学数字岩石物理实验室的X射线CT扫描实验结果基本吻合。为开展气岩石声电特性数值模拟研究奠定了基础。     

含油气泥质砂岩薄膜电位理论及其在测井中的应用

地层水电阻率是测井解释中一个极其重要的参数,目前以纯地层条件推导的用于确定地层水电阻率的自然电位理论模型不适于含油气泥质砂岩地层。根据电化学原理,并结合泥质砂岩导电特性,以实验测量为依据,系统地研究了含油气泥质砂岩薄膜电位理论,并建立了改进的自然电位模型。研究结果表明,泥质砂岩薄膜电位与岩石阳离子交换容量、含油气饱和度、接触溶液浓度差密切相关。在浓度差一定的条件下,薄膜电位随岩石阳离子交换容量、含油气饱和度的升高而增大,其中含油气饱和度的影响相当于平衡离子浓度的变化。利用自然电位测井资料确定含油气泥质砂岩地层水电阻率时,必须考虑阳离子交换容量和含油气饱和度的影响。利用改进的自然电位模型进行的实例计算结果表明,该模型可以有效地用于确定泥质砂岩地层的地层水电阻率。     

高北斜坡中深层岩性油藏岩石电阻率实验研究

冀东油田南堡凹陷高北斜坡中深层岩性油藏电阻率测井响应复杂,给含油性评价带来了很大挑战。为了弄清岩石电阻率的变化规律,选取研究区不同类型的典型岩心,模拟不同地层水矿化度条件下的油驱水过程,进行配套的岩石电阻率实验测量。结果表明:胶结指数随地层水矿化度、孔隙度和储层品质因子的增大而增大,随阳离子交换量的增大而减小;饱和度指数随地层水矿化度和阳离子交换量的增大而增大,随孔隙度和储层品质因子的增大而减小。根据实验结果建立了动态岩电参数含水饱和度模型,依据该模型计算的结果与验证实验结果吻合很好,表明模型的可靠性高。     

含油气泥质砂岩薄膜电位理论及其在测井中的应用

地层水电阻率是测井解释中一个极其重要的参数,目前以纯地层条件推导的用于确定地层水电阻率的自然电位理论模型不适于含油气泥质砂岩地层。根据电化学原理,并结合泥质砂岩导电特性,以实验测量为依据,系统地研究了含油气泥质砂岩薄膜电位理论,并建立了改进的自然电位模型。研究结果表明,泥质砂岩薄膜电位与岩石阳离子交换容量、含油气饱和度、接触溶液浓度差密切相关。在浓度差一定的条件下,薄膜电位随岩石阳离子交换容量、含油气饱和度的升高而增大,其中含油气饱和度的影响相当于平衡离子浓度的变化。利用自然电位测井资料确定含油气泥质砂岩地层水电阻率时,必须考虑阳离子交换容量和含油气饱和度的影响。利用改进的自然电位模型进行的实例计算结果表明,该模型可以有效地用于确定泥质砂岩地层的地层水电阻率。     

温压及地层水矿化度变化对岩电参数的影响

阿尔奇公式在实际测井解释中会出现应用效果不理想的情况,不但与阿尔奇公式适用的局限性有关,而且还与在岩电参数确定过程中忽视温度、围压和地层水矿化度变化有关。以D油田多口井的岩心资料为研究对象,从岩石物理实验入手,研究了阿尔奇公式中m值、n值、b值在不同温压、不同地层水矿化度条件下的变化规律;并定量分析了由此引起的含水饱和度计算误差。实验结果表明,在利用阿尔奇公式求取储层含水饱和度时,应模拟实际地层温度、压力水矿化度进行岩电实验来求取m、n、b值,从而提高测井解释的精度。     

下垫面含水状态与降雨产流关系研究

通过仿雨试验,研究了土壤剖面平均含水量对降雨产流特征的影响.结果表明:(1)土壤剖面含水状态对降水在下垫面产生积水形成径流时间有显著影响,下垫面积水时刻与土壤剖面平均含水量的饱和度、降雨强度呈乘幂的函数关系.(2)在相同土壤剖面含水状态条件下,相同降雨时段内,径流系数γ与降雨强度i呈线性关系,径流系数γ随着降雨强度i的增大而增大;当土壤剖面平均含水量的饱和度ω≤0.70时,径流系数与时间的函数关系为高次多项式;当土壤剖面平均含水量的饱和度ω>0.70时,径流系数与时间的函数关系为自然对数.     

水驱油地层电阻率变化规律数值模拟及拐点影响因素分析

为确定水驱过程中地层电阻率与含水饱和度之间的关系,提出变倍数多倍注入水物质平衡理论模拟方法,模拟分析淡水水淹时各种地质因素对地层电阻率变化规律和拐点含水饱和度的影响,并与岩心水驱试验数据进行对比.结果表明:数值模拟方法精度较高;地层物性越好、注入水与原始地层水电阻率比值越大,拐点含水饱和度越小,水淹进程就越快越强;束缚...     

线圈法岩心复电阻率扫频测量系统研究

为了研究用不同测量方法所测得的岩石电阻率或电导率的异同及其关系 ,在实验室内研制了线圈法岩样复电阻率扫频测量系统。该系统可改变传统感应测井中以发射电流直接作为参考的方法 ,将发射电流移相一定的角度 ,从而解决了虚部小信号的检测问题。发射电流在低频时 ,短线圈距的线圈系对介质电导率的灵敏度低于长线圈距的 ;而在高频时结果则相反。试验表明 ,在室内用线圈法测量岩心复电阻率是可行的 ,而且被测信号幅度和相位均与岩石的电阻率有很好的对应关系 ,也更能真实地反映岩石的频散特性。同时 ,用线圈法测量的岩心复电阻率也可用来探测岩石中地层水的饱和度。     

干热岩储层水力压裂改造的电磁法监测评价研究进展

从岩石受压破裂过程电阻率特性、裂缝型岩石电阻率特性、岩石电阻率与渗透率关系3个方面出发,总结了电磁法水力压裂监测评价相关的岩石物性基础研究,介绍了干热岩水力压裂现场电磁法监测应用案例。基于岩石电性基础研究总结得出：岩石在受压破裂过程中会伴随着显著的电阻率变化,且电阻率变化特征与岩石中的含水饱和度紧密相关;裂缝数量、宽度与粗糙度等都会对岩石的电阻率产生影响,影响趋势与裂缝是否含水有关;可通过修正Archie定律与Kozeny-Carman模型建立特定岩石的电阻率与渗透率关系模型。讨论了电磁法应用干热岩水力压裂监测评价所面临的难点,包括：（1）研究高温高压条件裂缝型致密岩石的电阻率性质;（2）研究高温高压条件裂缝型致密岩石渗透率与电阻率关系模型;（3）研究开发具有更高精度、更小分辨率、更强抗干扰能力及更远探测距离的电磁法探测新理论新方法、新技术新装备。     

由岩石电性和弹性参数求取地层储层参数

储层参数的准确求取可为提高油气储层预测与评价的精度、减少勘探开发的风险提供帮助。通过基于Auto Scan-Ⅱ和Auto Lab-1000平台的岩石物理实验获取了低孔致密泥质砂岩岩石的弹性及电性参数,对地层的孔隙度、渗透率、饱和度等储层参数的转换关系进行了详细的研究与分析,认为由电阻率与孔渗饱三种储层参数的连接更加紧密,同时得到了针对W-S公式胶结系数取值的最佳范围,这些研究成果可以为储层参数的确定及储层预测与评价提供可靠的岩石物理依据。     

一种反演水淹层混合水电阻率的新方法

注水开发油田储层水淹后电性特征变化复杂,混合水（注入水和原生地层水的混合液）矿化度不仅受注入水和原生地层水矿化度的控制,还受水淹程度等因素影响,造成混合水电阻率和岩电参数的动态变化,为水淹层的识别和剩余油饱和度的评价带来较大困难。以渤海S油田为例,利用图论多分辨率聚类算法对测井相进行划分,建立了测井相约束下的束缚水饱和度评价模型;根据岩电实验数据讨论了岩电参数随地层水矿化度变化的规律,提出水淹层中胶结指数和饱和度指数与混合水矿化度的函数关系。在此基础上,通过迭代反演得到水淹层剩余油饱和度和混合水电阻率,实现了水淹层的定量评价。研究结果表明：（1）利用图论多分辨率聚类算法可以对测井相进行有效划分,基于测井相约束的束缚水饱和度模型精度高于未分相的结果;（2）水淹层储层胶结指数和饱和度指数随混合水矿化度增大而增大,二者具有明显的幂函数关系;（3）该方法划分水淹层结果与S油田产出剖面测井测量结果吻合率为92.3%,明显提高了水淹层的评价精度。     

含甲烷水合物多孔介质的复电阻率频散特性与模型研究

在获得3.5%Nacl溶液-海砂-甲烷水合物体系阻抗谱参数的基础下,通过计算得到了该体系的复电阻率数据,分析了复电阻率参数的频散特性以及水合物饱和度对其频散特性的影响,进而建立了复电阻率模型。结果表明：在0.1 Hz~1 MHz测试频率范围内,含甲烷水合物多孔介质的复电阻率存在明显频散现象;甲烷水合物饱和度与复电阻率频散特征参数密切相关,饱和度越小复电阻率频散特性越显著,当测试频率范围为0.1 Hz~10 Hz时,复电阻率幅值、实部和虚部与测试频率在双对数坐标系下成线性关系,其斜率的绝对值与水合物饱和度之间成递减的近似线性关系,而当测试频率范围为10 Hz~1 MHz时,复电阻率幅值和实部的频散度与水合物饱和度符合递减的近似线性关系;在本研究的测试条件下,含水合物多孔介质体系的阻抗谱可以用电阻和电容的串联等效电路模型来拟合,基于此建立的复电阻率模型可用来计算水合物饱和度。     

东河砂岩水淹后岩石物理特性变化规律研究

为了准确确定东河砂岩水淹后储层的含油饱和度,进而判断油藏的水淹程度,以岩石物理实验为基础,系统 分析了油驱水与水驱油过程中岩电参数的变化规律,研究结果表明,东河砂岩水淹后a、m 不变化,只与岩石自身特性 有关;水淹后岩性系数（b）也基本不变,但饱和度指数（n）发生了变化,物性差时n 变小,物性好时n 变大。根据岩电 参数的变化规律,建立了变岩电参数计算模型,提高了物性较差储层的饱和度计算精度。利用不同矿化度下水驱油岩 电实验,分析了储层水淹后电性特征的变化规律,污水水淹后储层电阻率随含水饱和度的增加而降低,淡水中低水淹 时储层电阻率随含水饱和度的增加而降低,淡水高水淹或强水洗后储层电阻率随含水饱和度的增加而升高。     

基于连通导电理论和HB方程的骨架导电纯岩石电阻率模型

针对现有导电模型很难描述骨架含导电矿物黄铁矿的岩石导电规律的难题,利用骨架完全由导电颗粒组成的人造岩样以及骨架部分由导电颗粒组成的天然和人造岩样的岩电实验数据,研究水电阻率和导电颗粒体积分数变化对岩石导电规律的影响,得出骨架导电纯岩石的地层因素与孔隙度及电阻增大系数与含水饱和度在双对数坐标上为非线性关系,随水电导率减小或导电颗粒体积分数增大,地层因素和电阻增大系数值降低。根据骨架导电纯岩石的组成,结合连通导电理论特点,将骨架导电纯岩石分为不导电骨架相、导电骨架相和自由流体相。基于连通导电方程只能描述单一导电相的两相混合介质导电规律而HB方程能描述两相均导电的混合介质导电规律的特点,基于连通导电理和HB方程建立骨架导电纯岩石电阻率模型。结果表明,骨架导电纯岩石电阻率模型预测的地层因素与孔隙度以及电阻增大系数与含水饱和度的理论关系与实验规律相符且模型满足物理约束,该模型能够描述骨架完全和部分由导电矿物组成的纯岩石的导电规律,可用于定量评价骨架导电低阻油层的饱和度。     

岩石复电阻率测量技术及标定方法研究

研究储层岩石的复电阻率特性,首先必须排除岩石物理测量系统极化效应的影响。基于不同金属电极材料测量装置和硫酸铜面团装置,完成清水条件下的复电阻率实验,并应用纯电阻和RC并联电路对测量仪器和测量装置系统进行标定,证实硫酸铜面团测量装置的性能最稳定,确保了实验结果的准确性和可靠性。在此基础上,建立了一套完整的岩石复电阻率测量技术和标定方法,优选出性能最稳定的测量装置系统,排除非岩石极化效应的影响,为常规与非常规油气储层岩石物理分析和评价提供技术保障。     

低渗透储层特征与测井评价方法

低渗透储层是我国目前油气勘探的主要目标之一。根据低渗透储层特征及岩石物理实验结果，对吉林油田W地区低渗透储层的成因机理进行了分析。研究结果表明，该地区的扇三角洲前缘亚相沉积的储层岩石矿物成熟度低，具有以细砂和粉细砂岩为主的储层岩性特征，这为低渗透储层的形成提供了先天条件。后经成岩压实作用及粘土矿物的充填，造成孔喉半径变小，孔隙结构复杂，孔隙空间对水的滞留能力加强，束缚水饱和度高，油层与水层电阻率差别减小，电阻率增大指数小于3。岩心实验结果分析还表明，综合物性参数可用于表征岩石孔隙结构的复杂性，且与束缚水饱和度有很好的相关性，据此建立了束缚水饱和度解释模型。在6种不同矿化度溶液下测量完全饱和溶液的岩心电导率，岩心电导率与溶液电导率的关系曲线表明，粘土矿物不存在附加导电性，阿尔奇公式仍可用于求取含水饱和度。用该模型对油田12口井资料进行了处理，结果显示其解释油水层效果与原有模型相比有明显改善。