纯岩石模型及测井响应方程
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岩石物理模型综述岩石是由固体的岩石骨架和流动的孔隙流体组成的多相体,其速度的影响因素呈现复杂性和多样性各因素对速度的影响不是单一的,是相互影响综合作用的结果,这也表明利用地球物理资料进行储层特征预测和流体识别是切实可行的,岩石的弹性表现为多相体的等效弹性,可以概括为4个分量:基质模量,干岩骨架模量,孔隙流体模量,和环境因素〔包括压力温度声波频率等,岩石物理理论模型旨在建立这些模量之间相互的理论关系,它在通过一定的假设条件把实际的岩石理想化,通过内在的物理学原理建立通用的关系。
有些模型假设岩石中的孔隙和颗粒是层状排列的,有些模型认为岩石是由颗粒和某种单一几何形状的孔隙组成的集合体,其中孔隙可以是球体、椭球体或是球形或椭球形的包含体,还有些模型认为岩石颗粒是相同的弹性球体。
鉴于以上不同的实际岩石理想化过程,我们将岩石物理模型分为四类:层状模型、球形孔隙模型、包含体模型和接触模型。
1 层状模型①Voigt-reuss-hill<V-R-H>模量模型在已知组成岩石介质各相的相对含量以及弹性模量的情况下,分别利用同应变状态同应力状态估算岩石介质有效弹性模量的vogit上限reuss下限,利用两者的算术平均计算岩石的有效弹性模量,这种平均并没有任何理论的基础和物理含义,该模型比较适合于计算矿物成分的有效体积模量及可能的最大上下限,不适于求取岩石的总体积模量剪切模量和气饱和岩石的情况。
②Hashin-shtrikman模量模型在已知岩石矿物和孔隙流体的弹性模量及孔隙度的情况下,Hashin-shtrikman模型能精确地计算出多孔流体饱和岩石模量的取值范围,其上下限的分离程度取决于组成矿物弹性性质的差异〔均为固体矿物颗粒时,上下限分离很小;如有流体存在时,则上下限分离较大。
③ wood模量模型wood模量模型首先利用reuss下限计算混合物平均体积模量,再利用其与密度的比值估算速度,该模型比较适用于计算孔隙混合流体的有效有效体积模量,或者浅海沉积物的有效体积模量〔浅海沉积物基本为悬浮状态。
岩石本构方程
岩石本构方程是岩石力学研究中的重要内容之一。
它是描述岩石变形行为的数学模型,可用于研究岩石的应力、应变关系、强度及稳定性等问题。
目前常用的岩石本构方程包括弹性本构方程、塑性本构方程和弹塑性本构方程等。
其中弹性本构方程适用于岩石初期变形阶段,塑性本构方程适用于岩石较大变形阶段,弹塑性本构方程则综合了弹性和塑性两种变形机制,适用于岩石的整个变形阶段。
岩石本构方程是岩石力学研究的基础,在地质工程中有着广泛的应用。
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第八章 密度测井和岩性密度测井此两种测井方法是由伽马源向地层发射伽马射线,经与地层介质相互作用后,再由伽马探测器接收(即为伽马-伽马测井),地层不同,探测器记录的读数不同,从而被用来研究地层性质。
§1 密度测井、岩性密度测井的地质物理基础一、岩石的体积密度b ρ(即真密度): VG b =ρ (单位体积岩石的质量)对含水纯岩石: φρφρρρρφ⋅+-=⋅+⋅=+=f ma f ma ma fma b V V V VG G )1( 单位:(g/cm 3)其中:V V V ma =+φ(1)组成岩石的骨架矿物不同,ρma 不同,如石英为2.65,方解石为2.71,白云石为2.87,对于相同孔隙度得到的体积密度也就不同,由此可判断岩性;另一方面,利用体积密度计算孔隙度时,必须得先确定岩性。
(2)孔隙性地层的密度小于致密地层,且随着φ的增加ρb 减小,由此可求φ。
且(盐水泥浆)(淡水泥浆)1.10.1=f ρ二、康普顿散射吸收系数∑中等能量γ射线与介质发生康普顿散射康普顿散射而使其强度减小的参数(康普顿减弱系数---由康普顿效应引起的伽马射线通过单位距离物质减弱程度): A N z b A eρσ⋅⋅=∑ 沉积岩中大多数核素A z 均接近于0.5(见表8-1, P138),常见的砂岩、石灰岩、白云岩的A z 的平均值也近似为0.5(见表8-2),所以对于一定能量范围的伽马射线(e σ为常数),∑只与b ρ有关。
密度测井利用此关系,通过记录康普顿散射的γ射线的强度来测量岩石的密度。
三、岩石的光电吸收截面1、线性光电吸收系数:当γ的能量大于原子核外电子的结合能时,发生光电效应的概率。
n A Z λρτ1.40089.0=2、岩石的光电吸收截面指数Pe 它是描述发生光电效应时物质对伽马光子吸收能力的一个参数,即伽马光子与岩石中一个电子发生光电效应的平均光电吸收截面,单位b/电子。
而它与原子序数关系为:Pe=aZ 3.6a 为常数,地层岩性不同,Pe 有不同的值,也就是说Pe 对岩性敏感,可以以来确定岩性,Pe 是岩性密度测井测量的一个参数。
测井解释计算核心公式引言测井解释是地球物理学中的重要研究领域,它通过分析地下岩石的物理性质来确定地层结构和矿产资源的分布情况。
在测井解释中,计算核心公式起着至关重要的作用,它们是基于地球物理测井数据和物理模型开发的数学公式。
核心公式1:孔隙度计算公式孔隙度是地层中的孔隙空间所占的比例,它的计算公式如下所示:孔隙度 = (孔隙体积 / 总体积) * 100%其中,孔隙体积是在地球物理测井数据中通过测井曲线计算得到的,总体积是岩石的总体积。
核心公式2:渗透率计算公式渗透率是岩石中液体或气体流动能力的指标,它的计算公式如下所示:渗透率 = (导流能力 / 动力粘度) * (孔隙度 / 孔喉半径的平方)其中,导流能力和动力粘度是通过测井数据或实验数据获得的物理参数,孔隙度是通过前述公式计算得到的,孔喉半径是岩石孔隙空间的半径。
核心公式3:地震波速度计算公式地震波速度是地层中地震波传播的速度,它与地层的物理性质有关,其计算公式如下:地震波速度 = (距离 / 时间) / 2其中,距离是地下岩石层之间的垂直间隔,时间是地震波从发生至接收的时间间隔。
结论测井解释计算核心公式是地球物理学研究中不可或缺的工具,它们通过解析地球物理测井数据来推断地层结构和矿产资源的分布情况。
孔隙度计算公式可以帮助确定岩石中的孔隙空间占比,渗透率计算公式可评估岩石的流动能力,地震波速度计算公式可用于研究地震波传播。
这些核心公式的应用有助于提高地球物理学的解释能力和资源勘探效率。
注:以上所有核心公式仅作为示例,实际的计算公式可能因具体情况而有所不同,请在使用时参考相关文献和研究成果。
*以上是回答,请确认是否满意*。
朱斌中国石油大学(北京) 石油工程学院问题:在一个纯砂岩地层,已知含油和天然气,请设计一个测井方案,解决相应的地质问题、储层评价问题、固井质量问题和射孔质量问题。
测井对成功开发油气藏起着重要的作用。
它的测量在井的开采期限内,地面地震勘探(它影响决定井位)和生产试验两个重大事件之间占据着重要位置。
传统测井的作用,一般局限于两个领域:地层评价和完井评价。
在油气生产中,地层评价的目的概括起来主要有四个方面:1)是否有油气存在?首先需要识别或推断被井眼穿过的地层中是否有油气存在。
2)油气在哪里?必须识别油气聚积地层的深度。
3)地层含油多少油气?首先定量确定地层中油气以小数表示的有效体积,即孔隙度。
其次是确定流体中油气的饱和度。
第三是关于含油气地层或地质体的区域延伸范围。
4)油气可开采吗?事实上,所有的问题都归结于这一实际关心的问题。
解决这个问题的一种途径是确定地层渗透率,但由推断出的地层性质,难以解决这个问题。
传统测井研究的第二个领域是完井评价。
它包括多种测量项目,如水泥胶结质量、套管和油管腐蚀、压力测试,以及生产测井的全部服务内容。
一、地层评价地层评价,需要综合测井仪器想响应的物理过程、地质知识,以及各种辅助测量或提取有关地下地层所有岩石物性资料。
1、岩性评价岩性评价主要回答井场解释的第一个重要的问题:地层是否含有油气?关于这个问题的回答必须对选择的适宜地层进行讨论,且已知为不含泥质的纯地层,该地层可能含有生产聚积的油气。
因此,首要的任务是识别纯地层,这项任务通常可由两种测量来完成:自然电位(SP)和自然伽马(GR)。
(1)自然电位测井的测量方法如图1所示,其传感器是个电极(安装在其它任意测量探测器之上约数十英尺的绝缘“马笼头”上),并以地面接地电极作为参考电极,实质上它测量的是电极通过不同地层时,而随时间缓慢变化的直流电压。
自然电位(电压测量以mV表示)定性的特性是随地层泥质含量的增加负值减小。
SP曲线总是显示在测井曲线图头第一道。
测井解释计算常用公式目录1. 地层泥质含量(Vsh)计算公式................................................ .. (1)2. 地层孔隙度(φ)计算公式....................................... (4)3. 地层含水饱和度(Sw)计算.......................................................... (7)4. 钻井液电阻率的计算公式...................................................... . (12)5. 地层水电阻率计算方法 (13)6. 确定a、b、m、n参数 (21)7. 确定烃参数 (24)8. 声波测井孔隙度压实校正系数Cp的确定方法 (25)9. 束缚水饱和度(Swb)计算 (26)10.粒度中值(Md)的计算方法 (28)11.渗透率的计算方法 (29)12. 相对渗透率计算方法 (35)13. 产水率(Fw) (35)14. 驱油效率(DOF) (36)15. 计算每米产油指数(PI) (36)16. 中子寿命测井的计算公式 (36)17. 碳氧比(C/O)测井计算公式 (38)18.油层物理计算公式 (44)19.地层水的苏林分类法 (48)20. 毛管压力曲线的换算 (48)21. 地层压力 (50)附录:石油行业单位换算 (51)测井解释计算常用公式1. 地层泥质含量(Vsh )计算公式1.1 利用自然伽马(GR )测井资料 1.1.1 常用公式minmax min GR GR GR GR SH --= (1)式中,SH -自然伽马相对值;GR -目的层自然伽马测井值;GRmin -纯岩性地层的自然伽马测井值; GRmax -纯泥岩地层的自然伽马测井值。
1212--=⋅GCURSH GCUR sh V (2)式中,Vsh -泥质含量,小数;GCUR -与地层年代有关的经验系数,新地层取3.7,老地层取2。