地層水電阻率的計算方法優選及實際應用

李 霞，譚成仟，何 璇，高玲舉

（1.長安大學地質工程與測繪學院，陜西西安 710054；2.西安石油大學地球科學與工程學院，陜西西安 710065）

油田R 位于印度尼西亞南蘇門答臘盆地的Jabung 區塊Betara Complex 的西部，2004 年3 月投入開發，目的層是下第三系的下Talang Akar 組的河流-三角洲沉積相帶的砂巖。油田R 整體為一斷背斜構造，內部斷層發育，含油氣儲層分布復雜，同一斷塊內縱向上存在多套流體系統；含油氣地層是非常薄的砂巖，油藏的高部位為氣頂區，流體的分布呈層狀。本次研究的含油氣層系G 和H 為上下接觸關系，是具有相近儲層特征的兩套含油氣系統。G 層有實驗室地層水分析資料，可直接獲得地層水電阻率RW從而用于G層含水/油氣飽和度的計算；H 層缺少相應實驗分析資料，則需利用間接計算方法確定RW。目前，RW的計算方法有多種[1]，但各種確定RW方法的計算結果之間往往存在差異[3-4]，如何確定出更接近于H 層真實的RW，便成為提高含水/油氣飽和度計算精度的關鍵所在。

1 計算地層水電阻率方法優選

1.1 水分析資料確定G層的RW

已知24 ℃研究區7 口產水井（水型CaCl2）的溶液各離子濃度（見表1），礦化度24 000 mg/L。

計算等效NaCl 總礦化度Pwe為17 130 mg/L，24 ℃時地層水電阻率RW24℃的近似式：

其中RW24℃和PW24℃分別是24 ℃時地層水電阻率（Ω·m）和地層水總礦化度（NaCl，mg/L）。根據（1）式確定研究區G 層在24 ℃時的RW為0.235 8 Ω·m。

1.2 其它方法確定G 層的RW

1.2.1 自然電位測井 自然電位測井也是確定RW最常見而且是一個行之有效的方法[1、5]。由自然電位理論可知厚的純地層處靜自然電位SSP 可表示為：

其中K 為自然電位系數，其值與溫度成正比；Rmfe和Rwe分別為泥漿濾液等效電阻率與地層水等效電阻率。其中Rmfe可利用圖版求得，但查圖版不方便也不夠精確，故采用近似計算方法[1]，步驟為：

（1）計算24 ℃時的泥漿濾液電阻率Rmf24℃：

其中系數C 與泥漿密度有關。

（2）計算24 ℃時的泥漿濾液等效電阻率Rmfe24℃：

（3）計算24 ℃時的地層水電阻率RW24℃：

對目的層G 中多段測試水層進行計算，得到24 ℃時的RW均值為0.269 4 Ω·m。

1.2.2 視地層水電阻率 由阿爾奇公式

其中Rt為原狀地層電阻率，Rwa為視地層水電阻率，R0為地層百分百含水電阻率，b 為巖性常數，地層因素F=a/φm（孔隙度φ、巖性系數a 和膠結指數m）。顯然，在純水處，Rt=R0=FRW，由式（6）算出的Rwa即RW

[1、5]。

選取目的層G 的5 個測試純水層，對91 個采樣點進行計算，得到Rwa的均值為0.230 2 Ω·m，即可作為目的層G 的RW。

1.2.3 根據Rt和Rxo對于具有均勻粒間空隙的純地層，由阿爾奇公式得：

在純水處，SW=SXO=1，故RW/Rmf=Rt/RXO。因此在有泥漿侵入的純含水砂巖層段，通過計算Rt/RXO，可求出RW/Rmf再用已知的Rmf求出RW[1]。確定目的層G 的RW均值為0.254 6 Ω·m。

1.2.4 電阻率-孔隙度交會圖 研究區阿爾奇公式中巖性系數b=1，兩邊再取對數得：

在純水層SW=100 %，上式簡化為：

在lgΦ-lgRt的雙對數坐標系中，斜率為m（膠結指數)，100 %含水線在孔隙度Φ=1 的縱坐標上截距為aRW[1]（a 為巖性系數，研究區中a=1），即可得到目的層G 的RW為0.236 8 Ω·m。

表1 采樣水分析資料

1.3 地層水電阻率計算方法優選

將四種方法與水分析資料確定目的層G 的RW值進行對比（見表2）。

表2 各方法確定目的層G 的RW值對比

2 優選方法在目的層H 的應用

目的層G 與H 是具有相近儲層特征的臨近儲層，由于電阻率-孔隙度交會圖法確定目的層G 的RW應用效果最好，故可采用該方法確定目的層H 的RW，其值為0.192 6 Ω·m（見圖1），測井解釋后也得到與巖心數據較為一致的解釋結論（見圖2）。由此看來，此方法解決了目的層H 由于水分析資料缺失無法確定RW的情況下進行測井解釋的難點。

圖1 電阻率-孔隙度交會圖（H 層）

3 結語

本文以R 油田為例，基于G 層和H 層為相近儲層特征，利用G 層已有的地層水分析資料對多種地層水電阻率計算方法進行優選，優選出電阻率-孔隙度交會圖法并應用于缺少實驗分析資料的H 層的地層水電阻率計算，確定H 層的地層水電阻率為0.192 6 Ω·m，并以此地層水電阻率為參數計算H 含水/油氣飽和度，解釋水飽與實驗室分析水飽基本吻合，平均誤差8.5%。綜上所述，這一參數的選取是合理的。

圖2 目的層H 解釋結論與巖心數據對比圖

本文確定出一種針對相近特征儲層來優選目的層最佳地層水電阻率計算方法的具體流程，能夠在缺少實驗分析資料的情況下利用最佳計算方法得到更接近于目的層真實值的地層水電阻率，以提高測井解釋精度，進而滿足地質應用需要。

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［2］ 劉軍全，焦積田，于秀英.測井含水飽和度解釋方法新探［J］.內江科技，2008，（2）：134.

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