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聚合物溶液对岩石电阻率及岩电参数的影响研究焦翠华[1]王军[3]刘兵开[3]王震宇[1]王延忠[2]辛治国[2]杨峰[2](1.中国石油大学,北京102249;2.中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司地质科学研究院,山东东营257015;3.中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司测井公司257061)1摘要:砂岩油层经过聚合物驱替后,聚合物的吸附和滞留是否会导致岩石的导电特征发生变化,是否会引起岩电参数发生变化,将决定饱和度解释模型及参数的选取。本文通过对不同浓度、不同矿化度的聚合物溶液驱岩石电阻率的实验测量,研究了聚合物溶液对岩石电阻率及岩电参数的影响。分析得到了如下结论:当聚合物溶液矿化度大于4000mg/L时,聚合物浓度对溶液电阻率、岩石电阻率及岩电参数的影响均很小,测井解释时可以不予考虑,研究成果为聚合物驱后饱和度解释奠定了基础。关键词:聚合物浓度;溶液矿化度;溶液电阻率;岩石电阻率;岩电参数ResearchonInfluenceofPolymerSolutiononResistivityandElectricalParametersofRockAbstract:saturationinterpretationmodelandparametersofsandstonereservoirdependonwhetherelectriccharactersandelectricalparametersofreservoirchangeowingtotheadsorptionandretentionofpolymerafterpolymerflooding.Basedonequipmentsofelectricalresistivityofreservoirafterdifferentconsistencyandsalinityofpolymersolutionflooding,influenceofpolymerfloodingonrockresistivityandelectricalparametersarestudied.Conclusionsareasfollows,whensalinityofpolymersolutionisgreaterthan4000mg/L,influenceofpolymerconsistencyonsolutionresistivityandrockresistivityandelectricalparametersofreservoirisminute,whichisnegligibleinwellloginterpretation.Resultsoftheresearchlaythefoundationforthedetailedlogginginterpretationafterpolymerflooding.Keywords:polymerconsistency;solutionsalinity;solutionresistivity;rockresistivity;electricalparameters0引言聚合物驱是指向油藏中注入高相对分子质量的水溶性聚合物溶液的驱油方法,通过增加驱替相的粘度,改善水油流度比,调整吸水剖面,提高波及效率,从而提高采收率[1-3]。但是,国内外对聚合物的注入及滞留对储层岩石电性特征及岩电参数的影响研究很少[4-6],本研究选用孤岛油田中一区聚合物驱替用的阴离子型聚丙烯酰胺及孤岛油田中一区馆三段的岩心,实验测量了聚合物溶液对岩石电阻率及岩电参数的影响,为该区聚合物驱后饱和度解释模型的选取奠定基础。1聚合物浓度及矿化度对溶液电阻率的影响实验用聚合物为日本三菱的MO-4000-HSF,主要成分为阴离子型聚丙烯酰胺。采用1国家重大专项项目:2008ZX0511-003第一作者简介:焦翠华(1960——),女,教授,测井矿化度为1000mg/L、2000mg/L、3000mg/L、4000mg/L的氯化钠溶液配制聚合物母液并分别稀释至聚合物浓度为0mg/L、300mg/L、500mg/L、800mg/L、1000mg/L、1200mg/L、1500mg/L、2000mg/L、2500mg/L、3000mg/L。利用电阻器及电阻率仪测量聚合物溶液的电阻率,结果如图1-1,表1-1、1-2。1.1聚合物浓度对溶液电阻率的影响从图1-1和表1-1可以看出,聚合物浓度从0增加到3000mg/L,矿化度为1000mg/L的溶液电阻率从8.25Ω•m下降到7.28Ω•m,下降绝对幅度为0.97Ω•m,相对幅度为11.76%;矿化度为4000mg/L的溶液电阻率从1.845Ω•m下降到1.738Ω•m,下降绝对幅度仅为0.11Ω•m,相对幅度为5.80%。实验结果表明,聚合物浓度对溶液电阻率的影响随溶液矿化度的增加而减小,当矿化度大于4000mg/L时,聚合物浓度的变化对溶液电阻率影响已经很小。1.2溶液矿化度对溶液电阻率的影响从图1-1和表1-2可以看出,相同聚合物浓度条件下,溶液矿化度从1000mg/L增加到4000mg/L时,溶液电阻率下降绝对幅度为6Ω•m左右,相对幅度为77%左右。实验结果表明,聚合物溶液电阻率受矿化度的影响比聚合物浓度的影响大的多,是影响溶液电阻率的主要因素。综上所述可知,当聚合物溶液矿化度小于4000mg/L时,溶液电阻率受溶液矿化度和聚合物浓度的双重影响;当聚合物溶液矿化度大于4000mg/L时,溶液电阻率受溶液矿化度的影响为主。02468100500100015002000250030003500聚合物浓度(mg/L)溶液电阻率(Ω·m)溶液矿化度1000mg/L溶液矿化度2000mg/L溶液矿化度3000mg/L溶液矿化度4000mg/L图1-1溶液电阻率与聚合物浓度、溶液矿化度的关系表1-1相同矿化度下溶液电阻率与聚合物浓度的关系表溶液矿化度mg/L聚合物浓度mg/L溶液电阻率Ω•m溶液电阻率变化绝对幅度Ω•m溶液电阻率变化相对幅度%100008.250——5008.1300.1201.45510008.0500.2002.42415007.9700.2803.39420007.7500.5006.06125007.4700.7809.45530007.2800.97011.758400001.845——5001.8100.0351.88110001.7820.0633.42015001.7810.0643.45820001.7800.0653.53925001.7420.1035.58830001.7380.1075.799表1-2相同聚合物浓度下溶液电阻率与矿化度的关系聚合物浓度mg/L溶液矿化度mg/L溶液电阻率Ω•m溶液电阻率变化绝对幅度Ω•m溶液电阻率变化相对幅度%010008.250——20003.5624.68856.62130002.0836.16774.48340001.8456.40577.35350010008.130——20003.3414.78958.90130002.0686.06374.56940001.8106.32077.733100010008.050——20003.2044.84660.19630002.0515.99974.52440001.7826.26877.865150010007.970——20003.0644.90661.55830002.0375.93374.43740001.7806.19077.670300010007.280——20002.8274.45361.16930001.9595.32173.09640001.7385.54276.1262聚合物溶液对岩石电阻率的影响2.1聚合物溶液对饱含溶液岩石电阻率R0的影响实验所用岩样为取自胜利油田孤岛中一区馆三段的砂岩。岩样经过处理后,测试其基础参数长度、直径、孔隙度及空气渗透率。采用与地层水矿化度相近的5000mg/L的氯化钠溶液配制日本三菱M0-4000-HSF聚合物母液并分别稀释至聚合物浓度为0mg/L、500mg/L、1000mg/L;选择3组平行样品,分别抽空并饱和已配制的3种浓度的聚合物溶液;测试并记录岩样完全饱和聚合物溶液时的电阻率R0,结果如图2-1、表2-1所示。从图2-1及表2-1可知,孔隙度一定时,随聚合物浓度从0增加到1000mg/L,岩石电阻率R0下降绝对幅度平均值为0.42Ω•m,相对幅度平均值为8.53%。0246810253545孔隙度(%)岩石电阻率Ro(Ω·m)聚合物浓度0mg/L聚合物浓度500mg/L聚合物浓度1000mg/L图2-1不同聚合物浓度下岩石电阻率R0与孔隙度Φ的关系表2-1聚合物浓度对R0影响统计表孔隙度(%)聚合物浓度(mg/L)岩石电阻率R0(Ω·m)电阻率变化绝对幅度(Ω•m)电阻率变化相对幅度(%)29.2805.81——5005.320.498.5110005.350.467.8832.0804.95——5004.550.408.0110004.400.5511.0536.4704.87——5004.620.255.0410004.490.387.9037.9304.55——5004.440.112.3710004.290.265.7640.2404.61——5004.340.275.7810004.150.4610.072.2聚合物溶液对岩石电阻率Rt的影响实验所用岩样同样为胜利油田孤岛中一区馆三段的砂岩。岩样经过处理后,测试其基础参数长度、直径、孔隙度及空气渗透率。选择3组平行样品,用5000mg/L的氯化钠溶液饱和岩样,然后用变压器油驱替至束缚水状态;用5000mg/L的氯化钠溶液配制日本三菱M0-4000-HSF聚合物母液并分别稀释至聚合物浓度为0mg/L、500mg/L、1500mg/L;分别用上述3种聚合物溶液驱替岩样中的油至束缚水状态;记录该过程中的岩样电阻率的变化,结果如图2-2、表2-2所示。从图2-2及表2-2可知,当含水饱和度一定时,随聚合物浓度从0增加到1500mg/L,岩石电阻率Rt下降绝对幅度平均值为0.24Ω•m,相对幅度平均值为1.32%。因此,当矿化度为5000mg/L时,聚合物浓度对岩石电阻率Rt影响很小,建立饱和度模型可以不予考虑。02040608010000.20.40.60.81含水饱和度Sw地层电阻率Rt(Ω·m)聚合物浓度0mg/L聚合物浓度500mg/L聚合物浓度1500mg/L图2-2不同聚合物浓度下岩石电阻率Rt与含水饱和度Sw的关系表2-2聚合物溶液对Rt的影响统计表含水饱和度(%)聚合物浓度(mg/L)岩石电阻率Rt(Ω·m)电阻率变化绝对幅度(Ω•m)电阻率变化相对幅度(%)45023.344——50023.3230.1170.500150023.1540.2860.81250019.827——50019.7380.0890.448150019.5940.2331.17555017.104——50016.9720.1320.771150016.8470.2571.50260014.946——50014.7870.1591.065150014.6770.2691.7983聚合物溶液对岩电参数的影响从图3-1可知,不同聚合物浓度下测量的岩石F—Φ的关系在双对数坐标系下是直线,表明阿尔奇公式仍然适用。随聚合物浓度从0增加到500mg/L,a值从0.862变化到0.761,变化绝对值为0.101,相对值为11.1%;m值从1.7378变化到1.841,变化绝对值为0.103,相对值为5.9%;随聚合物浓度从500增加到1000mg/L,a值从0.761变化到0.732,变化绝对值为0.029,相对值为3.8%;m值从1.841变化到1.876,变化绝对值为0.035,相对值为1.9%。从图3-2可知,不同聚合物浓度下的I—Sw的关系在双对数坐标系下是直线,同样表明阿尔奇公式仍然适用。随聚合物
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