泥质砂岩水淹层有效介质对称复电阻率模型

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1、大庆石油学院学报第33卷第3期2009年6月JOuRNALOFDAQINGPETROIEUMINSTITU『TEVo1．33No．3Jun．2009泥质砂岩水淹层有效介质对称复电阻率模型宋延杰，王畅，唐晓敏，杨青山。，卢艳。(1．大庆石油学院地球科学学院，黑龙江大庆163318；2．黑龙江八一农垦大学文理学院，黑龙江大庆1633193．大庆油田有限责任公司勘探开发研究院，黑龙江大庆163712)摘要：鉴于目前复电阻率测井在水淹解释中只限于定性应用，尚未进行定量应用，基于泥质砂岩电阻率频散特性实验研

2、究成果，利用有效介质对称各向异性导电理论，建立泥质砂岩水淹层有效介质对称复电阻率模型．通过对该模型的影响因素分析，发现随频率、黏土电导率、黏土体积分数增大，复电阻率模值减小．通过岩样复电阻率实验数据精度验证和实际测井资料解释结果对比表明，文建立的复电阻率模型可用于水淹层的定量解释，具有实用价值．关键词：泥质砂岩频散特性；水淹层；对称各向异性导电理论；复电阻率模型；含水饱租度中图分类号：TE122．2文献标识码：A文章编号：1000—1891(2009)03—0013一O5大庆长垣喇萨杏油田已进入特

3、高含水期开发阶段，水淹严重，由于初期注淡水而中后期注污水，使地层水矿化度变化较大，目前还没有较准确确定水淹层地层水电阻率的方法，因此，一定程度上影响了常规电阻率测井水淹层定量解释精度．复电阻率测井具有受地层水矿化度影响较小的优点，故在水淹层解释中有良好的应用前景．复电阻率测井是基于地层岩石电阻率的频散特性而发展起来的一种新的测井方法，它采用两频或多频测量地层的电阻率，根据测量信息识别油水层_1]．泥质砂岩频散特性实验表明，随含水饱和度增加，低频和高频的泥质砂岩复电阻率模值之间差值减小，这是利用复电

4、阻率测井解释水淹层的实验基础]．目前，在水淹解释中，复电阻率测井仍处于定性应用阶段，尚未进行定量应用．有学者通过等效电路方式模拟岩石的频散现象，理论上只要电路足够复杂，等效电路就可以很好地拟合测得实验数据，但这些电路中电子元件与岩石物性参数之间的关系还不是很清楚，因此不能很好地解释岩石的频散特性与频率，以及岩石物性参数之间的定量关系J．VinogarHJ和WaxmanMHL7提出了一种与Waxman—Smits模型相似的半经验性质的泥质砂岩复电导率模型，模型中所采用的参数，与测井工作者所熟悉的Wa

5、xman—Smits模型相同，但Vinogar—Waxman模型未与频率建立起联系，尚不能对泥质砂岩的频散特性进行解释．肖占山r8在泥质砂岩导电特性分析的基础上，通过泥质砂岩的频散实验，建立Vinogar—Wax—man模型与频率之间的关系，用以描述泥质砂岩的频散特性，但尚未建立适用的定量解释模型．笔者基于泥质砂岩频散特性实验结果，利用有效介质对称各向异性导电理论，建立泥质砂岩水淹层有效介质对称复电阻率模型，并对方程进行精度分析，将处理结果骨架颗粒与岩心分析结果对比，评价模型的实用性．分散黏土1模

6、型的建立油针对研究区含有分散黏土的特点，并结合水淹层实际情况，将水淹层分为混合水骨架颗粒、不导电的油气、分散黏土、混合水4种成分．基于这种观点，给出了水淹层有效介质对称复电阻率模型的体积模型，见图1_g，其物质平衡方程为图1水淹层有效介质复电阻率模』ma+c·4-声一(1)型的体积模型lh4-===，收稿日期：2009—02—06；审稿人：张庆国；编辑：陆雅玲作者简介：宋延杰(1963一)，男，博士，教授，主要从事测井方法与资料解释方面的研究大庆石油学院学报第33卷2009年式中：，。分别为岩石的

7、骨架颗粒和分散黏土的体积分数；，，声分别为混合水孑L隙度、油气孑L隙度、有效孔隙度．1．1复电阻率实部对于理想的纯电阻，其阻值与频率无关，但对于储层岩石，由于受孔隙及泥质等分布状况的影响，它可看作一个非均匀的各向异性阻抗．当供以交流电时，在交流电一个周期内，电流方向发生变化．这2个反方向的电流所激发的2个激发极化二次场的电抗效应不能相互抵消，而使实部也具有频率相依性．设c．为分散黏土的同相电导率，则有C：l一(a1+C1)Ccl，(2)式中：n，b，C均为系数；C-为分散黏土电导率．采用有效介质通

8、用对称电阻率模型中类似的推导_】，可得泥质砂岩水淹层的同相电导率C。为2(F1+F2：)ED1+Dz：+D3：+D4。}+D5：+D6+，，c一2(F譬+F：)(D：+Di+D：+D}+Di错+D+，’㈤⋯D+Dsi+D。+D1o声7h2+D1-≯i+Dz≯)+E声+Ez。庐+E。。乒庐：+E+E5。声≯：+E6。声+Ej汁+Es；：+E。+E·o≠hh一一，(4)式中：y为泥质砂岩水淹层的渗滤指数．其中D：一A。B+。。PB，D一(AB+AB)+(P。B2+P2B1)，D；一(A