雙頻介電測(cè)井水淹層評(píng)價(jià)方法

1、雙頻介電測(cè)井水淹層評(píng)價(jià)方法雙頻介電測(cè)井水淹層評(píng)價(jià)方法匯報(bào)人匯報(bào)人：西南石油大學(xué)西南石油大學(xué)20162016年年3 3月月匯報(bào)內(nèi)容匯報(bào)內(nèi)容一、雙頻介電測(cè)井的基本原理一、雙頻介電測(cè)井的基本原理二、雙頻介電測(cè)井的解釋原理二、雙頻介電測(cè)井的解釋原理三、雙頻介電測(cè)井的影響因素三、雙頻介電測(cè)井的影響因素 表征材料電學(xué)性質(zhì)有三個(gè)主要的參數(shù)：表征材料電學(xué)性質(zhì)有三個(gè)主要的參數(shù)：電導(dǎo)率電導(dǎo)率 、磁、磁導(dǎo)率導(dǎo)率 和介電常數(shù)和介電常數(shù) 。一般來(lái)說(shuō)，電磁波的傳播特性是介質(zhì)。一般來(lái)說(shuō)，電磁波的傳播特性是介質(zhì)的電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率、介電常數(shù)及頻率的函數(shù)，所有的物質(zhì)的電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率、介電常數(shù)及頻率的函數(shù)，所有的物質(zhì)都具有一定的導(dǎo)電

2、能力和極化能力。在高頻交流電場(chǎng)中，都具有一定的導(dǎo)電能力和極化能力。在高頻交流電場(chǎng)中，極性分子顯示很高的介電常數(shù)，介電測(cè)井的實(shí)質(zhì)就是極性分子顯示很高的介電常數(shù)，介電測(cè)井的實(shí)質(zhì)就是通過(guò)通過(guò)對(duì)電磁波幅度衰減和相位移對(duì)電磁波幅度衰減和相位移來(lái)判斷物質(zhì)的極化能力。來(lái)判斷物質(zhì)的極化能力。 介電測(cè)井用處理電磁波幅度及相位差的方法測(cè)定介電介電測(cè)井用處理電磁波幅度及相位差的方法測(cè)定介電常數(shù)。常數(shù)。介電測(cè)井由于基本不受地層水礦化度的影響，因而介電測(cè)井由于基本不受地層水礦化度的影響，因而在評(píng)價(jià)水淹層方面有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)在評(píng)價(jià)水淹層方面有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。雙頻介電測(cè)井的基本原理雙頻介電測(cè)井的基本原理物質(zhì)物質(zhì)介電常數(shù)介電常數(shù)

3、相位角相位角 p(度度) 傳播時(shí)間傳播時(shí)間tpl( ns/m）) 47MHZ200MHZ47MHZ200MHZ氣氣1.0612.03.33.3油油2.0-2.416-2226-374.7-5.24.7-5.2水水79.010016029.628.6砂巖砂巖4.6525.041.07.27.2灰?guī)r灰?guī)r7.5-9.232.052.09.1-10.29.1-10.2白云巖白云巖6.830.048.08.78.7石膏石膏6.3546468.48.4泥巖泥巖5.0-2541-9241-927.5-16.77.5-16.7地層中常見(jiàn)物質(zhì)的介電常地層中常見(jiàn)物質(zhì)的介電常數(shù)、相位角、傳播時(shí)間數(shù)、相位角、傳播時(shí)間

4、 雙頻雙頻介電測(cè)井儀向地層發(fā)射頻率為介電測(cè)井儀向地層發(fā)射頻率為4747MHZMHZ或或200200MHZMHZ的微波能量，并在的微波能量，并在兩個(gè)接收器之間測(cè)量電磁波的兩個(gè)接收器之間測(cè)量電磁波的相位移和幅度衰減相位移和幅度衰減，相位移以度為單位用時(shí)，相位移以度為單位用時(shí)間來(lái)刻度，根據(jù)兩個(gè)接收器之間的距離，可以導(dǎo)出電磁波在地層中的傳播間來(lái)刻度，根據(jù)兩個(gè)接收器之間的距離，可以導(dǎo)出電磁波在地層中的傳播速度。速度。 由于由于DIEL200DIEL200與與DIEL47DIEL47兩種儀器的源距不同，兩種儀器的源距不同，200200MHzMHz介電測(cè)井儀探測(cè)介電測(cè)井儀探測(cè)深度只有深度只有0.150.15

5、m m左右左右，探測(cè)深度較淺，所以，它主要探測(cè)，探測(cè)深度較淺，所以，它主要探測(cè)地層沖洗帶地層沖洗帶，主，主要反映沖洗帶含水飽和度；而要反映沖洗帶含水飽和度；而4747MHzMHz介電測(cè)井儀，由于其探測(cè)深度為介電測(cè)井儀，由于其探測(cè)深度為0.250.25m m左右，探測(cè)深度較深，所以，它主要探測(cè)油水左右，探測(cè)深度較深，所以，它主要探測(cè)油水過(guò)渡帶過(guò)渡帶，主要反映過(guò)渡帶含，主要反映過(guò)渡帶含水飽和度。針對(duì)不同的地質(zhì)目的，它們可以單獨(dú)測(cè)量，也可以并測(cè)。為了水飽和度。針對(duì)不同的地質(zhì)目的，它們可以單獨(dú)測(cè)量，也可以并測(cè)。為了提高測(cè)井效率，該儀器也能同其它裸眼井測(cè)井儀器組合，一次完成信息采提高測(cè)井效率，該儀器也能

6、同其它裸眼井測(cè)井儀器組合，一次完成信息采集。集。測(cè)井儀器原理及儀器指標(biāo)測(cè)井儀器原理及儀器指標(biāo)幅度測(cè)量衰減EATT介電測(cè)井儀器原理介電測(cè)井儀器原理項(xiàng)項(xiàng)目目 DIEL200 DIEL47 儀儀器器外外徑徑 4.5 英寸(11.4 厘米) 4.125 英寸(10.5 厘米) 儀儀器器長(zhǎng)長(zhǎng)度度 9.75 英尺(2.972 米) 12.25 英尺(3.734 米) 儀儀器器重重量量 113.4 81.7 發(fā)發(fā)射射線線圈圈數(shù)數(shù) 2 個(gè) 1 個(gè) 接接收收線線圈圈數(shù)數(shù) 2 個(gè) 2 個(gè) 耐耐溫溫 350F(177) 350F(177) 耐耐壓壓 2000Psi(13.79Mpa) 2000Psi(13.79Mp

7、a) 測(cè)測(cè)井井速速度度 60 英尺/分（18.3米/分） 60 英尺/分（18.3 米/分） 測(cè)測(cè)量量范范圍圍 0360 0360 探探測(cè)測(cè)深深度度 25英寸（512.7厘米） 210 英寸（ 12.725.4 厘米） 儀儀器器靈靈敏敏度度 R0.6M R3M 測(cè)測(cè)量量精精度度 相位2 幅度比2% 相位2 幅度比2% 垂垂直直分分辨辨率率 3 英寸（7.6 厘米） 7.87 英寸（20 厘米） 介電測(cè)井儀器指標(biāo)介電測(cè)井儀器指標(biāo) 對(duì)于對(duì)于4747MHZMHZ介電儀（介電儀（DIEL47DIEL47），），沖洗帶電阻率應(yīng)不小于沖洗帶電阻率應(yīng)不小于3 3歐歐姆米姆米，如果泥漿電阻率低，該值應(yīng)適當(dāng)提高

8、。實(shí)際上，若沖洗，如果泥漿電阻率低，該值應(yīng)適當(dāng)提高。實(shí)際上，若沖洗帶電阻率低于該值，記錄的曲線幾乎平直，無(wú)使用價(jià)值。當(dāng)電帶電阻率低于該值，記錄的曲線幾乎平直，無(wú)使用價(jià)值。當(dāng)電阻率達(dá)到阻率達(dá)到1010歐姆米時(shí)，效果趨于最好。另外井徑小于歐姆米時(shí)，效果趨于最好。另外井徑小于1414英寸，英寸，井眼環(huán)境對(duì)曲線影響較小，不須用校正。一般不要在超過(guò)井眼環(huán)境對(duì)曲線影響較小，不須用校正。一般不要在超過(guò)1414英英寸的大井眼中及小于寸的大井眼中及小于5 5英寸的小井眼中使用該儀器。英寸的小井眼中使用該儀器。 200200MHZMHZ介電儀（介電儀（DIEL200DIEL200）的的沖洗帶電阻率門坎值為沖洗帶電

9、阻率門坎值為0.60.6歐姆米歐姆米。當(dāng)泥餅小于。當(dāng)泥餅小于1 1英寸厚時(shí)，不作任何校正。當(dāng)沖洗帶電英寸厚時(shí)，不作任何校正。當(dāng)沖洗帶電阻率達(dá)到阻率達(dá)到2020歐姆時(shí)，評(píng)價(jià)效果就最好。在井眼小于歐姆時(shí)，評(píng)價(jià)效果就最好。在井眼小于6 6英寸及大英寸及大于于2020英寸時(shí)不宜使用該儀器。英寸時(shí)不宜使用該儀器。介電測(cè)井儀器性能介電測(cè)井儀器性能儲(chǔ) 層 性 質(zhì)地 層 水電 阻 率三 飽 和 度 剖 面Sw200 Sw47 S w地 層 水 或污 水 水 淹 層Rw=Rw100 0淡 水 水 淹 層RwRw油 層RwRw油 層Rw=Rw水 層RwRw水 層Rw=Rw三飽和度直觀顯示圖在地層水礦化度變化較大的

10、地區(qū)，在地層水礦化度變化較大的地區(qū)，探測(cè)油氣層探測(cè)油氣層。利用介電測(cè)井資料可以有效地識(shí)別薄層并進(jìn)行分析利用介電測(cè)井資料可以有效地識(shí)別薄層并進(jìn)行分析，還可以，還可以確定砂巖的有效厚度確定砂巖的有效厚度。測(cè)定可動(dòng)油與剩余油飽和度。測(cè)定可動(dòng)油與剩余油飽和度。對(duì)注水、注汽井進(jìn)行分析評(píng)價(jià)對(duì)注水、注汽井進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。介電測(cè)井資料的應(yīng)用還可以介電測(cè)井資料的應(yīng)用還可以估算地層水礦化度及地估算地層水礦化度及地層膠結(jié)系數(shù)層膠結(jié)系數(shù)。在油基泥漿井中在油基泥漿井中測(cè)定束縛水飽和度與淺電阻率測(cè)定束縛水飽和度與淺電阻率。雙頻介電測(cè)井應(yīng)用范圍雙頻介電測(cè)井應(yīng)用范圍 當(dāng)儲(chǔ)層中含有低礦化度地層水時(shí)，當(dāng)儲(chǔ)層中含有低礦化度地層水時(shí)，

11、常規(guī)的電阻率測(cè)井，區(qū)分常規(guī)的電阻率測(cè)井，區(qū)分油、水層的能力降低，有時(shí)幾乎不可能油、水層的能力降低，有時(shí)幾乎不可能。特別在地層水礦化度變。特別在地層水礦化度變化大的目的層段，以及二次、三次采油中，地層水電阻率難以確化大的目的層段，以及二次、三次采油中，地層水電阻率難以確定，此時(shí)所有基于地層水電阻率的計(jì)算含烴飽和度公式都變得不定，此時(shí)所有基于地層水電阻率的計(jì)算含烴飽和度公式都變得不可靠。由于淡水的介電常數(shù)不依賴于其礦化度，可靠。由于淡水的介電常數(shù)不依賴于其礦化度，介電測(cè)井資料受介電測(cè)井資料受地層水礦化度影響與電阻率測(cè)井比小得多，因此介電測(cè)井在這種地層水礦化度影響與電阻率測(cè)井比小得多，因此介電測(cè)井在

12、這種情況下表現(xiàn)了獨(dú)特的優(yōu)越性，不僅能更精確地計(jì)算儲(chǔ)層含水飽和情況下表現(xiàn)了獨(dú)特的優(yōu)越性，不僅能更精確地計(jì)算儲(chǔ)層含水飽和度，而且可估算地層水礦化度及電阻率。度，而且可估算地層水礦化度及電阻率。介電測(cè)井的優(yōu)越性介電測(cè)井的優(yōu)越性匯報(bào)內(nèi)容匯報(bào)內(nèi)容一、雙頻介電測(cè)井的基本原理一、雙頻介電測(cè)井的基本原理二、雙頻介電測(cè)井的解釋原理二、雙頻介電測(cè)井的解釋原理三、雙頻介電測(cè)井的影響因素三、雙頻介電測(cè)井的影響因素2111211cmacwc1wma 巖石的介電常數(shù)為各部分介電常數(shù)的加權(quán)平均值，其權(quán)系數(shù)就是各組分巖石的介電常數(shù)為各部分介電常數(shù)的加權(quán)平均值，其權(quán)系數(shù)就是各組分的相對(duì)體積。地層中的所有介質(zhì)都可看作下面串聯(lián)或并

13、聯(lián)兩種情況的組合：的相對(duì)體積。地層中的所有介質(zhì)都可看作下面串聯(lián)或并聯(lián)兩種情況的組合：因此，可以認(rèn)為對(duì)于任何一種介質(zhì)都有下面的形式：因此，可以認(rèn)為對(duì)于任何一種介質(zhì)都有下面的形式： 水的介電常數(shù)；水的介電常數(shù)； 巖石骨架的介電常數(shù)；巖石骨架的介電常數(shù)；c c介于介于+1+1和和-1-1之間。之間。雙頻介電測(cè)井的基本解釋模型雙頻介電測(cè)井的基本解釋模型maw1*1maw通常模型通常模型:礦化度較高地層模型礦化度較高地層模型:普通地層模型普通地層模型:shshaacVLwmawmac*L=0L=0，相當(dāng)兩個(gè)介質(zhì)并聯(lián)；相當(dāng)兩個(gè)介質(zhì)并聯(lián)；L=1L=1，相相當(dāng)于兩個(gè)介質(zhì)串聯(lián)。當(dāng)于兩個(gè)介質(zhì)串聯(lián)。雙頻介電測(cè)井解釋

14、解釋模型雙頻介電測(cè)井解釋解釋模型物質(zhì)相對(duì)介電常數(shù)r空 氣1.000585天然氣1石 油22.4水5680砂 巖4.65白云巖6.9石灰?guī)r7.59.2泥 巖525石 英3.8云 母5.4正長(zhǎng)石4硬石膏6.35石 膏4.16巖 鹽5.66.35常見(jiàn)巖石和流體的相對(duì)介電常數(shù)常見(jiàn)巖石和流體的相對(duì)介電常數(shù) 由此可見(jiàn)，由此可見(jiàn)，油、氣、水、巖石礦物油、氣、水、巖石礦物的相對(duì)介電常數(shù)之間具有顯著的差別的相對(duì)介電常數(shù)之間具有顯著的差別，所以，所以，相對(duì)介電常數(shù)是介電測(cè)井中判別相對(duì)介電常數(shù)是介電測(cè)井中判別油、氣、水的重要參數(shù)之一油、氣、水的重要參數(shù)之一。因?yàn)椋Ｒ驗(yàn)?，淡水的相?duì)介電常數(shù)明顯大于油、氣及巖水的相

15、對(duì)介電常數(shù)明顯大于油、氣及巖石礦物的相位角，所以，油層一旦被淡石礦物的相位角，所以，油層一旦被淡水水淹，則其相對(duì)介電常數(shù)將明顯大于水水淹，則其相對(duì)介電常數(shù)將明顯大于油層，但小于水層，介于兩者之間；儲(chǔ)油層，但小于水層，介于兩者之間；儲(chǔ)層的相對(duì)介電常數(shù)越接近水層，則說(shuō)明層的相對(duì)介電常數(shù)越接近水層，則說(shuō)明該層水淹程度越強(qiáng)，反之，儲(chǔ)層的相對(duì)該層水淹程度越強(qiáng)，反之，儲(chǔ)層的相對(duì)介電常數(shù)越接近油層，則說(shuō)明該層水淹介電常數(shù)越接近油層，則說(shuō)明該層水淹程度就越弱。程度就越弱。地層水電阻率和地層水介地層水電阻率和地層水介電常數(shù)之間的關(guān)系電常數(shù)之間的關(guān)系匯報(bào)內(nèi)容匯報(bào)內(nèi)容一、雙頻介電測(cè)井的基本原理一、雙頻介電測(cè)井的基本

16、原理二、雙頻介電測(cè)井的解釋原理二、雙頻介電測(cè)井的解釋原理三、雙頻介電測(cè)井的影響因素三、雙頻介電測(cè)井的影響因素l 頻散現(xiàn)象對(duì)雙頻介電測(cè)井的影響l 泥質(zhì)含量對(duì)巖石介電常數(shù)的影響l 礦化度對(duì)巖石介電常數(shù)的影響l 溫度對(duì)巖石介電常數(shù)的影響雙頻介電測(cè)井的影響因素雙頻介電測(cè)井的影響因素 實(shí)驗(yàn)研究表明，在干巖石不存在頻散現(xiàn)象，而濕巖石由于水膜的存實(shí)驗(yàn)研究表明，在干巖石不存在頻散現(xiàn)象，而濕巖石由于水膜的存在，在在，在低頻（小于低頻（小于400400MHzMHz）區(qū)有頻散現(xiàn)象區(qū)有頻散現(xiàn)象；在高頻（大于；在高頻（大于400400MHzMHz）區(qū)基區(qū)基本無(wú)頻散現(xiàn)象。在低頻區(qū)，由于各種極化現(xiàn)象都存在，因此介電常數(shù)很本

17、無(wú)頻散現(xiàn)象。在低頻區(qū)，由于各種極化現(xiàn)象都存在，因此介電常數(shù)很大，當(dāng)頻率增加時(shí)，由于巖石和水的孔隙界面的極化隨著頻率的增加會(huì)大，當(dāng)頻率增加時(shí)，由于巖石和水的孔隙界面的極化隨著頻率的增加會(huì)很快減弱，因此頻散現(xiàn)象愈來(lái)愈弱。很快減弱，因此頻散現(xiàn)象愈來(lái)愈弱。 所以，對(duì)雙頻介電測(cè)井儀器來(lái)講，所以，對(duì)雙頻介電測(cè)井儀器來(lái)講，4747MHzMHz和和200200MHzMHz儀器測(cè)量的介電常儀器測(cè)量的介電常數(shù)都受到頻散特性的影響，兩者相比而言，數(shù)都受到頻散特性的影響，兩者相比而言，200200MHzMHz測(cè)井儀器測(cè)量的介電測(cè)井儀器測(cè)量的介電的頻散現(xiàn)象較弱，實(shí)際應(yīng)用中可以不考慮；但對(duì)的頻散現(xiàn)象較弱，實(shí)際應(yīng)用中可以不

18、考慮；但對(duì)4747MHzMHz的測(cè)井儀器測(cè)量的的測(cè)井儀器測(cè)量的介電的頻散現(xiàn)象較強(qiáng)介電的頻散現(xiàn)象較強(qiáng)，實(shí)際應(yīng)用中必須考慮。，實(shí)際應(yīng)用中必須考慮。頻散現(xiàn)象對(duì)雙頻介電測(cè)井的影響頻散現(xiàn)象對(duì)雙頻介電測(cè)井的影響 泥質(zhì)含量對(duì)巖石介電常數(shù)特別是對(duì)含水巖石介電常數(shù)影泥質(zhì)含量對(duì)巖石介電常數(shù)特別是對(duì)含水巖石介電常數(shù)影響較大。響較大。在含水量相同的情況下，含水巖石介電常數(shù)隨在含水量相同的情況下，含水巖石介電常數(shù)隨泥質(zhì)含量增加而增大，泥質(zhì)含量增加而增大，二者有較好的線性關(guān)系，這是由二者有較好的線性關(guān)系，這是由于泥質(zhì)中吸附水和層間水在電場(chǎng)作用下極化的結(jié)果。于泥質(zhì)中吸附水和層間水在電場(chǎng)作用下極化的結(jié)果。 含水巖石的介電常數(shù)

19、與泥質(zhì)含量的關(guān)系不是單值關(guān)系，含水巖石的介電常數(shù)與泥質(zhì)含量的關(guān)系不是單值關(guān)系，而是一個(gè)帶，而是一個(gè)帶，需要通過(guò)巖心分析得出關(guān)系曲線需要通過(guò)巖心分析得出關(guān)系曲線，然后通，然后通過(guò)關(guān)系曲線對(duì)地層介電常數(shù)進(jìn)行必要的校正。過(guò)關(guān)系曲線對(duì)地層介電常數(shù)進(jìn)行必要的校正。泥質(zhì)含量對(duì)巖石介電常數(shù)的影響泥質(zhì)含量對(duì)巖石介電常數(shù)的影響 巖石介電常數(shù)隨所含溶液礦化度增加而增大，但影響不大巖石介電常數(shù)隨所含溶液礦化度增加而增大，但影響不大。主。主要是由于鹽離子表面形成偶電層而產(chǎn)生附加極化的結(jié)果。而且要是由于鹽離子表面形成偶電層而產(chǎn)生附加極化的結(jié)果。而且當(dāng)頻當(dāng)頻率升到率升到100100MHzMHz以后，地層水的礦化度對(duì)介電測(cè)井曲線的影響可忽略以后，地層水的礦化度對(duì)介電測(cè)井曲線的影響可忽略不計(jì)不計(jì)。 實(shí)驗(yàn)研究表明，當(dāng)?shù)貙涌紫抖纫欢〞r(shí)，隨著頻率的增加，飽和實(shí)驗(yàn)研究表明，當(dāng)?shù)貙?/p>