[发明专利]一种不同泥浆体系下复杂储层流体性质识别方法

摘要

一种不同泥浆体系下复杂储层流体性质识别方法，基于自然电位、电阻率测井资料和声波时差计算的孔隙度，结合工区内泥浆电阻率、地层水电阻率和岩电参数，构建自然电位幅度差与泥浆电阻率比值、视地层水电阻率交会图版，利用该图版对工区内不同泥浆体系下复杂储层的流体性质进行识别，将为提高低阻油层、高阻水层的识别精度提供测井技术支持。本发明将自然电位幅度差与泥浆电阻率参数有机结合在一起，对低阻油层和高阻水层的识别提供了一种新途径，也避开了单纯用电阻率测井识别流体性质的难题。

主权项

一种不同泥浆体系下复杂储层流体性质识别方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、确定识别对象为多泥浆体系即不同泥浆体系：若工区内钻井使用的泥浆电阻率差别大，既有盐水泥浆，又有淡水泥浆，属于典型的多泥浆体系；步骤二、自然电位幅度差与泥浆电阻率相关性分析：由自然电位测井基本原理可知，假设地层水和泥浆电阻率分别为R_w和R_m，近似认为泥浆电阻率等于泥浆滤液电阻率，而且R_w＜R_m，自然电位为扩散电动势与吸附电动势之和，具体如下：E_s＝E_d+E_da  (1)$E_d=K_d\lg \frac{R_m}{R_w}---\left(2\right)$$E_{da}=K_{da}\lg \frac{R_m}{R_w}---\left(3\right)$式中：E_s是静自然电位，mV；E_d为扩散电动势，mV；E_da为扩散吸附电动势，mV；K_d、K_da分别为扩散电动势系数和扩散吸附电动势系数，与盐类的化学成份及温度有关；R_m为泥浆电阻率，Ω·m；R_w为地层水电阻率，Ω·m；将上述方程(2)、(3)代入方程(1)，并进行整理可得$E_s=(K_a+K_{da})\·\lg \frac{R_m}{R_w}---\left(4\right)$在实际自然电位测井中，自然电位SP实际上相当于E_s在泥浆电阻r_m上的电位降落造成的电位差别，自然电位幅度差ΔSP则为自然电流I在流经泥浆电阻r_m上的最大电位降落，即$\mathrm{\Δ}SP=\frac{E_s}{r_m+r_{sh}+r_{sd}}\·r_m---\left(5\right)$式中：ΔSP为实际测井测得的自然电位幅度差，mV；r_m为泥浆的电阻，Ω；r_sd为砂岩的电阻，Ω；r_sh为泥岩的电阻，Ω；由方程(5)可知，自然电位幅度差ΔSP与泥浆电阻r_m成正比；由物理学基础知识可知，泥浆电阻r_m与泥浆电阻率R_m成正比；这也就是说，自然电位幅度差ΔSP与泥浆电阻率R_m成正比；步骤三、视地层水电阻率计算：由阿尔奇公式可知，$F=\frac{R_0}{R_w}=\frac{a}{{\mathrm{\φ}}^m}---\left(6\right)$式中：R₀饱含水(100％含水)地层电阻率，Ω·m；R_w为孔隙中地层水电阻率，Ω·m；φ为地层的孔隙度，小数；a是与岩性有关的系数，无量纲；m为胶结指数，与岩石的胶结情况有关，无量纲。将方程(6)进行整理，可得$R_w=\frac{R_0\·{\mathrm{\φ}}^m}{a}---\left(7\right)$实际情况中，地层不可能100％含地层水。因此，方程(7)中的R₀可由地层电阻率R_t代替，于是可推导出视地层水电阻率R_wa的计算公式，$R_{wa}=\frac{R_t\·{\mathrm{\φ}}^m}{a}---\left(8\right)$式中：R_wa为视地层水电阻率，Ω·m；R_t为地层电阻率，Ω·m；其他参数物理意义同上；步骤四、构建自然电位幅度差与泥浆电阻率比值～视地层水电阻率交会图版：将自然电位幅度差与泥浆电阻率相除，即ΔSP/R_m，以此参数作为构建复杂储层的流体性质识别图版的一个参数；利用视地层水电阻率、自然电位幅度差与泥浆电阻率比值两个参数来构建不同泥浆体系下复杂储层流体性质识别图版；步骤五、不同泥浆体系下复杂储层流体性质识别：将待识别储层的自然电位幅度差、泥浆电阻率以及计算得到的视地层水电阻率数据点放入图版中，如果数据点落入油层区域，则识别为油层；如果落入水层区域，则识别为水层。