火山碎屑岩储层岩电参数及其应用研究-吉林大学

火山碎屑岩储层岩电参数及其应用研究 吉林大学报告人 王飞 祝贺李幼铭老师从事地球物理工作50年 祝福先生健康长寿 祝愿先生在油储地球物理研究领域再创新高峰 提纲 一 研究的目的及意义二 储层岩电参数控制因素分析三 电阻率 毛管压力测量系统 RCS760四 火山碎屑岩岩电参数特征及应用分析五 实验结论 一 研究的目的及意义二 储层岩电参数控制因素分析三 电阻率 毛管压力测量系统 RCS760四 火山碎屑岩岩电参数特征及应用分析五 实验结论 研究的目的及意义 近年来 在世界各地区的火山岩和火山碎屑岩中 已陆续发现了一些工业性油气田 人们对火山岩系油田研究日益深入 火山碎屑岩储层岩性复杂 且储层多为低孔低渗 导电关系复杂 为了获得更符合实际的岩电参数 进一步提高储层评价的精度 开展储层条件下的岩电参数测量成为解决研究区储层评价的关键问题之一 对储层含油饱和度的确定主要是根据其导电性 对于纯砂岩 储层导电性主要由地层水的导电性 孔隙度和饱和度决定 地层因素 电阻增大率 Archie公式 Archie公式中包含的胶结指数m和饱和度指数n看作是对岩石电学性质的描述参数 泛称为岩电参数 实验确定岩电参数的过程称作岩心电性实验 储层精确评价的需要 岩电实验要求提高常规实验条件模拟油藏条件由于油藏条件岩心电性实验是从油藏特性出发考察岩石的电性 因此是岩心电性实验发展趋势 常温常压 地层温度地层压力 本次研究利用半渗透隔板法对研究区62块岩样进行实际测量 并且以测量的岩电参数为基础对研究区凝灰质砂岩储层进行了孔隙度饱和度计算 一 研究的目的及意义二 储层岩电参数控制因素分析三 电阻率 毛管压力测量系统 RCS760四 火山碎屑岩岩电参数特征及应用分析五 实验结论 储层岩电参数控制因素分析 阿尔奇公式自20世纪40年代问世便已成为测井解释的理论基础 由于阿尔奇公式来源于岩电实验 并且随着地质情况不同而变得更为复杂和不唯一 并且岩电参数对于不同的岩性 矿化度 渗透率 温度 压力等都会发生一定的变化 因此在测井解释过程中如何准确地确定a b m n系数显的非常有必要 本文将胶结指数m和饱和度指数n的控制因素从毛管理论和电曲折度理论的角度进行总结 结合岩电实验 从多个角度说明岩电参数选取的变化规律 原海涵从毛管理论的角度推导出胶结指数的影响因素 m值的大小与岩石孔隙度 地层水水性系数 W 岩石孔隙弯曲度 T 毛管视平均截面积及毛管半径的四次方及岩性系数a有关 1993年Herrick提出了电效率理论 EET 这一理论强调岩石导电是由于盐水的几何结构不同造成的 而不是岩块的导电性质 并且认为导电相几何结构对传导电流的影响可用下面式子表示 因为E大于0小于1 所以lgE小于0 即当电效率一定时 m随着孔隙度的增大而增大 m值恒大于1 并且孔隙度一定的情况下 孔隙结构越复杂 导电效率越差胶结指数越大 原海涵先生根据统计学原理和积分原理 推得饱和度指数n与毛管孔径分布指数的关系为即岩石结构越复杂 毛管孔径分布指数D越小 n值就越小 一 研究的目的及意义二 储层岩电参数控制因素分析三 电阻率 毛管压力测量系统 RCS760四 火山碎屑岩岩电参数特征及应用分析五 实验结论 3 1技术关键 仪器 美国进口的 模拟地层条件下岩心驱替过程中电阻率 毛管压力测量系统 RCS760 实验方式 半渗透隔板法 实验过程 测量时由低到高设定压力点 每个压力需要几个小时的时间达到饱和度的稳定 每个样品测6 10个压力点 3 2实验技术指标 水型 NaHCO3 矿化度 4000mg L 实验方式 油驱水 温度指标 65 70 围压指标 40MPa 孔隙压力指标 20MPa 实验要求 半渗透隔板 驱替压力 用最大隔板压力 3 3主要组成部分 RCS760系统主要由以下几个部分组成恒温箱驱替泵岩心夹持器与支架压力测量系统压力控制系统活塞容器测量系统 3 4仪器设备的主要参数 1 岩心直径 1 0in2 岩心长度 1 3in3 最大孔隙压力 6000psi4 最大围岩压力 9500psi5 模拟地层温度范围 30 150 6 电阻率测量方式 二极 四极测量两种方式7 电阻率测量频率范围 50 100000Hz8 毛管压力测量方式 自动测量 手动测量两种9 数据记录形式 最大测量数据为1个记录点 秒孔隙压力 3 5RCS760外观与组成部分 移开温箱展示高温高压组件附带温箱时系统的正面图像 3 6RCS驱油过程与测量原理示意图 3 7实验步骤与数据分析过程 1 将清洗干净的岩心在105 下烘干至恒重 然后抽空饱和地层水 采用加压饱和的方法确保岩心充分饱和 2 将饱和地层水的岩样和隔板装入胶套中放入岩心夹持器 加围压 76MPa 上下端充满实验流体后 加上实验时的有效围压40MPa和孔隙压力20MPa 3 打开烘箱 将温度设定为实验温度70 开始加温直至岩心夹持器内的温度传感器达到实验温度 4 用恒压泵在岩心两端建立实验压差 用油驱替岩心中的水 达到平衡条件后再进行下一个压力点的测量 压力逐级由低压升到高压 5 在各恒定压力下 毛管压力达到平衡后 计算机自动采集压力值 电阻值及被驱出的液体体积 6 根据下列的阿尔奇公式可计算出电性参数m a n b 式中 F地层因素 a与岩石性质有关的岩性系数 孔隙度 m胶结指数 式中 I地层电阻率指数 b与岩性有关的系数 一般接近1 Sw岩石含水饱和度 n饱和度指数 一 研究的目的及意义二 储层岩电参数控制因素分析三 电阻率 毛管压力测量系统 RCS760四 火山碎屑岩岩电参数特征及应用分析五 实验结论 研究区火山碎屑岩岩电参数特征及分析 研究区岩样孔渗关系图岩样渗透率随着孔隙度的增大而增大 地层因素F与孔隙度 间关系 利用塔木察格地区的62块岩心实验数据绘制了F 关系曲线图 从图中经过计算可以得到a 2 67 m 1 481 R 0 785 当K 0 1x10 3时 a 2 5 m 1 48 R 0 898 当K 0 1x10 3时 a 2 2 m 1 4 R 0 373 塔木察格地区岩样I Sw综合关系曲线图 塔木察格地区进行驱替的测试样品电阻增大率与含水饱和度I Sw关系曲线图 b 0 9822 n 1 5123 R 0 928 去掉渗透率小于2x10 3 m2的样品点 并删除个别n值小于1的样品点得到b 0 9683 n 1 6886R 0 966 m与孔隙度 渗透率关系 m与孔隙度 渗透率有关 孔隙度越大 渗透率越大胶结指数越大 b与孔隙度 渗透率关系 测量的b值基本在1附近与孔隙度 渗透率关系不大 n与孔隙度 渗透率关系 对塔木察格地区火山碎屑岩n值进行研究 发现饱和度指数n的值大多在1到2之间变化 但是n值的大小与孔隙度和渗透率之间的关系非常复杂 测量参数对岩电参数的影响 不同矿化度条件下m的变化规律 温度对岩电参数的影响 频散现象对岩电参数的影响 岩性对岩电参数的影响 对14块砾岩进行实验测量 其岩电关系如下图所示 对12块砂岩进行实验测量 其岩电关系如下图所示 对19块凝灰质砂岩进行实验测量 其岩电关系如下图所示 研究区火山碎屑岩岩电参数特征及分析 对塔木察格地区44块岩样高温高压下实验结果进行多元线性回归 可以得到结果如下 Lgm 0 045lg 0 038lgk 0 313R 0 803 火山碎屑岩测井评价研究 实际效果分析 凝灰质砂岩饱和度求取 凝灰质砂岩岩石骨架导电模型 饱和度模型 建立凝灰质砂岩饱和度模型引入参数 确定饱和度方程 饱和度模型应用效果及分析 饱和度模型应用效果及分析 提纲 一 研究的目的及意义二 电阻率 毛管压力测量系统 RCS760三