塔里木大宛齊油田地層水電阻率研究

韓 闖 （中石油塔里木油田分公司勘探開發研究院，新疆 庫爾勒841000）

楊 冬 （西南石油大學資源與環境學院，四川 成都610500）

李國紅 （中石油渤海鉆探工程有限公司測井分公司，天津300280）

杜樹斌 （中油測井集團有限公司華北事業部，河北 任丘062552）

陳陽陽 （中油測井集團有限公司塔里木事業部，新疆 庫爾勒841000）

虞 兵 （西南石油大學資源與環境學院，四川 成都610500）

大宛齊油田庫車組油藏位于塔里木盆地塔北隆起庫車坳陷［1］。大宛齊油田主要含油層段分布在表、淺層深度800m以上地層，通過全區對比，發現庫三段頂部泥巖分布相對穩定，全區約80%的井可對比，庫二段頂部泥巖段分布范圍稍小，約50%的井可對比，因此將這2個層位作為主要對比標志層［2］。大宛齊油田雖為淺層油藏，但地層水礦化度在縱橫向上變化較大，在不同的層位上會出現油層電阻率低于水層電阻率的情況，所以需要研究地層水電阻率的變化規律［3］。下面，筆者結合地層水分析資料以及測井曲線計算出地層水電阻率，得到地層水電阻率在縱橫向的變化規律，從而為正確認識油氣水層的飽和度變化規律提供參考。

圖1 根據總礦化度確定非NaCl離子等效系數的圖版

1 地層水電阻率計算

1.1 利用水分析資料計算地層水電阻率

首先在根據總礦化度確定非NaCl離子等效系數的圖版 （見圖1）上查出非NaCl成分的各離子等效系數K（圖版中沒有的離子采用固定系數：Na＋和Cl－為1，I－為0.28，Br＋為0.44）。然后用各等效系數乘以對應離子的礦化度，并將各離子等效礦化度相加得到總等效NaCl礦化度。最后計算溶液電阻率［4］：

式中，C為總等效NaCl溶液濃度，mg／L；T為NaCl溶液的溫度，℃；RNaCl為NaCl溶液電阻率，Ω·m。

1.2 利用SP曲線計算地層水電阻率

巖層自然電位 （SP）是由于地層水礦化度和泥漿濾液之間的濃度差、離子的擴散吸附作用形成的。一般情況下，泥漿性能比較穩定，當地層水礦化度變化時，不同層位上的自然電位異常幅度有所反應。因此可以利用自然電位及相關資料計算地層水電阻率［5］。一般根據SP測井曲線結合泥漿電阻率、地層溫度等資料計算出地層水電阻率。主要利用以下公式來計算地層水電阻率Rw：

式中，SSP為自然電位異常幅度，mV；K為自然電位系數，mV；Rmf和Rw分別為泥漿濾液等效電阻率和地層水的等效電阻率，Ω·m。

具體計算步驟如下：

1）計算SSP 在砂泥巖剖面中找出足夠厚的純水層段，將它作為SP最大負值，與上下段泥巖基線做差值計算出SSP。

2）計算自然電位系數K 通過公式K ＝64.25＋0.24T計算出自然電位系數K。分析溫度壓力資料，發現深度與儲層的溫度有很好的對應關系 （見圖2），通過深度與溫度回歸得到的關系公式為：

式中，T為儲層溫度，℃；D為深度，m。

通過式 （3）利用地層深度求取地層溫度，求出自然電位系數，進而求取地層水電阻率。

3）計算出24℃時地層等效泥漿濾液電阻率RmfeN 通過測井圖上讀出的地面測量泥漿電阻率，將之轉化為24℃泥漿電阻率RmN，然后通過24℃泥漿電阻率RmN計算出24℃泥漿濾液電阻率RmfN，最終通過24℃泥漿濾液電阻率RmfN計算出24℃時地層等效泥漿濾液電阻率RmfeN。

（1）通過測井圖上讀出的地面測量泥漿電阻率Rm，然后利用以下公式換算出24℃泥漿電阻率RmN：

圖2 深度與溫度關系圖版

式中，T為地面測量溫度，℃；Rm為地面測量泥漿電阻率，Ω·m；RmN為待求的24℃泥漿電阻率，Ω·m。（2）利用24℃泥漿電阻率RmN計算出24℃泥漿濾液電阻率RmfN：

其中系數C與泥漿密度有關，具體關系見表1。

（3）利用24℃泥漿濾液電阻率RmfN，通過下面公式計算出24℃時地層等效泥漿濾液電阻率RmfeN：

當RmfN ＞0.1Ω·m時，RmfeN ＝0.85RmfN；

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

4）計算地層水電阻率Rw通過計算出來的SSP、K、RmfeN確定出24℃等效地層水電阻率RweN，然后計算24℃地層水電阻率RwN，最終換算到地層溫度下的地層水電阻率Rw。

（1）將計算出來的SSP、K、RmfeN代入以下公式可以確定出24℃等效地層水電阻率RweN：

表1 泥漿密度與C對應值

（2）計算24℃地層水電阻率RwN：

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

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

（3）計算地層溫度下的地層水電阻率Rw：

1.3 結果對比

由表2可知，利用水分析資料計算地層水電阻率與利用SP曲線計算地層水電阻率結果總體較為符合，因此對于沒有水分析資料的井可以采用SP曲線計算地層水電阻率。

表2 利用水分析資料計算地層水電阻率與利用SP曲線計算地層水電阻率結果

2 應用分析

圖3 庫一段地層水電阻率分布

圖4 庫二段地層水電阻率分布圖

圖5 庫三段地層水電阻率分布圖

圖6 庫四段地層水電阻率分布圖

通過水分析資料以及SP測井曲線分庫一段、庫二段、庫三段、庫四段4段計算各井的地層水電阻率，并做出平面分布圖 （見圖3～圖6）及各段地層水電阻率平均值直方圖 （見圖7）。從圖3～圖6地層水電阻率平面分布圖上可以看出，大宛齊油田庫一段、庫二段、庫三段、庫四段各段地層水電阻率在平面分布上有一定的規律性，即以大宛105和大宛109區為界，東部的地層水電阻率總體小于西部的地層水電阻率，但差異不明顯。由圖7可知在縱向上庫一段、庫二段、庫三段、庫四段的地層水電阻率依次降低，即地層水的礦化度隨埋深增大而逐漸升高，并且庫一段地層水電阻率明顯要大于庫二段、庫三段、庫四段，說明庫一段受地表水的影響明顯大于其他層段。在計算含油飽和度時，要分段求取地層水電阻率，得到準確的含油飽和度結果，從而正確認識油氣水層的飽和度變化規律。

圖7 各段地層水電阻率分布直方圖

3 結 論

（1）利用水分析資料計算的地層水電阻率值最準確，沒有水分析資料時可用SP曲線計算地層水電阻率。

（2）利用SP曲線計算地層水電阻率時，純水層段的選擇較為重要，要結合SP、電阻率及測試資料等綜合確定。

（3）大宛齊油田地層水電阻率縱向變化較大，計算飽和度參數時要對Rw分段取值，才能得到較為準確的結果，為正確認識區內油水分布及變化規律提供依據。