CN102621586B - 一种识别地层属性的地层数据处理方法 - Google Patents

Abstract

提供一种识别地层属性的地层数据处理方法，适用于基岩裂缝孔隙度计算来识别基岩地层属性。包括利用地质勘探开发设备采集基岩地层数据；通过分析设备对采集的基岩地层数据进行分析获得计算基岩裂缝孔隙度所需的基础参数，通过推导受钻井液污染前后的基岩地层深浅侧向电阻率方程，建立了基岩地层受钻井液污染前后的纯水层、含可动水油层和纯油层裂缝孔隙度方程。本发明实现了利用深浅侧向电阻率测井解释基岩裂缝孔隙度，进一步提升了基岩油藏资源评价的可信度。

Description

一种识别地层属性的地层数据处理方法

技术领域

本发明涉及地球物理勘探开发方法，具体为利用地层电阻率计算基岩裂缝孔隙度的地层数据处理方法，属于地质勘探开发中的岩层信息综合评价范畴，尤其应用电阻率测井资料计算宏观裂缝孔隙度，进而识别地层属性的地层数据处理方法。 

背景技术

宏观裂缝是双重孔隙介质的重要组成部分，双重孔隙介质是由宏观裂缝系统和被其切割的基质岩块系统组成。双重孔隙介质由两类储集空间组成：一类是宏观裂缝和与之交切的大孔洞，另一类是微裂缝和微孔微洞。通常情况下，宏观裂缝系统的渗透率比基质岩块的渗透率大很多，而孔隙度则小很多。基质岩块的孔隙度较高，是组成双重孔隙介质孔隙的主要部分，宏观裂缝的渗透率很高，是流体流动的主要通道。因此宏观裂缝系统是流体渗流的通道，而基质岩块是双重孔隙介质储集流体的主要空间。 

基岩是以变质岩、碳酸盐岩和侵入岩形式产出的，由双重孔隙介质岩层组成的复杂地质体，特别是近几年勘探人员不断在深部发现较大规模的基岩裂缝性油气藏，并成为油田增储稳产的重要领域，但研究人员对裂缝性储层的认识仍有诸多难题没有解决，如裂缝孔隙度解释、储层划分等问题一直困扰着测井工程师和油藏工程师。 

为了更合理地识别地层岩性以及进一步识别基岩储层特征，对裂缝性地层侧向电阻率评价至关重要。现有研究表明，裂缝孔隙度只与深浅侧向电阻率、钻井液或泥浆滤液电阻率及宏观裂缝胶结指数有关，但是这与实际地层情况存在较大差距，如：裂缝中的可动流体是否全部被钻井液或泥浆滤液驱替，会直接影响电阻率的变化；裂缝中的钻井液和泥浆滤液在侵入液中所占比例不同，电阻率也会不同；与宏观裂缝直接相连的基质孔隙中有部分泥浆滤液侵入时，同样会影响储层电阻率的变化；基质岩块和宏观裂缝束缚水饱和度的变化对电阻率的影响更不能忽视。 

在地球物理领域中，正确处理裂缝性地层侧向电阻率数据，关系到在其后进行的其他勘探开发环节。 

发明内容

为了解决上述背景技术中存在的问题，本发明提出一种利用深浅侧向电阻率计算基岩裂缝孔隙度的地层数据处理方法，其基于基岩储层宏观裂缝孔隙度的计算来识别基岩地层属性。 

依据本发明所述的技术方案，提供一种识别地层属性的地层数据处理方法，其包括以下 步骤： 

1)利用地质勘探开发设备，可以采集基岩储层地层数据； 

2)基于采集到的基岩地层数据，通过地层数据分析设备获得未受钻井液污染的基岩纯水层真电阻率(R_o)、基岩含可动水油层真电阻率(R′_T)、基岩纯油层真电阻率(R_T)； 

3)基于采集到的基岩参数，通过基岩油藏地层数据分析设备获得包括受钻井液污染的基岩地层视电阻率【即浅侧向视电阻率(R_s)和深侧向视电阻率(R_t)】、地层温度下的泥浆滤液电阻率(R_mf)、浅侧向地层流体替换率(u_fs)、深侧向地层流体替换率(u_fd)、浅侧向泥浆滤液分配系数(v_fs)、深侧向泥浆滤液分配系数(v_fd)、基岩基质孔隙度(φ_b)、基质原始含油饱和度(S′_boi)、基质束缚水饱和度(S′_bwi)、基质含水饱和度(S′_bw)、裂缝含水饱和度(S′_fw)、基质可动水饱和度(S′_bwf)、裂缝束缚水饱和度(S′_fwi)、裂缝原始含油饱和度(S′_foi)、裂缝可动水饱和度(S′_fwf)、地层束缚水电阻率(R_wi)、地层可动水电阻率(R_wf)； 

4)依据双重孔隙介质的特点和实际岩心分析数据建立的单位基岩储层体积模型，得到双重孔隙介质孔隙度与基岩含水饱和度(S_w)、基岩束缚水饱和度(S_wi)、基岩可动水饱和度(S_wf)之间的关系方程φ_t＝φ_b+φ_f；S_wi＝S_bwi+S_fwi，S_bwi＝φ_bS′_bwi/φ_t，S_fwi＝φ_fS′_fwi/φ_t，S_wi＝(φ_bS′_bwi+φ_fS′_fwi)/φ_t；S_wf＝S_bwf+S_fwf，S_bwf＝φ_bS′_bwf/φ_t，S_fwf＝φ_fS′_fwf/φ_t，S_wf＝(φ_bS′_bwf+φ_fS′_fwf)/φ_t；S_w＝S_bw+S_fw，S_bw＝φ_bS′_bw/φ_t，S_fw＝φ_fS′_fw/φ_t，S_w＝(φ_bS′_bw+φ_fS′_fw)/φ_t； 

其中S′_fwi-裂缝束缚水饱和度，f；S′_fwf-裂缝可动水饱和度，f；S_bwi-基岩基质束缚水饱和度，f；S_fwi-基岩裂缝束缚水饱和度，f；S_wi-基岩束缚水饱和度，f；S′_bwi-基质束缚水饱和度，f；S′f_wi-裂缝束缚水饱和度，f；S_bwf-基岩基质可动水饱和度，f；S_fwf-基岩裂缝可动水饱和度，f；S_wf-基岩可动水饱和度，f；S′_bwf-基质可动水饱和度，f；S′_fwf-裂缝可动水饱和度，f；S_bw-基岩基质含水饱和度，f；S_fw-基岩裂缝含水饱和度，f；S_w-基岩含水饱和度，f；S′_bw-基质含水饱和度，f；S′_fw-裂缝含水饱和度，f；φ_b-基岩基质孔隙度，f；φ_f-基岩裂缝孔隙度，f；φ_t-基岩总孔隙度，f。 

5)根据在步骤2)中获得的基岩地层受污染前的纯水层真电阻率(R_o)、基岩含可动水油层真电阻率(R′_T)、基岩纯油层真电阻率(R_T)，以及根据步骤3)中获得基岩地层的受钻井液污染后的地层视电阻率【即浅侧向视电阻率(R_s)和深侧向视电阻率(R_t)】、地层温度下泥浆滤液电阻率(R_mf)、浅侧向地层流体替换率(u_fs)、深侧向地层流体替换率(u_fd)、浅侧向泥浆滤液分配系数(v_fs)、深侧向泥浆滤液分配系数(v_fd)、基岩基质孔隙度(φ_b)、基质原始含油饱和度(S′_boi)、基质束缚水饱和度(S′_bwi)、基质含水饱和度(S′_bw)、裂缝含水饱和度(S′_fw)、基质可动水饱和度(S′_bwf)、裂缝束缚水饱和度(S′_fwi)、裂缝原始含油饱和度(S′_foi)、裂缝可动水饱和度(S′_fwf)、地层束缚水电阻率(R_wi)、地层可动水电阻率(R_wf)，从而推导出基岩裂缝孔隙度； 

6)根据基岩地层裂缝孔隙度，可以判定出基岩双重孔隙介质储层的地层属性。 

其中，基岩纯水层真电阻率、基岩含可动水油层真电阻率、基岩纯油层真电阻率可采用实验室实测值，也可采用理论方程计算，其表达式分别如下： 

基岩纯水层真电阻率计算方程： 

$R_o=\frac{1}{\frac{{\mathrm{\φ}}_f^2{S}_{\mathrm{fwi}}^{\′}}{R_{\mathrm{wi}}{\mathrm{\φ}}_t}+\frac{{\mathrm{\φ}}_b^2{S}_{\mathrm{bwi}}^{\′}}{R_{\mathrm{wi}}{\mathrm{\φ}}_t}+\frac{{\mathrm{\φ}}_f^2(1-S_{\mathrm{fwi}}^{\′})}{R_{\mathrm{wf}}{\mathrm{\φ}}_t}+\frac{{\mathrm{\φ}}_b^2(1-S_{\mathrm{bwi}}^{\′})}{R_{\mathrm{wf}}{\mathrm{\φ}}_t}}---\left(1\right)$

式中：R_o-100％含水基岩真电阻率，Ω·m；R_wi-基岩地层束缚水电阻率，Ω·m；R_wf-基岩地层可动水电阻率，Ω·m；S′_bwi-基质束缚水饱和度，f；S′_fwi-裂缝束缚水饱和度，f；φ_b-基岩基质孔隙度，f；φ_f-基岩裂缝孔隙度，f；φ_t-基岩总孔隙度，f。 

基岩含可动水油层真电阻率计算方程： 

$R_T^{\′}=\frac{1}{\frac{{\mathrm{\φ}}_f^2{S}_{\mathrm{fwi}}^{\′}}{R_{\mathrm{wi}}{\mathrm{\φ}}_t}+\frac{{\mathrm{\φ}}_b^2{S}_{\mathrm{bwi}}^{\′}}{R_{\mathrm{wi}}{\mathrm{\φ}}_t}+\frac{{\mathrm{\φ}}_f^2(1-S_{\mathrm{fwi}}^{\′}-S_{\mathrm{fo}}^{\′})}{R_{\mathrm{wf}}{\mathrm{\φ}}_t}+\frac{{\mathrm{\φ}}_b^2(1-S_{\mathrm{bwi}}^{\′}-S_{\mathrm{bo}}^{\′})}{R_{\mathrm{wf}}{\mathrm{\φ}}_t}}---\left(2\right)$

式中：R′_T-基岩含可动水油层真电阻率，Ω·m；S′_bo-基质含油饱和度(由实验室分析获取)，f；S′_fo-裂缝含油饱和度(由实验室分析获取)，f。 

基岩纯油层真电阻率计算方程： 

$R_T=\frac{1}{\frac{{\mathrm{\φ}}_f^2{S}_{\mathrm{fwi}}^{\′}}{R_{\mathrm{wi}}{\mathrm{\φ}}_t}+\frac{{\mathrm{\φ}}_b^2{S}_{\mathrm{bwi}}^{\′}}{R_{\mathrm{wi}}{\mathrm{\φ}}_t}}---\left(3\right)$

式中：R_T-基岩纯油层真电阻率，Ω·m。 

其中，钻井液和泥浆滤液侵入基岩地层后，将基岩孔隙中的可动水全部或部分驱替，对于纯水层而言，基岩地层中的可动水饱和度为1-S_bwi-S_fwi＝S_wc；对于含可动水油层而言，基岩地层中的可动水饱和度为1-S_bwi-S_fwi＝S_wf；对于纯油层而言，基岩地层中的可动水饱和度为S_wf＝0，因此得到基岩地层视电阻率表达式。 

基岩纯水层视电阻率表达式： 

$\frac{1}{R_{\mathrm{LLso}}}=A+B+(\frac{u_{\mathrm{fs}}}{R_{\mathrm{mfs}}}+\frac{1-u_{\mathrm{fs}}}{R_{\mathrm{wf}}})C+(\frac{u_{\mathrm{bs}}}{R_{\mathrm{mf}}}+\frac{1-u_{\mathrm{bs}}}{R_{\mathrm{wf}}})D---\left(4\right)$

$\frac{1}{R_{\mathrm{LLdo}}}=A+B+(\frac{u_{\mathrm{fd}}}{R_{\mathrm{mfd}}}+\frac{1-u_{\mathrm{fd}}}{R_{\mathrm{wf}}})C+(\frac{u_{\mathrm{bd}}}{R_{\mathrm{mf}}}+\frac{1-u_{\mathrm{bd}}}{R_{\mathrm{wf}}})D---\left(5\right)$

$\left\{\begin{array}{c}A=\frac{{\mathrm{\φ}}_f^2{S}_{\mathrm{fwi}}^{\′}}{R_{\mathrm{wi}}{\mathrm{\φ}}_t}\\ B=\frac{{\mathrm{\φ}}_b^2{S}_{\mathrm{bwi}}^{\′}}{R_{\mathrm{wi}}{\mathrm{\φ}}_t}\\ C=\frac{{\mathrm{\φ}}_f^2(1-S_{\mathrm{fwi}}^{\′})}{{\mathrm{\φ}}_t}\\ D=\frac{{\mathrm{\φ}}_b^2(1-S_{\mathrm{bwi}}^{\′})}{{\mathrm{\φ}}_t}\end{array}\right.---\left(6\right)$

$\frac{1}{R_{\mathrm{mfs}}}=\frac{v_{\mathrm{fs}}}{R_{\mathrm{mf}}}+\frac{1-v_{\mathrm{fs}}}{R_m}---\left(7\right)$

$\frac{1}{R_{\mathrm{mfd}}}=\frac{v_{\mathrm{fd}}}{R_{\mathrm{mf}}}+\frac{1-v_{\mathrm{fd}}}{R_m}---\left(8\right)$

式中：A、B、C、D-转换系数；R_LLso-100％含水基岩地层浅侧向视电阻率，Ω·m；R_LLdo-100％含水基岩地层深侧向视电阻率，Ω·m；R_m-地层温度下钻井液电阻率，Ω·m；R_mf-地层温度下泥浆滤液电阻率，Ω·m；R_mfd-在深侧向电阻率测井探测范围内的侵入液电阻率，Ω·m；R_mfs-在浅侧向电阻率测井探测范围内的侵入液电阻率，Ω·m；S_bwi-基岩基质束缚水饱和度S_bwi＝φ_bS′_bwi/φ_t，f；S_fwi-基岩裂缝束缚水饱和度S_fwi＝φ_fS′_fwi/φ_t，f；S_wf-基岩可动水饱和度，f；S_wc-100％含水基岩可动水饱和度，0≤S_wc＜1；u_fs-在浅侧向电阻率测井探测范围内的地层流体替换率，0≤u_fs≤1；u_fd-在深侧向电阻率测井探测范围内的地层流体替换率，0≤u_fd≤1；v_fd-深侧向泥浆滤液分配系数，0≤v_fd＜1；v_fs-浅侧向泥浆滤液分配系数。 

基岩含可动水油层视电阻率表达式： 

$\frac{1}{R_{\mathrm{LLs}}^{\′}}=A+B+\left(\frac{u_{\mathrm{fs}}}{R_{\mathrm{mfs}}}\right)C+\left(\frac{u_{\mathrm{bs}}}{R_{\mathrm{mf}}}\right)D+\left(\frac{1-u_{\mathrm{fs}}}{R_{\mathrm{wf}}}\right)E+\left(\frac{1-u_{\mathrm{bs}}}{R_{\mathrm{wf}}}\right)F---\left(9\right)$

$\frac{1}{R_{\mathrm{LLd}}^{\′}}=A+B+\left(\frac{u_{\mathrm{fd}}}{R_{\mathrm{mfd}}}\right)C+\left(\frac{u_{\mathrm{bd}}}{R_{\mathrm{mf}}}\right)D+\left(\frac{1-u_{\mathrm{fd}}}{R_{\mathrm{wf}}}\right)E+\left(\frac{1-u_{\mathrm{bd}}}{R_{\mathrm{wf}}}\right)F---\left(10\right)$

$\left\{\begin{array}{c}E=\frac{{\mathrm{\φ}}_f^2(1-S_{\mathrm{fwi}}^{\′}-S_{\mathrm{bo}}^{\′})}{{\mathrm{\φ}}_t}\\ F=\frac{{\mathrm{\φ}}_b^2(1-S_{\mathrm{bwi}}^{\′}-S_{\mathrm{bo}}^{\′})}{{\mathrm{\φ}}_t}\end{array}\right.---\left(11\right)$

式中：E、F-转换系数；R′_LLs-基岩含可动水油层浅侧向视电阻率，Ω·m；R′_LLd-基岩含可动水油层深侧向视电阻率，Ω·m。 

基岩纯油层视电阻率表达式： 

$\frac{1}{R_{\mathrm{LLs}}}=A+B+\left(\frac{u_{\mathrm{fs}}}{R_{\mathrm{mfs}}}\right)C+\left(\frac{u_{\mathrm{bs}}}{R_{\mathrm{mf}}}\right)D---\left(12\right)$

$\frac{1}{R_{\mathrm{LLd}}}=A+B+\left(\frac{u_{\mathrm{fd}}}{R_{\mathrm{mfd}}}\right)C+\left(\frac{u_{\mathrm{bd}}}{R_{\mathrm{mf}}}\right)D---\left(13\right)$

式中：R_LLs-基岩纯油层浅侧向视电阻率，Ω·m；R_LLd-基岩纯油层深侧向视电阻率，Ω·m。 

基岩地层裂缝孔隙度表达式分别如下： 

未受钻井液污染的基岩地层： 

在未受钻井液污染的、物性特征相同的基岩地层中，依据基岩储层双重孔隙介质纯水层和含烃产层的可动流体电阻率、裂缝含油饱和度、基质含油饱和度、基岩基质孔隙度和基岩地层真电阻率，推导出未受钻井液污染的基岩地层裂缝孔隙度理论方程： 

${\mathrm{\φ}}_f=\frac{X_1{R}_{\mathrm{wf}}}{2(1-S_{\mathrm{fwi}}^{\′}-S_{\mathrm{fwf}}^{\′})}(\frac{1}{R_o}-\frac{1}{R_T^{\′}})---\left(14\right)$

$X_1=1-\sqrt{1+\frac{4R_o{R}_T^{\′}{\mathrm{\φ}}_b{S}_{\mathrm{fo}}^{\′}}{R_{\mathrm{wf}}(R_T^{\′}-R_o)}(1-\frac{R_o{R}_T^{\′}{\mathrm{\φ}}_b{S}_{\mathrm{bo}}^{\′}}{R_{\mathrm{wf}}(R_T^{\′}-R_o)})}---\left(15\right)$

式中：S′_bo-基质含油饱和度，f；S′_fo-裂缝含油饱和度，f；S′_fwi-裂缝束缚水饱和度，f；S′_fwf-裂缝可动水饱和度，f；X₁-转换系数。 

受钻井液污染的基岩地层： 

在受钻井液污染的、物性特征相同的基岩地层中，依据基岩双重孔隙介质纯水层和含烃产层的相关参数推导出受钻井液污染的基岩地层裂缝孔隙度理论方程： 

${\mathrm{\φ}}_f=\frac{X_2{R}_{\mathrm{wf}}}{2({\mathrm{XS}}_{\mathrm{foi}}^{\′}{R}_{\mathrm{wf}}-X_f{S}_{\mathrm{fwf}}^{\′})}(\frac{1}{R_s}-\frac{1}{R_t})---\left(16\right)$

$\left\{\begin{array}{c}{X}_f=u_{\mathrm{fs}}-u_{\mathrm{fd}}\\ X_b=u_{\mathrm{bs}}-u_{\mathrm{bd}}\\ X=\frac{u_{\mathrm{fs}}}{R_{\mathrm{mfs}}}-\frac{u_{\mathrm{fd}}}{R_{\mathrm{mfd}}}\\ X_2=1+\sqrt{1-\frac{4{\mathrm{\φ}}_b{R}_s^2{R}_t^2({\mathrm{XS}}_{\mathrm{foi}}^{\′}{R}_{\mathrm{wf}}-X_f{S}_{\mathrm{fwf}}^{\′})}{R_{\mathrm{wf}}{(R_t-R_s)}^2}(\frac{X_b{\mathrm{\φ}}_b{S}_{\mathrm{boi}}^{\′}}{R_{\mathrm{mf}}}-\frac{X_b{\mathrm{\φ}}_b{S}_{\mathrm{bwf}}^{\′}}{R_{\mathrm{wf}}}-\frac{1}{R_s}+\frac{1}{R_t})}\end{array}\right.---\left(17\right)$

式中：R_s-浅侧向视电阻率，Ω·m；R_t-深侧向视电阻率，Ω·m；R_mf-地层温度下泥浆滤液电阻率，Ω·m；S′_boi-基质原始含油饱和度，f；S′_bwf-基质可动水饱和度(实验室分析获取)，f；S′_foi-裂缝原始含油饱和度，f；S′_fwi-裂缝束缚水饱和度，f；S′_fwf-裂缝可动水饱和度(实验室分析获取)，f；u_bs-浅侧向电阻率测井探测深度内基质岩块中地层流体替换率，f；u_bd-深侧向电阻率测井探测深度内基质岩块中地层流体替换率，f；u_fs-浅侧向电阻率测井探测范围裂缝孔隙度中地层流体替换率，0≤u_fs≤1；u_fd-深侧向电阻率测井探测范围裂缝孔隙度中地层流体替换率，0≤u_fd≤1；v_fs-浅侧向电阻率测井探测深度宏观裂缝中泥浆滤液分配系数，f；v_fd-深侧向电阻率测井探测深度宏观裂缝中泥浆滤液分配系数，f；X_f-深浅侧向电阻率测井探测范围内裂缝孔隙度中地层流体替换率的差值，f；X_b-深浅侧向电阻率测井探测范围内基质岩块中地层流体替换率的差值，f；X、X₂-转换系数。 

当S′_fwf＝S′_foi，S′_bwf＝S′_boi时，基岩储层为纯水层，此时裂缝孔隙度由(16)式变形为： 

${\mathrm{\φ}}_f=\frac{X_3{R}_{\mathrm{wf}}}{2({\mathrm{XR}}_{\mathrm{wf}}-X_f)S_{\mathrm{foi}}^{\′}}(\frac{1}{R_s}-\frac{1}{R_t})---\left(18\right)$

$X_3=1-\sqrt{1-\frac{4{\mathrm{\φ}}_b{R}_s^2{R}_t^2({\mathrm{XR}}_{\mathrm{wf}}-X_f)}{R_{\mathrm{wf}}{(R_t-R_s)}^2}[X_b{\mathrm{\φ}}_b{S}_{\mathrm{boi}}^{\′}(\frac{1}{R_{\mathrm{mf}}}-\frac{1}{R_{\mathrm{wf}}})-\frac{1}{R_s}+\frac{1}{R_t}]}---\left(19\right)$ 当S′_fwf＝0，S′_bwf＝0时，基岩储层为纯油层，此时裂缝孔隙度由(16)式变形为： 

${\mathrm{\φ}}_f=\frac{X_4}{2X{S}_{\mathrm{foi}}^{\′}}(\frac{1}{R_s}-\frac{1}{R_t})---\left(20\right)$

$X_4=1+\sqrt{1-\frac{4X{\mathrm{\φ}}_b{S}_{\mathrm{foi}}^{\′}{R}_s^2{R}_t^2}{R_{\mathrm{mf}}{(R_t-R_s)}^2}(X_b{\mathrm{\φ}}_b{S}_{\mathrm{boi}}^{\′}-\frac{R_{\mathrm{mf}}}{R_s}+\frac{R_{\mathrm{mf}}}{R_t})}---\left(21\right)$

式中：X₃、X₄-转换系数。 

使用本发明所述的计算基岩裂缝孔隙度的地层数据处理方法来识别基岩地层属性，具有识别准确、误判率低的优点，可有效地克服由于钻井液对地层污染造成的电阻率测井失真而 无法正常使用的客观事实。通过实验室分析或计算获取基岩地层流体替换率和泥浆滤液分配系数，可准确计算受污染地层的视电阻率和基岩双重孔隙介质裂缝孔隙度，为客观评价裂缝性储层奠定了基础。 

附图简要说明 

图1为单位基岩储层体积模型的示意图。 

具体实施方式

依据本发明所述的计算基岩裂缝孔隙度的地层数据处理方法来识别地层属性，具有识别准确、误判率低的优点。该计算基岩裂缝孔隙度的地层数据处理方法主要基于以下事实进行研究来获得的。 

对于裂缝性地层，井壁附近的宏观裂缝往往被钻井液充满，而基质孔隙中却保留了较多的原始地层流体，因此深浅侧向电阻率的差异很大程度反映了宏观裂缝的变化。 

为了更进一步详细说明本发明的技术方案，下面描述如何得到本发明中采用的各种基岩地层参数。本领域技术人员应该清楚，下面对各种基岩地层参数的解释和说明仅仅是示例性的；本领域技术人员也可以通过其它的途径来获得基质和裂缝束缚水饱和度、基岩基质原始含油饱和度、地层水电阻率、泥浆滤液电阻率、地层流体替换率、泥浆滤液分配系数等参数。 

1单位基岩储层体积模型 

鉴于基岩储层双重孔隙介质的复杂性，在均质储集岩模型的基础上，建立了单位基岩储层体积模型(附图1为单位基岩储层体积模型的示意图)，并得到双重孔隙介质孔隙度与饱和度之间的关系方程。 

基岩地层总孔隙度(φ_t)是基岩基质孔隙度(φ_b)与基岩裂缝孔隙度(φ_f)之和。 

φ_t＝φ_b+φ_f                (22) 

基岩束缚水饱和度、基岩可动水饱和度与基岩基质含水饱和度、基岩裂缝含水饱和度等相关参数关系式为： 

S_wi＝S_bwi+S_fwi                (23) 

S_wf＝S_bwf+S_fwf                (24) 

S_w＝S_bw+S_fw                   (25) 

S_bw＝S_bwi+S_bwf                (26) 

S_fw＝S_fwi+S_fwf            (27) 

式中：S_wi-基岩束缚水饱和度，f；S_w-基岩含水饱和度，f；S_bw-基岩基质含水饱和度，f；S_fw-基岩裂缝含水饱和度，f。 

当基岩中不含可动水时，基岩原始含油饱和度与相应饱和度关系式为： 

S_oi＝1-S_wi                (28) 

S_oi＝S_boi+S_foi            (29) 

式中：S_oi-基岩原始含油饱和度，f；S_boi-基岩基质原始含油饱和度，f；S_foi-基岩裂缝原始含油饱和度，f。 

当基岩中含可动水时，基岩含油饱和度与相应饱和度关系式为： 

S_o＝1-S_w                    (30) 

S_o＝S_oi-S_wf                 (31) 

S_o＝S_bo+S_fo                 (32) 

式中：S_o-基岩含油饱和度，f；S_bo-基岩基质含油饱和度，f；S_fo-基岩裂缝含油饱和度，f。 

基质饱和度和裂缝饱和度与基质束缚水、基质可动水饱和度关系式为： 

S′_bw＝S′_bwi+S′_bwf         (33) 

S′_fw＝S′_fwi+S′_fwf         (34) 

S′_bo＝1-S′_bw               (35) 

S′_fo＝1-S′_fw               (36) 

S′_boi＝1-S′_bwi             (37) 

S′_foi＝1-S′_fwi             (38) 

式中：S′_bw-基质含水饱和度，f；S′_fw-裂缝含水饱和度，f。 

基岩束缚水饱和度(S_wi)是基质束缚水饱和度(S′_bwi)与裂缝束缚水饱和度(S′_fwi)的孔隙度权衡值： 

$S_{\mathrm{wi}}=\frac{{\mathrm{\φ}}_b{S}_{\mathrm{bwi}}^{\′}+{\mathrm{\φ}}_f{S}_{\mathrm{fwi}}^{\′}}{{\mathrm{\φ}}_t}---\left(39\right)$

基岩可动水饱和度(S_wf)是基质可动水饱和度(S′_bwf)、裂缝可动水饱和度(S′_fwf)的孔 隙度权衡值： 

$S_{\mathrm{wf}}=\frac{{\mathrm{\φ}}_b{S}_{\mathrm{bwf}}^{\′}+{\mathrm{\φ}}_f{S}_{\mathrm{fwf}}^{\′}}{{\mathrm{\φ}}_t}---\left(40\right)$

基岩含水饱和度(S_w)是基质含水饱和度(S′_bw)与裂缝含水饱和度(S′_fw)的孔隙度权衡值： 

$S_w=\frac{{\mathrm{\φ}}_b{S}_{\mathrm{bw}}^{\′}+{\mathrm{\φ}}_f{S}_{\mathrm{fw}}^{\′}}{{\mathrm{\φ}}_t}---\left(41\right)$

2 基岩地层真电阻率方程 

基岩地层真电阻率采用实验室实测值求取。同时可采用单位基岩体积模型和均质储集岩导电模型计算求取。均质储集岩单位立方体电阻率为： 

$R=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\frac{1}{\underset{j=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}\underset{k=1}{\overset{L_{\mathrm{ij}}}{\mathrm{\Σ}}}\frac{1}{{\mathrm{NR}}_{\mathrm{ijk}}}}---\left(42\right)$

式中i-储集岩单位立方体中的第i个储集岩切片，i＝1，2，......，N；j-储集岩单位立方体中第i个岩石切片中的第j种介质，j＝1，2，......，M；k-储集岩单位立方体中第i个岩石切片中第j种介质的第k个小立方体，k＝1，2，......，L_NM；N-储集岩单位立方体的切片数；R-储集岩单位立方体的电阻率，Ω·m；R_ijk-储集岩单位立方体中第i个岩石切片中第j种介质的第k个小立方体的电阻率，Ω·m。 

根据均质储集岩导电模型，在每个基岩储层切片的基质岩块中，可动地层水被切成N²φ_bS′_bwf或N²φ_tS_bwf个等大立方体，基质岩块中的束缚水被切成N²φ_bS′_bwi或N²φ_tS_bwi个等大立方体；宏观裂缝中的可动地层水被切成N²φ_fS′_fwf或N²φ_tS_fwf个等大立方体，宏观裂缝中的束缚水被切成N²φ_fS′_fwi或N²φ_tS_fwi个等大立方体，由此得到基岩地层真电阻率方程。 

2.1基岩纯水层真电阻率方程 

$R_o=\frac{1}{\frac{{\mathrm{\φ}}_f^2{S}_{\mathrm{fwi}}^{\′}}{R_{\mathrm{wi}}{\mathrm{\φ}}_t}+\frac{{\mathrm{\φ}}_b^2{S}_{\mathrm{bwi}}^{\′}}{R_{\mathrm{wi}}{\mathrm{\φ}}_t}+\frac{{\mathrm{\φ}}_f^2(1-S_{\mathrm{fwi}}^{\′})}{R_{\mathrm{wf}}{\mathrm{\φ}}_t}+\frac{{\mathrm{\φ}}_b^2(1-S_{\mathrm{bwi}}^{\′})}{R_{\mathrm{wf}}{\mathrm{\φ}}_t}}---\left(1\right)$

2.2基岩含可动水油层真电阻率方程 

$R_T^{\′}=\frac{1}{\frac{{\mathrm{\φ}}_f^2{S}_{\mathrm{fwi}}^{\′}}{R_{\mathrm{wi}}{\mathrm{\φ}}_t}+\frac{{\mathrm{\φ}}_b^2{S}_{\mathrm{bwi}}^{\′}}{R_{\mathrm{wi}}{\mathrm{\φ}}_t}+\frac{{\mathrm{\φ}}_f^2(1-S_{\mathrm{fwi}}^{\′}-S_{\mathrm{fo}}^{\′})}{R_{\mathrm{wf}}{\mathrm{\φ}}_t}+\frac{{\mathrm{\φ}}_b^2(1-S_{\mathrm{bwi}}^{\′}-S_{\mathrm{bo}}^{\′})}{R_{\mathrm{wf}}{\mathrm{\φ}}_t}}---\left(2\right)$

2.3基岩纯油层真电阻率方程 

$R_T=\frac{1}{\frac{{\mathrm{\φ}}_f^2{S}_{\mathrm{fwi}}^{\′}}{R_{\mathrm{wi}}{\mathrm{\φ}}_t}+\frac{{\mathrm{\φ}}_b^2{S}_{\mathrm{bwi}}^{\′}}{R_{\mathrm{wi}}{\mathrm{\φ}}_t}}---\left(3\right)$

基岩基质孔隙度(φ_b)是通过声波时差曲线计算或岩心分析求得；基质束缚水饱和度(S′_bwi)由压汞资料或岩心分析获取。 

3 基岩地层视电阻率方程 

基岩地层视电阻率为深浅侧向电阻率测井读值。当然亦可采用视电阻率方程计算求取。 

受钻井液污染的基岩，由于钻井液和泥浆滤液侵入地层后，将宏观裂缝中的可动流体全部或部分驱替，地层流体性质也因泥浆滤液的侵入而发生变化。由此引入了“基岩地层流体替换率”和”基岩泥浆滤液分配系数”的概念。 

一般情况下，浅侧向测井探测范围内的基岩泥浆滤液分配系数要小于深侧向测井。因此在计算深浅侧向电阻率时，基岩地层流体替换率和泥浆滤液分配系数要分别取值。 

对于受钻井液污染的基岩储层依据均质储集岩导电模型可知，在每个储集岩切片的基质岩块中，可动导电流体(地层水和侵入液)被切成N²φ_bS′_bwf或N²φ_tS_bwf个等大立方体，其中地层水为N²φ_bS′_bwf(1-u_b)或N²φ_tS_bwf(1-u_b)个等大立方体，侵入液为N²φ_bS′_bwfu_b或N²φ_tS_bwfu_b个等大立方体；基岩基质中的束缚水被切成N²φ_bS′_bwi或N²φ_tS_bwi个等大立方体；宏观裂缝中的可动导电流体(地层水和侵入液)被切成N²φ_fS′_fwf或N²φ_tS_fwf个等大立方体，其中地层水为N²φ_fS′_fwf(1-u_f)或N²φ_tS_fwf(1-u_f)个等大立方体，侵入液为N²φ_fS′_fwfu_f或N²φ_tS_fwfu_f个等大立方体；宏观裂缝中的束缚水被切成N²φ_fS′_fwi或N²φ_tS_fwi个等大立方体，由此得到基岩储层系列视电阻率方程。 

3.1基岩纯水层视电阻率方程 

钻井液和泥浆滤液侵入纯水层后，在深侧向电阻率测井探测范围内，地层中的侵入液以泥浆滤液为主，导电介质为地层水和侵入液；在浅侧向电阻率测井探测范围内，地层中的侵入液为钻井液和泥浆滤液，侵入液电阻率为钻井液和泥浆滤液电阻率的调和平均值，由此得到基岩纯水层深浅侧向视电阻率方程： 

$R_{\mathrm{LLso}}=\frac{1}{A+B+(\frac{u_{\mathrm{fs}}}{R_{\mathrm{mfs}}}+\frac{1-u_{\mathrm{fs}}}{R_{\mathrm{wf}}})C+(\frac{u_{\mathrm{bs}}}{R_{\mathrm{mf}}}+\frac{1-u_{\mathrm{bs}}}{R_{\mathrm{wf}}})D}---\left(4\right)$

$R_{\mathrm{LLdo}}=\frac{1}{A+B+(\frac{u_{\mathrm{fd}}}{R_{\mathrm{mfd}}}+\frac{1-u_{\mathrm{fd}}}{R_{\mathrm{wf}}})C+(\frac{u_{\mathrm{bd}}}{R_{\mathrm{mf}}}+\frac{1-u_{\mathrm{bd}}}{R_{\mathrm{wf}}})D}---\left(5\right)$

$\left\{\begin{array}{c}A=\frac{{\mathrm{\φ}}_f{S}_{\mathrm{fwi}}}{R_{\mathrm{wi}}}=\frac{{\mathrm{\φ}}_f^2{S}_{\mathrm{fwi}}^{\′}}{R_{\mathrm{wi}}{\mathrm{\φ}}_t}\\ B=\frac{{\mathrm{\φ}}_b{S}_{\mathrm{bwi}}}{R_{\mathrm{wi}}}=\frac{{\mathrm{\φ}}_b^2{S}_{\mathrm{bwi}}^{\′}}{R_{\mathrm{wi}}{\mathrm{\φ}}_t}\\ C={\mathrm{\φ}}_f(1-S_{\mathrm{fwi}}-S_{\mathrm{bw}})=\frac{{\mathrm{\φ}}_f^2(1-S_{\mathrm{fwi}}^{\′})}{{\mathrm{\φ}}_t}\\ D={\mathrm{\φ}}_b(1-S_{\mathrm{bwi}}-S_{\mathrm{fw}})=\frac{{\mathrm{\φ}}_b^2(1-S_{\mathrm{bwi}}^{\′})}{{\mathrm{\φ}}_t}\end{array}\right.---\left(6\right)$

$R_{\mathrm{mfs}}=\frac{1}{\frac{v_{\mathrm{fs}}}{R_{\mathrm{mf}}}+\frac{1-v_{\mathrm{fs}}}{R_m}}---\left(7\right)$

$R_{\mathrm{mfd}}=\frac{1}{\frac{v_{\mathrm{fd}}}{R_{\mathrm{mf}}}+\frac{1-v_{\mathrm{fd}}}{R_m}}---\left(8\right)$

3.2基岩含可动水油层视电阻率方程 

钻井液和泥浆滤液侵入含可动水油层后，在浅侧向电阻率测井探测范围内，将宏观裂缝中的可动水和石油全部或部分驱替，侵入液综合电阻率为钻井液和泥浆滤液电阻率的调和平均值；在深侧向电阻率测井探测范围内，侵入液以泥浆滤液为主，导电介质主要为地层水和泥浆滤液，由此得到基岩含水油层侧向视电阻率方程： 

$R_{\mathrm{LLs}}^{\′}=\frac{1}{A+B+\left(\frac{u_{\mathrm{fs}}}{R_{\mathrm{mfs}}}\right)C+\left(\frac{u_{\mathrm{bs}}}{R_{\mathrm{mf}}}\right)D+\left(\frac{1-u_{\mathrm{fs}}}{R_{\mathrm{wf}}}\right)E+\left(\frac{1-u_{\mathrm{bs}}}{R_{\mathrm{wf}}}\right)F}---\left(9\right)$

$R_{\mathrm{LLd}}^{\′}=\frac{1}{A+B+\left(\frac{u_{\mathrm{fd}}}{R_{\mathrm{mfd}}}\right)C+\left(\frac{{1-u}_{\mathrm{fd}}}{R_{\mathrm{wf}}}\right)E+\left(\frac{u_{\mathrm{bd}}}{R_{\mathrm{mf}}}\right)D+\left(\frac{1-u_{\mathrm{bd}}}{R_{\mathrm{wf}}}\right)F}---\left(10\right)$

$\left\{\begin{array}{c}E={\mathrm{\φ}}_f(1-S_{\mathrm{fwi}}-S_{\mathrm{bw}}-S_{\mathrm{fo}})=\frac{{\mathrm{\φ}}_f^2(1-S_{\mathrm{fwi}}^{\′}-S_{\mathrm{bo}}^{\′})}{{\mathrm{\φ}}_t}\\ F={\mathrm{\φ}}_b(1-S_{\mathrm{bwi}}-S_{\mathrm{fw}}-S_{\mathrm{bo}})=\frac{{\mathrm{\φ}}_b^2(1-S_{\mathrm{bwi}}^{\′}-S_{\mathrm{bo}}^{\′})}{{\mathrm{\φ}}_t}\end{array}\right.---\left(11\right)$

3.3基岩纯油层视电阻率方程 

钻井液和泥浆滤液侵入纯油层后，将宏观裂缝中的石油全部或部分驱替，而基质微裂缝中的石油只有部分被泥浆滤液驱替。 

在浅侧向电阻率测井探测范围内，侵入液综合电阻率为钻井液和泥浆滤液电阻率的调和平均值，其中宏观裂缝中泥浆滤液驱替系数u_fs≤1；基质中的泥浆滤液驱替系数u_bs＜1。 

在深侧向电阻率测井探测范围内，宏观裂缝中泥浆滤液驱替系数u_fd＜1，侵入液以泥浆滤液为主，而基质孔隙中以侵入的泥浆滤液为主，由此得到基岩纯油层深浅侧向视电阻率方程： 

$R_{\mathrm{LLs}}=\frac{1}{A+B+\left(\frac{u_{\mathrm{fs}}}{R_{\mathrm{mfs}}}\right)C+\left(\frac{u_{\mathrm{bs}}}{R_{\mathrm{mf}}}\right)D}---\left(12\right)$

$R_{\mathrm{LLd}}=\frac{1}{A+B+\left(\frac{u_{\mathrm{fd}}}{R_{\mathrm{mfd}}}\right)C+\left(\frac{u_{\mathrm{bd}}}{R_{\mathrm{mf}}}\right)D}---\left(13\right)$

采用淡水钻井液钻井时(钻井液电阻率大于地层水电阻率)，钻井液侵入裂缝性水层后，会使水层的电阻率增大；钻井液侵入裂缝性油层，会使油层的电阻率降低。采用盐水钻井液钻井时(钻井液电阻率小于地层水电阻率)，钻井液侵入裂缝性水层后，会使水层的电阻率减小；侵入裂缝性油层，会使油层的电阻率大幅度降低。 

4 基岩地层流体替换率 

基岩地层流体替换率(u_f)是指在一定范围内，侵入渗透性基岩地层中的侵入液体积与原状地层中指定流体体积之比，侵入液体积是指钻井液和泥浆滤液体积之和，取值范围0≤u_f≤1。一般情况下，浅侧向测井探测范围内的基岩地层流体替换率要大于深侧向测井。 

$u_f=\frac{V_f}{V}---\left(43\right)$

V_F＝V_mud+V_mf           (44) 

式中：V_F-侵入指定地层(指侧向电阻率测井探测深度)的钻井液和泥浆滤液总体积，m³；V_mud-侵入指定地层(指侧向电阻率测井探测深度)中的钻井液体积，m³；V_mf-侵入指定地层(指侧向电阻率测井探测深度)中的泥浆滤液体积，m³；V-指定原状地层(指侧向电阻率测井探测深度)中可动流体体积，m³；u_f-基岩地层流体替换率，0≤u_f≤1。 

地层中钻井液和泥浆滤液的侵入量(V_F)为钻井过程中滤失钻井液体积(V_L)与钻井岩屑中可动流体体积(V_sc)之差： 

V_F＝V_L-V_sc             (45) 

钻井岩屑中可动流体体积(V_sc)： 

$V_{\mathrm{sc}}=\mathrm{\π}{\left(\frac{d}{2}\right)}^2\text{h}{\stackrel{\‾}{\mathrm{\φ}}}_t(1-{\stackrel{\‾}{S}}_{\mathrm{wi}})---\left(46\right)$

式中：V_sc-钻井岩屑中可动流体体积，m³；d-钻头直径，一般采用直径9.5in的钻头，即9.5×0.0254＝0.2413m；h-渗透性地层厚度，m； -渗透性地层厚度权衡孔隙度，f： 

-渗透性地层孔隙厚度权衡束缚水饱和度，f。 

钻井过程中滤失钻井液体积(V_L)： 

由于泥浆与岩屑、地层孔隙流体交换的体积量(V_L)相等，则混合(composition)了地层水的钻井液密度可表示为： 

${\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{mc}}=\frac{(\mathrm{\α}{V}_m-V_L){\mathrm{\ρ}}_m+V_L{\mathrm{\ρ}}_f}{\mathrm{\α}{V}_m}---\left(47\right)$

式中：ρ_mc-混合了地层流体的钻井液密度(实际分析)，g/cm³；ρ_m-钻井液密度(现场分析)，g/cm³；ρ_f-在地面条件下，原状地层中被驱替的孔隙流体密度(实际分析)，g/cm³；V_m-理论计算的钻井液体积，m³；V_L-钻井过程中滤失的钻井液体积，m³；α-钻井过程中钻井液实际使用量与理论计算钻井液体积的比值(在实际钻井过程中所使用的钻井液体积量为理论计算值的1.0～2.0倍)，无因次。 

由(47)式转换得： 

$V_L=\frac{\mathrm{\α}{V}_m({\mathrm{\ρ}}_m-{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{mc}})}{{\mathrm{\ρ}}_m-{\mathrm{\ρ}}_f}---\left(48\right)$

上式中的三种密度(钻井液密度、原状地层中被驱替的孔隙流体密度、混合了地层流体的钻井液密度)均可由现场取样分析及时获取，而钻井过程所需要的钻井液体积量可通过理论计算。 

$V_m=\mathrm{\πL}{\left(\frac{d}{2}\right)}^2---\left(49\right)$

式中：π-圆周率，取值3.1415；L-钻井轨迹长度(对直井而言为钻井深度D)，m。 

深浅侧向电阻率测井探测范围内的钻井液侵入量：浅侧向电阻率测井探测深度为0.35m，深侧向电阻率测井探测深度为1.15m。 

浅侧向电阻率测井探测范围内的可动流体体积： 

$V_s=\mathrm{\πh}{\stackrel{\‾}{\mathrm{\φ}}}_t(1-{\stackrel{\‾}{S}}_{\mathrm{wi}})[{r_s}^2-{\left(\frac{d}{2}\right)}^2]---\left(50\right)$

式中：r_s-浅侧向电阻率测井探测半径(等于探测深度加钻头半径)，m；V_s-浅侧向 电阻率测井探测范围内的可动流体体积，m³。 

深侧向电阻率测井探测范围内的可动流体体积(含浅侧向电阻率测井探测范围内的可动流体体积)： 

$V_d=\mathrm{\πh}{\stackrel{\‾}{\mathrm{\φ}}}_t(1-{\stackrel{\‾}{S}}_{\mathrm{wi}})[{r_d}^2-{\left(\frac{d}{2}\right)}^2]---\left(51\right)$

式中：r_d-深侧向电阻率测井探测半径(等于探测深度加钻头半径)，m；V_d-深侧向电阻率测井探测范围内的可动流体体积，m³。 

在井筒中滤失泥浆总量的百分比ω分布在浅侧向电阻率探测范围内，余下的1-ω分布在深侧向电阻率探测范围内，即： 

$u_{\mathrm{fs}}=\frac{{\mathrm{\ωV}}_F}{\mathrm{\πh}{\stackrel{\‾}{\mathrm{\φ}}}_t(1-{\stackrel{\‾}{S}}_{\mathrm{wi}})[{r_s}^2-{\left(\frac{d}{2}\right)}^2]}---\left(52\right)$

$u_{\mathrm{fd}}=\frac{{(1-\mathrm{\ω})V}_F}{\mathrm{\πh}{\stackrel{\‾}{\mathrm{\φ}}}_t(1-{\stackrel{\‾}{S}}_{\mathrm{wi}})({r_d}^2-{r_s}^2)}---\left(53\right)$

式中：u_fs-在浅侧向电阻率测井探测范围内的地层流体替换率，0≤u_fs≤1；u_fd-在深侧向电阻率测井探测范围内的地层流体替换率，0≤u_fd≤1；ω-侵入深浅侧向探测范围内的侵入液比例(分析获取)，0＜ω≤1。 

5 基岩泥浆滤液分配系数 

基岩泥浆滤液分配系数是指侵入到地层中的泥浆滤液与侵入液体积之比，取值范围0≤v_f≤1。 

$v_{\mathrm{fs}}=\frac{V_{\mathrm{mfs}}}{V_F-\mathrm{\Δ}}---\left(54\right)$

$v_{\mathrm{fd}}=\frac{V_{\mathrm{mfd}}}{V_F}---\left(55\right)$

式中：v_fd-深侧向泥浆滤液分配系数，0≤v_fd＜1；v_fs-浅侧向泥浆滤液分配系数，0≤v_fs＜1；V_mfd-在深侧向电阻率测井探测范围内的泥浆滤液体积，m³；V_mfs-在浅侧向电阻率测井探测范围内的泥浆滤液体积，m³；Δ-深测向与浅侧向电阻率测井探测范围内钻井液侵入量的差值，m³。 

基岩泥浆滤液分配系数是由实验室根据岩心分析或用数学迭代法获取。 

6 钻井液及泥浆滤液电阻率 

钻井液和泥浆滤液电阻率是根据实测泥浆电阻率(R′_m)、钻井液密度(ρ_m)、钻井液温度(t′)等参数，采用D.W.Hilchie在1984年提出的公式和Schlumberger公司提供的公式计算求取： 

$R_m=\left(\frac{t^{\′}+z}{t+z}\right)R_m^{\′}---\left(56\right)$

$z=\frac{160}{9}+{10}^{0.3861545-0.340396\lg R_m^{\′}}---\left(57\right)$

$R_{\mathrm{mf}}=R_m{10}^{0.396-0.0475{\mathrm{\ρ}}_m}---\left(58\right)$

式中：R_m-地层温度下钻井液电阻率，Ω·m；t′-井口实测温度，℃；t-地层温度，℃；R′_m-井口实测钻井液电阻率，Ω·m；ρ_m-井口钻井液密度，g/cm³；R_mf-地层温度下泥浆滤液电阻率，Ω·m；z-转换系数。 

7 基岩基质孔隙度 

根据声波地层因素公式计算基岩基质孔隙度： 

${\mathrm{\φ}}_b=1-{\left(\frac{{\mathrm{\Δt}}_{\mathrm{ma}}}{\mathrm{\Δt}}\right)}^{1/x}---\left(59\right)$

式中：Δt-声波时差读值，μs/m；Δt_ma-基质骨架声波时差，μs/m；x-岩性系数。 

根据基质岩块岩心分析孔隙度和实测声波时差回归求得骨架时差(Δt_ma)和岩性系数(x)，最终得到孔隙度解释方程。 

8 基质束缚水饱和度 

采用实验室测得的压汞曲线结合基岩油藏高度和油藏条件下的油、水密度值求取基质束缚水饱和度(S′_bwi)。 

$H=\frac{5.95P_c}{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{wf}}-{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{of}}}---\left(60\right)$

$H=\frac{102P_{\mathrm{cR}}}{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{wf}}-{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{of}}}---\left(61\right)$

式中：P_cR-油藏毛管压力，MPa；P_c-实验室毛管压力；H-油藏高度，m；ρ_wf-油藏条件下地层水密度，g/cm³；ρ_of-油藏条件下地层油密度，g/cm³。 

地层油密度是根据实验室提供的实际样品分析数据，建立了地层脱气原油密度与地层油密度相关统计方程求取： 

ρ_of＝0.7997ρ_ot+0.1855，n＝44，r＝0.90896       (62) 

(62)式中地层脱气原油密度(地层温度)是通过地面分析的20℃脱气原油密度求取： 

ρ_ot＝ρ_o+(13.560-0.191ξ)×10^-3-(63.900-0.870ξ)×10^-5t^1.02     (63) 

ξ＝INT[100(ρ_o-0.8001)]                                         (64) 

式中：INT-取整函数；t-地层温度，℃；ξ-与原油密度有关的模数；ρ_o-地面脱气原油密度，g/cm³；ρ_ot-地层脱气原油密度(地层温度)，g/cm³。 

地层水密度采用S-K方程计算： 

${\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{wf}}^{\′}=1.02238-{2.959\×10}^{-4}t+5.10\×{10}^{-4}{P}_i-\frac{3.30707+3.3620\×{10}^{-3}{P}_i}{200-t}---\left(65\right)$

ρ_wf＝1.00249ρ′_wf+1.3094×10^-6S·C-4.7710×10^-7ρ′_wfS·C-0.00236，(S·C≤12964.28mg/L)   (66) 

ρ_wf＝1.02827ρ′_wf+5.3106×10^-8S·C+6.3135×10^-7ρ′_wfS·C-0.02376，(S·C＞12964.28mg/L)   (67) 

ρ_wf＝1.00249ρ′_wf+2.1219×10^-6Cl^-1-7.7316×10^-7ρ′_wfCl^--0.00236，(Cl^-1≤8000mg/L)        (68) 

ρ_wf＝1.64215ρ′_wf-8.6060×10^-8Cl^-1-1.0231×10^-6ρ′_wfCl^-+0.02788，(Cl^-1＞8000mg/L)        (69) 

式中：Cl^-1-氯离子矿化度，mg/L；P_i-地层压力，MPa；R_si-气水比，m³/m³；r′-盐与水的质量比，无因次；S·C-地层水矿化度，mg/L；t-地层温度，℃；ρ′_wf-计算地层水密度转换系数。 

9 宏观裂缝原始含油饱和度 

宏观裂缝原始含油饱和度(S′f_oi)是根据裂缝开度与薄膜水厚度计算求得： 

$S_{\mathrm{foi}}^{\′}=1-\frac{{2h}_{\mathrm{wf}}}{W_f}---\left(70\right)$

式中：S′_foi-宏观裂缝原始含油饱和度，f；h_wf-薄膜水(water film)厚度，h_wf＝0.01～0.05μm；W_f-裂缝开度，μm。 

10 基岩地层水电阻率 

基岩地层束缚水电阻率(R_wi)求取方法： 

$R_{\mathrm{wi}}=\frac{R_{\mathrm{wf}}({\mathrm{\φ}}_f^2{S}_{\mathrm{fwi}}^{\′}+{\mathrm{\φ}}_b^2{S}_{\mathrm{bwi}}^{\′})}{\frac{R_{\mathrm{wf}}{\mathrm{\φ}}_t}{R_o}-{\mathrm{\φ}}_f^2(1-S_{\mathrm{fwi}}^{\′})+{\mathrm{\φ}}_b^2(1-S_{\mathrm{bwi}}^{\′})}---\left(71\right)$

基岩地层可动水电阻率(R_wf)： 

$R_{\mathrm{wf}}=\frac{R_{\mathrm{wi}}[{\mathrm{\φ}}_f^2(1-S_{\mathrm{fwi}}^{\′})+{\mathrm{\φ}}_b^2(1-S_{\mathrm{bwi}}^{\′})]}{\frac{R_{\mathrm{wi}}{\mathrm{\φ}}_t}{R_o}-{\mathrm{\φ}}_f^2{S}_{\mathrm{fwi}}^{\′}+{\mathrm{\φ}}_b^2{S}_{\mathrm{bwi}}^{\′}}---\left(72\right)$

基岩地层可动水电阻率(R_wf)可通过基岩地层水矿化度(S·C)转换为等效NaCl矿化度后，通过总矿化度与对应离子含量的等效系数关系获得；还可通过实验分析获得。 

11 基岩裂缝孔隙度理论方程 

在未受钻井液污染的、物性特征相同的基岩潜山地层中，依据基岩储层纯水层和含烃产层的可动流体电阻率、裂缝含油饱和度、基质含油饱和度、基岩基质孔隙度和基岩地层电阻率，推导出未受钻井液污染的基岩潜山地层裂缝孔隙度理论方程： 

${\mathrm{\φ}}_f=\frac{X_1{R}_{\mathrm{wf}}}{2S_{\mathrm{fo}}^{\′}}(\frac{1}{R_o}-\frac{1}{R_T^{\′}})---\left(14\right)$

$X_1=1-\sqrt{1+\frac{4R_o{R}_T^{\′}{\mathrm{\φ}}_b{S}_{\mathrm{fo}}^{\′}}{R_{\mathrm{wf}}(R_T^{\′}-R_o)}(1-\frac{R_o{R}_T^{\′}{\mathrm{\φ}}_b{S}_{\mathrm{bo}}^{\′}}{R_{\mathrm{wf}}(R_T^{\′}-R_o)})}---\left(15\right)$

(14)式中R′_T和R_o为未受钻井液污染的油层和纯水层侧向电阻率测井读值(油水层的物性特征相同)。 

基岩地层在钻井过程中受钻井液污染后，根据均质储集岩导电模型，推导出基岩潜山地层裂缝孔隙度理论方程。 

${\mathrm{\φ}}_f=\frac{X_2{R}_{\mathrm{wf}}}{2({\mathrm{XS}}_{\mathrm{foi}}^{\′}{R}_{\mathrm{wf}}-X_f{S}_{\mathrm{fwf}}^{\′})}(\frac{1}{R_s}-\frac{1}{R_t})---\left(16\right)$

$\left\{\begin{array}{c}{X}_f=u_{\mathrm{fs}}-u_{\mathrm{fd}}\\ X_b=u_{\mathrm{bs}}-u_{\mathrm{bd}}\\ X=\frac{u_{\mathrm{fs}}}{R_{\mathrm{mfs}}}-\frac{u_{\mathrm{fd}}}{R_{\mathrm{mfd}}}\\ X_2=1+\sqrt{1-\frac{4{\mathrm{\φ}}_b{R}_s^2{R}_t^2({\mathrm{XS}}_{\mathrm{foi}}^{\′}{R}_{\mathrm{wf}}-X_f{S}_{\mathrm{fwf}}^{\′})}{R_{\mathrm{wf}}{(R_t-R_s)}^2}(\frac{X_b{\mathrm{\φ}}_b{S}_{\mathrm{boi}}^{\′}}{R_{\mathrm{mf}}}-\frac{X_b{\mathrm{\φ}}_b{S}_{\mathrm{bwf}}^{\′}}{R_{\mathrm{wf}}}-\frac{1}{R_s}+\frac{1}{R_t})}\end{array}\right.---\left(17\right)$

当S′_fwf＝S′_foi，S′_bwf＝S′_boi时，基岩储层为纯水层，此时裂缝孔隙度由(16)式变形为： 

${\mathrm{\φ}}_f=\frac{X_3{R}_{\mathrm{wf}}}{2({\mathrm{XR}}_{\mathrm{wf}}-X_f)S_{\mathrm{foi}}^{\′}}(\frac{1}{R_s}-\frac{1}{R_t})---\left(18\right)$

$X_3=1-\sqrt{1-\frac{4{\mathrm{\φ}}_b{R}_s^2{R}_t^2({\mathrm{XR}}_{\mathrm{wf}}-X_f)}{R_{\mathrm{wf}}{(R_t-R_s)}^2}[X_b{\mathrm{\φ}}_b{S}_{\mathrm{boi}}^{\′}(\frac{1}{R_{\mathrm{mf}}}-\frac{1}{R_{\mathrm{wf}}})-\frac{1}{R_s}+\frac{1}{R_t}]}---\left(19\right)$

当S′_fwf＝0，S′_bwf＝0时，基岩储层为纯油层，此时裂缝孔隙度由(16)式变形为： 

${\mathrm{\φ}}_f=\frac{X_4}{2{\mathrm{XS}}_{\mathrm{foi}}^{\′}}(\frac{1}{R_s}-\frac{1}{R_t})---\left(20\right)$

$X_4=1+\sqrt{1-\frac{4{\mathrm{X\φ}}_b{S}_{\mathrm{foi}}^{\′}{R}_s^2{R}_t^2}{R_{\mathrm{mf}}{(R_t-R_s)}^2}(X_b{\mathrm{\φ}}_b{S}_{\mathrm{boi}}^{\′}-\frac{R_{\mathrm{mf}}}{R_s}+\frac{R_{\mathrm{mf}}}{R_t})}---\left(21\right)$

当0＜S′_fwf＜S′_foi，0＜S′_bwf＜S′_boi时，基岩储层为含可动水油层，裂缝孔隙度采用(16)式求取。 

实例 

沈630井：钻井液密度1.03g/cm³、16℃钻井液电阻率0.78Ω·m、目的层(太古界变质岩)埋深3515m，由此计算地层条件下泥浆滤液电阻率0.424Ω·m；由压汞资料求取的基质原始含油饱和度0.80；根据实际岩心统计的裂缝开度计算裂缝原始含油饱和度0.99；在浅侧向电阻率测井探测范围内，基岩裂缝孔隙中的地层流体替换率18.0％、基岩基质孔隙中的地层流体替换率4.76％；在深侧向电阻率测井探测范围内，基岩裂缝孔隙中的地层流体替换率9.8％、基岩基质孔隙中的地层流体替换率0.2％；在浅侧向电阻率测井探测范围内泥浆滤液分配系数0.95；在深侧向电阻率测井探测范围内泥浆滤液分配系数1.0；浅侧向电阻率测井读值170Ω·m，深侧向电阻率测井读值350Ω·m；声波时差58μs/ft计算的基岩基质孔隙度3.81％。 

根据上述基岩油藏已获取的相应参数计算沈630井基岩目的层裂缝孔隙度0.435％，与胜西潜山实际取心资料分析结果相统一。 

如上所述，已经清楚详细地描述了本发明提出的基岩地层数据处理方法来识别基岩地层属性。尽管本发明的优选实施例详细描述并解释了本发明，但是本领域普通的技术人员可以理解，在不背离所附权利要求定义的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节中做出多种修改。 

Claims (2)

1.一种识别地层属性的地层数据处理方法，其包括以下步骤：

1)利用地质勘探开发设备，采集到基岩地层数据；

2)基于采集到的基岩地层数据，通过地层数据分析设备获得基岩纯水层真电阻率(R_o)、基岩含可动水油层真电阻率(R′_T)、基岩纯油层真电阻率(R_T)；

3)基于采集到的基岩地层数据，通过基岩油藏地层数据分析设备获得包括受钻井液污染的基岩地层视电阻率即浅侧向视电阻率(R_s)和深侧向视电阻率(R_t)、地层温度下泥浆滤液电阻率(R_mf)、浅侧向地层流体替换率(u_fs)、深侧向地层流体替换率(u_fd)、浅侧向泥浆滤液分配系数(v_fs)、深侧向泥浆滤液分配系数(v_fd)、基岩基质孔隙度(φ_b)、基质原始含油饱和度(S′_boi)、基质束缚水饱和度(S′_bwi)、基质含水饱和度(S′_bw)、裂缝含水饱和度(S′_fw)、基质可动水饱和度(S′_bwf)、裂缝束缚水饱和度(S′_fwi)、裂缝原始含油饱和度(S′_foi)、裂缝可动水饱和度(S′_fwf)、地层束缚水电阻率(R_wi)、地层可动水电阻率(R_wf)；

4)依据双重孔隙介质的特点和实际岩心分析数据建立的单位基岩储层体积模型，得到双重孔隙介质孔隙度与基岩含水饱和度(S_w)、基岩束缚水饱和度(S_wi)、基岩可动水饱和度(S_wf)之间的关系方程φ_t＝φ_b+φ_f；S_wi＝S_bwi+S_fwi，S_bwi＝φ_bS′_bwi/φ_t，S_fwi＝φ_fS′_fwi/φ_t，S_wi＝(φ_bS′_bwi+φ_fS′_fwi)/φ_t；S_wf＝S_bwf+S_fwf，S_bwf＝φ_bS′_bwf/φ_t，S_fwf＝φ_fS′_fwf/φ_t，S_wf＝(φ_bS′_bwf+φ_fS′_fwf)/φ_t；S_w＝S_bw+S_fw，S_bw＝φ_bS′_bw/φ_t，S_fw＝φ_fS′_fw/φ_t，S_w＝(φ_bS′_bw+φ_fS′_fw)/φ_t；

其中S′_fwi-裂缝束缚水饱和度，f；S′_fwf-裂缝可动水饱和度，f；S_bwi-基岩基质束缚水饱和度，f；S_fwi-基岩裂缝束缚水饱和度，f；S_wi-基岩束缚水饱和度，f；S′_bwi-基质束缚水饱和度，f；S′_fwi-裂缝束缚水饱和度，f；S_bwf-基岩基质可动水饱和度，f；S_fwf-基岩裂缝可动水饱和度，f；S_wf-基岩可动水饱和度，f；S′_bwf-基质可动水饱和度，f；S′_fwf-裂缝可动水饱和度，f；S_bw-基岩基质含水饱和度，f；S_fw-基岩裂缝含水饱和度，f；S_w-基岩含水饱和度，f；S′_bw-基质含水饱和度，f；S′_fw-裂缝含水饱和度，f；φ_b-基岩基质孔隙度，f；φ_f-基岩裂缝孔隙度，f；φ_t-基岩总孔隙度，f。

5)根据在步骤2)中获得的基岩地层受污染前的纯水层真电阻率(R_o)、基岩含可动水油层真电阻率(R′_T)、基岩纯油层真电阻率(R_T)，以及根据在步骤3)中获得的受钻井液污染后的地层视电阻率即浅侧向视电阻率(R_s)和深侧向视电阻率(R_t)、地层温度下的泥浆滤液电阻率(R_mf)、浅侧向地层流体替换率(u_fs)、深侧向地层流体替换率(u_fd)、浅侧向泥浆滤液分配系数(v_fs)、深侧向泥浆滤液分配系数(v_fd)、基岩基质孔隙度(φ_b)、基质原始含油饱和度(S′_boi)、基质束缚水饱和度(S′_bwi)、基质含水饱和度(S′_bw)、裂缝含水饱和度(S′_fw)、基质可动水饱和度(S′_bwf)、裂缝束缚水饱和度(S′_fwi)、裂缝原始含油饱和度(S′_foi)、裂缝可动水饱和度(S′_fwf)来获得该地层的实际基岩地层视电阻率、地层束缚水电阻率(R_wi)、地层可动水电阻率(R_wf)，从而推导出基岩裂缝孔隙度；

6)根据基岩裂缝孔隙度，可以判定出基岩储层的地层属性。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用薄膜水厚度(h_wf)确定宏观裂缝原始含油饱和度：S′_foi＝1-2h_wf/W_f；

式中：S′_foi-宏观裂缝原始含油饱和度，f；h_wf-薄膜水厚度，h_wf＝0.01～0.05μm；W_f-裂缝开度的实测值，μm。

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