电阻rm上的电位降落 造成的电位差别，自然电位幅度差ASP则为自然电流I在流经泥浆电阻^上的最大电位降 落，即
[0050]
(5)
[0051] 式中：ASP为实际测井测得的自然电位幅度差，泥浆的电阻，Ω ;rsd为砂岩 的电阻，Ω ;rsh为泥岩的电阻，Ω。
[0052]由方程(5)可知，自然电位幅度差ASP与泥浆电阻成正比。由物理学基础知识可 知，泥浆电阻rm与泥浆电阻率Rm成正比。这也就是说，自然电位幅度差△ SP与泥浆电阻率Rm 成正比。
[0053]以某工区为例，统计分析同一目的层的自然电位幅度差ASP、泥浆电阻率Rm，并做 图3所示交会图可知，泥浆电阻率Rm越大，则自然电位幅度差ASP越大。换言之，自然电位幅 度差A SP与泥浆电阻率Rm成正比，这完全与上述理论推导一致。
[0054]步骤三、视地层水电阻率计算：由阿尔奇公式可知
[0055]
(6)
[0056] 式中：F为地层因素，无量纲;Ro为饱含水（100%含水)地层电阻率，Ω · m;Rw为孔隙 中地层水电阻率，Ω · m; Φ为地层的孔隙度，小数;a是与岩性有关的系数，无量纲;m为孔隙 结构指数，与岩石的孔隙结构、胶结情况有关，无量纲。
[0057] 将方程(6)进行整理，可得
[0058]
(7)
[0059] 实际情况中，地层不可能100%含水。因此，方程(7)中的Ro可由地层电阻率Rt代替， 于是可推导出视地层水电阻率R?的计算公式，
[0060]
(8)
[0061] 式中：Rwa为视地层水电阻率，Ω · m;Rt为地层电阻率，Ω · m;其他参数物理意义同 上。
[0062] 获取视地层水电阻率Rwa的关键在于:其一，声波时差测井或补偿密度测井求得较 为准确的孔隙度;其二，选取目的层岩心，开展储层温度、压力条件下的岩电参数实验，进而 获取m、a值;其三，对深探测电阻率进行井眼、围岩及侵入等环境影响校正，尽可能还原储层 的真实电阻率。
[0063] 步骤四、构建自然电位幅度差与泥浆电阻率比值~视地层水电阻率交会图版：由 步骤二分析可知，不同泥浆体系下的自然电位幅度差变化较大，而且自然电位幅度差的大 小与泥浆电阻率成正比。为了减小泥浆电阻率对自然电位幅度差的影响，可将自然电位幅 度差与泥浆电阻率相除，即A SP/Rm，以此参数作为构建不同泥浆体系下复杂储层的流体性 质识别图版的一个参数。
[0064]由步骤三可知，视地层水电阻率与地层的真实电阻率、孔隙度成正比。对储层条件 相同的地层来说，含油后地层电阻率增大，视地层水电阻率也随之增大;而且该参数也反映 了孔隙度、孔隙结构。因此，视地层水电阻率也在一定程度上能够较好反映储层的流体性 质。
[0065]基于此，本发明利用自然电位幅度差与泥浆电阻率比值ASP/Rm、视地层水电阻率 R?两个参数来构建不同泥浆体系下复杂储层流体性质识别图版(图4)。
[0066]步骤五、不同泥浆体系下复杂储层流体性质识别：统计待识别储层的自然电位幅 度差、泥浆电阻率，获取自然电位幅度差与泥浆电阻率比值;通过声波时差或补偿密度求取 待识别储层的孔隙度，并统计经环境影响校正后的电阻率，结合所开展的岩电实验，获取视 地层水电阻率。将自然电位幅度差与泥浆电阻率比值、视地层水电阻率数据点放入图4所示 的图版中，如果数据点落入油层区域，则识别为油层;如果数据点落入油层区域，则识别为 油层;如果落入水层区域，则识别为水层。
[0067] 一种不同泥浆体系下复杂储层流体性质识别方法已经在实际油田中得到试用。在 X井的低阻油层流体性质识别应用中，参照图5,该法识别的X井成果图，该井2190-2199米井 段，自然电位负异常非常明显，声波时差为223ys/m，反映物性较好；电阻率明显偏低，仅为 16.8Ω · m，单独从测井响应特征来看为水层，一次测井解释为水层。利用本研究所述方法 识别为纯油层，该层试油初期日产油1. lm3，日产水0m3，试油结论与识别结果完全一致。
[0068] 对比本发明方法识别的流体性质与实际试油试采成果可知，识别的流体性质与实 际生产情况基本吻合，这进一步说明该发明所述方法能够较好地对不同泥浆体系下复杂储 层的流体性质进行识别。该方法充分挖掘了自然电位测井资料中所蕴藏的流体性质信息， 而且减小了泥浆电阻率对自然电位测井的影响，因此，该法提高了不同泥浆体系下复杂储 层流体性质识别精度的同时，开辟了老井复查中用自然电位测井识别油层的新途径，且该 方法简单、实用，具有良好的推广应用价值。
[0069] 本领域的技术人员应当理解，由于电阻率测井受泥浆电阻率的影响较为严重，为 了保证该方法的有效可行性，必须保障在计算视地层水电阻率时，先对电阻率测井进行侵 入等环境影响校正，该方法识别的结果才具有较高的精度。
【主权项】
1. 一种不同泥浆体系下复杂储层流体性质识别方法，其特征在于，包括W下步骤： 步骤一、确定识别对象为多泥浆体系即不同泥浆体系：若工区内钻井使用的泥浆电阻 率差别大，既有盐水泥浆，又有淡水泥浆，属于典型的多泥浆体系； 步骤二、自然电位幅度差与泥浆电阻率相关性分析：由自然电位测井基本原理可知，假 设地层水和泥浆电阻率分别为Rw和Rm，近似认为泥浆电阻率等于泥浆滤液电阻率，而且Rw< Rm，自然电位为扩散电动势与吸附电动势之和，具体如下： Es = Ed 巧 da (1)式中:Es是静自然电位，mV; Ed为扩散电动势，mV; Eda为扩散吸附电动势，mV; Kd、Kda分别为 扩散电动势系数和扩散吸附电动势系数，与盐类的化学成份及溫度有关;Rm为泥浆电阻率， Ω .m;Rw为地层水电阻率，Ω .m; 将上述方程(2)、（ 3)代入方程（1)，并进行整理可得(4) 在实际自然电位测井中，自然电位SP实际上相当于Es在泥浆电阻rm上的电位降落造成 的电位差别，自然电位幅度差ASP则为自然电流I在流经泥浆电阻rm上的最大电位降落，即(5) 式中：ASP为实际测井测得的自然电位幅度差，mV;rm为泥浆的电阻，Ω ;rsd为砂岩的电 阻，Q;rsh为泥岩的电阻，Ω; 由方程(5)可知，自然电位幅度差ASP与泥浆电阻rm成正比；由物理学基础知识可知，泥 浆电阻rm与泥浆电阻率Rm成正比；运也就是说，自然电位幅度差ASP与泥浆电阻率Rm成正 比； 步骤Ξ、视地层水电阻率计算：由阿尔奇公式可知，(6) 式中：Ro饱含水（100%含水)地层电阻率，Ω .m;Rw为孔隙中地层水电阻率，Ω .πι;Φ为 地层的孔隙度，小数;a是与岩性有关的系数，无量纲;m为胶结指数，与岩石的胶结情况有 关，无量纲。 将方程(6)进行整理，可得(7) 实际情况中，地层不可能100%含地层水。因此，方程(7)中的Ro可由地层电阻率Rt代替， 于是可推导出视地层水电阻率Rwa的计算公式，(8) 式中：Rwa为视地层水电阻率，Ω . m;Rt为地层电阻率，Ω . m;其他参数物理意义同上； 步骤四、构建自然电位幅度差与泥浆电阻率比值~视地层水电阻率交会图版:将自然 电位幅度差与泥浆电阻率相除，即A SP/Rm，W此参数作为构建复杂储层的流体性质识别图 版的一个参数； 利用视地层水电阻率、自然电位幅度差与泥浆电阻率比值两个参数来构建不同泥浆体 系下复杂储层流体性质识别图版； 步骤五、不同泥浆体系下复杂储层流体性质识别:将待识别储层的自然电位幅度差、泥 浆电阻率W及计算得到的视地层水电阻率数据点放入图版中，如果数据点落入油层区域， 则识别为油层;如果落入水层区域，则识别为水层。
【专利摘要】一种不同泥浆体系下复杂储层流体性质识别方法，基于自然电位、电阻率测井资料和声波时差计算的孔隙度，结合工区内泥浆电阻率、地层水电阻率和岩电参数，构建自然电位幅度差与泥浆电阻率比值、视地层水电阻率交会图版，利用该图版对工区内不同泥浆体系下复杂储层的流体性质进行识别，将为提高低阻油层、高阻水层的识别精度提供测井技术支持。本发明将自然电位幅度差与泥浆电阻率参数有机结合在一起，对低阻油层和高阻水层的识别提供了一种新途径，也避开了单纯用电阻率测井识别流体性质的难题。
【IPC分类】E21B49/08
【公开号】CN105545301
【申请号】CN201510990417
【发明人】刘之的, 刘桂珍, 李盼
【申请人】西安石油大学
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月24日