泥質(zhì)和粘土在油田測井解釋中作用探討

【摘要】影響油田測井解釋的因素很多，其中泥質(zhì)和粘土含量在儲層導(dǎo)電中發(fā)揮著重要的作用，是測井解釋人員必須掌握的一環(huán)。在通過經(jīng)驗公式和動態(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，在全面正確的認識基礎(chǔ)之上來完成測井解釋中的相關(guān)工作。

【關(guān)鍵詞】泥質(zhì)；粘土；測井解釋；儲層電阻率

測井解釋又名測井綜合解釋，其核心是確定測井信息與地質(zhì)信息之間的應(yīng)用關(guān)系，采用正確的方法把測井信息加工成地質(zhì)信息。其中測井信息記錄包括：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)信息相對比較復(fù)雜，在油田測井解釋中有很多疑難問題存在，通過仔細分析、標準化測井資料，從理論上研究地質(zhì)信息中泥質(zhì)和粘土的含量對儲層電阻率的影響，具有重大的現(xiàn)實意義。

一、泥質(zhì)和粘土含量的計量方法

（一）泥質(zhì)和粘土的定義

在測井學(xué)研究中，泥質(zhì)是指由粘土礦物和細小的粉砂質(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)和粘土含量的計量方法

關(guān)于泥質(zhì)和粘土的計量方法，在測井解釋技術(shù)中通常采用的測井曲線有自然伽馬、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算出泥質(zhì)和粘土的含量，故而地質(zhì)實驗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測算各種粒徑的巖石顆粒在整個巖石顆粒中的比例。

當(dāng)前對于泥質(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。早期對粒度進行分析時，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)下在對粒度進行分析時，則會提供多種顆粒含量，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，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)用粒度來對數(shù)據(jù)進行分析時，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量公式：

二、泥質(zhì)和粘土對儲層電阻率的影響

（一）泥質(zhì)和粘土中的束縛水對電阻率的影響

1、導(dǎo)電面積的變化 在沉積儲層油層中，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)油氣在管道中運移時，將自身攜帶的水?dāng)D了出去，這樣儲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，其位置又相對固定，所以電阻率增加。

2、導(dǎo)電途徑的變化 在儲層油層中，因為電流只能沿著與泥質(zhì)和粘土相伴的“束縛水”傳播，所以導(dǎo)電途徑被拉長，電阻率增加；而相對于儲層水層而言，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)負著主要的傳導(dǎo)任務(wù)，所以泥質(zhì)和粘土的增加對水層導(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，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儲層導(dǎo)電作用的影響，就得從實際情況出發(fā)，結(jié)合儲層孔隙度、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、自然電位兩條測井曲線來測算泥質(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)地提高了儲層的導(dǎo)電能力，在整體上降低了儲層的電阻率。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，就很容易把儲層中的含油飽和度等計算錯誤，給實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，通過對二者的勘測研究，不但得出了準確的計量方法，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井解釋中發(fā)揮的作用。當(dāng)前對泥質(zhì)和粘土的測井解釋的工作必須立足于常規(guī)測井?dāng)?shù)據(jù)，在通過精細的實驗操作和詳盡的測井?dāng)?shù)據(jù)處理，以此提高泥質(zhì)和粘土的評價效果。在整個實驗過程中，實驗數(shù)據(jù)的檢驗和分析至關(guān)重要，也是研究工作的基礎(chǔ)，在大量的實驗數(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)實踐，在實踐中完善理論，為測井解釋工作得出新的研究成果。當(dāng)然泥質(zhì)和粘土對測井解釋的作用不僅是本文探析的關(guān)于對儲層電阻率的影響，還有更多方面的作用也是很重要的，需要測井解釋人員在今后的實際工作中進一步研究完善。

參考文獻

[1]陸風(fēng)才，施振飛，張敏.江蘇油田小斷塊油田薄儲層測井評價方法研究[A].中國油氣論壇2010--石油測井專題研討會論文集[C].2010.

[2]張沖，毛志強，匡立春等.欠壓實超壓層自然電位測井響應(yīng)機理研究[J].地球物理學(xué)報，2011（8）.

[3]杜旭東，趙齊輝，倪國輝等.俄羅斯尤羅勃欽油田儲層評價與油氣分布規(guī)律[J].吉林大學(xué)學(xué)報（地球科學(xué)版），2009（6）.

[4]馬存飛.史南油田史六地區(qū)沙二段油藏精細地質(zhì)研究[D].2012.

[5]高峰，司馬立強，閆建平.川東北大安寨段致密儲層測井識別巖性技術(shù)研究[J].石油天然氣學(xué)報，2013（4）.