牟立伟，王刚，罗兴平，樊海涛，林世均，王国辉

（1.中国石油 新疆油田分公司 勘探开发研究院，新疆 克拉玛依 834000；2.北京江安能源工程技术有限公司，北京 102200）

在中—高孔隙度和渗透率储集层，特别是含气储集层中，高矿化度钻井液会导致电阻率测井值较原始地层的电阻率明显偏低[1-4]，干扰了储集层识别，降低计算油气饱和度的准确性。因此，对电阻率测井值进行校正，还原地层真电阻率，一直是测井工作的难点，也是油气储集层评价及有利区预测的关键[5-7]。

长期以来，针对地层真电阻率的还原，前人提出了诸多校正方法，并建立了相关的计算模型[8-14]，常用的有图版法和数值模拟法。图版法是依据测井仪器制作出相应的侵入校正图版，在低矿化度钻井液侵入后校正效果较好，但在高矿化度钻井液侵入后校正效果较差。数值模拟法是基于多孔介质中的相渗流理论和扩散理论，建立电阻率测井值与钻井液侵入程度的动态关系，反演得到地层真电阻率[15-16]。但该方法假设条件太多，将复杂的非线性问题简化成了简单的线性问题，与地层真实情况偏差较大。

有学者通过实验，分析钻井液侵入过程中钻井液与地层水电阻率的比值、压差、侵入时间、侵入程度等因素对电阻率的影响，提出使用及时测井或时间推移测井来解决高矿化度钻井液侵入对电阻率的影响[17-18]。此外，也有学者在钻井液侵入的实验室研究中发现，电极环测量的不是岩样的真实电阻率，只是反映了岩样电阻率的相对变化[19]。现有的岩电测量技术仅能提供阿尔奇公式中涉及的几个比值参数，依然无法准确测量岩样电阻率。

本文通过改进岩电实验的电极系和测量工艺，建立岩样电阻率与测井电阻率对比和标定的方法，使实验与双侧向测井在测量方式、电极系、测量值等方面接近或一致。在此基础上，分析了影响岩电测量结果的主要因素，用实验数据对准噶尔盆地腹部地区气层的测井电阻率进行校正，为油气藏储集层饱和度评价及有利区预测提供依据。

1 实验原理与方法

对于形状规则的柱塞样，通过两极供电的方式测定岩样两端的电阻，根据欧姆定律计算岩样电阻率，用气驱法降低岩样的含水饱和度，确定电阻率与含水饱和度的关系。

为了提高测量精度，实验采用直径为38.1 mm、长度为50～60 mm 的柱塞样。按行业标准，对岩样进行洗油、洗盐和烘干，进行孔隙度和渗透率测量[20]。按离子浓度配制饱和溶液，用以饱和岩样。在计算中使用水测孔隙度，而不是气测孔隙度。

为了获取与地层实际情况接近的束缚水饱和度，采用过水压力小于岩样气体突破压力的半渗透隔板，既避免了气体只在大孔喉中流动，又便于排出液的计量。在测量前，要在高温高压下考察半渗透隔板的性能，根据岩样水相渗透率选择相应的隔板，在计算岩样电阻率时扣除隔板电阻率。把岩样含水电阻率和气驱电阻率标注到测井曲线上，进行实时对比分析，当计量管中出现连续气泡时，结束实验。

在此基础上，将实验结果与测井曲线对比。把深度归位后的实验数据（黏土矿物含量、含水密度、孔隙度、纵横波速度、束缚水饱和度、电阻率等）与相应的测井曲线进行对比。在测井曲线合格的前提下，实验过程中的数据可以随时与测井曲线对比，如果两者相差较大，则需要及时分析原因。

完成上述步骤后，进行电阻率实验校正。假设研究区内的地层水矿化度基本不变，储集层是纯气层，可以建立地层在束缚水状态下电阻率与深侧向电阻率的统计学关系。尽管每口井的钻井液矿化度不同，侵入时间和程度不同，测井电阻率不同，都可以根据此关系式进行校正。由于钻井液侵入是一个动态过程，如果储集层为气水同层或油水同层，则需要重新设计实验流程和校正方法，在不同含油（气）饱和度下，模拟钻井液滤液侵入体积与岩样电阻率的关系，再结合其他测井曲线，建立实验数据与测井电阻率之间的校正关系。

2 实例分析

准噶尔盆地前哨地区三工河组气藏的储集层为粉—细砂岩，孔隙度为10%～16%，气测渗透率为0.2～50.0 mD，地层水矿化度为14～23 g/L。该地区采用钾钙基聚合物钻井液，钻井液的等效氯化钠矿化度为40～140 g/L。受高矿化度钻井液侵入影响，双侧向电阻率明显偏低，导致含气饱和度计算不准。温度为16 ℃时，前哨4井的钻井液电阻率为0.1 Ω·m，等效氯化钠矿化度为96 g/L 的电阻率。用斯伦贝谢图版法对深侧向电阻率进行了校正，其校正量非常小，仅增加了2～4 Ω·m。

岩样选择前哨4 井的岩心，根据岩心和测井曲线特征，在全直径岩样上确定取样位置，为了便于深度校正和验证饱和液矿化度，在致密钙质砂岩和泥岩均取样。共钻取37 块岩样，包括4 块泥岩、2 块钙质砂岩和31 块砂岩。实验中用2 种矿化度溶液饱和泥岩岩样，测试后与测井值对比，地层水矿化度约为20.5 g/L，与自然电位幅度差计算的地层水矿化度（21.2 g/L）十分接近。根据前哨地区三工河组气藏特征，实验温度为87 ℃，孔隙压力为39 MPa，轴压和围压均为90 MPa，在测试中用氮气替代天然气作为驱替流体。

为了提高测量效率和降低误差，实时监控每块岩样的测量状态。在孔隙压力基础上，按一定的规则逐步增加驱替压力，每个驱替点均保持压力恒定，直至电阻率稳定后，方可再次加压（图1），驱替压力与孔隙压力的差值就是毛细管压力，驱替排出的液体由计量管单独测量。本文实验实现了在高温高压下用半渗透隔板驱替法自动联测岩电参数与毛细管压力，当计量管中出现连续气泡时，认为岩样达到了束缚水状态，这时的电阻率就是地层真电阻率。

在得到地层真电阻率的同时，还得到了阿尔奇公式中的岩电参数。如在前哨4井33块岩样中去掉2块致密层岩样数据点后，地层因素与孔隙度基本呈负相关；同样，电阻增大率与含水饱和度也呈负相关（图2）。统计回归得到岩电参数后，再由阿尔奇公式计算储集层的含气饱和度。

根据实验数据与测井曲线的对比（图3），岩样含水电阻率与浅侧向电阻率接近，说明岩样浅侧向电阻率受到高矿化度注入水的影响，接近地层完全含水电阻率；岩样含气和含束缚水的电阻率远大于深侧向电阻率，深侧向电阻率受钻井液侵入影响明显小于含气电阻率。为了确定钻井液侵入过程对岩样电阻率的影响，对含气和束缚水岩样注入高矿化度（96 g/L）钻井液，当注入0.05～0.10 PV 的钻井液后，岩样电阻率减小至深侧向电阻率；注入0.20～0.30 PV 的钻井液后，岩样电阻率接近浅侧向电阻率；继续注入1.50～3.00 PV 的钻井液后，岩样电阻率趋于稳定，接近或小于微球型聚焦电阻率，说明微球型聚焦测井测量的是冲洗带电阻率。

以岩样含气电阻率为准，建立地层真电阻率与深侧向电阻率的回归关系：

用该关系式校正深侧向电阻率，得到实验校正后电阻率。同样，以实验得到的岩样孔隙度为准，建立孔隙度与密度的关系：

再用阿尔奇公式，分别计算深侧向电阻率和实验校正后电阻率对应的含气饱和度，校正后的含气饱和度提高了13.0%～20.0%。

3 讨论

首先，岩电测量方法和工艺的改进，是获取与双侧向测井接近的岩样电阻率和实验法校正的关键。其次，由于驱替过程中岩电测量时间长达几十天，如果实验室温度变化5 ℃，岩样电阻率将变化10%，所以恒温就显得尤为重要，建议在地层温度下测量岩电参数。岩心夹持器能独立提供3 种压力（轴压、围压和孔隙压力），根据地层压力敏感性，选择在有效压力或孔隙压力条件下测量岩电参数。通常孔隙度、渗透率越大，其电阻率受压力影响越大。在测量岩电参数时，根据油层或气层选择相应的驱替流体，同一块岩样采用不同的驱替方式（直接驱替和带隔板驱替）会得到不同的岩电参数。

此外，由于储集层为纯气层，实验重点在于获取地层真电阻率，使得校正过程更为简单。用实验法还原地层真电阻率，要比图版法和数值模拟法更直观、准确和有效。该方法在应用上具有一定局限性，需要获取一定数量的岩样；如果储集层是气水同层（或油水同层），需要在不同含水饱和度下模拟整个高矿化度钻井液的侵入过程，结合其他测井曲线，确定实验值与测井值的校正关系。

4 结论

（1）通过岩样精细加工和制备、电极系改进以及在高温高压下用半渗透隔板气驱法，在实验室能得到接近地层真电阻率的岩样电阻率。

（2）建立岩样电阻率与测井电阻率的对比标定方法，并应用于准噶尔盆地腹部多口井，平均含气饱和度提高18.6%，使储集层评价和储量计算更为合理，为研究测井响应、测井资料解释和储集层评价提供了有效技术方法。

符号注释

A、B——分别为实验电阻率与深侧向电阻率测井值的回归系数；

C、D——分别为岩样孔隙度与密度测井值的回归系数；

RLLD——深侧向电阻率测井值，Ω·m；

RT——地层电阻率，Ω·m；

ϕ——孔隙度，%；

ρDEN——密度，g/cm3。