趙云生 (浙江大學(xué)地球科學(xué)系,浙江杭州310027)

肖占山 (中石油長(zhǎng)城鉆探工程有限公司測(cè)井技術(shù)研究院,北京102206)

仇亞平 (中石油長(zhǎng)城鉆探工程有限公司測(cè)井公司,遼寧盤錦124011)

胡海濤,鮑雪山,高秀曉,樸檬 (中石油長(zhǎng)城鉆探工程有限公司測(cè)井技術(shù)研究院,北京102206)

特殊巖性巖石電性參數(shù)頻散特性試驗(yàn)研究

趙云生 (浙江大學(xué)地球科學(xué)系,浙江杭州310027)

肖占山 (中石油長(zhǎng)城鉆探工程有限公司測(cè)井技術(shù)研究院,北京102206)

仇亞平 (中石油長(zhǎng)城鉆探工程有限公司測(cè)井公司,遼寧盤錦124011)

胡海濤,鮑雪山,高秀曉,樸檬 (中石油長(zhǎng)城鉆探工程有限公司測(cè)井技術(shù)研究院,北京102206)

泥質(zhì)砂巖巖石電性參數(shù)頻散特性試驗(yàn)研究目前已經(jīng)較為成熟,而對(duì)于特殊巖性的巖石電性參數(shù)頻散特性的試驗(yàn)研究卻開展非常少。通過(guò)特殊巖性的巖石電性參數(shù)頻散特性試驗(yàn)分析可以看出,花崗巖、粗面巖、碳酸鹽巖的頻散特性與泥質(zhì)砂巖一致,受含油性影響較大,并且不同巖性的極值點(diǎn) (截止頻率)不同,花崗巖在100k Hz左右、粗面巖在4k Hz左右、碳酸鹽巖在1k Hz左右。頁(yè)巖的頻散特性較弱,與泥巖的頻散特性一致。

特殊巖性;頻散特性;截止頻率;流體特性

隨著勘探開發(fā)的不斷深入,碳酸鹽巖、火成巖等復(fù)雜巖性油氣藏,頁(yè)巖氣、頁(yè)巖油等非常規(guī)油氣藏越來(lái)越多地受到油藏工程師和地質(zhì)學(xué)家們的關(guān)注。復(fù)電阻率法測(cè)井技術(shù)作為頻譜電法勘探的一種,充分利用巖石電性參數(shù)的頻散信息,在泥質(zhì)砂巖的水淹層、低阻油層評(píng)價(jià)等方面表現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景[1～5]。目前,關(guān)于巖石電性參數(shù)頻散特性的試驗(yàn)研究多數(shù)是針對(duì)泥質(zhì)砂巖儲(chǔ)層開展的,而針對(duì)碳酸鹽巖、火成巖以及頁(yè)巖的試驗(yàn)分析卻非常少[6～8]。為此,筆者針對(duì)花崗巖、粗面巖、碳酸鹽巖、頁(yè)巖等特殊巖性的巖心開展了巖石電性參數(shù)頻散特性試驗(yàn)研究,考察不同巖性巖石頻散特性的影響因素和頻散特征規(guī)律,為基于巖石頻散特性開展的復(fù)雜油氣藏儲(chǔ)層測(cè)井評(píng)價(jià)提供有價(jià)值的參考。

1 試驗(yàn)方法

該次巖石電性參數(shù)頻散特性的試驗(yàn)設(shè)備為SCMS-E高溫高壓多參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)和ZL5智能LCR測(cè)量?jī)x。選取中國(guó)東部某油田的花崗巖、粗面巖、碳酸鹽巖、頁(yè)巖共22塊特殊巖性的巖心。試驗(yàn)采用二極法,測(cè)量頻率范圍為12Hz～100k Hz,測(cè)量電極為不銹鋼電極。將巖心制備成直徑2.54cm,長(zhǎng)度5cm的試驗(yàn)巖樣。對(duì)巖心進(jìn)行洗油、洗鹽、烘干等常規(guī)試驗(yàn)預(yù)處理。通過(guò)真空飽和及驅(qū)替的方式改變巖心中的孔隙流體,并測(cè)量其頻散特征曲線。

2 試驗(yàn)分析

2.1 花崗巖電性參數(shù)頻散特性

對(duì)于不同礦化度的泥質(zhì)砂巖巖心,其頻散特征曲線的規(guī)律是隨著礦化度的升高,電阻率減小,頻散程度降低,巖心的頻散特性受地層水礦化度的影響較小,巖石相位、電抗率頻散特征曲線的極值點(diǎn) (截止頻率)大致在5～10k Hz左右[9,10]。圖1給出了花崗巖巖心在不同地層水礦化度(Cw)下巖石的電性參數(shù)頻散曲線。從圖1中可以看出,含水花崗巖的巖石電性參數(shù)頻散特性的規(guī)律性與泥質(zhì)砂巖相似,即隨著Cw的升高,導(dǎo)電能力增強(qiáng)、電阻率減小、頻散程度降低。與泥質(zhì)砂巖相比,花崗巖的相位、電抗率頻散特征曲線的極值點(diǎn)向高頻方向移動(dòng),該次試驗(yàn)大致在100k Hz以上。

2.2 粗面巖電性參數(shù)頻散特性

對(duì)于泥質(zhì)砂巖巖心來(lái)說(shuō),其頻散特性受含油性的影響較大,隨著含油飽和度的升高,電阻率增大,頻散程度增強(qiáng)[4,7～10]。圖2給出了含油粗面巖巖心在不同含水飽和度 (Sw)狀態(tài)下巖石的電性參數(shù)頻散曲線。

圖1 花崗巖巖心不同礦化度下巖石電性參數(shù)頻散特性曲線

圖2 含油粗面巖巖心不同含水飽和度巖石電性參數(shù)頻散特性曲線

從圖2中可以看出,含油粗面巖的巖石電性參數(shù)頻散特征曲線的規(guī)律性與泥質(zhì)砂巖相似,即隨著Sw的降低、含油飽和度 (So)的升高,導(dǎo)電能力減弱、電阻率增大、頻散程度增強(qiáng)。含油粗面巖的相位、電抗率頻散特征曲線的極值點(diǎn)(截止頻率)大致在4k Hz左右,這與泥質(zhì)砂巖極值點(diǎn)的頻率范圍相近。

2.3 碳酸鹽巖電性參數(shù)頻散特性

圖3給出了碳酸鹽巖巖心在不同So狀態(tài)下巖石的電性參數(shù)頻散曲線。從圖3中可以看出,含油碳酸鹽巖的巖石電性參數(shù)頻散特征曲線規(guī)律性也與含油泥質(zhì)砂巖一致,即隨著So的升高,導(dǎo)電能力減弱、電阻率增大、頻散程度增強(qiáng)。含油碳酸鹽巖的相位、電抗率頻散特征曲線的極值點(diǎn)向低頻方向移動(dòng),該次試驗(yàn)大致在1k Hz左右。

2.4 頁(yè)巖電性參數(shù)頻散特性

對(duì)于純泥巖而言,其電阻率較小,頻散程度很弱[10,11]。圖4給出了頁(yè)巖巖心在不同Sw狀態(tài)下巖石的電性參數(shù)頻散特性曲線。從圖4中可以看出,頁(yè)巖的復(fù)電阻率模值和電阻率在該次試驗(yàn)的頻率范圍內(nèi)頻散特征非常弱,而相位和電抗率的頻散特征曲線的形態(tài)與其他巖性有所不同,即隨著頻率的升高,相位和電抗率增大,但是其數(shù)值較小,基本在試驗(yàn)儀器的測(cè)量精度左右波動(dòng)。該次試驗(yàn)采用的是頁(yè)巖露頭巖心,巖性比較致密。露頭頁(yè)巖巖心的性質(zhì)與一般泥巖相近,頻散特性較弱。

3 結(jié)語(yǔ)

碳酸鹽巖油藏、火成巖油藏以及頁(yè)巖氣、頁(yè)巖油都是目前油氣藏勘探開發(fā)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。基于巖石電性參數(shù)頻散特性發(fā)展起來(lái)的復(fù)電阻率測(cè)井技術(shù),在泥質(zhì)砂巖油藏的水淹層、低阻油層測(cè)井評(píng)價(jià)中展現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景,而國(guó)外的多頻介電掃描測(cè)井在碳酸鹽巖油藏評(píng)價(jià)中也發(fā)揮著重要的作用。從不同巖性的儲(chǔ)層巖石頻散特性的試驗(yàn)研究可以看出,花崗巖、粗面巖、碳酸鹽巖的頻散特征曲線的規(guī)律性以及受孔隙流體的影響方面與泥質(zhì)砂巖一致,頁(yè)巖的頻散特征曲線與泥巖基本一致。因此利用巖石電性參數(shù)頻散特性,同樣可在復(fù)雜巖性油藏測(cè)井評(píng)價(jià)中提供有價(jià)值的參考資料,具有良好的發(fā)展?jié)摿?。此?不同巖性巖石相位、電抗率的頻散特征曲線的極值點(diǎn) (截止頻率)不同。一般來(lái)說(shuō),極值點(diǎn)是激電(IP)效應(yīng)和電磁 (EM)效應(yīng)的分界點(diǎn),在低于極值點(diǎn)的頻率范圍,IP效應(yīng)是巖石頻散特性的主控因素;在高于極值點(diǎn)的頻率范圍,隨著頻率的增加,EM效應(yīng)逐步增強(qiáng),這主要與形成的雙電層的性質(zhì)有關(guān)[9,10]。相位、電抗率頻散特征曲線的極值點(diǎn)可以作為巖性區(qū)分的輔助參考信息。

圖4 頁(yè)巖巖心不同含水飽和度巖石電性參數(shù)頻散特性曲線

[1]陳序三,趙文杰,朱留方.復(fù)電阻率測(cè)井方法應(yīng)用[J].測(cè)井技術(shù),2001,25(5):327～331.

[2]范宜仁,陸介明,王光海,等.巖石電阻率頻散現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)研究[J].石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),1994,18(1):17～23.

[3]何展翔.圈定油氣藏邊界的井地電法研究[D].成都:成都理工大學(xué),2006.

[4]李建軍,鄧少貴,范宜仁,等.巖石復(fù)電阻率實(shí)驗(yàn)研究[A].第十三屆測(cè)井年會(huì)論文匯編[C].西安,2003-09-24～28..

[5]許少華,張守謙,韓有信.泥質(zhì)砂巖復(fù)電阻率的測(cè)量研究[J].大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào),1994,18(4):6～10.

[6]蘇朱劉,吳信全,胡文寶,等.復(fù)視電阻率(CR)法在油氣預(yù)測(cè)中的應(yīng)用[J].石油地球物理勘探,2005,40(4):467～471.

[7]童茂松,郭立新.復(fù)電阻率測(cè)井技術(shù)及其在大慶油田的應(yīng)用[J].勘探地球物理進(jìn)展,2007,30(6):459～467.

[8]肖占山,徐世浙,羅延鐘,等.泥質(zhì)砂巖復(fù)電阻率的頻散特性實(shí)驗(yàn)[J].高校地質(zhì)學(xué)報(bào),2006,12(1):123～130.

[9]肖占山,徐世浙,羅延鐘,等.巖石復(fù)電阻率頻散特性的機(jī)理研究[J].浙江大學(xué)學(xué)報(bào),2006,33(5):584～587.

[10]肖占山,曾志國(guó),朱世和,等.基于巖石電性參數(shù)頻散特性評(píng)價(jià)潤(rùn)濕性的實(shí)驗(yàn)方法研究[J].地球物理學(xué)報(bào),2009,52(5): 1326～1332.

[11]傅良魁.激發(fā)極化法[M].北京:地質(zhì)出版社,1982.

[編輯] 龔丹

P631.84

A

1000-9752(2014)12-0098-04

2014-04-24

趙云生(1978-),男,2000年大學(xué)畢業(yè),工程師,碩士生,現(xiàn)主要從事測(cè)井方法的理論研究、試驗(yàn)分析及數(shù)值模擬方面的研究工作。