基于港湾效应导电机理与饱与度方程研究

《基于港湾效应导电机理与饱与度方程研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、学兔兔www.xuetutu.com石油天然气学报(江汉石油学院学报)2009年12月第31卷第6期·86·JournalofOilandGasTechnology(J．JPI)Dec．2009Vo1．31No．6基于港湾效应的导电机理与饱和度方程研究张超谟，张占松，李军(油气资源与勘探技术教育部重点实验室(长江大学)，湖北荆州434023)闰伟林，李洪娟，覃豪(大庆油田有限责任公司勘探开发研究院，黑龙江大庆163712)吕洪志，顾保祥，陈红兵(中海油能源发展股份有限公司渤海石油研究院，天津300452)[摘要]导

2、电机理研究是用电阻率测井定量计算饱和度的理论基础，是选取解释模型与处理参数的理论依据，探讨导电机理对正确计算饱和度具有重要意义。根据通用化的Maxwell方程及Fricke等的研究成果，首次提出“港湾效应”。以“港湾效应”导电机理为基础的饱和度方程综合考虑了背景电阻率、孔隙结构及不导电孔隙度等因素，进一步发展了Maxwell及Fricke的方法，在复杂岩性储层饱和度计算中见到了好的应用效果。[关键词]电阻率测井；导电机理；港湾效应；饱和度方程[中图分类号]P631．84[文献标识码]A[文章编号]lOOO一9752

3、(2009)06—0086—04计算饱和度的常用方法是标准的Archie公式或变形的Archie公式_1]。实际应用中常发现在低孔、高电阻率条件下，Archie公式所求烃饱和度偏高，甚至达到或大于100；在低电阻率时，所求烃饱和度普遍偏低。此外，到目前为止，对火山岩、变质岩、碳酸盐岩等储层的导电性的研究还有一些不确定因素，如何消除这些不确定因素是要深入研究的问题。不同的研究者从不同的角度提出了许多不同的研究方法口]。该研究基于Maxwell理论，首次提出了电流流动的“港湾效应”，在Fricke等研究成果的基础上口]

4、，提出了基于背景电导率校正的方法。通过对火山岩、变质岩、碳酸盐岩及砂泥岩储层的应用，在参数选取方面积累了一些经验，实际资料处理见到了好的效果。1岩石导电的港湾效应1．1Maxwell导电模型测井解释中，地层电阻率因素定义为完全饱和地层水岩样的电阻率与地层水电阻率的比值口]。表达地层电阻率因素(F)与孔隙度()的关系式之一是著名的Maxwell方程]：FR：(1)厶0实际测井解释中，很少会用到式(1)，因为其应用仅限于理想化的系统。然而，相对其他当前所用的经验表达式而言，式(1)具有理论指导作用。Fricke将Max

5、well方程通用化为_3]：F一±一1+(2)3=7西西G一式中，-z为几何形状参数，与椭球体(将不导电的骨架颗粒视为椭球体)2个轴的比值有关，当为完全球体时，一2，Fricke方程(2)即为Maxwell方程(1)；一般，z<2。相应的G也与孔隙介质内部的几何形态[收稿日期]2009—09—16[基金项目]国家科技重大专项项目(2008ZX05005—00609HZ)。[作者简介]张超谟(1962一)，男，1982年江汉石油学院毕业，教授，博士，现主要从事地球物理测井方面的教学和科研工作。学兔兔www.xuetu

6、tu.com第31卷第6期张超谟等：基于港湾效应的导电机理与饱和度方程研究·87·有关。Fricke方程要求各椭球体相互不接触，不能为其他不规则形状。图1显示2个不导电球体(对应于不导电的岩石颗粒)相接触时的电流分布。由于电流突然改变方向，形成无电流区，由T处显示的黑色区域表示。当考虑电流在饱和一种导电流体的实际岩石内的流动时，是否整个孔隙空间都参与了电流的流动?如果不是全部参与，那么，孔隙空间可分成电流流动区与不流动区，流动孑L隙度(导电孔隙度)对应于通道，不流动孔隙度对应于电流绕道的港湾区及孤立不连通的孔隙，图

7、1不导电颗粒位于导电流体中的电流线港湾区是连通孔隙内的不导电区。这种现象与水流的港及无电流区示意图(据Fricke等)湾区具有一定的相似性，因此，称这种现象为“港湾效应”。如果骨架不导电，那么这部分孔隙也不参与导电。图2为孔隙性岩石电流流动示意图。(a)连通孔骧中的导电区与不导电区(b)孤立不连通孔隙对导电无贡献图2孔隙性岩石电流流动示意图(T为无电流区，C为电流区)无电流区的形成，等价于不导电相的增加，或者说，电流反映的孔隙度比实际孔隙度小。将分散球粒系统遵循的式(2)修改成下式(将式(2)中的孑L隙度换成电流流

8、动导电孔隙度)：F一1+(3)f寻求导电孔隙度≠t是目前研究的难点。有一种方法是假定导电孔隙度r与总孑L隙度的关系为Ⅲ：{一C+C2(4)考虑边界条件，当声减小到某一截止不流动孔隙度j6时，电流的流动可忽略不计。即，当一。时，一0．当一时(没有颗粒)，一10于是由式(4)求得：C·一’Cz一一。再代回式(4)得：(5)这样就建立了导电孔隙度与物理孔隙度、的关