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1、低阻油气层测井评价方法研究1低阻油气层测井评价方法研究开题报告低阻油气层测井评价方法研究开题报告1.1 论文的选题意义论文的选题意义低阻油气层（低电阻率油气层）是指油气层电阻率相对于近邻水层电阻率而言，电阻率值偏低并引起油水层解释困难给测井评价带来很大难度的油气层。近几年来，随着勘探开发的目标日益复杂，测井研究的主体也由原来的简单的大幅度构造油气藏变为“三低二高一复杂”油气藏1，即“三低”：低电阻率，低孔隙度，低渗透率油气藏。“二高”：开发区高含水，开发区高采出程度的剩余油气藏。“一复杂”：复杂性/复杂储集空间油气藏。因此，低阻油气藏是目前测井评价的主要研究对象之一。近几年来，我国面临的储量压
2、力越来越大其增长率与国民经济的需求矛盾越来越大，而开展低阻油气层评价，开展老区挖潜是一种非常有效的解决方法之一，其潜在的经济效益和社会效益是十分巨大的。随着勘探开发的不断深入，相对简单和整装的油气藏越来越少，非常规储集层（如低电阻率油气藏，泥岩裂缝油气藏及与火成岩、变质岩、砾岩有关的油气藏）的研究与评价越来越受到重视。低阻油气层在我国各油气田均广有分布，如渤海湾、准噶尔、松辽、冀东、大港、华北、青海、玉门，塔里木和吐哈等盆地1，均发现了大量的低阻油气层，对于我国油气增储上产的意义十分重大。19992002 年，辽河油区低阻油气层已探明石油地质储量 1316104t2。在 2000，2001，2
3、002 年度作为渤海湾低阻油气层识别与评价课题有辽河、华北、大港、冀东油田参加，作为西部特低阻油层识别与评价有中国石油勘探开发研究院的参加。其中作为渤海湾低阻油气层识别与评价，增储上产作用明显。渤海湾盆地的低电阻油层评价项目历经 5年，覆盖了辽河、华北、大港、冀东四大油田，新增油层数达到了 3080 个，新增井数达到了 778 口。准噶尔盆地仅在三个泉地区的陆 9 井区就探明了 7000104t 的石油地质储量1。中原油田应用先进的测井解释技术，在 10 个油田 7 个层位的复查中发现了 1000 万吨的低阻隐蔽油气藏地质储量，新增油（气）层 3120.8 米1212 层、西南石油大学本科毕业
4、设计(论文)2油（气）水同层 2022 米640 层，已投产的 74 口油井累计增油近 2 万吨3。而就世界范围而言墨西哥湾沿岸及其近海地区的上新更新世砂岩中4以及日本北部的一些凝灰质地层中5也广泛分布着这种典型意义的低阻油气层。低阻油层的识别与评价仍然是不少油田测井所面临的难题，比如吉林油田，辽河，冀东，大港，华北，玉门，青海，吐哈等等，这些现状都是不容忽视的，都要求我们应该加大低阻油气层测井研究的力度。正确评价低阻泥质砂岩是当今前缘勘探领域重点关注的一个方面，其中包括位于墨西哥湾、西非、巴西滨海和北海的深水勘探井5。因此，为了更好服务于油气勘探与开发，更好的增储上能，特将低阻油气层测井评价
5、方法研究作为论文题目。1.2 国内外研究现状国内外研究现状低阻油气层测井解释作为股份公司勘探与生产公司的攻关项目受到了不少油田的重视，取得了不少成果。1).在定性判断上有不少方法，比如：(1).对双河油田上倾尖灭区低阻油层的研究，提出了：“概念识别SW图版识别BAYES 多组判别”一套由简单到复杂，多层次，多种数学手段相互补充的识别方法，使该区低阻解释的符合率达到 80%以上6。(2).淮南区块吐谷鲁构造安集河组油气藏为研究对象而提出的：电阻率特征判别法三孔隙曲线重叠法阵列声波能量法纵横时差法声阻抗与声波时差曲线重叠法测井响应值交会图法人工神经网络识别法等一系列方法都取得了很不错的效果7。(3
6、).台子油层的研究而提出的 Waxman-Smits 模型中阳离子当量电导极大值（Bmax）是温度和频率的函数8。2).定量上主要是一些测井模型相关的测井解释模型也不胜枚举，比如饱和度解释模型，双孔隙水模型，可动水分析模型，中国石油大学的王克文等人提出的储层岩石电性特征的逾渗网络模型、W.W.Givens,E.J.Schmidt 所研究的电导岩石骨架模型（CRMM）以及三水导电模型。现对以下模型作简要介绍：低阻油气层测井评价方法研究3(1).饱和度解释模型8粘土含量 Vsh8%时,选 Waxman-Smits 模型Waxman-Smits 模型用于描述泥质砂岩电导率,该模型认为泥质砂岩的导电是
7、由自由电解液导电和粘土附加导电两部分并联组成。粘土附加导电是由粘土表面的阳离子交换而产生的。决定附加导电的参数有 2 个,一个是粘土阳离子交换的有效浓度QV;另一个参数是阳离子当量电导 B。对饱含水的泥质砂岩（1-2）0*1WVCCBQF对含油泥质砂岩(1)wS（1-3）/VVWQQS（1-4）*()n wV tW WSBQCCFS式中,为泥质砂岩电导率;为平衡盐水电导率;F*为泥质砂岩的地层因素,oCwC;m*为泥质砂岩胶结指数;B 为阳离子当量电导;n*为泥质砂岩饱和度指数。*mF由上式可以看出,求取泥质砂岩含水饱和度的关键是要求准 QV和 B 值。(2).双孔隙水模型9双孔隙水模型基本假
8、设如下:地层导电由微孔隙和渗流孔隙两部分并联决定。西南石油大学本科毕业设计(论文)4微孔隙中 100%含水,其相对含量由束缚水饱和度表征。渗流孔隙中流体含水wirS饱和度递减,可以从 100%降到 0%,其相对含量由自由水饱和度表征。微孔隙和wfS渗流孔隙均服从阿尔奇公式。微孔隙中束缚水电阻率由油层中束缚水电阻率确定。对双孔隙水模型有（1-5）1nm twttweCa SC（1-6）1wirwir wewirw wtwtSSCCCSS进一步有 （1-7）1nmnw wewttwewtwtCCa SCSSFFw i rww i r（C-C）S式中、分别为等效地层水电导率、束缚水电导率、自由水电导
9、率;、weCwirCwCt、分别为总孔隙度、总含水饱和度、束缚水饱和度;F 为地层因素。渗流孔隙wtSwirS中自由水饱和度为wfS（1-8）1wtwir wf wirSSSS需要说明的是，双水模型中束缚水()是指粘土水化水。当泥质含量趋于 0 时,wbS这部分水也趋于 0(即0,0),而双孔隙水模型中束缚水是指粘土水化水和微shVwbS毛细管滞留水之和,它实际是对渗流力学而言的所有不可动水。泥质含量趋于 0 时,它由孔隙中微毛细管孔隙的多少决定(即0,常数)。与通式相比,双孔隙水模shVwirS型相当于通式中 p=1,的特例。因此,按 Paul.F.Worthington 提出的()wirw
10、wirXCCS方法求出 X、n、p 后,即可用双孔隙水模型或通式来计算含水饱和度。(3).可动水分析模型10为了对储集层有比较完整的解释,采用可动水分析模型来进行评价。.油层模型（1-9）1OwiOwSSSS（1-10）,0wwiwmSSS低阻油气层测井评价方法研究5.油水同层（1-11）1OwmwiOwSSSSS（1-12）,0wwiwmSSS.水层（1-13）1wwmwiSSS（1-14）,0wwiwmSSS由上式知,求解 与 参数是实现这一途径的关键, 应用中原油田测井关于的wSwiSwS经验关系式,确定二者的求解方程。求束缚水饱和度()wiS（1-15）12 31lg(1)(lg)lg
11、wiOdSBBMBB式中, 、是方程经验系数，根据实际情况而取不同的经验值。0B1B2B3B3).从国内外文献研究看，已有大量文献论述低阻油气层的评价问题。归纳起来有以下几个方面9：(1).低阻油气层的定性识别问题，这对多数低阻油田来说仍然存在困难。在这方面多依赖于交会图技术。(2).电阻率为基础的定量评价，低阻油气层评价的核心是饱和度评价。这类方法多从电阻率响应方程出发，通过在阿尔奇公式中增加一项或修正阿尔奇公式系数来实现低阻油气层饱和度评价。(3).从油层物理出发，运用毛管理论进行定量评价。1.3 论文主要研究内容论文主要研究内容1).成因机理研究是低阻油气层的测井评价基础低阻油气层的测井
12、评价与测井评价大幅度构造油气藏存在本质的区别，对测井技术提出了十分艰难的挑战，为此，应该深入的低阻油气层成因机理研究开展针对性强的识别与评价方法研究。由大量的低阻油气层分析知，低阻油气层的测井响应十分复杂，其规律尚未完西南石油大学本科毕业设计(论文)6全掌握，由此带来识别低阻油气层目前存在很大的问题，而对其评价的方法与技术则明显不足。低阻油气层对于勘探开发十分有意义，因此，必须尽快攻克低阻油气层测井识别与评价目前所存在的困难，形成配套而完善的技术。低阻油气层识别与评价十分困难，究其原因，是低阻油气层的形成机理十分复杂，涉及面广，成因类型多样。低阻油气层既可以由沉积就决定的低阻储层所导致，既可形
13、成于油气成藏的过程中，也可为成岩作用所产生，还可为测井前的钻探过程中泥浆侵入作用所产生，这些不同作用方式不同过程中均能形成低阻油气层。但具体到某个油气藏，则可能是低阻油气藏或正常油气藏，即使是低阻油气藏，其成因可能为其中之一或其中几个复合作用。只有清楚了解低阻油气藏的形成机理，才能对其识别及评价做到有的放矢，指导针对不同成因的油气层而提出有效的识别与评价方法，因此，攻克低阻油气层识别与评价的难题关键所在是研究其成因机理。低阻油气层的形成分为内因和外因，内因是指油气层本身岩性物性变化引起的，外因是指非地层因素变化引起的。(1).岩层本身岩性物性变化引起的低阻油气层7.岩性细，泥质含量高的情况这类
14、油气层受沉积旋回和沉积环境的控制，表现为岩石细粒成分（粉砂）增多和（或）粘土矿物充填与富集，导致地层中微孔隙发育，微孔隙和渗流孔隙并存。这类微孔隙发育的地层，束缚水含量明显增加，在高矿化度地层水作用下，造成电阻率极低。.淡地层水背景下富含泥质砂岩储层的情况这类地层由于地层水淡，泥质附加导电性上升为造成低阻的主要因素，其电阻率降低的幅度随着地层水矿化度的减小而增加。当泥质含量足够多且连续分布时，它会向第一类低电阻率油气层转化，形成复合成因的低阻油气层。其电阻率下降的数值取决于粘土含量，分布和阳离子交换能力。这方面已发展了 Waxman-Smits 模型和双水模型等来评价这类储层。.骨架导电引起低
15、阻的情况，即岩层富含微量黄铁矿和磁铁矿的情况6岩层中含有金属矿物，会导致电阻率测井数值下降。由于岩石骨架上的黄铁矿低阻油气层测井评价方法研究7具有极强的导电能力，其本身的电子导电，促使电导率增高而电阻率下降。在感应测井时它产生涡流圈，因而大幅度降低了地层的电阻率。.岩石强亲水引起低阻的情况，即岩层束缚水含量高的情况岩石表面的强亲水性，它为形成发达的导电网络提供了保障，从而造成低阻。这类低阻油气层迫使油气层主要居于渗流空间岩石孔隙结构复杂而引起的情况。.岩石孔隙结构复杂引起的11当油气层有大量微小孔隙和少量较大孔隙构成的双组孔隙系统时，微小孔隙越多，平均含水饱和度就越高，电阻率就越低。.地层矿化
16、度高引起的11一般情况下，如果地层的含水饱和度相同，可溶解的电解质的浓度越大，地层水矿化度就高，电阻率就越低。此外，地层水的异常变化与油气的储运之间有着某种内在的联系，矿化度升高，有助于饱和天然气水中的气体析出。由于水中溶解盐类的浓度增加，水中聚集的烃类就会减少，因此，高矿化度地层水是引起低阻的一个因素。(2).由于外在因素引起的低阻情况911.油气，水层对比条件发生变化引起低阻的情况这种情况下，主要表现为油气层与水层不一样，而且差异很大。这时阿尔奇公式仍然适用，但阿尔奇公式使用的条件不成立了。.深侵入与测井探测范围有限这一矛盾引起低阻的情况（钻井液的侵入形成低阻环带）这类油气层本身不是低阻的，而是由于地层中存在裂缝和（或）低孔渗造成泥浆侵入地层较深，把井眼周围的油气驱赶
