測(cè)井體積模型與阿爾奇公式

1、第二節(jié) 純巖石模型測(cè)井響應(yīng)方程 測(cè)井得到的是巖石物理參數(shù)，而測(cè)井解釋的根本任務(wù)是把測(cè)井信息轉(zhuǎn)化為地質(zhì)信息，為此需建立測(cè)井解釋模型，導(dǎo)出測(cè)井響應(yīng)值與地質(zhì)參數(shù)之間的數(shù)學(xué)關(guān)系；然后對(duì)測(cè)井資料進(jìn)行加工處理和分析解釋。模型法則是研究、解決問(wèn)題的根本性方法。目前，在測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)處理與解釋中采用的解釋模型有許多種，可按不同角度對(duì)它們大致分類。按巖性分類有：純巖石和含泥質(zhì)巖石模型；單礦物、雙礦物和多礦物模型；砂泥巖、碳酸鹽巖、火成巖、變質(zhì)巖模型。按儲(chǔ)集空間特征分類有：孔隙型、雙重孔隙型、裂縫型和孔隙-裂縫型模型。按孔隙流體性質(zhì)與特征分類有：含水巖石和含油氣巖石模型以及陽(yáng)離子交換模型(瓦克斯曼史密茨模型和雙水模型)

2、。按建模方法分有：物理模型法、巖石物理實(shí)驗(yàn)法、概率統(tǒng)計(jì)模型法等。本節(jié)主要介紹目前在測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)處理與解釋中廣泛采用的巖石體積物理模型和阿爾奇實(shí)驗(yàn)公式。§1.2.1 巖石體積物理模型 由測(cè)井方法原理可知，許多測(cè)井方法的測(cè)量結(jié)果，實(shí)際上都可看成是儀器探測(cè)范圍內(nèi)各種巖石組分的某種物理量的平均值，并表示成單位體積巖石的物理量。如巖石體積密度,可以看成是密度測(cè)井儀器探測(cè)范圍內(nèi)物質(zhì)(骨架和孔隙流體)密度的平均值，即單位體積巖石的質(zhì)量(g/cm3)。巖石中子測(cè)井值可以看成中子測(cè)井探測(cè)范圍內(nèi)巖石物質(zhì)含氫指數(shù)的平均值，即單位體積巖石的含氫指數(shù)。巖石自然放射性(GR、U、Th、K)、熱中子宏觀俘獲截面、體積

3、光電吸收截面Pe、聲波時(shí)差t、電磁波傳播時(shí)間和幅度衰減(EATT)等等，均可作同樣解釋?？傊?，上述測(cè)井方法有兩個(gè)共同特點(diǎn)：1）它們測(cè)量的物理參數(shù)可以看成是單位體積巖石中各部分的相應(yīng)物理量的平均值；2）在巖性均勻的情況下，無(wú)論任何大小的巖石體積，它們對(duì)測(cè)量結(jié)果的貢獻(xiàn)，按單位體積來(lái)說(shuō)，都是一樣的。根據(jù)這些特點(diǎn)，我們?cè)谘芯繙y(cè)井參數(shù)與地質(zhì)參數(shù)的關(guān)系時(shí)，就可以避開(kāi)對(duì)每種測(cè)井方法微觀物理過(guò)程的研究，著重從宏觀上研究巖石各部分(孔隙流體、泥質(zhì)、礦物骨架)對(duì)測(cè)量結(jié)果的貢獻(xiàn)，從而發(fā)展了所謂巖石體積物理模型(簡(jiǎn)稱體積模型)的研究方法。用這種方法導(dǎo)出的測(cè)井解釋關(guān)系式稱為測(cè)井響應(yīng)方程。它與測(cè)井理論方法和實(shí)驗(yàn)方法得到的

4、結(jié)果基本一致，是一種很好的近似方法。此法的特點(diǎn)是推理簡(jiǎn)單， 不用復(fù)雜的數(shù)學(xué)物理知識(shí)，除電阻率測(cè)井外，對(duì)其它具有前述"平均"概念的測(cè)井方法，均可導(dǎo)出具有線性形式的測(cè)井響應(yīng)方程，既便于人們記憶使用，又便于計(jì)算機(jī)計(jì)算處理。 所謂巖石體積物理模型，就是根據(jù)測(cè)井方法的探測(cè)特性和巖石中各種物質(zhì)在物理性質(zhì)上的差異按體積把實(shí)際巖石簡(jiǎn)化為性質(zhì)均勻的幾個(gè)部分，研究每一部分對(duì)巖石宏觀物理量的貢獻(xiàn)，并把巖石的宏觀物理量看成是各部分貢獻(xiàn)之和，這種方法的要點(diǎn)有二： 按物質(zhì)平衡原理，巖石體積等于各部分體積之和，即；如用相對(duì)體積表示，則。 巖石宏觀物理量M等于各部分宏觀物理量之和，即。當(dāng)用單位體積物理量(

5、一般就是測(cè)井參數(shù))表示時(shí)，則巖石單位體積物理量m就等于各部分相對(duì)體積與其單位體積物理量乘積之總和，即。 從測(cè)井解釋來(lái)看，巖石由流體和固體組成，固體成分可分為泥質(zhì)和骨架兩部分。骨架是指巖石中泥質(zhì)以外固體成分。由于泥質(zhì)與巖石骨架在物理性質(zhì)上有顯著的區(qū)別，故可把巖石劃分為含泥質(zhì)巖石和純巖石(不含泥質(zhì)或含泥質(zhì)甚少)兩類。從數(shù)學(xué)物理觀點(diǎn)看，不管巖石骨架成分如何，均可把儲(chǔ)集層簡(jiǎn)化為兩種簡(jiǎn)單的巖石體積模型：純巖石模型，由巖石骨架及其孔隙流體組成；含泥質(zhì)巖石體積模型，由泥質(zhì)、巖石骨架及其孔隙流體組成。當(dāng)?shù)貙訋r性復(fù)雜、骨架礦物的物理性質(zhì)明顯不同時(shí)，還可以把骨架礦物分為兩種或多種，從而建立雙礦物巖石體積模型和多礦

6、物巖石體積模型。但最基本的是純巖石和泥質(zhì)巖石兩種體積模型，由這兩種模型可以很容易導(dǎo)出雙礦物和多礦物體積模型。§1.2.2 含水純巖石模型及測(cè)井響應(yīng)方程 含水純砂巖（純砂巖水層）巖石結(jié)構(gòu)及其等效體積模型如圖1.6所示。砂巖骨架礦物顆粒(如石英和長(zhǎng)石等)的物理性質(zhì)比較接近，且與孔隙中的水或泥漿濾液的物理性質(zhì)有很大差別。如石英等礦物顆粒幾乎是不導(dǎo)電的，而地層水是可導(dǎo)電的；礦物顆粒的密度比地層水的密度大一倍以上；礦物顆粒傳播聲波的速度也比地層水大得多。因此，從物理性質(zhì)上考慮，可把純砂巖分成巖石骨架和孔隙兩部分。圖1.6 純含水巖石體積模型a- 巖石結(jié)構(gòu)；b-等效體積；1-巖石顆粒(骨架)；2

7、-孔隙空間 設(shè)沿井軸截取一塊長(zhǎng)為L(zhǎng)，體積為V的純巖石正方體，其斷面結(jié)構(gòu)如圖1.6(a)所示。設(shè)想把巖石骨架集中在一起，礦物顆粒間沒(méi)有孔隙，成為一塊物理性質(zhì)均勻、長(zhǎng)為L(zhǎng)ma、體積為Vma的巖石骨架；而孔隙部分則是長(zhǎng)為、總體積為。這就是與純砂巖等效的體積模型，如圖1.6(b)所示。顯然有以下關(guān)系：； 而巖石的孔隙度為： (1.5) 根據(jù)上述含水純砂巖的體積模型，可以導(dǎo)出各種測(cè)井值與巖石孔隙度等參數(shù)之間的基本關(guān)系式。§1.2.2.1聲波速度測(cè)井聲波速度測(cè)井測(cè)量的是沿井壁滑行的縱波。根據(jù)巖石體積模型可以認(rèn)為滑行波在巖石中直線傳播的時(shí)間t，應(yīng)等于滑行波在巖石骨架中的傳播時(shí)間 (速度為)與在孔隙

8、流體中的傳播時(shí)間(速度為)之和：t=+即 (1.6)由于時(shí)差是速度的倒數(shù)，故得聲波時(shí)差公式: (1.7)此式又稱為懷里(Wylie)公式，由此可得用聲波時(shí)差計(jì)算巖石孔隙度的公式 (1.8)這個(gè)公式適用于壓實(shí)和膠結(jié)良好的純砂巖。在這種砂巖中，礦物顆粒間接觸良好，隙直徑較小(約0.20.0002mm)，故可以忽略礦物顆粒與孔隙流體交界面對(duì)聲波傳播的影響，可認(rèn)為聲波在巖石中是直線傳播的。但是，對(duì)于未膠結(jié)、又未壓實(shí)的疏松砂層，由于孔隙直徑較大(多是0.5mm以上)，礦物顆粒間接觸不好，故礦物顆粒與孔隙水的交界面對(duì)聲波傳播影響較大，使孔隙度相同的疏松砂層的聲波時(shí)差要比壓實(shí)砂巖大。因此需要用壓實(shí)校正系數(shù)C

9、p校正： (1.9)壓實(shí)校正系數(shù)Cp可用統(tǒng)計(jì)的方法來(lái)求得。 常見(jiàn)幾種巖石的骨架參數(shù)及其孔隙流體參數(shù)，列于表1.4表1.4 幾種常見(jiàn)巖石的骨架參數(shù)及孔隙流體參數(shù)名稱砂巖(1)f<10%182555265-0035-0.05砂巖(2) f>10%168512268-0035-0.05石灰?guī)r1564752710000.00白云巖(1)f=5.530%14343528700350.085白云巖(2)f=1.55.5%或f>30%1434352870.020.065白云巖(3)f=01.5%1434352870.050.04硬石膏16450298-0.005-0.02石膏1715223

10、50.49巖鹽220672030.04-0.01淡水泥漿6201891001.001.00鹽水泥漿6081851101.101.00實(shí)際資料表明，特別是在地層孔隙度較大時(shí)，聲波時(shí)差與孔隙度關(guān)系不再是式(3-1)那樣的線性關(guān)系，而是具有明顯的非線性關(guān)系。1980年WTBZRaymer 等人提出一個(gè)非線性經(jīng)驗(yàn)公式： (1.10)式中 , 和分別為地層、巖石骨架和孔隙流體的聲速。此式只適用于<37%的地層。1986年J.P.Martin等人在Raymer 等人工作基礎(chǔ)上，提出聲波地層因素公式： (1.11) (1.12)x是聲波傳播的迂曲度系數(shù)，又稱為骨架巖性系數(shù)，x只與巖石孔隙結(jié)構(gòu)的幾何特征

11、有關(guān)。為了說(shuō)明式(1.12)，將它改寫為： (1.13)式(1.13)同純巖石電阻率的地層因素公式很相似，故把叫作聲波地層因素。從物理上講，電流在地層中是沿地層水(其電阻率為Rw)流動(dòng)的，其流動(dòng)路徑是彎曲的，而彎曲程度即孔隙喉道的曲折度取決于巖石膠結(jié)指數(shù)m。但可近似認(rèn)為，地層真電阻率Rt與巖石骨架礦物的性質(zhì)無(wú)關(guān)，同樣，聲波(縱波)沿巖石骨架傳播的路徑也是彎曲的，其彎曲程度，也只取決于巖石孔隙結(jié)構(gòu)的幾何特征，即x的大小。但也可近似認(rèn)為，地層的縱波速度與孔隙液體(油水)性質(zhì)無(wú)關(guān)。因此Fs主要取決于地層的孔隙與巖石骨架巖性指數(shù)x。據(jù)大量資料統(tǒng)計(jì)，砂巖(石英)、石灰?guī)r(方解石)和白云巖的骨架巖性指數(shù)x

12、值分別為1.6、1.76和2.0。 聲波地層因素公式假定地層縱波速度與孔隙中的油水性質(zhì)無(wú)關(guān)，公式中無(wú)流體聲波時(shí)差tf。實(shí)驗(yàn)室測(cè)定結(jié)果表明，當(dāng)井深達(dá)20003000m時(shí)，地層所受的有效壓力為3.93×107Pa4.053×107Pa。在此條件下，飽和煤油砂巖與飽含鹽水砂巖的聲波速度幾乎相等，而干巖石(或含氣砂巖)的聲速要比飽和油水砂巖低一些，因此，聲波地層因素公式只適合于計(jì)算油水層的孔隙度，它沒(méi)有考慮天然氣的影響，在計(jì)算氣層孔隙度時(shí)還需作另外考慮。 聲波地層因素公式(1.12)適用于50%的地層，它的主要特點(diǎn)是不需作聲波壓實(shí)校正，也不需要流體聲波時(shí)差，避免了這兩個(gè)參數(shù)引起的誤

13、差。實(shí)際統(tǒng)計(jì)資料表明，在一般地層孔隙度范圍內(nèi)，聲波地層因素公式同聲波時(shí)差孔隙度關(guān)系擬合很好，可用于更準(zhǔn)確地計(jì)算地層孔隙度值，而又不必考慮聲波壓實(shí)校正和流體聲波時(shí)差tf的選擇。將式(1.11)展開(kāi)，可得： (1.14)對(duì)砂巖取x=1.6時(shí), 式(1.14)稱為簡(jiǎn)化的聲波地層因素公式: (1.15)§1.2.2.2密度測(cè)井 密度測(cè)井測(cè)量的是散射伽馬射線強(qiáng)度，它反映地層的電子密度，因而也反映巖石的體積密度。由巖石的體積模型可知，巖石的質(zhì)量m等于骨架質(zhì)量mma與孔隙流體質(zhì)量mf之和，即 m=mma+mmf因 , , 故 由此得 (1.16)密度測(cè)井計(jì)算的巖石孔隙度D公式為: (1.17)密度

14、測(cè)井曲線常以視石灰?guī)r孔隙度為單位來(lái)表示。所謂視石灰?guī)r孔隙度就是無(wú)論什么巖性都用純石灰?guī)r骨架密度值(2.71g/cm3)按式(1.17)計(jì)算得出的孔隙度。如設(shè)砂巖的孔隙度=20%,=2.65g/cm3，按式(1.16)計(jì)算，砂巖的體積密度=(1-0.2)×2.65+0.2×1.0=2.32g/cm3, 將此值代入式(1.17)可求出該砂巖的密度測(cè)井視石灰?guī)r孔隙度D為： 從這個(gè)計(jì)算過(guò)程可以看出密度測(cè)井視石灰?guī)r孔隙度的意義：在含淡水的純灰?guī)r(孔隙度已知)標(biāo)準(zhǔn)井中，對(duì)密度測(cè)井儀器進(jìn)行孔隙度刻度，然后用這個(gè)刻度標(biāo)準(zhǔn)在其它巖性中所得到的密度測(cè)井孔隙度讀數(shù)D，即為密度測(cè)井視石灰?guī)r孔隙度。

15、以后我們所說(shuō)的密度孔隙度，除說(shuō)明外，都是以視石灰?guī)r孔隙度作單位。顯然，對(duì)純含水灰?guī)r，D等于地層真孔隙度；對(duì)其它巖性，則D不等于。§1.2.2.3中子測(cè)井 常用的中子測(cè)井有井壁中子測(cè)井SNP(Sidewall Neutronlog)和補(bǔ)償中子測(cè)井CNL(Compensated Neutronlog)兩大類。它們測(cè)量的是快中子經(jīng)過(guò)減速后在地層中形成的熱中子和超熱中子密度，而地層中的熱中子和超熱中子密度分布主要決定于巖石對(duì)快中子的減速能力即含氫量。因此，中子測(cè)井值主要反映地層的含氫量。在測(cè)井中，將單位體積純淡水的含氫量規(guī)定為一個(gè)單位，而單位體積巖石和純水的含氫量之比稱為含氫指數(shù)(Hydro

16、gen Index)。一般巖石骨架本身基本上是不含氫的，故含淡水純巖石的含氫指數(shù)決定于純巖石中充滿淡水的孔隙度。根據(jù)純巖石的體積模型，體積為V的巖石的含氫量H等于其骨架的含氫量與孔隙流體的含氫量之和，設(shè)、 分別為巖石、骨架和流體的含氫指數(shù)，則 即 故 （1.18）用中子測(cè)井計(jì)算的巖石孔隙度為： (1.19)對(duì)于含淡水(礦化度小于4000mg/L)的純石灰?guī)r，=0, =即用中子測(cè)井確定的石灰?guī)r孔隙度就等于它的含氫指數(shù)。因此，通常將中子測(cè)井儀器是在孔隙度已知的含淡水的純石灰?guī)r標(biāo)準(zhǔn)井中，按孔隙度單位來(lái)刻度的，這種以含淡水純石灰?guī)r(Nma=0)為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)刻度的孔隙度就為中子測(cè)井視石灰?guī)r孔隙度。因此，我們

17、將中子測(cè)井的測(cè)量的地層含氫指數(shù)記為，并常稱為中子孔隙度。對(duì)于含淡水的純石灰?guī)r，中子測(cè)井視石灰?guī)r孔隙度就等于真孔隙度；對(duì)其它純巖性,如砂巖、白云巖等，由于巖性不同，Nma不等于0(見(jiàn)表1.4)，因而中子測(cè)井視石灰?guī)r孔隙度并不等于真孔隙度。為此，可應(yīng)用相應(yīng)圖版進(jìn)行巖性校正。根據(jù)以視石灰?guī)r孔隙度刻度的補(bǔ)償中子測(cè)井讀數(shù)，作一水平線與適當(dāng)?shù)膸r性線相交，即可從圖版的橫軸上讀出校正后的孔隙度。當(dāng)沒(méi)有中子測(cè)井儀時(shí)，可采用如下方法將中子伽馬測(cè)井曲線值轉(zhuǎn)換為中子視石灰?guī)r孔隙度值。這樣作的前提是：在地層水礦化度較穩(wěn)定的井段，已用中子伽馬測(cè)井儀和補(bǔ)償中子測(cè)井儀測(cè)量，統(tǒng)計(jì)中子伽馬和補(bǔ)償中子值(用視石灰?guī)r孔隙度刻度的)之

18、間的關(guān)系得： (1.20)式中 NMX和NMN致密地層(<0.5%)和泥巖的中子伽馬測(cè)井值； NG中子伽馬測(cè)井值； 補(bǔ)償中子測(cè)井值(視石灰?guī)r孔隙度)； K和B對(duì)某些地區(qū)某些地層水礦化度穩(wěn)定井段統(tǒng)計(jì)得出的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，如勝利油田地區(qū)統(tǒng)計(jì)得出：K=-1.3979,B=1.2218。 當(dāng)用統(tǒng)計(jì)方法求出K和B值時(shí)，就可以用上式把中子伽馬測(cè)井值NG轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的中子視石灰?guī)r孔隙度值了。§1.2.2.4中子壽命測(cè)井 中子壽命測(cè)井測(cè)量的是熱中子在地層中的壽命。所謂熱中子壽命，是指快中子在地層中從變?yōu)闊嶂凶拥乃查g起，到被俘獲時(shí)刻為止，熱中子所經(jīng)過(guò)的平均時(shí)間，亦即熱中子在地層中的平均生存時(shí)間。根據(jù)理論

19、計(jì)算，熱中子壽命相當(dāng)于63.3%的熱中子被俘獲所經(jīng)過(guò)的時(shí)間，其單位為s。不同的地層具有不同的值。理論可證明，在無(wú)限均勻的介質(zhì)中，熱中子壽命可表示為： = (1.21)式中 v熱中子在介質(zhì)中的平均速度，其值與介質(zhì)的溫度有關(guān)，當(dāng)介質(zhì)溫度為25時(shí)， v=2.2×105cm/s； 介質(zhì)的宏觀俘獲截面，它是單位體積介質(zhì)中所有原子核的微觀俘獲截面的總和， 在測(cè)井中常選10-3cm-1作為宏觀俘獲截面的單位，記作c.u.；各種介質(zhì)具 有不同的值。 和都是用來(lái)描述介質(zhì)對(duì)熱中子吸收性質(zhì)的主要參數(shù)。由式(1.21)知，由于熱中子平均速度基本上是常量，故和成反比關(guān)系，越大，則越小。測(cè)井時(shí)，既可以記錄曲線，

20、亦可以記錄曲線。 根據(jù)巖石體積模型，可把體積V的巖石總的宏觀俘獲截面看成為體積V與單位體積巖石宏觀俘獲截面之乘積，并等于巖石骨架和孔隙流體總宏觀俘獲截面之和：即 (1.22)因而用中子壽命測(cè)井計(jì)算巖石孔隙度的公式為: (1.23)式中 ma和f分別表示巖石骨架和孔隙流體的宏觀俘獲截面。 常見(jiàn)物質(zhì)和地層的平均熱中子壽命及宏觀俘獲截面值，見(jiàn)表(1.5)。純物質(zhì)的和值是根據(jù)在25時(shí)組成元素的原子核俘獲截面算出來(lái)的。表1.5 常見(jiàn)物質(zhì)及巖石的和值§1.2.3電阻率測(cè)井與阿爾奇公式 對(duì)含水純砂巖來(lái)說(shuō)，可以認(rèn)為巖石骨架基本上是不導(dǎo)電的，只有巖石孔道中的流體導(dǎo)電。而巖石孔道是彎曲的，電流在巖石中也

21、是曲折流動(dòng)的。故可根據(jù)電流流動(dòng)情況把巖石體積模型簡(jiǎn)化為圖1.7的等效模型。(a) 巖石等效結(jié)構(gòu); (b) 等效電阻圖1.7 電流通過(guò)純砂巖水層的等效模型設(shè)、和分別表示巖石、骨架和孔隙流體的電阻，根據(jù)電阻并聯(lián)原理有： (1.24)可認(rèn)為純砂巖骨架的電阻趨于無(wú)窮大，故上式可改為：即 式中 Lw和Aw分別代表電流通過(guò)等效孔道的長(zhǎng)度和截面積。 由于V=LA,Vf=LwAw, 將上式整理后可得： (1.25)式中 Lw/L孔隙孔道的彎曲程度常稱為孔道曲折度； Ro/Rw飽含水的純巖石電阻率與地層水電阻率之比值，通常稱為地層因素或 相對(duì)電阻率，用F表示。上式表明，飽含水的純巖石電阻率Ro與地層水電阻率Rw

22、成正比，與孔隙度成反比，并與孔隙孔道的曲折度有密切關(guān)系。圖1.8 地層因素F與孔隙度的關(guān)系 這樣一種理性結(jié)果在應(yīng)用上存在困難，1942年Archie發(fā)表了他的實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果，他認(rèn)為，對(duì)于飽含礦化度大于20000mg/L的地層水的純砂巖樣品，孔隙中100%含水時(shí)的電阻率Ro與地層水電阻率Rw之比值，即地層因素F為一常數(shù)，而且F值只與巖樣的孔隙度、膠結(jié)程度和孔隙形狀有關(guān)，與地層水電阻率Rw無(wú)關(guān)。在以F為縱坐標(biāo)，以為橫坐標(biāo)的雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)上(圖1.8)，F(xiàn)關(guān)系基本為一條直線，由此得出： （1.26）式中 a與巖石有關(guān)的比例系數(shù)，一般為0.61.5; m巖石的膠結(jié)指數(shù),是與巖石膠結(jié)情況和孔隙結(jié)構(gòu)有關(guān)的指數(shù)，

23、 一般為1.53，常取2左右。 F地層因素，大小主要決于地層孔隙度，且與巖石性質(zhì)、膠結(jié)程度和孔隙結(jié)構(gòu) 有關(guān)，但與地層水電阻率無(wú)關(guān)。 式(1.26)稱為含水純巖石Archie公式?？梢?jiàn)地層因素F是100%飽和地層水的巖石電阻率Ro與所含地層水電阻率Rw的比值，其大小主要決于地層孔隙度，且與巖石性質(zhì)、膠結(jié)程度和孔隙結(jié)構(gòu)有關(guān)，但與地層水電阻率無(wú)關(guān)。對(duì)比式(1.25)與(1.26)可見(jiàn)，地層因素F與孔隙度成反比，并隨巖石孔道的曲折度Lw/L增大而明顯增大，但與Rw無(wú)關(guān)。因此，對(duì)巖性和孔隙度一定的純巖石來(lái)說(shuō)，地層因素F是一個(gè)常數(shù)。在實(shí)際工作中，由于孔道曲折度Lw/L很難確定，故一般采用阿爾奇公式式(1.

24、26)來(lái)解釋。顯然由式(1.26)計(jì)算的孔隙度應(yīng)為巖石的含水孔隙度。阿爾奇公式中的a與m是兩個(gè)重要的解釋參數(shù)，它們對(duì)解釋結(jié)果有著重要的影響，而且a與m是相互制約，密切相關(guān)的。一般說(shuō)，a大，m就??；a小，m就大。由于a和m值與巖石性質(zhì)、膠結(jié)情況、孔隙結(jié)構(gòu)等有密切關(guān)系。因此，應(yīng)根據(jù)本地區(qū)的巖性來(lái)合理選擇m和a值。 同理，當(dāng)沖洗帶巖石孔隙完全被泥漿濾液飽和時(shí)，則有與式(1.26)類似的關(guān)系式 (1.27)式中 Rxo和Rmf分別為飽含泥漿濾液的沖洗帶電阻率和泥漿濾液電阻率; Fxo沖洗帶的地層因素。含油氣的砂巖中只有一部分孔隙體積充填導(dǎo)電的地層水，而其余的孔隙體積則充填不導(dǎo)電的油氣。因此含油氣層導(dǎo)電

25、的孔隙結(jié)構(gòu)要比純水層復(fù)雜得多。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，仍可用類似圖1.7的模型及其等效電路，來(lái)計(jì)算含油氣巖石電阻率。顯然，含油氣巖石中單位體積巖石內(nèi)導(dǎo)電的孔隙水體積為Sw，參考公式(1.25)，可直接寫出含油氣純砂巖的電阻率Rt的公式 (1.28)式中 和分別是巖樣長(zhǎng)度和巖樣含油氣時(shí)導(dǎo)電孔隙體積的等效長(zhǎng)度; 含油氣巖樣中導(dǎo)電孔隙孔道的曲折度。 為了比較同一巖石在含油與不含油時(shí)的電阻率差別，將式(1.28)除以式(1.25)得: (1.29)式中 Rt/Ro說(shuō)明了巖樣在含油氣時(shí)的電阻率Rt比它完全含水時(shí)的電阻率Ro所增大 的倍數(shù)，故稱為電阻增大系數(shù)或電阻率指數(shù)，用I表之。即I=Rt/RO。 表示含油氣巖樣

26、導(dǎo)電孔隙結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，它不僅與巖石原來(lái)（本身）的 孔隙結(jié)構(gòu)有關(guān)，而且還與油、氣、水在孔隙中的分布狀況有關(guān)。上式表明，油氣層的電阻增大系數(shù)I，不僅與地層的含水飽和度Sw有關(guān)，而且與比值有更為密切的關(guān)系。 Archie實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：同樣的純砂巖，在其地層水電阻率和孔隙度一定時(shí)，巖樣的含油飽和度So(=1-Sw)越高，則巖石的電阻率也越高；含油飽和度So越低，巖石電阻率亦越低。為了消除地層水和孔隙度的影響，采用電阻增大系數(shù)I，即含油巖石電阻率Rt與該巖石完全含水時(shí)的電阻率Ro之比I=Rt/Ro，在同樣巖石中，電阻增大系數(shù)I只與巖石含油飽和度So(或Sw)有關(guān)，而與地層水電阻率Rw和巖石孔隙度等因素?zé)o關(guān)。

27、 圖1.9 電阻增大系數(shù)I與含水飽和度Sw的關(guān)系 在以I為縱坐標(biāo)，以Sw為橫坐標(biāo)的雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)上(圖1.9)，ISw關(guān)系基本為一直線，由此得出: （1.30）式中 b與巖性有關(guān)的常數(shù)，一般很接近于1，常取1。 n飽和度指數(shù)，與油、氣、水在孔隙度中分布狀況有關(guān)，其值在1.04.3之間， 以1.52.2者居多，常取n=2I 電阻率指數(shù)，對(duì)同一類巖石來(lái)說(shuō)，其大小基本取決于含油氣飽和度及油氣水 在孔隙中的分布，與孔隙度和地層水電阻率無(wú)關(guān)。 式(1.30)也稱為Archie公式，應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)資料確定每個(gè)地區(qū)的b值和n值。 同理，對(duì)沖洗帶來(lái)說(shuō)，當(dāng)其巖石孔隙中含有殘余油氣時(shí)的電阻率為Rxo，而該沖洗帶巖石

28、完全飽含泥漿濾液時(shí)的電阻率應(yīng)為FxoRmf，故可得類似于式(1.30)的公式： (1.31)式中 Sxo和Shr分別為沖洗帶含水飽和度與殘余油氣飽和度。當(dāng)令b=1時(shí)，可改寫上式為： （1.32）式中 沖洗帶的視地層因素; Fxo沖洗帶的真地層因素, Fxo等于真正的地層因素F。 當(dāng)用沖洗帶電阻率Rxo計(jì)算地層因素F時(shí), 應(yīng)按式(1.32), 對(duì)殘余油氣進(jìn)行校正。此時(shí)，可用經(jīng)驗(yàn)方法估計(jì)沖洗帶殘余油氣飽和度Shr： Shr=(1-Sxo)=k(1-Sw) (1.33)式中k為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，主要取決于地層滲透率，同油質(zhì)也有一定的關(guān)系。通常取k=0.5。 基于上述原理，在定性判斷油水層中常采用同一井相鄰油

29、水層電阻率比較的方法：如地層電阻率Rt大于等于標(biāo)準(zhǔn)水層電阻率Ro的35倍，即Rt/Ro35，則該層可能就是油氣層。由Archie公式知，這種比較方法的依據(jù)，就是解釋井段內(nèi)各地層均有相近的Ro=FRw=a/m值，即只能在Rw相同的井段內(nèi)，將孔隙度和巖性與標(biāo)準(zhǔn)水層基本相同的地層作比較。但不能將Rw、和巖性相差大的地層互相比較。即阿爾奇公式使用的條件是巖性、物性、地層水電阻率不變。 由Archie公式得Rw=Ro/F=Rom/a。在解釋井段內(nèi)選出巖性均勻、含泥質(zhì)少、較厚的標(biāo)準(zhǔn)水層，采用深探測(cè)電阻率和孔隙度測(cè)井資料，即可用此式計(jì)算出地層水電阻率Rw。 任一地層真電阻率Rt與其地層因素的比值Rt/F稱為

30、視地層水電阻率Rwa (1.34)視地層水電阻率Rwa是測(cè)井解釋中的一個(gè)重要概念。顯然，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)水層有Rwa=Rw;對(duì)油氣層，由于Rt>>Ro，故Rwa>>Rw，一般把Rwa/Rw35作為含油氣層的標(biāo)志之一。由Archie公式知石，不含泥質(zhì)和其它導(dǎo)電礦物的巖石骨架是不導(dǎo)電，巖石的導(dǎo)電性取決于連通孔隙中的地層水。故用電阻率資料按Archie公式計(jì)算的孔隙度，代表地層水所占的孔隙度，稱為含水孔隙度，用w表示。因它是用深探測(cè)電阻率計(jì)算的，故又稱電阻率孔隙度，用R表示。w即R 。對(duì)于含油氣地層，由于油氣不導(dǎo)電，故按Rt/Rw=a/m計(jì)算的孔隙度，仍然代表地層含水孔隙度w。因此，對(duì)

31、純或較純地層來(lái)說(shuō)，用孔隙度測(cè)井資料計(jì)算出地層有效孔隙度，而用下式則可計(jì)算出地層的含水孔隙度w： （1.35）當(dāng)?shù)貙?00%飽含水時(shí)，w=;當(dāng)?shù)貙拥暮蜌怙柡投容^高時(shí)，由于Rt>>Ro，故>>w。一般常把/w35作為判斷油氣層的一個(gè)重要標(biāo)志。第三節(jié) 純巖石模型地層評(píng)價(jià)方法§1.3.1 巖性解釋 確定巖性是測(cè)井解釋的首要問(wèn)題。只有巖性清楚了，才能正確的選擇解釋模型和解釋參數(shù)。巖性解釋的方法有很多，但都建立在巖心標(biāo)度巖性的基礎(chǔ)上。下面主要討論巖性的定性識(shí)別、測(cè)井交會(huì)圖、重疊圖識(shí)別等方法，更深入的定量方法將在以后的章節(jié)中討論。§1.3.1.1定性劃分巖性 定

32、性劃分巖性是人們按照"有比較才有鑒別"的道理，利用測(cè)井曲線形態(tài)特征和測(cè)井曲線值相對(duì)大小，從長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐中積累起來(lái)的劃分巖性的規(guī)律性認(rèn)識(shí)。解釋人員首先要掌握巖性區(qū)域地質(zhì)特點(diǎn)，如井剖面巖性特征、基本巖性特征、特殊巖性特征、層系和巖性組合特征及標(biāo)準(zhǔn)層特征等。其次，要通過(guò)鉆井取心和巖屑錄井資料與測(cè)井資料作對(duì)比分析，總結(jié)出用測(cè)井資料劃分巖性的地區(qū)規(guī)律。表1.5為主要巖石的測(cè)井特征，在應(yīng)用表中總結(jié)的特征時(shí)不能等量齊觀，而應(yīng)針對(duì)某一具體巖性找出有別于其他巖性的一二種主要特征。但在淡水泥漿砂泥巖剖面，目前的測(cè)井方法中密度測(cè)井和中子測(cè)井及自然伽馬測(cè)井曲線是劃分巖性的主要方法；微電極、自然電位

33、變得非常有用。在碳酸鹽巖和鹽水泥漿砂泥巖剖面中，自然伽馬和中子伽馬變得非常有用，電阻率和井徑也可作一般參考。表1.5 主要巖石的測(cè)井特征 例如對(duì)淡水泥漿鉆的井內(nèi)，地層剖面由砂巖、致密灰?guī)r、生物灰?guī)r和泥巖四種巖石組成。如果測(cè)井資料有SP、微電極、聲波時(shí)差和電阻率曲線，則可按下列步驟區(qū)分它們： (1) 用SP和微電極測(cè)井曲線區(qū)分滲透性和非透性地層: 砂巖和生物灰?guī)r的SP有明顯負(fù)異常，微電極有正幅度差，而致密灰?guī)r、泥巖的SP無(wú)異常，微電極無(wú)幅度差。 (2) 利用聲波時(shí)差和微電極測(cè)井曲線區(qū)分砂巖和生物灰?guī)r: 砂巖聲波時(shí)差要高于生物灰?guī)r，而微電極測(cè)井曲線則表現(xiàn)出砂巖的曲線幅度值低于生物灰?guī)r的特征。 (3

34、) 利用電阻率可區(qū)分泥巖和致密灰?guī)r，致密灰?guī)r為高阻，泥巖為低阻。§1.3.1.2儲(chǔ)集層的劃分 儲(chǔ)集層就是具有一定孔隙性和滲透性的巖層。在人工解釋中，劃分儲(chǔ)集層是根據(jù)測(cè)井資料，并結(jié)合其他地質(zhì)資料，把一口井中那些可能含油氣的儲(chǔ)集層劃分出來(lái)，并確定其頂、底界面的深度及厚度，以便進(jìn)一步對(duì)儲(chǔ)集層作出評(píng)價(jià)。關(guān)于碳酸鹽巖及裂縫性儲(chǔ)集層的劃分將專門介紹，這里只介紹砂泥巖儲(chǔ)集層的劃分。 砂泥巖剖面中的儲(chǔ)集層主要是砂巖、粉砂巖以及少數(shù)礫巖，個(gè)別地區(qū)可能還有薄層碳酸鹽巖儲(chǔ)集層(如生物灰?guī)r等)。在儲(chǔ)集層的上下圍巖通常都是厚度較大而穩(wěn)定的泥巖隔層。一般采用常規(guī)測(cè)井系列，便可準(zhǔn)確地將滲透性地層劃分出來(lái)。常用的測(cè)

35、井方法是自然電位SP(或自然伽馬GR)、微電極系測(cè)井(ML)及井徑曲線?，F(xiàn)將人工解釋劃分砂泥巖剖面儲(chǔ)集層的方法介紹如下： 將本井的取心、巖屑錄井、鉆井中油氣顯示、氣測(cè)井等第一性資料標(biāo)注在綜合測(cè)井圖上，并與鄰井對(duì)比，找出本井鉆井的目的層位，把測(cè)井資料分為若干解釋井段，每段的地層水有基本相同的含鹽量(礦化度)，圖1.10示出的就是一個(gè)解釋井段。圖1.10 砂泥巖剖面綜合測(cè)井圖實(shí)例 對(duì)每個(gè)解釋井段，大致按以下方法劃分出每個(gè)儲(chǔ)集層。 a.自然電位SP或自然伽馬GR法。砂巖儲(chǔ)集層的SP曲線的明顯特征是相對(duì)于泥巖基線來(lái)說(shuō)，對(duì)淡水泥漿(Rmf>Rw)，在SP曲線上顯示為負(fù)異常；反之，當(dāng)Rmf<R

36、w時(shí)，SP為正異常。對(duì)同一地層水系的地層，SP異常幅度取決于Rmf/Rw比值和地層泥質(zhì)含量。Rmf與Rw差別越大，異常也越大，反之亦然。地層泥質(zhì)含量越多，SP異常越小。 在鹽水泥漿井中，由于Rmf與Rw接近，SP曲線平直不能劃分儲(chǔ)集層。此時(shí)，可用GR曲線，并參考孔隙度測(cè)井曲線顯示。通常，泥質(zhì)含量低的砂巖的GR值也低，并有相對(duì)高的孔隙度顯示。 b.微電極系測(cè)井曲線 微電極系測(cè)井曲線主要反映泥餅的影響。一般泥巖層的微電極系測(cè)井視電阻率為低值，沒(méi)有或只有很小的正或負(fù)幅度差；滲透性地層處的微電極系視電阻率值為中等值，且有明顯的正幅度差(即微電位電極系測(cè)井視電阻率值大于微梯度電極系測(cè)井視電阻率值)，地層

37、滲透性越好，正幅度差也越大。砂巖中的灰質(zhì)致密夾層，其微電極系測(cè)井曲線呈明顯的高尖峰鋸齒，而幅度差可大可小，可正可負(fù)。通常用微電極系測(cè)井曲線判斷地層的滲透性大致界限是：當(dāng)Ra10Rm，且有較大的正幅度差，則為滲透性好的地層；當(dāng)Ra=(1020)Rm,只有較小的正幅度差，則為滲透性較差的地層；當(dāng)Ra>20Rm,且曲線呈尖銳的鋸齒變化，幅度差的大小、正負(fù)不定時(shí)，則為非滲透性致密層。當(dāng)滲透層的巖性漸變時(shí)，微電極系測(cè)井曲線值與幅度差也常呈漸變形式顯示。 此外，在砂泥巖剖面中，滲透層處存在著泥餅，使實(shí)測(cè)井徑值一般小于鉆頭直徑，且井徑曲線較平直。因此可參考井徑曲線來(lái)劃分滲透層?？紫抖葴y(cè)井曲線可反映地層

38、孔隙度大小，對(duì)劃分滲透層也有參考價(jià)值。 一般來(lái)說(shuō)，先用SP(或GR)曲線、ML曲線及井徑曲線確定滲透層位置后，再用ML曲線準(zhǔn)確確定滲透層上下界面，圖1.10示出我國(guó)砂泥巖剖面中常用的測(cè)井系列及綜合測(cè)井圖，并用上述方法劃分出滲透層。 按劃分儲(chǔ)集層的要求，用水平分層線逐一標(biāo)出所劃分的儲(chǔ)集層界面。此時(shí)應(yīng)注意幾點(diǎn)： a.要兼顧所有曲線的合理性來(lái)畫分層線。 b.油層、氣層和油水同層中有0.5m以上的非滲透夾層時(shí)，應(yīng)把夾層上下分為兩個(gè)層解釋。 c.遇到巖性漸變層的頂界(頂部漸變層)或底界(底部漸變層)，就分到巖性漸變結(jié)束、純泥巖或非儲(chǔ)集層開(kāi)始為止。 d.在一個(gè)較厚的儲(chǔ)集層中，若有兩種或兩種以上的解釋結(jié)論，

39、則應(yīng)分層解釋。§1.3.2 純巖石模型計(jì)算孔隙度 目前，廣泛應(yīng)用的孔隙度測(cè)井方法主要是聲波測(cè)井、密度測(cè)井、中子測(cè)井，通常稱為三孔隙度測(cè)井。根據(jù)純巖石模型的測(cè)井響應(yīng)方程可導(dǎo)出孔隙度計(jì)算公式：聲波測(cè)井： (1.36)密度測(cè)井： (1.37)中子測(cè)井： 實(shí)例: 設(shè)某井1720米處為淡水石英砂巖地層， 密度測(cè)井值為2.1g/cm3, 中子測(cè)井值為35%, 聲波測(cè)井值為380us/m, 壓實(shí)校正系數(shù)為1.4, 試應(yīng)用表1.4中數(shù)據(jù)分別求出聲波、密度和中子孔隙度。 ，。§1.3.3 曲線重疊法劃分巖性、估算孔隙度石灰?guī)r刻度的中子密度測(cè)井曲線重疊技術(shù)是井場(chǎng)巖性解釋常用的方法。利用石灰?guī)r刻

40、度擴(kuò)大了不同巖性在測(cè)井曲線上的差別，使某些巖性在重疊圖上常有明顯的特征。圖1.11畫出了中子密度重疊理想化示意圖及一實(shí)例。圖1.11(a)給出6種常見(jiàn)巖性的示意圖，它們分別是砂巖、石灰?guī)r、白云巖、硬石膏、巖鹽和泥巖。圖1.11(b)實(shí)例為一碳酸巖剖面，該剖面中石灰?guī)r、白云巖、硬石膏和泥巖重復(fù)出現(xiàn)。在油氣影響下重疊幅度差有鏡象反射現(xiàn)象，實(shí)例在第六節(jié)給出。此時(shí)出現(xiàn)類砂巖的現(xiàn)象，要注意區(qū)分。另外，在擴(kuò)徑影響下，都有所增加，但增加多些，造成幅度差減小甚至反相。巖鹽層擴(kuò)徑嚴(yán)重，應(yīng)特別注意這種情況。含油氣影響（主要是氣）時(shí)，孔隙度可用下式估計(jì)： 或 (1.38)(a) 幾種常見(jiàn)巖性的理想化顯示 (b)應(yīng)用

41、實(shí)例圖1.11 中子密度重地理想化示意圖及應(yīng)用實(shí)例§1.3.4 中子密度交會(huì)圖確定巖性和孔隙度如果地層中存在兩種礦物組成的過(guò)渡巖性，必須采用兩種孔隙度測(cè)井的交會(huì)圖才能確定巖性和孔隙度。交會(huì)圖在性質(zhì)上與重迭圖相似，但適用范圍大，準(zhǔn)確性要高。它仍是目前進(jìn)行巖性解釋等的重要工具，國(guó)外各大公司均出版了與其儀器配套的交會(huì)圖解釋圖版，供解釋人員使用。中子一密度測(cè)井交會(huì)圖是應(yīng)用最多的一種確定巖性和孔隙度的交會(huì)圖。圖1.12是井壁中子一密度測(cè)井交會(huì)圖解釋圖版。解釋圖版制作采用的是經(jīng)過(guò)井眼等校正的井壁中子孔隙度讀數(shù)(視石灰?guī)r孔隙度單位)。下面以淡水泥漿井壁中子一密度交會(huì)圖解釋圖版為例，說(shuō)明其制作和使用

42、方法,其他圖版相同。 交會(huì)圖解釋圖版上的巖性線是按飽和淡水或鹽水的純地層制作的。采用的計(jì)算公式為含水純巖石模型公式。假設(shè)含淡水的砂巖孔隙度分別為f0，5，10，15，20，25，30，35，40，取=2.65g/cm3，=1.0g/cm3, 由式(1.16) 計(jì)算出砂巖骨架下各孔隙度相應(yīng)的密度值,再利用式(1.37)按灰?guī)r骨架(=2.71g/cm3)計(jì)算出石灰?guī)r刻度下的密度孔隙度, 根據(jù)真孔隙度f(wàn)，同理按式(1.18)和式(1.19)求得井壁中子的視石灰?guī)r孔隙度。這樣得到的一組數(shù)據(jù)在交會(huì)圖上可做出與上述真孔隙度對(duì)應(yīng)的的含水純砂巖線。畫出光滑的巖性曲線以后，在已知孔隙度的兩點(diǎn)之間可按線性變化刻度

43、其他孔隙度值。也可同理計(jì)算作圖。石灰?guī)r線刻度最簡(jiǎn)單：在圖上找出f=0和f40的兩點(diǎn)，過(guò)這兩點(diǎn)連成直線即為含水純石灰?guī)r線。白云巖線的作法與砂巖線相同。硬石膏線完全是按含水純巖石模型的公式計(jì)算的。巖鹽等點(diǎn)于是根據(jù)骨架參數(shù)繪制的。圖1.12是補(bǔ)償中子一密度測(cè)井交會(huì)圖解釋圖版 根據(jù)作圖原理可以看出；交會(huì)圖上的每一條巖性線代表孔隙度為不同數(shù)值的單礦物巖石，任兩條巖性線之間，代表由相應(yīng)的兩種礦物組成的孔隙度為各種數(shù)值的過(guò)渡巖性，點(diǎn)子靠近哪條巖性線，就以那種礦物為主。如圖上的A點(diǎn)可能是白云質(zhì)灰?guī)r或砂質(zhì)白云巖，應(yīng)視解釋井段巖性特點(diǎn)而定。交會(huì)圖解釋巖性的基礎(chǔ)是假設(shè)任一含水的純巖石只由兩種礦物（按巖石化學(xué)分類）組

44、成。應(yīng)用這種交會(huì)圖，可以指示礦物組合的趨勢(shì)或過(guò)渡巖性的類型，但不能判定究竟是哪種巖性。如果巖性已知，則可根據(jù)資料點(diǎn)在圖上的位置，確定兩種礦物的百分含量，并給出巖石定名。常稱這一解釋為雙礦物法。如圖1.12中資料點(diǎn)A為石灰?guī)r-白云巖過(guò)渡巖性，過(guò)A點(diǎn)引一直線，使之平行A點(diǎn)附近兩條單礦物巖性線上等孔隙度點(diǎn)的連線。從它與單礦物巖性線的交點(diǎn)可讀出，過(guò)渡巖性的孔隙度為16。根據(jù)A點(diǎn)在該線段上的位置可確定礦物的百分含量：本例A點(diǎn)距灰?guī)r線占該線段長(zhǎng)約1/3處，故其石灰?guī)r含量為66.7，白云巖含量為33.3。根據(jù)礦物的百分含量及其骨架密度，可計(jì)算出過(guò)渡巖性的視骨架密度=2.71×0.667+2.87&

45、#215;0.333=2.76g/cm3。聲波-中子和密度-聲波交會(huì)圖原理同上, 但應(yīng)用的側(cè)重點(diǎn)不同。中子-密度交會(huì)對(duì)各種巖性都有較好的分辨能力（巖性線間距離較大），泥質(zhì)及油氣影響都可做定量校正。聲波一中子交會(huì)圖對(duì)砂巖一石灰?guī)r分辨力較強(qiáng), 但聲波要受壓實(shí)程度和縫洞等影響，油氣影響也不易計(jì)算。密度-聲波交會(huì)圖對(duì)巖鹽、石膏、硬石膏等蒸發(fā)巖類分別效果較好，因而多用于膏巖剖面。§1.3.5 M-N交會(huì)圖識(shí)別骨架巖性前述用于確定巖性和孔隙度的交會(huì)圖，只能給出礦物組合類型的可能趨勢(shì)，而不能給出唯一的巖性解釋。在巖性或礦物對(duì)已知時(shí)才能計(jì)算礦物的含量，并求準(zhǔn)孔隙度。這一缺陷促使人們發(fā)展了骨架巖性識(shí)別

46、技術(shù)。目前用的最多的是MN交會(huì)圖技術(shù)，它利用的是三孔隙度測(cè)井兩兩交會(huì)的曲線的斜率。圖1.13是N和M定義示意圖，由圖可看出中子密度交會(huì)圖上巖性線的骨架點(diǎn)（f=0）和流體點(diǎn)（f=100%）連線，對(duì)應(yīng)的直線斜率與巖性是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，此斜率就是N。同理，密度聲波交會(huì)圖上巖性線的斜率即是M。利用MN交會(huì)可用來(lái)識(shí)別骨架巖性。實(shí)際應(yīng)用時(shí)用下式來(lái)定義M和N： (1.38) (1.39)式中參數(shù)意義前已述及, 其中0.01是人為增加的因數(shù),以平衡物理量綱不同引起的M、N數(shù)值不相當(dāng)。這樣處理便于做圖分析。表1.6給出了一些常見(jiàn)巖性的M、N值，由此作成交會(huì)圖可判斷巖性。具體解釋原理是：任兩種單礦物的連線代表這兩

47、種礦物構(gòu)成的過(guò)度巖性，任三種單礦物構(gòu)成的巖性三角形，代表這三種礦物組成的混合巖性，絕大多數(shù)情況下可解釋為石英、方解石和白云石組成的混合巖性，但也可能是石英、方解石和硬石膏組成的混合巖性。這需根據(jù)地質(zhì)上的可能性進(jìn)行進(jìn)一步的判斷。當(dāng)資料點(diǎn)靠近某種礦物點(diǎn)時(shí)，就解釋為該種礦物。 圖1.13 M和N定義示意圖表1.6 一些常見(jiàn)巖性的M、N值數(shù)據(jù)表圖1.14 M-N交會(huì)圖解釋圖版 圖1.14是M-N交會(huì)圖解釋圖版, 根據(jù)實(shí)際資料點(diǎn)在解釋圖版上的位置可直接解釋巖性。解釋時(shí)需注意特殊巖性、天然氣、擴(kuò)徑的影響。類似地，可直接采用骨架的時(shí)差和密度作成交會(huì)圖進(jìn)行骨架巖性的解釋，這樣作成的交會(huì)圖稱為骨架巖性識(shí)別圖（M

48、ID）。其應(yīng)用與M-N交會(huì)圖類似。 最后需要指出的是純巖石地層條件下，通過(guò)三孔隙度測(cè)井響應(yīng)方程加上一個(gè)物質(zhì)平衡方程可聯(lián)立求解三種礦物和孔隙度4個(gè)未知量。§1.3.6 應(yīng)用阿爾奇公式計(jì)算飽和度阿爾奇根據(jù)實(shí)驗(yàn)分別得出的含水純巖石和含油氣純巖石的電阻率測(cè)井解釋關(guān)系式，統(tǒng)稱為阿爾奇（Archie）公式，其一般形式為： ， 把兩式合并得： （1.40）式中符號(hào)意義同前，可見(jiàn)應(yīng)用式（1.40）就可以把地層的含水飽和度計(jì)算出來(lái)。具體步驟如下：1） 劃分巖性和儲(chǔ)集層；2） 應(yīng)用孔隙度測(cè)井資料計(jì)算出儲(chǔ)集層孔隙度；3） 確定地層水電阻率（Rw），具體方法主要有：試水資料離子分析法、自然電位測(cè)井計(jì)算法、水

49、層電阻率和孔隙度測(cè)井資料綜合估算法、鄰井資料借用。4） 確定阿爾奇公式系數(shù)a、b、m、n。具體主要方法有：取心巖電實(shí)驗(yàn)測(cè)量建立關(guān)系和關(guān)系法、地區(qū)經(jīng)驗(yàn)法、水層電阻率測(cè)井確定a、m法和油基泥漿取心油層電阻率測(cè)井確定b、n法等；5） 選取深探測(cè)電阻率Rt，目前主要是深感應(yīng)和深側(cè)向電阻率；6） 應(yīng)用式（1.40）計(jì)算含水飽和度(含油氣飽和度)。a、b、m、n和地層水電阻率Rw的具體確定方法,將專設(shè)章節(jié)討論。雖然Archie公式本來(lái)是對(duì)具有粒間孔隙的純地層得出的，但實(shí)際上，它們可用于絕大多數(shù)常見(jiàn)儲(chǔ)集層。在目前常用的測(cè)井解釋關(guān)系式中，只有Archie公式最具有綜合性質(zhì)，它是連接孔隙度測(cè)井和電阻率測(cè)井兩大類

50、測(cè)井方法的橋梁，因而成為測(cè)井資料綜合定量解釋的最基本解釋關(guān)系式。 下面以典型的聲感組合測(cè)井資料來(lái)說(shuō)明其具體應(yīng)用。 已知深度1280m砂巖儲(chǔ)集層處，t=430s/m、t=130mS/m。由水分析資料知該井Rw=0.3·m；地區(qū)巖電實(shí)驗(yàn)得：a=0.56,m=2.27,b=1,n=2；地區(qū)經(jīng)驗(yàn)有：Cp=1.68-0.0002D(其中D-深度)?，F(xiàn)計(jì)算如下： Cp=1.68-0.0002×1280=1.424 Rt=1000/t =1000/130=7.692·m 在應(yīng)用Archie公式時(shí)，應(yīng)注意：1）Archie公式中的m、a、n、b及Rw等參數(shù)，對(duì)應(yīng)用Archie公式的效果有十分重要的影響，而且它們又是隨地區(qū)甚至解釋層段而變的，故應(yīng)根據(jù)本地區(qū)地質(zhì)特征，用實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)方法得出適合于本區(qū)的這些解釋參數(shù)值。2）應(yīng)用Archie公式的理想條件應(yīng)是具有顆?？紫兜募兊貙樱瑢?duì)泥質(zhì)含量少的地層也可取得較好結(jié)果。但對(duì)含粘土或泥質(zhì)較多的地層和裂縫性地層，直接應(yīng)用Archie公式解釋時(shí)，往往得不到令人滿意的結(jié)果。此時(shí)，應(yīng)作相應(yīng)的改進(jìn)。此問(wèn)題將在以后有關(guān)章節(jié)中介紹。§1.3.7 確定束縛水飽和度和滲透率儲(chǔ)集層產(chǎn)出流體類別和產(chǎn)量高低，不但與地層孔隙度和含油氣性質(zhì)有關(guān)，而且與地層束縛水飽和度、滲透率和原油性質(zhì)等有關(guān)。束縛水飽和度與含水飽和度的相互關(guān)系，