[發(fā)明專利]一種基于電磁理論計(jì)算m值的改進(jìn)三孔隙度模型及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911330688.9
• 申請(qǐng)日: 2019-12-20
• 公開（公告）號(hào): CN110968963B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 司馬立強(qiáng);田杰;王亮;劉紅岐;張磊;孫楊沙;謝冰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20
• 代理公司: 北京眾合誠(chéng)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 鄒仕娟

本發(fā)明公開了一種基于電磁理論計(jì)算m值的改進(jìn)三孔隙度模型及方法，該模型通過利用Maxwell?Garnett一般表達(dá)式求取該體系的介電常數(shù)，轉(zhuǎn)化為電阻率，然后與裂縫并聯(lián)，求得總體系的總電阻率，并加入Archie公式求取m值，獲取m值的求解模型。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種計(jì)算m值的改進(jìn)三孔隙度模型法，具體涉及一種基于電磁理論計(jì)算m值的改進(jìn)三孔隙度模型及方法。

背景技術(shù)

Archie(1942)通過實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了普適的經(jīng)驗(yàn)公式：

R_O＝F*R_W(1)

式中，R_O是指百分百含水砂巖的電阻率，R_W是飽和在砂巖孔隙里的鹽水電阻率，F(xiàn)指地層因素，該公式表明：無論巖石孔隙里飽和何種礦化度的鹽水，巖石的總電阻率與其所飽和的鹽水的電阻率之比為一個(gè)定值。

他進(jìn)一步建立地層因素F與孔隙度的關(guān)系時(shí)發(fā)現(xiàn)：無論砂巖來源，無論砂巖固結(jié)程度，孔隙度與地層因素F均滿足關(guān)系式：F＝θ^-m(θ為Archie用來表示孔隙度的符號(hào)，后石油行業(yè)采用Φ來表示孔隙度)。

基于此，他給出了最早的m值計(jì)算方式：在實(shí)驗(yàn)室條件下，利用飽和地層水后的巖石電阻率R_O與地層水電阻率R_W之比先求出F，然后與孔隙度建立交會(huì)圖，數(shù)據(jù)點(diǎn)的斜率即為m值。他指出：固結(jié)砂巖的m值主要分布在1.8～2.0之間，松散砂巖的m值可以低至1.3。該方法只適合于發(fā)育原生孔隙的純砂巖。

考慮到基質(zhì)骨架孔隙、非連通孔洞、裂縫(或連通孔隙)三種類型的儲(chǔ)集空間同時(shí)存在，Aguilera(2004)建立了計(jì)算m值的三孔隙度模型，先通過裂縫與基質(zhì)孔隙并聯(lián)視為整體，然后再與非連通孔洞串聯(lián)建立模型，該模型是碳酸鹽巖中求取m值時(shí)使用廣泛的公式。

相較于串并聯(lián)思維，電介質(zhì)模型更符合實(shí)際儲(chǔ)層。Aguilera(2009)采用了電介質(zhì)理論思維，利用Sihvol(1991)給出的簡(jiǎn)化Maxwell-garnett橢球理論建立了不同裂縫角度的m值計(jì)算模型，該模型考慮了裂縫以及基質(zhì)孔隙兩類儲(chǔ)集空間。

在2013年，Aguilera(2013)利用電介質(zhì)理論給出了最新的三孔隙度m值計(jì)算模型。他先利用Maxwell-Garnett模型求取溶洞與基質(zhì)雙孔體系的膠結(jié)指數(shù)m_b’值，獲得表達(dá)式(2)，式中Φ_b為基質(zhì)孔隙度，Φ_nc為非連通溶洞孔隙度，Φ_b’為溶洞與基質(zhì)雙體系的總孔隙度，m_b為基質(zhì)體系的基質(zhì)膠結(jié)指數(shù)。然后用三體系的總孔隙Φ與m值代替(2)式中Φ_b’和m_b，獲得三相孔隙的m值表達(dá)式，見式(3)，式中，α_t為三相體系的溶洞與基質(zhì)孔隙度，用裂縫孔隙度擬合，Φ₂為裂縫孔隙度。

Aguilera的三孔隙度模型的最大問題是未考慮到裂縫并不適用于球形模型，且忽略了Maxwell-Garnett對(duì)稱式只適用于兩相介質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于電磁理論計(jì)算m值的改進(jìn)三孔隙度模型及方法，該模型解決了現(xiàn)有模型未考慮到裂縫并不適用于球形模型的問題，為溶洞、裂縫儲(chǔ)層提供一套更完善的m值計(jì)算模型。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種基于電磁理論計(jì)算m值的改進(jìn)三孔隙度模型，該模型為：

當(dāng)儲(chǔ)層只發(fā)育非連通孔洞時(shí)，則該模型為：

當(dāng)儲(chǔ)層只發(fā)育裂縫時(shí)，則該模型為：