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介电测井新技术与应用

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测井 新技术 应用
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介电测井新技术与应用别可流动油气。介电测井数据资料对分析稠油储层特别有用。一种新型仪器通过长时间的应用,正将新的生机带入介电测井技术。这一切都得益于最近开发的、用于评价碳酸盐岩结构和泥质对砂岩影响的频散技术。油田 新 技术 》2011 年春季刊 : 23 卷,第 1 期。© 2011 斯伦贝谢版权所有。R 是斯伦贝谢公司的商标。1. : 黎 : 008 年。2. 在不同频率上进行测量时,频散表示介电常数和电导率的变化。3. 考文献 1。4. 麦克斯韦偏微分方程组把电学和电磁学基本参数统一到一起。共有四个基本方程,但据此可进行多次迭代。有关电磁学和介电响应公式的详细推导,请参见: 考文献 1。5. 一般认为微波是波长在 1 米到 1 毫米之间的电磁波,对应频率为 300 300 体取决于参考源。36石油技术人员不断开发新的仪器去探索地球,并且十分享受这一过程。介电测井就是其中一种技术,它通过电磁波测量确定岩石和流体性质。尽管在岩石物理领域的应用不是很广泛,但利用介电信息能够解决很多解释难题。最近推出的介电测井仪的成功应用激发了业界的巨大兴趣,因为该仪器能提供标准测井系列无法提供的信息。自上世纪七十年代末引入油气工业后,介电测井并未得到广泛认可。人们不愿接受新技术的情况并不少见。技术总是需要时间逐步改善,然后赢得用户一定程度的接受,最终被推广应用。例如,首台商业化微波炉(当时的一种全新技术)是在1947年推出的。其高度比普通人还要高,重量比普通人重三倍。结果可以想象,当时家用微波炉的销量几乎为零,而如今微波炉已成为普通民众厨房中常见的电器,体积小巧的微波炉和当初工业级模型基本无任何相像之处。全新技术可分为不同的认可类别。有些完全取代旧技术。有些是现有方法的补充,而不是将其取代。以微波炉为例,虽然可用微波炉准备多道餐, 80餐工具。但是,作为一种加热食物的方法,微波炉通常是较好的选择,优于以前的各种炉灶。显然微波炉是一种补充技术。同样,介电测井仪是油气工业的一种补充技术。介电测井仪开发初衷是用来分析含淡水、低矿化度水或矿化度未知的储层。该仪器主要响应于孔隙网络中的水,并测量含水孔隙度。根据含水孔隙度,可得出与电阻其磁导率可以忽略不计。因为岩石基质导电性差,因此地层电导率(即电阻率的倒数)主要是充填岩石孔隙的流体和孔隙连通性的函数。一般用感应和侧向测井仪器测量地层电导率。地层电导率和孔隙度是阿尔奇含水饱和度公式的关键输入参数。在储集岩评价中,一般不考虑测量介电常数。介电常数被定义为某种介质与频率相关的储存来自施加电率无关的流体饱和度。测井分析人员还将介电测量结果与深探测仪器获得的数据结合,用于识别含有可动油气的地层,这对评价稠油油藏来说是极为重要的信息。不幸的是,早期仪器采集的数据质量总是因为井眼粗糙而受到影响,而且测量精度也难以量化。自从首次在岩石物理领域激起业界人士的兴趣后,介电测井仪再也没有达到被广泛认可用于地层评价的程度。上世纪90年代推出核磁共振(后,除了个别专门应用外,基本上结束了微波介电测井仪的应用[1]。最近推出的 仪器能测量含水孔隙度,与其他孔隙度测量结合,还能确定流体饱和度。其发射器在稠油油藏提供独立的油流动性评估。另外,该仪器还能提供一项新参数(介电频散),根据这一参数,岩石物理师可确定岩石结构属性和泥质的影响[2]。本文叙述了介电测量用于岩石物理分析的基本原理,包括对新型介电频散技术的介绍。通过案例研究说明了这一新技术在碳酸盐结构分析、矿磁场能量的能力,是材料在电场或电磁场中被极化程度的函数。材料的介电常数ε是被归一化到真空无损环境下的电容率。无量纲介电常数不是真正的常数,因为它是电磁场频率的函数。用麦克斯韦方程组根据介电数据可计算出介电常数[4]。储集岩中的大多数矿物和流体(水除外)的介电常数都很低(右上表)。水的绝对介电常数包含三项:与极化能力相关的实数项、与给定频率对应导电率相关的复数项,以及与偶极驰豫相关的第二个复数项(下图)。因为岩石基质和水的介电常数差别很大,在微波范围内测量的储集岩的介电常数主要是含水孔隙的函数 [5]。油和岩石基质的介电常数相同,因此,如果r0x^ 常见矿物、岩石和流体的介电常数。有油气存在,单用介电资料无法反演出含水孔隙度和总孔隙度。但与独立孔隙度测量结合,用介电资料能定量分析流体饱和度。影响岩石介电常数和电导率的另一个因素是岩石不同成分混合的方式。当在频率为1 因素对介电常数影响通常较小,但在较低频率下测量时其影响较大。由于这一原因,在介电常数和电导率测量中,岩石结构和泥质含量能够引起对频率敏感的频散效应。斯伦贝谢于上世纪70年代推出了首部商用井下测井仪-用微波测量介电属性[6]。量25=r +i0 + i0 导率、电导率和介电常数[3]。储集岩主要由非磁性矿物组成,因而2011 年春季刊^ 水的介电常数图。体积水的绝对介电常数 *包括实数项和复数项,是电磁场频率的函数。实数项r(蓝色)呈线性变化到最大约1 后随电磁场频率增高而降低。电导率复数项(黑色)与电磁场频率ω有关,对照真空介电常数0归一化处理。电导率分量随频率增高而下降,特别是在井下介电测井仪所采用的频率范围内。第二个复数项ix(紫色)与偶极驰豫有关,在频率为20 二个复数项对总的介电常数影响很小。37波孔隙度的怀利方程。要求知道水的矿化度和温度,以估测电磁波在地层水中的传播时间。但地层不仅仅包含水。孔隙流体有水、油和气,岩石基质中有各种矿物质。地层中不同成分间的关系可能A }- –1 {r= (, ,, r )改变电磁波传播特征。此提出了各种混合定律,以解释电磁场与地层中不同元素之间的相互作用[7]。^ 测量原理。介电仪向地层中发生频率为 ω 的电磁波(红色正弦波)。电磁波与地层中流体和矿物发生相互作用,电磁波发生衰减,速度发生变化。速度的变化对应于可测量的相移。电磁波通过介质后振幅变化色正弦波)可在接收器处测量;它们是初始频率ω、介质的介电常数ε、电导率σ以及发射器与接收器间距后对振幅变化和相移进行反演,得到介电常数、电导率和含水孔隙度ф。最早用来计算混合物岩石物理属性的方法是复杂时间平均法(该方法结合了相移和衰减测量。可表达成两个独立方程,一个针对相移,一个针对信号衰减,联合通过地层中传播电磁波的衰减和相移。然后对衰减和相移进行数学反演,推导出岩石物理属性-包括介电常数、电导率和含水孔隙度(上图)。通过比较含水孔隙度和总孔隙度,岩石物理师确定出流体饱和度。斯伦贝谢推出他服务公司也陆续推出了介电测井仪,各自都在本公司选定的频率下工作。由于介电信息与频率有关,不同频率下记录的数据通常产生不同的结果,分析对比不同井中测量的结果就会出现问题。数据差异可归因于测量对岩石结构、粘土含量和流体矿化度的敏感度。但对这些敏感度的了解还不是很清楚。早期仪器测量的含水孔隙度用方法基于电磁波通过岩石的传播时间(下图)。计算过程涉及到简单的变换,类似于用来计算声确定孔隙系统中水的体积。另一种方法是复杂折射指数法(基于麦克斯韦方程组。由于电磁场随时间呈正弦变化特征,麦克斯韦方程组的时间导数能大为简化[8]。简化到两个决定绝对介电常数的项,一个是介电常数实数项,另一个是随频率变化的电导率复数项[9]。复数项由电磁场角频率和能表示为实数的电导率组成。通过独立方程将传播时间和衰减变换成物理量-介电常数和电导率。因为基质矿物和油 气导电能力差,通常相当于绝缘体,电导率信号决定于测井仪探测范围(冲洗带)内的水。求解介质电导率 (1– (1–) == (1–T)m+T(*w+ (1–  = =w =* =m =w* =T =能得到近井区域孔隙流体的电导率。钻井时泥浆滤液侵入冲洗带,改变地层中原始充填流体的属性。泥浆侵入不均匀,且难以量化。早期用来计算介电属性的方法,如设流体电导率是固定值。通过直接求解该区域的流体电导率(可用可获得更准确的含水孔隙度测量结果。因为各种原因,介电岩石物理方法的发展。 )是介电仪早期孔隙度变换方法,看上去与根据声波资料计算孔隙度的怀利方程类似。该变换只对无损传播时间有效,因此不能代表井下环境。复杂时间平均方法(中)根据振幅衰减、电磁波传播时间和冲洗带含水饱和度提供含水孔隙度,包括对损失的校正,但不如复杂折射指数方法(确(下)。用井下条件下测量的介电常数ε*。和水的介电常数也调整到井下条件。利用总孔隙度ф根据密度和中子测井交会孔隙度得到。遍采用的方法[10]。另外,岩石的结构参数(采用常规测井系列难以量化)可根据多频率下测量的介电数据推导。频率为1 构参数对在高矿化度环境下,因为能加强岩石结构频散,即使在1较低E=0 石结构明显影响介电常数测量结果-在碳酸盐岩储层中更是如此[11]。针对上述情况开发出了几种模型,以考虑介电常数随频率变化的现象。下文讨论的频散分析方法采用多频介电输出结果量化地层胶结指数m,这是阿尔奇含水饱和度方程中与岩石结构有关的两个输入参数之一。对于碳酸盐岩,这些参数通常从岩心资料获得,然后再用于邻井。根据岩心测量这些参数的方法耗时且成本高。而根据介电频散信息可连续获得阿尔奇公式中的地层胶结指数m,岩石物理师能更好地用井下资料评价碳酸盐岩。准确分析碳酸盐岩结构参数很重要,8++ 8+8++因为根据估计全球60%的剩余油都蕴藏在碳酸盐岩储层中。电介质和偶极子在静态电磁场发生极化的材料被^ 极化机理。与材料极化相关的几种机理影响介电测量结果。对于电子极化(上),达到电荷平衡后的原子结构在电磁场影响微小。而水分子在电磁场中表现出取向极化(中),因为水分子是偶极子。在开始阶段,容易极化的水分子表现为随意取向,当暴露到电磁场中后,水分子试图按照电磁场的方向排列。储集岩的界面极化(下)受带电粘土、孔隙网络中的盐水和油以及基质矿物的影响。在隔离状态下岩石中不易极化的矿物和元素通常在混合物中表现得很不一样,其介电常数大于任何一种组成成分的介电常数。这种现象是麦克斯韦为电介质 [12]。材料极化的敏感度与其介电常数直接相关。主要有三种极化机理可与岩石物理属性关联起来:电子极化、分子取向和界面极化(右上图)。可通过一个盛满咖啡并被放置到微波炉中的瓷杯来了解电磁波与各种介质是如何相互作用的。瓷杯基本上不受电磁波的影响,但杯中的咖啡却被迅速加热。如果不经意间把金属勺放到了杯子里,后果会十分糟糕,因为微波与良导体如金属能发生相互作用。因为原子属性、分子属性及固有电导率不同,这些材料对电磁能量的响应也不一样。金属物体(如汤勺)受到微波冲击后除了发生极化,还可能产生感应电流。这是因为当暴露到电磁场中时金属内的自由电子会移动。阻止电流流动会产生极大热量,如果没有导电路径,感应电流就会形成电弧。因为金属是导电体,多数金2011 年春季刊属的介电常数都可能是负值。因为这一原因,一般不将金属归类于电介质。而瓷杯受电磁场的影响很小,只发生轻微极化。极化源位于原子核周围的电子云中。当受到电场作用时,电子的轨迹发生改变。这种现象称为6. 比. 关于各种混合定律更多的信息,请参见:, 和 : “ 5届测井年会论文集,荷兰 2004年 6月 6论文. 关于假设条件和基于麦克斯韦方程组的全推导过程,请参见: : 2卷,第二版。纽约市:978年):10. 井下应用时可忽略第三个复数。10. P,A,R N 和 BE L : “ n E 成的介电常数为5-7,和储集岩的介电常数类似[13]。咖啡(或更具说是咖啡中的水)受到电磁场作用时的表现完全不同。水分子(由两个氢原子和一个氧原子组成)是不对称的:其正负电荷的中心不重合。这种不对称使得水分子形267,发表在第55届拉斯,1980年9月21 于 C T A 和 C R I 方 法 的 比 较 , 请 参 见 :和:“达拉斯(1986年6月9论文1. E:“5卷,第8期(1984年4月15日): 31532. C:格兰剑桥:剑桥大学出版社,1991年。39成永久偶极距。由于水分子更容易极化,水的介电常数为80左右-比陶瓷的介电常数高一个数量级。在没有电场时,单个水偶极子的取向是随即的,因此单位体积的净磁矩为零。但是,当施加电场后,除了氧原子和氢原子发生电子极化,电场使单个偶极子取向一致,导致单位体积的净磁矩为正。这种效应被称为取向极化。热运动分子之间发生碰撞使分子方向不固定,并限制单位体积的净偶极矩。因此,分子取向极化的幅度是极性分子类型及其温度影响的结果。在施加电场的影响下极性分子的取向不是瞬时完成的。由于分子惯性距的影响,分子取向需要一定的时间,因此在电场方向发生改变时,分子再取向过程受到阻碍。如果施加电场的频率足够高,例如在微波范围内,极性分子没有足够时间按电场方向取向,取向极化的贡献就被减弱。水分子迅速改变极性的阻力可被表达为热量。这种现象被称为偶极驰豫损失。盐水的介电现象是随着矿化度的增加,盐水的电导率增加,但其介电常数降低。向盐水中加盐增加了以非转动方式附着在此降低了水分子的取向极化。与此同时,贡献电流传导的离子浓度增加。温度的增加对盐水特性产生类似的影响:盐水电导率增加,而介电常数降低,原因是分子热运动使偶极子取向不固定。当电磁波通过各种介质时,因为与介质的相互作用而发生改变。电磁波的振幅和速度随能量减弱而降低,相位也发生变化。介电常数低的材料,如咖啡杯或岩石基质,对返回电磁波的影响很小。而水的介电常数高,对电磁波影响大。早在上世纪五十年代,岩石物理学家通过微波试验认识到,饱和岩心样品的介电常数主要受孔隙中含水量的控制,可以与含水孔隙度直接关联。然而,如要根据介电常数计算岩样中的含水量,必须知道组成岩样的各种组分介电属性间的关系。因此提出了实验室可控条件下的混合定律,以模拟这些相互关系的影响。在实验室条件下,可使用各种尺寸、各种形状的样本,使用不同方法测量介电属性。测量技术决定于目标频率。例如,频率在几个测试材料放到两个电容板之间,根据电容测量值计算测试材料的介电常数。如果波长比导电板的间距长得多,该模型就比较有效。频率较高时,不容易在装置端口测到总电压和总电流。由于探头有一定的阻抗,而且不容易将探头放到理想位置,因此不能简单地接上电压计或电流计探头进行准确测量。针对围的频率,科学家开发了相应的技术,如传输线或微波谐振器。由于允许宽带测量,因此传输线方法的应用较为广泛。在低端,随着波长的增加,对样品介电常数的敏感度降低,带宽受到限制。最大测量频率取决于传输线类型、正演模型和采集系统的局限性。利用介电测量定量分析含水孔隙度非常重要,因为含水孔隙度与总孔隙度的比值代表含水饱和度(左下图)。通过测量介电常数就能确定含水饱和度,与电阻率测量无关,而用阿尔奇方程计算含水饱和度必须知道电阻率[14]。淡水和油气的电阻率都很高。储集岩中发现的典型盐水电阻率低。阿尔奇方程的前提条件是含油气层和含盐水层的电阻率存在差异。对于含淡水、低矿化度水和地层水矿化度未知的储层,用阿尔奇方程无法得到准确的饱和度结果。而在这些环境中,油气和水的介电常数差别较大,与矿化度无关,因此是测量饱和度的理想方30% 70% 10% 20% 70%法。核磁共振(器通过测量流体的扩散也能检测淡水环境下的油气[15]。因为核磁共振仪器不依靠孔隙流体电阻率确定饱和度,因此介电仪和 100% = 30% = 30% 33% = 30% = 10%核磁共振仪器通常是定量评价淡水环境或地层水矿化度未知环境下油气体积的主要手段。但介电仪测量必须与其他方法获得的孔隙度结合才能确定油气饱和度。其结果与油气类型和孔^ 根据介电测量计算饱和度。岩石物理师通常使用阿尔奇含水饱和度方程,该方程需要输入孔隙度和电阻率。介电法不需要电阻率。图中所示简化关系说明了其原理。介电孔隙度测量的是含水部分的孔隙度。当全部孔隙都含水时(左),介电仪测到的孔隙度ф介电与总孔隙度ф总一致。ф总须用另外的方法测得,如密度于介电测量值相似,据此无法区分油气和岩石基质。因此,介电仪测到的孔隙度降低与油气体积的增加直接相关,因为总孔隙度没有降低(右)。40隙网络无关。介电仪和此无法完全取代传统三组合测井系列。电阻率仪器的探测深度达数油田新技术米,而冲洗带内,此处的原状流体已被泥浆滤液侵入。然而,介电测量探测浅的特征能提供关于油流动能力的重要信息。通过将冲洗带介电测量得到的饱和度和原状地层饱和度进行比较,有助于量化被水基泥浆滤液冲洗的油量。这部分油是可动的,且可通过一次开采方504540353025201512没有被泥浆冲洗的含 10 102 103油层需要采用其他方法开采,如注蒸汽、注水或,或任何其它一种提高采收率技术将油从岩石中驱出。介电测井资料与其他测井结果结合,能帮助岩石物理师准确描述储层特征。然而,介电测井仪不仅仅只是能够使岩石物理师定量分析含水孔隙度碳酸盐岩中的频散。研究人员发现由于岩石结构不同,属性类似的碳酸盐岩可能有差异很大的介电响应,在低频下尤其如此。图中所示为孔隙度、渗透率和饱和流体类似的两块碳酸盐岩样品实验室测得的介电常数以及利用色)。实验室测得的2号碳酸盐岩样品的介电常数(红色)与1号碳酸盐岩样品的介电常数(绿色)却不同。两个样品都没能给出很好的匹配结果,只有在1 频率对应于色虚线)。因为其他因素都一样,因此这种与频率相关的频散主要与碳酸盐岩样品的不同结构相关。13. 虚拟应用科学研究所百科全书: “ ( 2011年 2月 11日浏览)。14. E J: “. 19卷,第3 期(1978年58计算油气体积。利用最近开发的以介电频散为基础的测井技术,介电仪还能够确定岩石属性。已证明该技术用于碳酸盐岩特别有效,在评价泥质砂岩方面也颇具优势。相关的结构差异。研究人员通过对介电特征随频率变化的观察开发出了介电频散模型,用于对岩石结构进行描述。研究人员还用饱和不同矿化度盐水的硅质碎屑岩样品进行了试验,测15. , N, C, ,, , , ,, , D, 由于生物和沉积因素能产生复杂量了介电常数和导电率[19]。干岩心样品的介电常数在较大频率范围内都是常和:“核磁共振测井新技术”,《油田新技术》,20卷,第4 期(2008年冬季刊):46. 关于碳酸盐油藏分析更多的信息,请参见:I, , , ,, , , , , R,: “解决碳酸盐岩评价复杂难题”,《油田新技术》,22卷,第2期(2010年夏季刊): 407. A, J, R: “成岩作用及其对油藏质量的影响”,《油田新技术 》 , 22卷,第 2期( 2010年夏季刊): 148. 关于建立岩石结构反演模型更多的信息,请参见:,R:“ 34,第 8期( 1986年 10月 15日): 5145L,M:“a 拉斯(1985年6月17论文考文献11。2011 年春季刊的孔隙网络,因此碳酸盐岩的结构比硅质碎屑岩复杂得多 [16]。通过沉积后成岩作用,孔隙网络也可能发生化学改变 [17]。这使得评价碳酸盐岩的岩石物理特性更加困难-特别是渗透率和流体饱和度,这两个参数度不能直接测量获得,只能利用适当模型综合测量结果推导得到。斯伦贝谢的研究人员发现用图)。然而,除矿物和含水量外,还有其他因素影响低频下的介电常数[18]。对孔隙度、矿物成分和含水饱和度均相同的两块碳酸盐岩样品的介电频散测量结果突出强调了这一与频率数,但用盐水浸泡过的岩样介电常数随矿化度不同而变化,在1 一页,上图)。导电率却不呈线性变化,盐水对电导率数值的影响随电磁场频率的增加而增强。因此,介电常数随电磁场频率发生变化一定与岩样结构特征或流体矿化度相关。多年来,研究人员开发出了各种模型量化频散。结构模型利用几何元素(片状颗粒)以解释结构参数的不同。为验证这些模型,研究人员在大范围频率采集了几种结构特征明显不同的岩石的介电常数和电导率。然后用频散模型对其测量结果进行拟合。利用这种反演技术得到的介电常数和电导率比用传统一页,下图)。41S/mS/mS/= 0 0 = 11101 10 22101 10 2流体矿化度对介电属性测量的影响。用四种不同盐水(电阻率范围 岩心进行饱和,然后计算 10 10 )和电导率(右)。介电常数测量在1 便于对比,还测量了干岩心样品的基准介电常数(蓝色)。最高矿化度盐水饱和的岩心(绿色)频散程度最高,而且是唯一没有在1 四个岩心样品的电导率没有交会,而是随着频率增加而增加,说明流体矿化度的频散影响。参数用于阿尔奇含水饱和度方程。一页,上图)。些变化常导致饱和度估算10 106 107090106 10709结果产生误差(下一页,下图)。频散影响不仅仅局限于碳酸盐岩分析,还可用于泥质砂岩评价。不50 ,为组成泥岩的粘土会诱发特殊的频散特性。波、果不是直接测量得到,而是基于经验推断。10 106 107 108 1090106 107 108 109而介电频散模型直接量化泥岩的影响,如砂泥岩互层中泥岩的影响[20]。z 该方法在评价淡水泥质砂岩时特别有^ 模型比较。对碳酸盐岩样品实验室测量得到的介电常数和电导率(蓝色)与利用 ,黑色),以及新的频散结构模型计算的结果(上,红色)进行了对比。在低频率时岩心测量结果和别是电导率。结构模型的结果与岩心测量结果匹配较好。图中所示是其中几个被测碳酸盐岩样品之一的结果。所有被测岩心样品都给出了类似的结果。(根据考文献19)。42效,淡水泥质砂岩中测量的电阻率在很大程度上决定于粘土含量。油田新技术为粘土介电属性的频散响应直接与决定其电导率的粘土物理特征有关,因此频散方法能对粘土含量进行准确估算(下一页,上图)[21]。如碳酸盐岩的分析结果所示,用岩层序中也可看到,但其原因不同。对于这些岩石而言, 关,阳离子交换能力既与电化学极化(又称双层效应)有关,也与麦克斯韦两种效应都存在,电化学效应在低矿化度时占主导,而界面极化在高矿化度时占主导。^ 阿尔奇含水饱和度方程所用的胶结指数。可用岩心资料测量岩石胶结指数m,但比较耗时。使用根据介电频散分析建立的结构模型获得了几个碳酸盐岩样品的胶结指数。两种方法获得数值的交会图在较大范围内比较一致。此阿尔奇方程通常默认的数值2并不合适。(根据考文献19)。正电的离子) m 1 ,000数量。粘土是铝硅酸盐,其中某些铝离子和硅离子被带不同价或电荷的元 0 000 % 100,m=21 ,000 50 % 0素取代。粘土中的离子会增强电化学 0 0 6 16 0 % 100 1 ,000 50 % 0界面极化程度[22]。地层中的非导电元素当混合在一起时可能表现出电介导电性,而这些元素孤立存在时可能不具有电介导电性。19. , , 和 :“a 7届测井年会论文集,墨西哥 2006年 6月4论文0. 砂岩互层的特点是薄砂岩和泥岩层交互出现。泥岩薄层的存在导致电阻率测量值降低,从而不能识别油气的存在。薄互层厚度X,750X,760X,770X,780X,790X,800通常低于常规测井仪器的分辨率门限。X,810X,820^ 验证频散模型。由于岩石结构的影响,用传统方法计算阿尔奇含水饱和度可能得出错误的结果。在本例中,X,764-X,778米(蓝色阴影区)的深感应电阻率数据(第5道,红色)比该段上、下的数值都高。用固定胶结指数m=2根据阿尔奇方程计算的含水饱和度(第3道,红色)表明该层段可能含油(绿色阴影)。介电仪测量的孔隙度(第6道,蓝色)和总孔隙度(黑色)重合,表明该段没有油。频散模型得到的该层段2道,蓝色)这一校正后的第3道,黑色),与预计结果更一致。2011 年春季刊 43 1001 1,000 50 % 0 100 1 1,000 50 % 01,3501,360 现象和盐水与岩石界面或岩石与油界面上的电荷聚集有关。在带电界面间,盐水形成宏观偶极子,引起随300200频率变化的宏观极化。当受到低频率电磁场作用时,偶极子先于电磁场改变方向前达到平衡。当受到高频率电磁场作用时,偶极子不能跟上快速变化的电磁100∆而导致能量消散,电导率增加,介电常数降低[23]。在0 ,电化学0100 10103极化和几何(麦克斯韦化都对含粘土地层中测到的介电频散产生^ 界面极化。砂岩与粘土的混合表现出的频散介电特性与粘土类型有关。在蒙脱石较10 的真实介电常数就可知道。高岭石不太明显。砂岩于蒙脱石比高岭石束缚水含量高,频率增加时介电常数随之降低。可利用频散与泥质含量和泥质类型之间的相关性来计算阳离子交换能力,并根据介电数据定量分析泥质的影响。作用。电化学响应随盐水矿化度增加而减弱。麦克斯韦给定矿化度下,由于电化学和麦克斯韦石中粘土含量增加导致电频散加强。每种机理的相对重要程度受盐水矿化度的影响。例如,对真空干岩样测量结果表明与频率无关,但在沉积岩中,介电常数随表面积和过将泥岩效应引起的频散与石物理师能够对储集岩的泥岩含量进行定量分析。21. T:“A 论文9118,发表在第5届岩心分析师学会年会上,美国得克萨斯州圣安东尼奥,1991年8月202. 人,参考文献19。23. 和:“国得克萨斯州009年6月21论文 高分辨率含油气饱和度。利用三轴感应仪器(如 量的水平电阻率和垂向电阻率(第4道)可帮助解释人员确定各向异性。但1道)显示薄夹层厚度低于感应仪器和密度交会孔隙度所示(第5道,黑色)。这可能导致净产层计算结果过高。2道,黑色)过对比阿尔奇含水饱和
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