特殊巖性巖石電性參數頻散特性試驗研究

趙云生 (浙江大學地球科學系,浙江杭州310027)

肖占山 (中石油長城鉆探工程有限公司測井技術研究院,北京102206)

仇亞平 (中石油長城鉆探工程有限公司測井公司,遼寧盤錦124011)

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

特殊巖性巖石電性參數頻散特性試驗研究

趙云生 (浙江大學地球科學系,浙江杭州310027)

肖占山 (中石油長城鉆探工程有限公司測井技術研究院,北京102206)

仇亞平 (中石油長城鉆探工程有限公司測井公司,遼寧盤錦124011)

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

泥質砂巖巖石電性參數頻散特性試驗研究目前已經較為成熟,而對于特殊巖性的巖石電性參數頻散特性的試驗研究卻開展非常少。通過特殊巖性的巖石電性參數頻散特性試驗分析可以看出,花崗巖、粗面巖、碳酸鹽巖的頻散特性與泥質砂巖一致,受含油性影響較大,并且不同巖性的極值點 (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、火成巖等復雜巖性油氣藏,頁巖氣、頁巖油等非常規(guī)油氣藏越來越多地受到油藏工程師和地質學家們的關注。復電阻率法測井技術作為頻譜電法勘探的一種,充分利用巖石電性參數的頻散信息,在泥質砂巖的水淹層、低阻油層評價等方面表現(xiàn)出良好的應用前景[1～5]。目前,關于巖石電性參數頻散特性的試驗研究多數是針對泥質砂巖儲層開展的,而針對碳酸鹽巖、火成巖以及頁巖的試驗分析卻非常少[6～8]。為此,筆者針對花崗巖、粗面巖、碳酸鹽巖、頁巖等特殊巖性的巖心開展了巖石電性參數頻散特性試驗研究,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雜油氣藏儲層測井評價提供有價值的參考。

1 試驗方法

該次巖石電性參數頻散特性的試驗設備為SCMS-E高溫高壓多參數測量系統(tǒng)和ZL5智能LCR測量儀。選取中國東部某油田的花崗巖、粗面巖、碳酸鹽巖、頁巖共22塊特殊巖性的巖心。試驗采用二極法,測量頻率范圍為12Hz～100k Hz,測量電極為不銹鋼電極。將巖心制備成直徑2.54cm,長度5cm的試驗巖樣。對巖心進行洗油、洗鹽、烘干等常規(guī)試驗預處理。通過真空飽和及驅替的方式改變巖心中的孔隙流體,并測量其頻散特征曲線。

2 試驗分析

2.1 花崗巖電性參數頻散特性

對于不同礦化度的泥質砂巖巖心,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 (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)下巖石的電性參數頻散曲線。從圖1中可以看出,含水花崗巖的巖石電性參數頻散特性的規(guī)律性與泥質砂巖相似,即隨著Cw的升高,導電能力增強、電阻率減小、頻散程度降低。與泥質砂巖相比,花崗巖的相位、電抗率頻散特征曲線的極值點向高頻方向移動,該次試驗大致在100k Hz以上。

2.2 粗面巖電性參數頻散特性

對于泥質砂巖巖心來說,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[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)下巖石的電性參數頻散曲線。

圖1 花崗巖巖心不同礦化度下巖石電性參數頻散特性曲線

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頻散特征曲線的規(guī)律性與泥質砂巖相似,即隨著Sw的降低、含油飽和度 (So)的升高,導電能力減弱、電阻率增大、頻散程度增強。含油粗面巖的相位、電抗率頻散特征曲線的極值點(截止頻率)大致在4k Hz左右,這與泥質砂巖極值點的頻率范圍相近。

2.3 碳酸鹽巖電性參數頻散特性

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頻散特征曲線規(guī)律性也與含油泥質砂巖一致,即隨著So的升高,導電能力減弱、電阻率增大、頻散程度增強。含油碳酸鹽巖的相位、電抗率頻散特征曲線的極值點向低頻方向移動,該次試驗大致在1k Hz左右。

2.4 頁巖電性參數頻散特性

對于純泥巖而言,其電阻率較小,頻散程度很弱[10,11]。圖4給出了頁巖巖心在不同Sw狀態(tài)下巖石的電性參數頻散特性曲線。從圖4中可以看出,頁巖的復電阻率模值和電阻率在該次試驗的頻率范圍內頻散特征非常弱,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,但是其數值較小,基本在試驗儀器的測量精度左右波動。該次試驗采用的是頁巖露頭巖心,巖性比較致密。露頭頁巖巖心的性質與一般泥巖相近,頻散特性較弱。

3 結語

碳酸鹽巖油藏、火成巖油藏以及頁巖氣、頁巖油都是目前油氣藏勘探開發(fā)研究的熱點問題?；趲r石電性參數頻散特性發(fā)展起來的復電阻率測井技術,在泥質砂巖油藏的水淹層、低阻油層測井評價中展現(xiàn)出良好的應用前景,而國外的多頻介電掃描測井在碳酸鹽巖油藏評價中也發(fā)揮著重要的作用。從不同巖性的儲層巖石頻散特性的試驗研究可以看出,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砂巖一致,頁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頻散特性,同樣可在復雜巖性油藏測井評價中提供有價值的參考資料,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 (截止頻率)不同。一般來說,極值點是激電(IP)效應和電磁 (EM)效應的分界點,在低于極值點的頻率范圍,IP效應是巖石頻散特性的主控因素;在高于極值點的頻率范圍,隨著頻率的增加,EM效應逐步增強,這主要與形成的雙電層的性質有關[9,10]。相位、電抗率頻散特征曲線的極值點可以作為巖性區(qū)分的輔助參考信息。

圖4 頁巖巖心不同含水飽和度巖石電性參數頻散特性曲線

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[編輯] 龔丹

P631.84

A

1000-9752(2014)12-0098-04

2014-04-24

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