Физические основы интерпретации. Удельное сопротивление и насыщение коллекторов

Физические  основы  интерпретации

  Прежде  чем  входить  в  детали  каждого  метода, установим  основные понятия  количественной  интерпретации.

П о р и с т о с т ь,    н а с ы щ е н и е,      п р о н и ц а е м о с т ь.

Рассмотрим  некоторый  объем  V  пористой  среды, в которой  V- объем

взаимосвязанных пор. Назовем  п о р и с т о с т ь ю  отношение  К=V/V

В о д о н а с ы щ е н и е м    называется  отношение  объема, занятого  водой

V в порах, к общему объему  пор  К=V/V.  Часть объема пор, занятого

нефтью,определяется  коэффициентом   н е ф т е н а с ы щ е н и я   К=1 - К

П р о н и ц а е м о с т ь   К-  способность    пористой  среды    пропускать

жидкость  или  газ.  Проницаемость  определяется  формулой  Дарси:

                          Q = К,   где

Q- расход жидкости  или  газа, К- коэффициент проницаемости [м],

P,P - давление  на входе  и выходе  образца [Па], S - площадь  поперечного  сечения пористой  среды [м],  - длина  образца [м],  - вязкость [ Па с].

 Электрическое  удельное  сопротивление  горных  пород. Сухие  породы являются  изоляторами. Осадочные породы содержат в той или иной степени минерализованную  пластовую воду, повышающую их электропроводность.

Поэтому УС  породы зависит от УС количества  пластовой  воды и характера

ее распределения в порах (гидрофильность, гидрофобность коллектора). Кроме того, оно связано с глинистостью  и  распределением  глины в породе.

УС  вещества количественно равно сопротивлению, измеренному между 2-мя

плоскостями, ограничивающими единицу его  объема. Средние  значения УС

некоторых осадочных пород (в Ом м):

  глин – от  2 до 10,

  песчаников, насыщенных  минеральной  водой – от 0,5 до 10,

  нефтеносных песчаников  от 5  до  1000.

  плотных  известняков – более  1000.

Удельное сопротивление, минерализация, температура пластовых вод.

  В пластовых  водах содержатся

      катионы    Na,Ca. Mg и

      анионы      Cl, SO, CO, HCO

Минерализация  пластовых  вод  увеличивается  с глубиной.

УС  поровых  вод   изменяется  от  10 [Ом м]  при  25С  в поверхностных отложениях  до  0,01 [Ом м]  в глубоких  горизонтах, что соответствует насы-щенному раствору  NaCl  при   140С.  Вследствие  того, что наиболее  рас-пространенным  солевым  компонентом   пластовых  вод  является       NaCl,

УС вод принято оценивать  по  концентрации     NaCl.

УС  электролита  уменьшается  с  повышением  температуры (рис.2.1).    Для введения поправки за температуру различных электролитов (пластовой воды,

ПЖ, фильтрата  бурового  раствора)  их  ассоциируют  с  растворами      NaCl.

Например, C5г/л буровой раствор, имеющий  УС  1[Ом м] на поверхности

при температуре 25С будет обладать сопротивлением 0,43[Ом м] при темпе-ратуре  80С  и   0,36[Ом м]  при  100С.     Температуру на текущей глубине определяют  линейной  интерполяцией  между  значениями  температуры   на поверхности  и  забое  скважины.

П а р а м е т р   п о р и с т о с т и.

 Рассмотрим  единичный  куб  из  непроводящего  материала, пронизанного прямолинейными каналами – капиллярами , заполнеными электролитом. Пусть  S  - суммарная  площадь  сечения  капилляров.      Пористость  куба

                          К=== S

Полное сопротивление между противоположными гранями единичного куба равно его удельному сопротивлению

  R=  по аналогии ==,  где   -  УС  элемента

В этом случае  ==P,  где

P- параметр пористости, величина которого  н е  з а в и с и т  от УС электро-

лита.         Для  реальных  пород  экспериментально  установлена  следующая зависимость:

                                         P=,  где

m  -  структурный показатель, изменяющийся от 1,5 до 3;

а -  постоянный коэффициент, варьирующийся от 0,81 в песчаниках до  1 в

плотных  породах. На практике обычно считают  P=1/К.

Приведем несколько значений  P:

для рыхлых песчаников – от 4 до 10, для слабоцементированных песчаников – от 30 до  2000; этим  величинам соответствует пористость от  40 до 2%.

Таким образом, УС водонасыщенной породы (ВП) определяется следующей формулой

                                                                 = P

так как обычно  P=1/К,  то  =/К. 

Удельное сопротивление  и  насыщение  коллекторов .

Обратимся снова к единичному  кубу пористой породы. Заполним частично его поры  н е п р о в о д я щ е й   жидкостью. На  рис.2.2 изображена такая модель, различные среды которой представлены  в  виде отдельных объемов. Для этой модели можно записать выражение, полученное выше:

УC   породы  равно УС электролита, деленному на объем пор, занятых этим электролитом, в квадрате, то есть на произведение ( КК). Отсюда

   К=       К==  = , где

 - УС   породы, содержащей  углеводороды.

В общем виде   К=  (формула  Арги)

n – показатель  смачиваемости.

В зависимости от типа породы  n изменяется от  1,7  до 2,2. Принимая  n=2,

получают  удовлетворительное  приближение. Параметр насыщения (относи-тельное сопротивление  нефтяного  пласта)

P/          P1/.

П р о н и к н о в е н и е   ф и л ь т р а т а   б у р о в о г о   р а с т в о р а.

При бурении  гидростатическое давление столба бурового раствора обычно превышает пластовое давление. В этих условиях фильтрат бурового раствора проникает в пласт.Твердые частицы остаются на поверхности стенок скважи-