地层水电阻率的计算方法优选及实际应用

李 霞，谭成仟，何 璇，高玲举

（1.长安大学地质工程与测绘学院，陕西西安 710054；2.西安石油大学地球科学与工程学院，陕西西安 710065）

油田R 位于印度尼西亚南苏门答腊盆地的Jabung 区块Betara Complex 的西部，2004 年3 月投入开发，目的层是下第三系的下Talang Akar 组的河流-三角洲沉积相带的砂岩。油田R 整体为一断背斜构造，内部断层发育，含油气储层分布复杂，同一断块内纵向上存在多套流体系统；含油气地层是非常薄的砂岩，油藏的高部位为气顶区，流体的分布呈层状。本次研究的含油气层系G 和H 为上下接触关系，是具有相近储层特征的两套含油气系统。G 层有实验室地层水分析资料，可直接获得地层水电阻率RW从而用于G层含水/油气饱和度的计算；H 层缺少相应实验分析资料，则需利用间接计算方法确定RW。目前，RW的计算方法有多种[1]，但各种确定RW方法的计算结果之间往往存在差异[3-4]，如何确定出更接近于H 层真实的RW，便成为提高含水/油气饱和度计算精度的关键所在。

1 计算地层水电阻率方法优选

1.1 水分析资料确定G层的RW

已知24 ℃研究区7 口产水井（水型CaCl2）的溶液各离子浓度（见表1），矿化度24 000 mg/L。

计算等效NaCl 总矿化度Pwe为17 130 mg/L，24 ℃时地层水电阻率RW24℃的近似式：

其中RW24℃和PW24℃分别是24 ℃时地层水电阻率（Ω·m）和地层水总矿化度（NaCl，mg/L）。根据（1）式确定研究区G 层在24 ℃时的RW为0.235 8 Ω·m。

1.2 其它方法确定G 层的RW

1.2.1 自然电位测井 自然电位测井也是确定RW最常见而且是一个行之有效的方法[1、5]。由自然电位理论可知厚的纯地层处静自然电位SSP 可表示为：

其中K 为自然电位系数，其值与温度成正比；Rmfe和Rwe分别为泥浆滤液等效电阻率与地层水等效电阻率。其中Rmfe可利用图版求得，但查图版不方便也不够精确，故采用近似计算方法[1]，步骤为：

（1）计算24 ℃时的泥浆滤液电阻率Rmf24℃：

其中系数C 与泥浆密度有关。

（2）计算24 ℃时的泥浆滤液等效电阻率Rmfe24℃：

（3）计算24 ℃时的地层水电阻率RW24℃：

对目的层G 中多段测试水层进行计算，得到24 ℃时的RW均值为0.269 4 Ω·m。

1.2.2 视地层水电阻率 由阿尔奇公式

其中Rt为原状地层电阻率，Rwa为视地层水电阻率，R0为地层百分百含水电阻率，b 为岩性常数，地层因素F=a/φm（孔隙度φ、岩性系数a 和胶结指数m）。显然，在纯水处，Rt=R0=FRW，由式（6）算出的Rwa即RW

[1、5]。

选取目的层G 的5 个测试纯水层，对91 个采样点进行计算，得到Rwa的均值为0.230 2 Ω·m，即可作为目的层G 的RW。

1.2.3 根据Rt和Rxo对于具有均匀粒间空隙的纯地层，由阿尔奇公式得：

在纯水处，SW=SXO=1，故RW/Rmf=Rt/RXO。因此在有泥浆侵入的纯含水砂岩层段，通过计算Rt/RXO，可求出RW/Rmf再用已知的Rmf求出RW[1]。确定目的层G 的RW均值为0.254 6 Ω·m。

1.2.4 电阻率-孔隙度交会图 研究区阿尔奇公式中岩性系数b=1，两边再取对数得：

在纯水层SW=100 %，上式简化为：

在lgΦ-lgRt的双对数坐标系中，斜率为m（胶结指数)，100 %含水线在孔隙度Φ=1 的纵坐标上截距为aRW[1]（a 为岩性系数，研究区中a=1），即可得到目的层G 的RW为0.236 8 Ω·m。

表1 采样水分析资料

1.3 地层水电阻率计算方法优选

将四种方法与水分析资料确定目的层G 的RW值进行对比（见表2）。

表2 各方法确定目的层G 的RW值对比

2 优选方法在目的层H 的应用

目的层G 与H 是具有相近储层特征的临近储层，由于电阻率-孔隙度交会图法确定目的层G 的RW应用效果最好，故可采用该方法确定目的层H 的RW，其值为0.192 6 Ω·m（见图1），测井解释后也得到与岩心数据较为一致的解释结论（见图2）。由此看来，此方法解决了目的层H 由于水分析资料缺失无法确定RW的情况下进行测井解释的难点。

图1 电阻率-孔隙度交会图（H 层）

3 结语

本文以R 油田为例，基于G 层和H 层为相近储层特征，利用G 层已有的地层水分析资料对多种地层水电阻率计算方法进行优选，优选出电阻率-孔隙度交会图法并应用于缺少实验分析资料的H 层的地层水电阻率计算，确定H 层的地层水电阻率为0.192 6 Ω·m，并以此地层水电阻率为参数计算H 含水/油气饱和度，解释水饱与实验室分析水饱基本吻合，平均误差8.5%。综上所述，这一参数的选取是合理的。

图2 目的层H 解释结论与岩心数据对比图

本文确定出一种针对相近特征储层来优选目的层最佳地层水电阻率计算方法的具体流程，能够在缺少实验分析资料的情况下利用最佳计算方法得到更接近于目的层真实值的地层水电阻率，以提高测井解释精度，进而满足地质应用需要。

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