泥質(zhì)和粘土在油田測(cè)井解釋中作用探討

【摘要】影響油田測(cè)井解釋的因素很多，其中泥質(zhì)和粘土含量在儲(chǔ)層導(dǎo)電中發(fā)揮著重要的作用，是測(cè)井解釋人員必須掌握的一環(huán)。在通過經(jīng)驗(yàn)公式和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)等方式分析后，將二者的不同作用、特征完整表現(xiàn)出來，在全面正確的認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)之上來完成測(cè)井解釋中的相關(guān)工作。

【關(guān)鍵詞】泥質(zhì)；粘土；測(cè)井解釋；儲(chǔ)層電阻率

測(cè)井解釋又名測(cè)井綜合解釋，其核心是確定測(cè)井信息與地質(zhì)信息之間的應(yīng)用關(guān)系，采用正確的方法把測(cè)井信息加工成地質(zhì)信息。其中測(cè)井信息記錄包括：電阻率、聲波速度、自然電位等各種不同的物理參數(shù)，而泥質(zhì)和粘土含量則屬于地質(zhì)信息。而地質(zhì)信息相對(duì)比較復(fù)雜，在油田測(cè)井解釋中有很多疑難問題存在，通過仔細(xì)分析、標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)井資料，從理論上研究地質(zhì)信息中泥質(zhì)和粘土的含量對(duì)儲(chǔ)層電阻率的影響，具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。

一、泥質(zhì)和粘土含量的計(jì)量方法

（一）泥質(zhì)和粘土的定義

在測(cè)井學(xué)研究中，泥質(zhì)是指由粘土礦物和細(xì)小的粉砂質(zhì)成分填充在縫隙中或骨架上的微粒；粘土是指含沙粒很少，有黏性的土壤，成分主要為氧化硅和氧化鋁，一般都由硅酸鹽礦物風(fēng)化后形成，主要包括高嶺石、伊利石、蒙脫石和綠泥石等礦物，這些礦物由硅氧四面體和鋁氧八面體形成層狀結(jié)構(gòu)。

（二）泥質(zhì)和粘土含量的計(jì)量方法

關(guān)于泥質(zhì)和粘土的計(jì)量方法，在測(cè)井解釋技術(shù)中通常采用的測(cè)井曲線有自然伽馬、自然電位、密度、中子等。然而這些方法通常在砂巖的骨架純凈、粘土礦物成分穩(wěn)定的情況下適用，一旦巖性和空隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變，這些方法就很難精確的計(jì)算出泥質(zhì)和粘土的含量，故而地質(zhì)實(shí)驗(yàn)室一般采用粒度分析法來估算，具體做法便是將巖心充分磨碎，經(jīng)過重重規(guī)格的篩選，并用激光粒度分析儀器仔細(xì)測(cè)算各種粒徑的巖石顆粒在整個(gè)巖石顆粒中的比例。

當(dāng)前對(duì)于泥質(zhì)的定義是顆粒粒徑<0.01毫米，而粘土的顆粒粒徑則<0.0039毫米。早期對(duì)粒度進(jìn)行分析時(shí)，在資料中并沒有體現(xiàn)出粘土的含量，而所提供的泥質(zhì)含量則是粒徑<0.01毫米的顆粒含量，而當(dāng)下在對(duì)粒度進(jìn)行分析時(shí)，則會(huì)提供多種顆粒含量，主要是以0.0039毫米、0.0078毫米以及0.0156毫米作為主要分界點(diǎn)，例如粒徑<0.0039毫米、粒徑處于0.0039毫米至0.0078毫米之間以及粒徑在0.0078毫米至0.0156毫米之間。目前在應(yīng)用粒度來對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析時(shí)，可通過如下公式來確定泥質(zhì)含量：

其中Vah指代的是泥質(zhì)含量，V1、V2、V3則代表上文中所提到的粒徑<0.0039毫米、粒徑處于0.0039毫米至0.0078毫米之間以及粒徑在0.0078毫米至0.0156毫米之間的多種顆粒含量。

而作為泥質(zhì)一部分的粘土，其含量主要是以粒徑<0.0039毫米的顆粒含量為主，通過巖心粒度分析法發(fā)現(xiàn)，在儲(chǔ)層段的粘土含量與泥質(zhì)含量保持者穩(wěn)定的比例關(guān)系0.994，故而得到粘土含量的計(jì)量公式：

二、泥質(zhì)和粘土對(duì)儲(chǔ)層電阻率的影響

（一）泥質(zhì)和粘土中的束縛水對(duì)電阻率的影響

1、導(dǎo)電面積的變化 在沉積儲(chǔ)層油層中，包含的泥質(zhì)和粘土越多，其含有的“束縛水”就越多，導(dǎo)電面積也就越大。當(dāng)油氣在管道中運(yùn)移時(shí)，將自身攜帶的水?dāng)D了出去，這樣儲(chǔ)層中的水分就增加了，而水具有良好的導(dǎo)電性，故而電阻率被大大降低；而沉積在儲(chǔ)層中的水層中的泥質(zhì)和粘土存在不導(dǎo)電部分，其位置又相對(duì)固定，所以電阻率增加。

2、導(dǎo)電途徑的變化 在儲(chǔ)層油層中，因?yàn)殡娏髦荒苎刂c泥質(zhì)和粘土相伴的“束縛水”傳播，所以導(dǎo)電途徑被拉長(zhǎng)，電阻率增加；而相對(duì)于儲(chǔ)層水層而言，被油氣排擠出的“束縛水”只是一小部分，并不是主要的導(dǎo)電途徑，水層中的水擔(dān)負(fù)著主要的傳導(dǎo)任務(wù)，所以泥質(zhì)和粘土的增加對(duì)水層導(dǎo)電途徑的影響很小。

（二）泥質(zhì)和粘土自身的礦物質(zhì)對(duì)電阻率的影響

由于泥質(zhì)和粘土自身含有的礦物質(zhì)成分主要有蒙脫石、伊利石和高嶺石3種，這些礦物質(zhì)中的陽離子也具有交換導(dǎo)電作用。雖然這種附加的導(dǎo)電性并不是主要因素，而且其影響也是有范圍、有條件、有限度，但在低礦化度地層卻有著重要的作用，在這里它將與高束縛水一同發(fā)揮重要作用，尤其在含油氣飽和度很高的砂巖中，它成為降低電阻率的主要因素。而在相反的條件下，即處在高礦化度及低含油氣飽和度時(shí)，它們的導(dǎo)電性則變得微乎其微。

就蒙脫石、伊利石和高嶺石這三種礦物質(zhì)比較而言，其富含的陽離子的交換能力應(yīng)該是蒙脫石>伊利石>高嶺石，當(dāng)然要具體比較這三種礦物成份對(duì)儲(chǔ)層導(dǎo)電作用的影響，就得從實(shí)際情況出發(fā)，結(jié)合儲(chǔ)層孔隙度、含油飽和度以及地層水礦化度等情況具體分析。如某地其泥質(zhì)和粘土礦物上部以蒙脫石為主，下部以伊利石和高嶺石為主，在這典型的高礦化度水層中，其上部層為中孔中滲純水層，地層水礦化度為24000/L，從自然伽馬、自然電位兩條測(cè)井曲線來測(cè)算泥質(zhì)含量，以中感應(yīng)，深感應(yīng)來表示電阻率的變化。巖層內(nèi)相應(yīng)深的電阻率因泥沙含量的增加而增加；作為純泥巖層的下部電阻率最高。而以另一塊低礦化度水層為例，其上部以蒙脫石、高嶺石為主，中下部以伊利石為主，其中孔中滲水層上的膠結(jié)物為粘土雜基和白云石，其所含的礦物質(zhì)主要為蒙脫石和伊利石，地層水礦化度為7000mg/L，所以地層水的總礦化度相對(duì)較淡，砂層內(nèi)越純的井段其電阻率越高；砂層內(nèi)隨著泥質(zhì)和粘土的含量加大，電阻率反而相應(yīng)的減小，由此可見，泥質(zhì)和粘土的附加導(dǎo)電性在礦化度較低的下部起著主導(dǎo)作用。對(duì)于油層而言，由于油本身不導(dǎo)電，不管地層水礦化度與地層孔隙度是高還是低，泥質(zhì)和粘土含量增加都相應(yīng)地提高了儲(chǔ)層的導(dǎo)電能力，在整體上降低了儲(chǔ)層的電阻率。而處于油層和水層的油水層，要分清是以油為主還是以水為主，如果忽略泥質(zhì)和粘土在其中起的作用，就很容易把儲(chǔ)層中的含油飽和度等計(jì)算錯(cuò)誤，給實(shí)踐工作帶來不可挽回的損失。

結(jié)束語

作為地質(zhì)信息的泥質(zhì)和粘土相關(guān)信息比較復(fù)雜，通過對(duì)二者的勘測(cè)研究，不但得出了準(zhǔn)確的計(jì)量方法，更重要的是掌握相關(guān)信息，在此基礎(chǔ)上更好的探析其在測(cè)井解釋中發(fā)揮的作用。當(dāng)前對(duì)泥質(zhì)和粘土的測(cè)井解釋的工作必須立足于常規(guī)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，在通過精細(xì)的實(shí)驗(yàn)操作和詳盡的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)處理，以此提高泥質(zhì)和粘土的評(píng)價(jià)效果。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的檢驗(yàn)和分析至關(guān)重要，也是研究工作的基礎(chǔ)，在大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中總結(jié)出一般規(guī)律，再將規(guī)律上升為理論，用理論指導(dǎo)實(shí)踐，在實(shí)踐中完善理論，為測(cè)井解釋工作得出新的研究成果。當(dāng)然泥質(zhì)和粘土對(duì)測(cè)井解釋的作用不僅是本文探析的關(guān)于對(duì)儲(chǔ)層電阻率的影響，還有更多方面的作用也是很重要的，需要測(cè)井解釋人員在今后的實(shí)際工作中進(jìn)一步研究完善。

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