第1章 岩石电阻率及其影响因素

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
⑶地层水电阻率与温度的关系
二、岩石电阻率的主要影响因素
⑴地层水电阻率与地层水所含盐类化学成分的关系
在温度、浓度相同条件下,溶液内所含盐类不同
, 其 电阻 率 也不 同 。地 层 水中 常 含有 N a C l 、 K C l 、 CaCO3、Na2SO4、MgSO4等盐分,且各种成分含量不同。 求取地层水电阻率RW可按下列方式进行: A、当地层水内只含有NaCl,或除NaCl外只含有微
二、岩石电阻率的主要影响因素
3、岩石电阻率与孔隙度的关系 岩石的导电能力主要取决于岩石的孔隙度和地层水电阻 率。在地层水电阻率一定时,岩石孔隙度越大,饱含的地层 水数量越多,岩石的导电能力增强,于是岩石电阻率降低; 孔隙度小,则岩石导电能力差,岩石电阻率高。
但是,有时即使岩石孔隙度相同,所含地层水的电阻率 也一样,其电阻率值也可能存在着差别。这常常是由于孔隙 结构复杂程度以及胶结状况不同造成的,通常胶结情况和孔 隙结构决定于岩性。因此,含水砂岩电阻率主要取决于地层 水电阻率、孔隙度以及岩性等。若用 R0表示含水砂岩电阻率, 则。 R0 f R w , , 岩性
第1章 电法测井
电法测井是根据岩石电学性质(主要是电阻率和电化 学活动性)的差异,在钻孔中研究岩层性质和区分它们 的方法。 电法测井是最古老的测井方法,在测井技术发展的历 史上,最初的二十五年中,电法测井一直占有绝对的主 导地位,直到五十年代中期,才逐渐有各种非电法测井 与其相配合。 同时,几十年来,在生产实践和科学研究过程中,电 法测井技术本身也发生了很大变化,出现了许多不同形 式的电法测井,例如,普通电阻率测井、自然电位测井、 侧向测井、感应测井、微电极测井、介电测井、激发极 化测井以及近年来兴起的成像测井系列微电阻率扫描成 像测井、阵列感应成像测井、方位侧向成像测井等等, 这些方法的物理基础都是岩石的电阻率或电化学活动性。
二、岩石电阻率的主要影响因素
⑶地层水电阻率与温度的关系
地层水电阻率与温度的关系也非常密切,一般地层水 温度越高,其电阻率越低,反之亦然。这是因为随温度 升高溶液中的离子迁移速度随之加大,在外加电场的作 用下溶液的导电能力加强,溶液电阻率变低。 地层水的温度决定于地层的埋藏深度。
通常测井时,常在井口测泥浆的电阻率和温度,在
这种情况下关键是首先使用“不同离子的换算系数图版” 确定非NaCl离子的换算系数。
二、岩石电阻率的主要影响因素
二、岩石电阻率的主要影响因素
例1 某地层水样分析结果为:Ca2+ 460ppm,SO421400ppm, Na++Cl19000ppm。求该水样的电阻率。
解:首先确定水样的总矿化度,然后求取地层水电阻率。 ①求水样的总矿化度
一、岩石电阻率
rMN U MN I
U MN l R I S
U MN S U MN R K l I I
一、岩石电阻率
自然界的岩、矿石,根据它们的导电性质,可分为 电子导电性和离子导电性两大类。 电子导电性是组成岩、矿石的基本物质颗粒中的自 由电子在电场作用下,所作的定向运动,例如大部分的
二、岩石电阻率的主要影响因素
F与φ 的关系是从实验中得来的。取同类岩石的 n块 岩样,其孔隙度分别为φ l,φ 2,…,φ n,使各岩样饱 含水,并测出各岩样的电阻率分别为R01,R02,…,R0n, 可得出 , F1
R01 Rw
R0n R02 , … , F n F2 Rw Rw
且F1≠F2≠…≠Fn
金属矿物黄铁矿、磁铁矿、黄铜矿以及石墨等,这类岩
矿石的电阻率一般比较低;
离子导电性的岩石,则主要靠岩石孔隙中水溶液的
离子导电,如砂岩、碳酸岩孔隙中的流体等。 在石油勘探中,我们的主要研究对象 — 沉积岩就属 于离子导电性的岩石。
二、岩石电阻率的主要影响因素
①岩矿石的岩性;
②岩石孔隙中地层水性质;
③岩石的孔隙度以及孔隙结构;
二、岩石电阻率的主要影响因素
几种常见岩石的 a、m 系数数据表
岩 石 名 称 疏松砂岩 弱胶结砂岩 中等胶结砂 岩 疏松的贝壳 石灰岩及白 云岩 中等致密的 粗晶质石灰 岩及白云岩 致密细品质的石 灰岩及白云岩
系数 A M 1 1.3 0.7 1.9 0.5 2.2
0.55 1.85
0.6 2.5
④孔隙中流体性质及其含量,即孔隙中的含水饱和度
⑤岩石中泥质成分即含量也能增强岩石的导电性。
二、岩石电阻率的主要影响因素
1、岩石电阻率与岩性的关系
表 1-1-1 常见岩石、矿物的电阻率 岩 石 名 称 粘土 泥岩 页岩 泥质页岩 疏松砂岩 致密砂岩 含油砂岩 贝壳石灰岩 泥灰岩 石灰岩 白云岩 玄武岩 花岗岩 电 阻 率(Ω ·m) 1~10 5~60 10~102 5~103 2~50 20~103 2~103 20~2×102 5~5×102 60~6×103 50~6×103 6×102~105 6×102~105 矿 物 名 称 石英 白云母 长石 方解石 硬石膏 无水石膏 岩盐 石墨 磁铁矿 黄铁矿 黄铜矿 石油 无烟煤 电 阻 率(Ω ·m) 1012~1010 4×1011 4×1011 5×103~5×1012 104~106 109 104~106 10-6~3×10-4 10-4~6×10-3 10-4 10-3 109~1016 10-3~101
低仍然使判断岩层含油性的重要标志。
1.1 岩石电阻率及其影响因素概念
一、岩石的电阻率
各种岩石在外加电场作用下其导电能力各不相 同,导电能力的强弱可用物理量—电阻率表示。
L rR S
S Rr L
在实验室内常用“四极法”测定岩石的电阻率。 对于一个给定的圆柱状岩样,若长度 L 和横截面积 S 已 知,只要能测出其电阻 r ,则可由上式计算出电阻率 R 。
二、岩石电阻率的主要影响因素
⑵地层水电阻率Rw与溶液矿化度的关系
一般将地层水视为NaCl溶液,随着溶液的矿化度
增高,溶液内离子数目增加,其导电能力加强,因此 电阻率变低。溶液的矿化度与其电阻率之间的关系可 以由“NaCl溶液电阻率与其浓度和温度的关系图版” 看出。在同一温度下,溶液的电阻率随矿化度的增高 而下降。并且已知溶液矿化度时可以求出该溶液在任 何温度下的电阻率值。
源自文库
总矿化度=460ppm+1400ppm+19000ppm=20860ppm
②求离子换算系数 在 1-1-3 图版的横坐标轴上找到水样总 矿化度 20860ppm 点,过该点作一条平行于纵轴的直线与曲线
相交,在Ca2+离子曲线的交点处读出其纵坐标值0.81就是Ca2+
的换算系数,同样在 SO 4 2- 离子曲线的交点处读出换算系数为 0.45。
量的非NaCl盐类,则可将地层水视为NaCl溶液,用
“NaCl溶液电阻率与其浓度和温度的关系图版”求出 地层水电阻率。
二、岩石电阻率的主要影响因素
二、岩石电阻率的主要影响因素
B、当地层水中所含的非NaCI盐类的含量不可忽略时, 应当先用“不同离子的换算系数”图版求出地层水中 所含各种盐类离子的换算系数,然后分别乘上各离子 的矿化度,最后算出各离子上述乘积的总和,即是该 地层水的等效NaCl溶液矿化度。 此时将含非 NaCl 盐类的地层水看作是 NaCl 溶液,即 可用它的等效 NaCl 溶液矿化度在图版求出该地层水电 阻率。
R01 R02 R0 n Rw1 Rw2 Rwn
对同一岩样,两者比值为一常数,且只与岩样的孔隙度和岩 性有关,而与饱含在岩样孔隙中的地层水无关。
二、岩石电阻率的主要影响因素
壳牌石油公司休斯敦办事处的 G.E. 阿尔奇通过试验首先发现 了这个规律,于 1942 年发表了一篇关于测井资料定量解释的 论文,即著名的阿尔奇公式,从此奠定了测井解释的理论基础。 在整理试验资料时,他首先定义了一个新的参数 — 地层因素 (或相对电阻率),用F表示 R0 F Rw 式中 Ro—孔隙中100%含水时的地层电阻率; Rw—地层水电阻率。
在以F为纵坐标,φ 为横坐标的双对数坐标纸上,得到上 述实验数据曲线F=f(φ )。
二、岩石电阻率的主要影响因素
由此可归纳出下列关系式
F a
m
由此得出阿尔奇公式的通式为
F R0 a m Rw
式中 a — 比例系数,与岩性有关,变化 范围在0.6~1.5;
m—胶结系数,随岩石胶结程度不同 而变化,一般为 2 左右,变化范围 1.5 ~ 3 ; φ —岩石孔隙度。
二、岩石电阻率的主要影响因素
为了研究R0与φ 之间的关系,对给定的含水砂岩岩样进行如 下测试。
对给定的岩样(φ ),改变岩样中孔隙内所含水的电阻率值Rwl, Rw2,…,Rwn,对应得到的岩石电阻率为 R01,R02,…,R0n, 经数据整理发现,岩石电阻率不但随所含水的电阻率的变化 而变化,且两者之间有近似于正比的关系,即
二、岩石电阻率的主要影响因素
2、岩石电阻率与地层水性质的关系
组成沉积岩石的固体颗粒部分称为岩石骨架,这部分导电能
力很差,几乎不导电,因此沉积岩石的导电能力主要取决于地 层水的电阻率。地层水电阻率与地层水性质有密切关系。 主要包括三个方面: ⑴地层水电阻率与地层水所含盐类化学成分的关系
⑵地层水电阻率Rw与溶液矿化度的关系
二、岩石电阻率的主要影响因素
③求等效氯化钠溶液矿化度 等效氯化钠溶液矿化度: 460×0.81+1400×0.45+19000=20000ppm 各种离子的矿化度与它的换算系 数的乘积之和就是该水样的等效氯化钠溶液矿化度。
④求地层水电阻率
若地层水的温度已知,即可在 "NaCl 溶
液电阻率与其浓度和温度的关系图版” 中找出标有20000ppm 的斜线与已知温度的交点,交点的横坐标读数就是所求地层水 电阻率Rw。
0.8 2.3
总之,对于含水砂岩来说,岩石的孔隙度越高,所 含地层水电阻率越低,胶结程度越差,岩石电阻率越低, 反之亦然。
二、岩石电阻率的主要影响因素
4、岩石电阻率与含油饱和度的关系 一般岩石孔隙中不是含水就是含油气,空的是很少见 的,故有 Sw + So = 1 在亲水岩石孔隙中含有水和油时,油水在孔隙中的分 布特点是:水包围在岩石颗粒的表面,孔隙的中央充填 着石油,周围是地层水。石油的电阻率很高,可看作是 不导电的,所以含油岩石电阻率Rt,比该岩石完全含水 时的电阻率R0高。
二、岩石电阻率的主要影响因素
1、岩石电阻率与岩性的关系
石油测井的主要探测对象是沉积岩。不同沉积岩之间电阻率的 差别,以及同种岩石电阻率的变化,是由于多种因素的影响造成 的。其中主要的因素是:岩石孔隙度的大小、孔隙的结构、孔隙 中所含流体的电阻率,以及岩石所处的温度等。
岩石是由矿物和孔隙中流体以及胶结物组成,沉积岩的主要造 岩矿物电阻率都在 10 6 欧姆 · 米以上,因此,大多数沉积岩,当其 不含导电流体时,由造岩矿物组成的岩石骨架几乎是不导电的。 而许多沉积岩之所以能导电,则是因为它们在地下不同程度的具 有一定的孔隙,在其中充填了一定数量的盐水溶液造成的。这些 存在于岩石中的盐水溶液,由于盐类离解形成了正离子 ( 如Na+, Ca2+和Mg2+等)和负离子(如C1-,SO2-等),离子在电场作用下发生 运动,就构成了沉积岩中电流流动的媒介物。于是,电流通过孔 隙水流过岩石,岩石也因此而具有一定的导电性。
第1章 电法测井
电法测井的主要任务是根据测井曲线识别岩性、划 分岩层的厚度和定量地确定岩层的电阻率。 在石油勘探中,研究岩层的导电能力具有特殊意义。 因为石油是一种导电性极差,即电阻率极高的物质,而 在天然状态下的水却是一种导电性较强,即电阻率较低 的物质。因此,在相同岩性的储集层中,含油岩层将比 含水岩层的电阻率高,直到目前为止,岩层电阻率的高
需要知道地层温度下泥浆电阻率 R m t 时,则可以利用本图 版求出Rmt。
二、岩石电阻率的主要影响因素
另外也可用阿普斯(Arps)公式将t1温度下的R 温度下的R t2。
t1 换成 t2
t1 21.5 Rt 2 Rt1 t 2 21.5
例 2 已知 24 ℃时, NaCI 溶液的电阻率为 1.2 Ω · m ,求温度为 71℃时该溶液的电阻率值。 解 首先在图版上投点A(1.2,24),A点所落斜线的号码即为该 溶液的矿化度值。 然后沿 A点所落斜线下滑至 t=71℃的横线得交点 B , B点的 横坐标读数即温度为71℃时的溶液电阻率值Rw=0.56Ω· m。 同样也可以通过阿普斯(Arps)公式进行计算。
相关文档
最新文档