致密砂岩储层胶结指数计算方法研究

R,——含油岩石的电阻率,Q・m,其数值通过实际 测量的储层电阻率资料来获取\"有重要意义。通过对高孔渗岩芯电阻率实验进行分析 的基础上，皇家壳牌石油公司的岩石物理学家最早提

S”——岩石含水饱和度,小数；a,b——与岩性有关的系数，其中a的取值介于

出了利用测井资料评价储层含水饱和的公式:阿尔奇 公式叫 但对于致密砂岩储层，由于其复杂的孔隙结构 0.6-1.5 之间；m——岩石胶结指数，与岩石胶结程度有关;n——饱和度指数，与岩石孔隙结构和润湿性有

和极强的非均质性,导致岩石岩电关系不满足经典的 阿尔奇公式,这给储层含水饱和度评价带来极大的挑 战。本研究将在国内西部某油田致密砂岩32块岩芯电

关。a、b、m和\"统称为岩电参数。阻率实验结果分析的基础上，重点研究胶结指数与孔 隙度之间的相关关系，并建立相应的致密砂岩储层胶 结指数估算模型。为了结合式(1)和式(2)来评价岩石含水饱和度， 获取岩电参数a、b、m和\"的数值显得尤为重要。通常 情况下，考虑到理论上对于100%饱含水的岩芯(S»=

1阿尔奇公式阿尔奇公式的数学表达形式如下：1.0),R=R),因此,0的取值往往接近于1.0。而心和 n的数值则需要通过岩芯岩电实验结果,利用孔隙度一 地层因素、含水饱和度一电阻率指数交会图.通过幕函 数回归的方式来获取。图la和图lb分别为本研究区内32块岩芯的孔隙 度一地层因素、含水饱和度一电阻率指数交会图。通 过图中可以看到，对于所有的岩芯样品，含水饱和度-

式中:F'——地层因素；R,.——完全饱含水状态下岩石的电阻率,Q • m ；电阻率指数之间的幕函数关系较好，所有的岩芯均位 于回归线附近，因此,可以取固定值3.51作为饱和度

&——饱含岩石的地层水电阻率.Q • m ；©——岩石孔隙度，小数，其数值可以通过常规的 孔隙度测井资料(密度、中子或声波时差)计算得到U指数\"的数值。但通过观察图la所示的孔隙度一地层因素相关关 系可以看到,虽然二者之间回归得到的相关系数较高, 但存在如下2个方面的问题：I,—电阻率指数，代表了岩石饱含油后电阻率的

收稿日期:2018-09-20修回日期:2018-09-21作者简介：曲玉亮(1981-).男(汉族)，山东威海人.T•程师.现从事石油T作2019年第5期西部探矿工程41⑴对于孔隙度小于&0%的岩芯，相对于回归趋势 线而言，其岩芯实验数据明显向下弯曲；完全真实地反映致密砂岩储层的实际特征W为了提 高致密砂岩储层含水饱和度评价精度，本文在对32块 岩芯实验结果进行分析的基础上，建立了一种可变的

(2)回归曲线没有通过边界点(1,1)0因此,直接利用幕函数回归得到的胶结指数不能

胶结指数计算模型。含水饱和度，小数(a)致密砂岩储层扎隙度一地层因素(b)含水饱和度一电阻率指数图1交会图2可变胶结指数计算模型如果对式(1)两边取对数.得到：度的增大，胶结指数〃2也增大，但孔隙度越大,加值的 增加速度变缓。利用岩芯实验数据标定出式(7)中工和

lgF = lga — 〃zxlg0 (3)丿的数值后.即可在已知岩石孔隙度的情况下.计算岀 可变的胶结指数加。将式(7)代入到式(1),得到：式(3)表明.当胶结指数加为一常数的情况下，地

层因素和孔隙度在双对数坐标系下为线性关系。这种 线性关系对于岩性较纯的常规岩石而言确实存在，因

⑻此可以取一固定值:然而，对于如图la所示的孔隙

结构较为复杂的致密砂岩而言.孔隙度和地层因素之 间在双对数坐标系下并不是简单的线性关系，而是一 种二次函数关系“：式(8)表明，利用本文提岀的可变胶结指数计算方 法，岩电参数中“的数值取固定值1.0,与阿尔奇实验结 果及给定的取值范围一致，而图la所示的简单幕函数 回归得到的a的取值明显偏离理论取值范围。lgF=zx]g20+yxlg0 + z 式中:/、)、■?

待定的系数。(4)3实际资料处理为了研究式(8)所示的胶结指数计算方法在致密

对比式(3)和式(4)可知：Z=lga (5)砂岩储层中的可靠性,对研究区24块岩芯实验数据进

考虑到当岩石孔隙度等于100%时(假设岩石为一

行处理，以标定式(8)中参数乂和y的数值。剩下的8块

系列的直毛细管束)，孔隙度和地层因素之间的趋势线 必须经过边界点(1,1)。因此卫的取值为固定值1.0,

岩芯实验数据用以验证其适用效果。24块岩芯实验数 据的处理结果如图2所示。据此,可以得到利用孔隙度

而 z=o.o。计算致密砂岩胶结指数的模型为：此时，式(4)可变形为：“7 = 2.354 +0.531 xlgy； (9)lg F=x x lg2^ + x lg 9? = (yxlgo+j) xlgp⑹利用式(9)所示的胶结指数估算模型，对剩余的8

块岩芯实验数据进行了处理，以利用岩芯孔隙度计算 出相应的胶结指数，并将计算的结果与相应岩芯岩电 实验结果进行了对比。结合式(3)和式(6),可得：m—x'X-Xgcp+y

(7)式(7)说明，对于致密砂岩储层而言，岩石的胶结 指数是一个与孔隙度密切相关的变化的量。随着孔隙

表1所示为8块岩芯样品利用式(9)所示的模型计 算的胶结指数与岩芯实验的胶结指数对比结果。从表

中可以清楚地看到.利用本文所示的模型计算的胶结42西部探矿工程2019年第5期误差介于-0.020〜0.064之间，相对误差介于0.072%~

3.300%之间。上述结果表明本文提出方法是可行的，利用其能

够准确的估算出致密砂岩胶结指数同时,对比表1和

图la所示的结果可以看到，岩芯实验的胶结指数均大

于利用所有岩芯回归得到的统一胶结指数1.460,

4结论(1)致密砂岩储层岩石孔隙度一地层因素之间不

满足经典的阿尔奇公式所示的幕函数关系，当岩芯孔

隙度小于&0%时.孔隙度与地层因素之间的相关关系

明显偏离统一的实验结果在致密砂岩储层评价中，

图2基于变胶结指数的岩芯孔隙度一地层因素交会图需要利用可变的胶结指数，方能得到可靠的含水饱和 指数与岩芯实验结果之间吻合较好，二者之间的绝对度评价结果。表1

8块岩芯利用本文所述方法计算的胶结指数与岩芯实验结果的对比«鬥心编-*-4 1 1 - Zrij P口孔隙度地层因素胶结指数实验结果估算结果绝对误差相对误差113.31451.3941.9541.8890.0643.30027.56892.5851.7541.759-0.0050.27339.73467.5031.8081.817-0.0090.494412.35452.3721.8931.8720.0211.100511.82753.1001.8611.862-0.0010.072611.86755.7721.8871.8630.0241.265710.82857.4361.8221.842-0.0201.072811.65456.7841.8791.8590.0211.092(2)通过对研究区32块取自于致密砂岩的岩芯实

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验结果的分析.建立了一种利用储层孔隙度计算胶结

社，2012： 1-200.指数的模型，利用该模型能够从孔隙度测井资料中计 [5] Xiao L. Zou CC, Mao ZQ. et ill.Estimation of Water Saturation

算出可变的胶结指数。通过与岩芯实验结果的对比表

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