文摘

胶结指数的价值,通常获得的岩石和电实验,含水饱和度的计算有很大的影响,油气储层的厚度和回收率。多孔介质储层胶结指数的确定一直是一个挑战,因为有限的核心取样。提出了一种新的方法来确定胶结指数的价值对于复杂triple-porosity媒体水库工作。首先,工作讨论了骨折的效果和nonconnected岩穴的胶结指数水库以及胶结指数的计算方法的双孔隙度媒体水库。然后,一个新的计算模型triple-porosity媒体储层的胶结指数结合Maxwell-Garnett理论导出了和串并联理论,这与真正的岩石物理实验数据。结果表明,裂缝储层的胶结指数下降,但岩穴增加。的混合矩阵毛孔、骨折和岩穴的胶结指数的值triple-porosity媒体水库不同约2.0。triple-porosity媒体储层的电导率是外部宏观微观导电网络的表达。胶结指数提出的新的计算模型可以合理地预测工作的胶结指数强烈非齐次triple-porosity媒体水库。

1。介绍

随着世界的发展石油和天然气的勘探,石油和天然气储量和输出获得的岩缝洞水库已经变得越来越大。在过去的几十年中,triple-porosity媒体储层的岩石物性分析与骨折和岩穴一直是一个热点在石油和天然气工业。对于储层严重的非均质性和复杂的孔隙结构(1),阿尔奇方程的应用是有限的,由于对不同的储层孔隙度指数的显著差异。孔隙结构的复杂性急剧扩大的范围阿尔奇方程中的孔隙结构指数和影响水饱和度的解决方案。人们一直在探索胶结指数的计算方法和价值(孔隙度指数)triple-porosity水库适应复杂的孔隙结构改善阿尔奇方程的应用。

储层的胶结指数,也称为孔隙度指数,反映储层的胶结,孔喉曲折,和骨折开放,尤其是对孔隙的连通性。其物理意义是描述孔隙结构的影响(储层的微观特征空间)在岩石的导电率。的斜率是地层电阻率的因素之间的关系和孔隙度Φ在对数坐标系。的变化砂岩储层的孔隙度相对一致,但渗透率变化的影响不明显,尤其是在低渗透的情况下(2]。在triple-porosity媒体水库,胶结指数的分布和变化储层的几何参数,这主要是由三种不同孔隙类型(矩阵毛孔、骨折和岩穴)及其耦合关系。

陶尔康[3)注意到孔隙指数的变化阿奇的方程。储层的岩穴,值在2.67和7.3之间,而对于骨折的水库,小于2,基质孔隙度是0陶尔康模型。阿奎莱拉(4]介绍了双孔隙度模型,可以处理矩阵和裂缝孔隙,考虑三个不同的Archie胶结指数:矩阵( ),骨折( ),以及两者的组合索引( )。拉姆(提出的双孔隙度模型5)认为骨折曲率的变化,但这种模式的原因要大于 ,与总孔隙度增加。拉姆(6)使用Maxwell-Garnett理论模型建立地层电阻率系数之间的关系和孔隙度Φ双孔隙系统的岩穴和骨折和粒间孔隙的矩阵。岩溶洞穴增加水库的胶结指数,而骨折减少水库的胶结指数。

塞拉(7)建立了一个模型适用于骨折和无关的岩穴绘制孔隙度指数之间的关系米和总孔隙度。阿奎莱拉(8)提高了塞拉模型,表明一个更合适的方程应包括基质孔隙度相关矩阵系统的总量。根据串并联连接方法,计算的方程值是派生(8],它适用于矩阵的双孔隙系统和骨折或无关的矩阵和岩穴。阿奎莱拉(9]提出一种适合triple-porosity模型矩阵,结合骨折和无关的岩穴。伯格(10开发了一种新 - - - - - -triple-porosity模型的数值计算方法利用有效介质理论推导出双孔隙度方程。

Olusola et al。11)开发了一种电磁混合规则统一方程,用于计算双孔隙度或triple-porosity水库(系统)的价值。此外,Berg的新three-porosity模型方法。c·阿奎莱拉和r·阿奎莱拉12)考虑裂缝倾角的影响孔隙度指数 。阿尔哈姆迪et al。13]改善阿奎莱拉triple-porosity模型的严格对待尺度与每个矩阵、关联断裂、晶簇。Piedrahita和阿奎莱拉14)建立了一个双孔隙度分析模型定量计算二次矿化(胶结)和曲折的自然骨折。如果矩阵的影响、骨折和岩穴不考虑,它可能导致选择错误价值。重大错误发生在计算含水饱和度,石油和天然气储层的厚度和采收率。

前面的岩石物性实验和理论模型是有益的,但他们不够实际的获取价值triple-porosity介质储层严重的非均质性。工作重点确定胶结指数的价值triple-porosity媒体与毛孔水库(如碳酸盐),骨折和岩穴。

2。材料和方法

碳酸盐岩的化学和生物作用强烈引起地层水的盐度分布不均,曲折和分叉导电路径,和明显的非线性特征15]。许多因素影响 ,如孔隙度、孔喉大小,类型的岩石微粒,类型和粘土含量的分布、胶结程度,和上覆岩层压力16,17]。所有这些都是由沉降控制,构造、成岩作用。存储空间的孔隙结构储层的主要表现三个控制效果。

卢西亚(18)采用了一种改进的版本邓纳姆的分类,把面料分为谷物和argillaceous-based地质分类是兼容岩石物性分类。毛孔分为晶间孔和多孔的孔隙度。粒间孔隙度通常提到的储层基质孔隙度的工程师。多孔的孔隙度分为独立的岩穴(称为nonconnected岩穴)和联系了岩穴(称为连接岩穴)。three-porosity模型中的碳酸盐岩储层,孔隙分为矩阵毛孔,骨折,nonconnected岩穴。传统的阿尔奇方程和理解是基于同质性的砂岩储层和单孔隙结构。这是一个有规律的拟合实验数据的核心电阻率(19]。由于碳酸盐岩储层严重非均匀和各向异性,孔隙结构不再单一,而是一个复杂的triple-porosity与粒间孔隙介质,天然裂缝、洞穴存储空间。因此,导电路径也非常复杂。在岩石物理的实验中,很难获得一个完整的核心在骨折和岩穴,导致laboratory-measured值和实际之间的错误价值triple-porosity媒体水库(见图1)。

严重的异构triple-porosity媒体水库碳酸盐岩等传统的岩石学实验是有限的理解由于人工选择的核心样本。因此,储集岩的电气特征不能完全理解(20.]。特别是在低孔的形成,导电性和孔隙度之间的关系更为复杂,孔喉比、曲折,连接是三个重要的影响因素21]。理论模型和仿真的结合可以提供洞察微观储层属性如何影响多孔介质的宏观电导率22]。特别是triple-porosity介质碳酸盐岩储层与岩穴和骨折(参见图的同步发展1)。因此,讨论了工作 - - - - - -值计算方法的双孔隙度的影响媒体水库和骨折和洞穴水库的价值,然后提出了新的计算方法价值triple-porosity媒体水库毛孔,骨折,岩穴储层空间。

2.1。计算胶结指数的价值双孔隙度媒体水库矩阵毛孔和Nonconnected岩穴

森et al。23)用Maxwell-Garnett数学关系模拟当前岩石颗粒和水的混合物的性能。肯扬和拉姆24]这些表达式用于模拟低频系数和高频介电测量鲕状灰岩(大型球面次生孔隙和粒间孔隙)。除此之外,他们提出的低频电导响应(电感或侧)的混合水球形孔嵌入到宿主材料(矩阵)。拉姆(6)模拟喀斯特洞穴对地层电阻率的影响因素根据Maxwell-Garnett数学关系,商议之间的关系和总孔隙度(粒间孔隙体积的分数和次生孔隙体积)。较大的球形次生孔隙在鲕状灰岩可视为岩穴,因为它们比晶间孔隙大得多。证明了胶结指数的数学形式水库的双重介质系统(粒间孔隙和岩穴)将变得更大,因为岩穴。

低频的电导率(电阻率的倒数)的响应情况,导出了拉姆,Maxwell-Garnett方程,和阿尔奇方程是用来推导的方程价值dual-porosity-system水库组成的矩阵与粒间孔隙和nonconnected岩穴(6)(见方程(1))。

根据方程(1),总孔隙度和胶结指数之间的关系双孔隙度媒体系统的矩阵毛孔和nonconnected提出了岩穴(见图2),表明双孔隙度媒体系统的胶结指数大于2,由于溶洞孔隙度(6]。随着溶洞孔隙度的增加,双孔隙度系统的价值增加。

2.2。计算胶结指数的价值双孔隙度媒体水库与矩阵孔隙和裂隙(或连接的岩穴)

阿奎莱拉(8建模一个储层基质孔隙和裂缝孔隙度(或储层基质孔隙度和连接岩穴)作为一个并联电阻网络。的值对应于矩阵孔隙度,相当于孔隙空间的矩阵的矩阵体积除以系统[8]。它修改矩阵孔隙度的误解在 - - - - - -塞拉的价值计算模型(7)附属于复合系统的体积。Φ代表总孔隙度(矩阵+骨折或矩阵+连接岩穴)的水库,和一个计算模型值的双孔隙度储层组成的矩阵和骨折。

拉姆(5]把裂缝体积与石灰石卷包含矩阵毛孔和石灰石的resistivity-responding模型包含与骨折嵌入晶间孔隙度。此外,方程来计算值推导出基于并联的骨折和矩阵。方程的参数包括骨折曲率。这个模型是有利的,但裂缝的参数曲率时应小总孔隙度增加。否则,它会导致的问题 。拉姆模拟骨折在地层电阻率的影响因素并绘制它的函数总孔隙度(基质孔隙和裂缝孔隙度)。随着裂缝孔隙度增加,减少后的结论阿奎莱拉(8]。方程(2)显示了价值与粒间孔隙和裂隙双重介质系统,由阿奎莱拉(8]。

方程(2)[8)用于情节总孔隙度和胶结指数之间的关系矩阵的和裂缝双重介质系统(见图3)。双孔隙度的胶结指数系统由于裂缝孔隙度不到两个。随着裂缝孔隙度增加,双孔隙度系统的价值减少。

2.3。计算胶结指数的价值Triple-Porosity媒体水库(矩阵Pores-Fractures-Vugs)

开发three-porosity中型水库减少骨折价值的水库,发达的岩穴增加水库的价值。它显示骨折和nonconnected岩穴的影响储层(见图4)。然而,经常triple-porosity中型水库等碳酸盐岩储层开发矩阵毛孔,骨折和岩穴。三种类型的存储空间的结合是复杂和多样化。岩石矩阵和网络一样存在三种类型的存储空间。目前经常流沿着最小电导的道路,和实际导电路径是更复杂的比理论模型。

传导机制的宏观尺度triple-porosity媒体水库是几个等效电导率的共存和互动模式。triple-porosity媒体储层的电阻率的宏观分布微串并联网络系统。阿奎莱拉(9推导出计算方程碳酸盐岩储层的价值有三孔隙度的媒体组合矩阵毛孔,骨折和岩穴。矩阵并行孔用于连接有骨折,然后,结合矩阵毛孔和骨折是用来连接在系列nonconnected岩穴。

triple-porosity媒体水库毛孔、骨折和岩穴,的计算方法值triple-porosity媒体水库开发工作是遵循Berg的triple-porosity模型的计算方法(10]。在获得总孔隙度双孔隙度系统的矩阵和岩穴triple-porosity系统,和引入Maxwell-Garnett理论关系计算胶结指数的双孔隙度媒体系统矩阵和岩穴(6]在媒体triple-porosity复合系统 。然后,阻止胶结指数和阻塞毛孔双孔隙度媒体系统矩阵和骨折与胶结指数所取代和总孔隙度双孔隙度的系统矩阵和岩穴。最后,阿奎莱拉方程(8)是用来计算的胶结指数双孔隙度媒体系统矩阵和骨折,并简化得到方程(3)计算triple-porosity媒体水库的价值。

在附录中给出的计算过程和图5显示了模型开发过程。图6显示的体积模型triple-porosity triple-porosity媒体水库的价值。

A、B和C是原理图显示每一步的物理模型。一个代表了用水浸粒间孔隙,B系统矩阵和岩穴(岩穴是装满水),和C复合系统(晶间孔、岩穴和骨折)。总孔隙度和胶结指数(和 )双孔隙度的系统矩阵和岩穴triple-porosity复合系统的计算和 ,使用方程(1)dual-porous系统矩阵和岩穴。和作为矩阵块孔隙度吗和相应的胶结指数在方程(2双孔隙度的系统矩阵相结合和骨折 。

复合系统的体积是由骨折的卷,nonconnected岩穴,矩阵体积,和固体矩阵。是复合系统的矩阵块的体积,的体积是double-hole系统矩阵和岩穴在复合体系中,然后呢的总量是复合系统。

3所示。结果与讨论

根据triple-porosity模型开发的工作(见方程(3)),我们获得的总孔隙度和胶结指数之间的关系triple-porosity介质复合系统的不同组合的骨折和nonconnected溶洞孔隙度(见图7)。的triple-porosity介质复合系统的价值(如碳酸盐岩储层)不同的从1到3.6,主要分布在1.8 ~ 2.2的范围和聚合在2。复杂和漫长的地质演化过程导致了严重的异质性triple-porosity媒体水库,使不规则的组合矩阵毛孔,骨折,储层的岩穴和不确定的分布特征。的减少值引起的骨折(或连接的岩穴)和增加价值由nonconnected岩穴相互抵消,所以大约价值triple-porosity媒体水库改变。

triple-porosity模型开发的工作比阿尔哈姆迪等收敛的模式13),因此前者是可靠的。碳酸盐岩岩岩石学实验数据被上货速度采样(17在中东。大部分的数据点落在计算结果用几个假想fracture-vug-type组合到方程(3)(见图7)。它也证实triple-porosity模型的准确性的工作。在左上角的数字7,有少数rock-electricity实验数据点不属于计算结果用几个假想fracture-vug-type组合到方程(3)。这些岩石样本许多骨折,很少甚至没有洞,不属于的组合几个fracture-vug-type比率假设图7。Three-porosity媒体水库也有双孔隙度水库当地matrix-porosity骨折类型和matrix-porosity晶簇类型,和triple-porosity媒体储层的非均质性和各向异性是很常见的。时间和空间尺度的变化等影响因素结构、沉积和成岩作用导致人为的限制假设由于复杂系统演化的地球。

小王和彭20.)利用蒙特卡罗方法模拟骨折的随机分布,在碳酸盐岩储层岩穴。该方法作为补充的模型使预测结果更加准确。与未知triple-porosity水库严重的异质性,不同储层的孔隙度储层空间是首次纳入方程(3)胶结指数 。然后,triple-porosity媒体价值水库可以通过模拟预测。作为一个例子,蒙特卡罗模拟(20.)预测,triple-porosity媒体水库 , ,和 (致密碳酸盐岩)= 2.01,使用triple-porosity模型开发的工作(参见图10000年实验8)。自双孔隙度中等储层triple-porosity的特定情况下,这种方法可以用来获得价值。

表1列出了triple-porosity媒体价值水库通过基于新triple-porosity蒙特卡罗模拟模型(见方程(3)),设置不同比率的基质孔隙度、裂缝孔隙度,nonconnected溶洞孔隙度。结果表明,triple-porosity媒体水库收敛值2,和骨折减少了值,但增加了岩穴。的敏感性nonconnected溶洞孔隙度比这更重要的裂缝孔隙度和孔隙度矩阵。

4所示。结论

triple-porosity媒体储层的电导率是外部宏观微观导电网络的表达。triple-porosity媒体储层严重的非均质性,如碳酸盐岩,精心挑选小型芯插头没有岩穴和/或裂隙无法代表大型岩石电阻率测量仪检测到的。参数通过实验室分析的核心插头应小心使用。

triple-porosity中型水库,骨折减少了价值,但岩穴增加。的混合晶间孔、岩穴和骨折了triple-porosity媒体水库不同价值约2。

这项工作提出了一种新的计算模型的胶结指数triple-porosity中型水库。它可以预测一个未知的价值triple-porosity中等储层严重的非均质性。

附录

溶洞孔隙度的双孔隙度系统矩阵和岩穴triple-porosity复合系统表示为

双孔隙度系统的总孔隙度的矩阵和岩穴triple-porosity复合系统表示为

简化后,

一个方程计算双孔隙度值系统矩阵和岩穴(6)被表示为

后用和在方程(各),我们得到

一个方程计算双孔隙度值系统矩阵和骨折8)表示为

胶结指数triple-porosity复合系统的计算用总孔隙度(见方程(a .))和相应的胶结指数(见方程(本))的双孔隙度系统矩阵和岩穴和双孔隙度的系统矩阵和骨折为方程(要求寄出)。然后,方程(A.7),即。,方程(3)的主要内容,是获得。

命名法

:	的总孔隙度复合系统(triple-porosity系统与粒间孔隙、骨折和岩穴)
:	天然裂缝的孔隙度,在复合系统的整体体积
:	nonconnected岩穴的孔隙度,在复合系统的整体体积
:	矩阵块的孔隙度与复合系统的整体体积
:	矩阵块的孔隙度在整个矩阵系统的体积,相当于nonfracture芯插头的孔隙度
:	晶簇体积的比例复合系统的剩余体积复合系统没有骨折(双孔隙度系统矩阵和复合系统的岩穴)
:	岩穴的体积的比例和基质孔隙体积复合系统的剩余体积复合系统没有骨折(双孔隙度系统矩阵的总孔隙度和复合系统的岩穴)
:	孔隙度指数(胶结指数)的复合系统
:	的矩阵块的孔隙度指数复合系统(的孔隙度指数 )
:	双重介质的孔隙度指数系统矩阵和岩穴的复合系统(孔隙度指数 )。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

支持的工作是国家科技重大项目(批准号2016 zx05050)和中国国家自然科学基金(批准号41872166)。