渗透率的理论计算方法VIP专享VIP免费

·216·测井技术2000年渗透率的理论计算方法贾文玉闫安宇田素月(中原油田测井公司)摘要贾文玉,闫安宇,田素月.渗透率的理论计算方法.测井技术,2000,24(3):216～219目前,没有一种直接的渗透率计算方法。测井解释输出的渗透率均为统计方法所得,不但误差大,而且区域局限性也强,给测井解释带来很大困难。本文试图寻找一种理论性强、适应范围广的渗透率计算方法。经与岩心分析资料对比表明,文中所提理论模型十分逼近实际情况,具有很好的实用性。主题词:渗透率地层因素理论模型孔隙度测井解释ABSTRACTJiaWenyu,YanAnyu,TianSuyue.TheoreticalCalculationMethodofPermeability.WLT,2000,24(3):216-219Atpresent,thereisnodirectwaytoacquireaccurateformationpermeability.Thepermeabilityobtainedfromloginterpretationisdeterminedbystatisticmethod,whichhasnotonlygreaterrorsbutalsoislimitedbydifferentregions,thereforecausingmanydifficultiesinloginterpretation.Comparisonwithcoreanalysisdatashowsthattheresultedpermeabilityfromtheoreticalmodeldiscussedhereinisquiteproximatetotrueformationpermeability,soitisverypractical.SubjectTerms:permeabilityformationfactortheoreticalmodelporosityloginterpretation地层因素的物理意义对于纯砂岩地层,总孔隙度即为有效孔隙度,骨架不导电。设单位体积模型为V,S为单位体积岩石孔隙等效截面,L为孔隙等效长度,孔隙度POR=SL;孔隙中全由电阻率为Rw的地层水充填,地层电阻率为R0。根据电阻率定律R0=RwL/S根据简化的阿尔奇公式,R0=Rw/PORm,所以L/S=1/PORm即PORm=S/L(1)S/L=PORm(2)与POR=SL联立得S=POR(1+m)/2L=POR(1-m)/2实际上,式(1)、(2)表示的是相对一定体积岩石的等效孔隙的截面和长度的比值,表明了孔隙分布的弯曲程度。特别是,当L=1时,S=POR,m=1,R0=Rw/POR,即,1/R0=POR/Rw。此时,导电物质在地层中的分布可以等效为层状分布,电导率的方程符合一次线性体积模型,如对于层状泥质地层,砂质层与泥质层近似并联1/RT=PORm/Rw+Vsh/Rsh(3)对于灰岩地层电流方向上浸入很深的裂缝孔隙度1/RT=POR/Rmf(4)渗透率与地层因素的关系测井地质界一致认为地层因素与地层渗透率有着密切而直接的关系。现在可以说,渗透率实质上与孔隙分布的弯曲程度有直接关系。对于单位体积模型,两端压强差为dp,等效孔隙截面为S,等效孔隙长度为L。根据达西定律:'1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net对于岩石截面,Q=Kdp/U对于孔隙截面,Q=KLdpS/ULKL为等效孔隙模型的特征渗透率。因此K=KLS/L将式(2)代入上式得K=KLPORm(5)由假设条件可知,上式适用于所有孔隙类型地层的有效孔隙,只是对于不同类型的孔隙,m值的大小不同,下限为1,原则上没有上限。式(5)把影响渗透率的因素分成了两个独立的方面,使得对渗透率的研究变得简单了。地层渗透率不但与地层因素有直接关系,而且与等效孔隙模型的特征渗透率有直接关系。这里引入的特征渗透率的概念,主要与等效孔隙截面形状有关。以上分析说明,地层的导电性与孔隙的弯曲程度有关,与孔隙截面形状无关,而地层渗透率与这两项都有关系。不同孔隙模型的特征渗透率不同类型的孔隙有不同的特征渗透率。下面探讨两种典型的孔隙模型的特征渗透率。1.圆柱形孔隙模型的特征渗透率一般情况下,m取2,由式S/L=PORm可以看出,S和L的数值一般相差1～2个以上的数量级,L远大于S,在微观上,完全可以等效为正圆柱体。下面研究长为L、半径为R的长圆柱孔隙模型的特征渗透率KL。根据牛顿内摩擦定律,在层状稳流的情况下,在其任一半径为r的圆柱面所受的内摩擦力为图1圆柱形孔隙模型F=2πrLUdV/dr应与圆柱体两端的压差力πr2dp平衡,即2πrLUdV/dr=πr2dp流速梯度为:dV/dr=rdp/2UL由r=R时V=0得到r=0～R上的定积分为速度分布V=dp(r2-R2)/4UL(6)在r=0～R上对dQ=2πrVdr进行定积分得流量公式Q=πdpR4/8UL或Q=dpS2/8πUL根据达西定律Q=KLdpS/UL得πdpR4/8UL=KLdpS/UL,即π2dpR4/8πUL=KLdpS/ULS2dp/8πUL=KLdpS/ULS/8π=KLKL=S/8π=R2/8(7)由S=POR(1+m)/2,S/L=PORm和K=KLS/L得K=POR(1+m)/2PORm/8π=POR(3m+1)...