塔里木大宛齐油田地层水电阻率研究

2013-12-01中石油塔里木油田分公司勘探开发研究院新疆库尔勒841000

长江大学学报(自科版) 2013年16期

关键词：矿化度滤液测井

韩闯（中石油塔里木油田分公司勘探开发研究院，新疆库尔勒841000）

杨冬（西南石油大学资源与环境学院，四川成都610500）

李国红（中石油渤海钻探工程有限公司测井分公司，天津300280）

杜树斌（中油测井集团有限公司华北事业部，河北任丘062552）

陈阳阳（中油测井集团有限公司塔里木事业部，新疆库尔勒841000）

虞兵（西南石油大学资源与环境学院，四川成都610500）

大宛齐油田库车组油藏位于塔里木盆地塔北隆起库车坳陷［1］。大宛齐油田主要含油层段分布在表、浅层深度800m以上地层，通过全区对比，发现库三段顶部泥岩分布相对稳定，全区约80%的井可对比，库二段顶部泥岩段分布范围稍小，约50%的井可对比，因此将这2个层位作为主要对比标志层［2］。大宛齐油田虽为浅层油藏，但地层水矿化度在纵横向上变化较大，在不同的层位上会出现油层电阻率低于水层电阻率的情况，所以需要研究地层水电阻率的变化规律［3］。下面，笔者结合地层水分析资料以及测井曲线计算出地层水电阻率，得到地层水电阻率在纵横向的变化规律，从而为正确认识油气水层的饱和度变化规律提供参考。

图1 根据总矿化度确定非NaCl离子等效系数的图版

1 地层水电阻率计算

1.1 利用水分析资料计算地层水电阻率

首先在根据总矿化度确定非NaCl离子等效系数的图版（见图1）上查出非NaCl成分的各离子等效系数K（图版中没有的离子采用固定系数：Na＋和Cl－为1，I－为0.28，Br＋为0.44）。然后用各等效系数乘以对应离子的矿化度，并将各离子等效矿化度相加得到总等效NaCl矿化度。最后计算溶液电阻率［4］：

式中，C为总等效NaCl溶液浓度，mg／L；T为NaCl溶液的温度，℃；RNaCl为NaCl溶液电阻率，Ω·m。

1.2 利用SP曲线计算地层水电阻率

岩层自然电位（SP）是由于地层水矿化度和泥浆滤液之间的浓度差、离子的扩散吸附作用形成的。一般情况下，泥浆性能比较稳定，当地层水矿化度变化时，不同层位上的自然电位异常幅度有所反应。因此可以利用自然电位及相关资料计算地层水电阻率［5］。一般根据SP测井曲线结合泥浆电阻率、地层温度等资料计算出地层水电阻率。主要利用以下公式来计算地层水电阻率Rw：

式中，SSP为自然电位异常幅度，mV；K为自然电位系数，mV；Rmf和Rw分别为泥浆滤液等效电阻率和地层水的等效电阻率，Ω·m。

具体计算步骤如下：

1）计算SSP 在砂泥岩剖面中找出足够厚的纯水层段，将它作为SP最大负值，与上下段泥岩基线做差值计算出SSP。

2）计算自然电位系数K 通过公式K ＝64.25＋0.24T计算出自然电位系数K。分析温度压力资料，发现深度与储层的温度有很好的对应关系（见图2），通过深度与温度回归得到的关系公式为：

式中，T为储层温度，℃；D为深度，m。

通过式（3）利用地层深度求取地层温度，求出自然电位系数，进而求取地层水电阻率。

3）计算出24℃时地层等效泥浆滤液电阻率RmfeN 通过测井图上读出的地面测量泥浆电阻率，将之转化为24℃泥浆电阻率RmN，然后通过24℃泥浆电阻率RmN计算出24℃泥浆滤液电阻率RmfN，最终通过24℃泥浆滤液电阻率RmfN计算出24℃时地层等效泥浆滤液电阻率RmfeN。

（1）通过测井图上读出的地面测量泥浆电阻率Rm，然后利用以下公式换算出24℃泥浆电阻率RmN：

图2 深度与温度关系图版

式中，T为地面测量温度，℃；Rm为地面测量泥浆电阻率，Ω·m；RmN为待求的24℃泥浆电阻率，Ω·m。（2）利用24℃泥浆电阻率RmN计算出24℃泥浆滤液电阻率RmfN：

其中系数C与泥浆密度有关，具体关系见表1。

（3）利用24℃泥浆滤液电阻率RmfN，通过下面公式计算出24℃时地层等效泥浆滤液电阻率RmfeN：

当RmfN ＞0.1Ω·m时，RmfeN ＝0.85RmfN；

当RmfN ≤0.1Ω·m时，RmfeN ＝（146RmfN－5）／（337RmfN＋77）。

4）计算地层水电阻率Rw通过计算出来的SSP、K、RmfeN确定出24℃等效地层水电阻率RweN，然后计算24℃地层水电阻率RwN，最终换算到地层温度下的地层水电阻率Rw。

（1）将计算出来的SSP、K、RmfeN代入以下公式可以确定出24℃等效地层水电阻率RweN：

表1 泥浆密度与C对应值

（2）计算24℃地层水电阻率RwN：

当RweN ＞0.12Ω·m时，RwN ＝－0.58＋10（0.69RweN－0.24）；

当RweN ≤0.12Ω·m时，RwN ＝（77RweN＋5）／（146－337RweN）。

（3）计算地层温度下的地层水电阻率Rw：

1.3 结果对比

由表2可知，利用水分析资料计算地层水电阻率与利用SP曲线计算地层水电阻率结果总体较为符合，因此对于没有水分析资料的井可以采用SP曲线计算地层水电阻率。

表2 利用水分析资料计算地层水电阻率与利用SP曲线计算地层水电阻率结果

2 应用分析

图3 库一段地层水电阻率分布

图4 库二段地层水电阻率分布图

图5 库三段地层水电阻率分布图

图6 库四段地层水电阻率分布图

通过水分析资料以及SP测井曲线分库一段、库二段、库三段、库四段4段计算各井的地层水电阻率，并做出平面分布图（见图3～图6）及各段地层水电阻率平均值直方图（见图7）。从图3～图6地层水电阻率平面分布图上可以看出，大宛齐油田库一段、库二段、库三段、库四段各段地层水电阻率在平面分布上有一定的规律性，即以大宛105和大宛109区为界，东部的地层水电阻率总体小于西部的地层水电阻率，但差异不明显。由图7可知在纵向上库一段、库二段、库三段、库四段的地层水电阻率依次降低，即地层水的矿化度随埋深增大而逐渐升高，并且库一段地层水电阻率明显要大于库二段、库三段、库四段，说明库一段受地表水的影响明显大于其他层段。在计算含油饱和度时，要分段求取地层水电阻率，得到准确的含油饱和度结果，从而正确认识油气水层的饱和度变化规律。