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1、介電測井新技術與應用RomuloCarmona委內(nèi)瑞拉國家石油公司委內(nèi)瑞拉加拉加斯EricDecoster巴西里約熱內(nèi)盧JimHemingway美國得克薩斯州休斯敦介電測井儀通過地層電磁波測量能分析淡水環(huán)境儲層,識別可流動油氣。介電測井數(shù)據(jù)資料對分析稠油儲層特別有用。一種新型儀器通過長時間的應用,正將新的生機帶入介電測井技術。這一切都得益于最近開發(fā)的、用于評價碳酸鹽巖結構和泥質(zhì)對砂巖影響的頻散技術。MehdiHizemLaurentMosséTarekRizk法國ClamaRtDaleJulander雪佛龍美國公司美國加利福尼亞州BakER
2、sfiElDJeffreyLittle加利福尼亞州BakERsfiElDTomMcDonald澳大利亞珀斯JonathanMude阿曼石油開發(fā)公司阿曼馬斯喀特NikitaSeleznev美國馬薩諸塞州坎布里奇《油田新技術》2011年春季刊:23卷,第1期。?2011斯倫貝謝版權所有。DiElEctRicPRo,DiElEctRicScannER,EPT,F(xiàn)MI,HRLA,LitHoDEnsitY,MRScannER,PlatfoRmEXPREss和RtScannER等是斯倫貝謝公司的商標。1.SERRaO:WEllLoGGinGHanDboo
3、k。巴黎:EDitionsTEcHniP,2008年。2.在不同頻率上進行測量時,頻散表示介電常數(shù)和電導率的變化。3.SERRa,參考文獻1。4.麥克斯韋偏微分方程組把電學和電磁學基本參數(shù)統(tǒng)一到一起。共有四個基本方程,但據(jù)此可進行多次迭代。有關電磁學和介電響應公式的詳細推導,請參見:SERRa,參考文獻1。5.一般認為微波是波長在1米到1毫米之間的電磁波,對應頻率為300MHz-300GHz,具體取決于參考源。36石油技術人員不斷開發(fā)新的儀器去探索地球,并且十分享受這一過程。介電測井就是其中一種技術,它通過電磁波測量確定巖石和流體性質(zhì)。盡管
4、在巖石物理領域的應用不是很廣泛,但利用介電信息能夠解決很多解釋難題。最近推出的介電測井儀的成功應用激發(fā)了業(yè)界的巨大興趣,因為該儀器能提供標準測井系列無法提供的信息。自上世紀七十年代末引入油氣工業(yè)后,介電測井并未得到廣泛認可。人們不愿接受新技術的情況并不少見。技術總是需要時間逐步改善,然后贏得用戶一定程度的接受,最終被推廣應用。例如,首臺商業(yè)化微波爐(當時的一種全新技術)是在1947年推出的。其高度比普通人還要高,重量比普通人重三倍。結果可以想象,當時家用微波爐的銷量幾乎為零,而如今微波爐已成為普通民眾廚房中常見的電器,體積小巧的微波爐和當初
5、工業(yè)級模型基本無任何相像之處。全新技術可分為不同的認可類別。有些完全取代舊技術。有些是現(xiàn)有方法的補充,而不是將其取代。以微波爐為例,雖然可用微波爐準備多道餐,但人們很少將其用作主要的備油田新技術餐工具。但是,作為一種加熱食物的方法,微波爐通常是較好的選擇,優(yōu)于以前的各種爐灶。顯然微波爐是一種補充技術。同樣,介電測井儀是油氣工業(yè)的一種補充技術。介電測井儀開發(fā)初衷是用來分析含淡水、低礦化度水或礦化度未知的儲層。該儀器主要響應于孔隙網(wǎng)絡中的水,并測量含水孔隙度。根據(jù)含水孔隙度,可得出與電阻其磁導率可以忽略不計。因為巖石基質(zhì)導電性差,因此地層電導率
6、(即電阻率的倒數(shù))主要是充填巖石孔隙的流體和孔隙連通性的函數(shù)。一般用感應和側向測井儀器測量地層電導率。地層電導率和孔隙度是阿爾奇含水飽和度公式的關鍵輸入?yún)?shù)。在儲集巖評價中,一般不考慮測量介電常數(shù)。介電常數(shù)被定義為某種介質(zhì)與頻率相關的儲存來自施加電率無關的流體飽和度。測井分析人員還將介電測量結果與深探測儀器獲得的數(shù)據(jù)結合,用于識別含有可動油氣的地層,這對評價稠油油藏來說是極為重要的信息。不幸的是,早期儀器采集的數(shù)據(jù)質(zhì)量總是因為井眼粗糙而受到影響,而且測量精度也難以量化。自從首次在巖石物理領域激起業(yè)界人士的興趣后,介電測井儀再也沒有達到被廣泛認
7、可用于地層評價的程度。上世紀90年代推出核磁共振(NMR)儀后,除了個別專門應用外,基本上結束了微波介電測井儀的應用[1]。最近推出的DielectricScanner多頻介電頻散儀能夠克服早期儀器的局限性。該儀器能測量含水孔隙度,與其他孔隙度測量結合,還能確定流體飽和度。其發(fā)射器-接收器陣列能以多個探測深度對地層進行探測,并在稠油油藏提供獨立的油流動性評估。另外,該儀器還能提供一項新參數(shù)(介電頻散),根據(jù)這一參數(shù),巖石物理師可確定巖石結構屬性和泥質(zhì)的影響[2]。本文敘述了介電測量用于巖石物理分析的基本原理,包括對新型介電頻散技術的介紹。通過
8、案例研究說明了這一新技術在碳酸鹽結構分析、礦磁場能量的能力,是材料在電場或電磁場中被極化程度的函數(shù)。材料的介電常數(shù)ε是被歸一化到真空無損環(huán)境下的電容率。無量綱介電