Способ определения геологических свойств терригенной породы в около скважинном пространстве по данным геофизических исследований разрезов скважин

Реферат

 

Изобретение относится к исследованию скважин геофизическими методами и может найти применение при определении геологических свойств породы в околоскважинном пространстве, в частности при исследовании неоднородности толщ горных пород, определении структурно-минералогической и флюидальной моделей геологической среды с оконтуриванием различных по структурным и литологическим признакам геологических тел и резервуаров, выделении в разрезе скважин залежей углеводородов и оценки их подсчетных параметров. Техническим результатом является повышение детальности и достоверности определения по данным ГИС геологических характеристик всех пород, слагающих терригенную толщу - определение структурно-минералогической и флюидальной моделей слагающих пород. Способ включает выполнение геофизических исследований и обработку полученной информации с оценкой геологических свойств и последующим выделением интервалов коллекторов. Моделируют породу как структурный каркас, сложенный электрически заряженными частицами, формирующими поровое пространство и интегральный электрический заряд поровых каналов. Определяют форму отражения геологических характеристик породы в ее петрофизические свойства в зависимости от протекающих в ней интегральных адсорбционных процессов, масштаб которых определяется соотношением значений электрического заряда пор и минерализации насыщающей поры воды и углеводородонасыщенности пор. Интегральные адсорбционные процессы в породе выражают в изменении электрических, акустических, радиоактивных свойств, водородосодержания и объемной плотности структурного каркаса углеводородсодержащей породы и электролита, формируемого в ее поровом пространстве. На основе вышеуказанных представлений устанавливают обобщенные петрофизические модели отражения геологических характеристик породы в физических полях методов геофизических исследований разрезов скважин. В необсаженных скважинах при проведении геофизических исследований разрезов скважин определяют естественную радиоактивность породы, удельное электрическое сопротивление породы, приращение аномалии естественного электрического потенциала относительно естественного электрического потенциала вмещающих глин и один из параметров, выбранный из группы, содержащей интервальное время распространения в породе продольной акустической волны, водородосодержание породы и объемную плотность породы. При обработке полученной информации непрерывно вдоль ствола скважины с выбранным шагом по глубине на основе применения обобщенных петрофизических моделей рассчитывают интегральный электрический заряд поровых каналов структурного каркаса породы, пористость, доли общей и связанной воды в поровом пространстве, по которым совместно с измеренным параметром естественной радиоактивности породы определяют геологические характеристики пород, являющиеся показателями структурно-минералогической неоднородности геологической среды, ее коллекторских свойств, углеводородонасыщенности, абсолютной и фазовой проницаемости. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 12 ил.

Изобретение относится к исследованию скважин геофизическими методами и может найти применение при определении геологических свойств породы в околоскважинном пространстве, в частности при исследовании неоднородности толщ горных пород, определении структурно-минералогической и флюидальной моделей геологической среды с оконтуриванием различных по структурным и литологическим признакам геологических тел и резервуаров, выделении в разрезе скважин залежей углеводородов и оценки их подсчетных параметров.

Известен способ определения компонентного состава и нефтегазонасыщенности терригенных пород коллекторов и определения подсчетных параметров, основанный на обработке данных различных комплексов геофизических исследований разрезов скважин (ГИС), включающий выделение в разрезе скважины интервалов коллекторов, определение их эффективных толщин, глинистости и характера распространения глинистого материала в породе (дисперсное, структурное, слоистое), полной и эффективной пористости, абсолютной и фазовой проницаемости, оценки нефтегазонасыщенности и состава извлекаемых из углеводородсодержащей породы флюидов, определение коэффициента вытеснения нефти и газа из продуктивных пластов ("Методические рекомендации по определению подсчетных параметров залежей нефти и газа по материалам геофизических исследований скважин с привлечением результатов анализов керна, опробований и испытаний продуктивных пластов" /Под ред. Б.Ю.Вендельштейна, В.Ф.Козяра, Г.Г.Яценко, г. Калинин, НПО "Союзпромгеофизика", 1990, 261 с.).

Известный способ реализуется в соответствии с "Инструкцией по применению материалов промыслово-геофизических исследований с использованием результатов изучения керна и испытаний скважин для определения и обоснования подсчетных параметров залежей нефти и газа", Москва, ВНИГНИ, 1987, 20 с.) и позволяет определить геологические характеристики только предварительно выделенных в разрезе скважины пластов коллекторов с применением при обработке показаний каротажа определенных для пород коллекторов частных теоретически обоснованных эмпирических петрофизических моделей и стохастических петрофизических связей, установленных на основе исследования отобранных из скважин в интервалах залегания пород коллекторов образцов кернов и анализа связей типа керн-керн, керн-ГИС и ГИС-ГИС.

Известный способ имеет ограничения при определении геологических характеристик пород в разрезе скважины, используется только для определения параметров пород коллекторов и не обеспечивает определение в полном объеме структурно-минералогической и флюидальной модели породы, а также не реализует оценку геологических характеристик пород неколлекторов в разрезе скважины.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ определения геологических свойств терригенной породы в околоскважинном пространстве по данным геофизических исследований разрезов скважин (ГИС), включающий выполнение геофизических исследований в скважине и обработку полученной информации с выделением интервалов коллекторов и оценкой их геологических свойств (B.C. Афанасьев, Г.А. Шнурман, В.Ю. Терентьев. Методика оценки пористости и компонентного состава песчано-алевролито-глинистых пород по промыслово-геофизическим данным. Нефтепромысловая геофизика. Выпуск 5. Уфа, БашНИПИнефть, 1975, с. 88-94 - прототип).

Известный способ позволяет определить пористость, компонентный состав и нефтенасыщенность песчано-алеврито-глинистых коллекторов. Способ основан на использовании при обработке данных ГИС петрофизических моделей, учитывающих влияние на показания различных методов ГИС повышенного содержания в скелете породы алевритового материала и глин, имеющих различное распределение (дисперсное, структурное, слоистое) в массиве породы. В процессе обработки данных ГИС определяют коэффициент пористости, содержание песчаной, алевритовой и глинистой фракций в скелете породы, а также коэффициент общей водонасыщенности породы.

Недостатком известного способа является то, что он ориентирован на изучение свойств только предварительно выделенных в разрезе скважины пластов коллекторов и использует при обработке показаний каротажа упрощенные теоретические и стохастические петрофизические модели, применимые для приближенной оценки геологических свойств пород коллекторов.

Задачей изобретения является повышение детальности и достоверности определения по данным ГИС геологических характеристик всех пород, слагающих терригенную толщу - определение структурно-минералогической и флюидальной моделей слагающих пород, за счет применения при обработке данных ГИС разработанной в рамках настоящего изобретения системы обобщенных петрофизических моделей, достоверно описывающих электрические, радиоактивные и акустические свойства терригенной породы и связывающих эти свойства с важнейшими петрофизическими параметрами породы, определяемыми ее структурными и минералогическими свойствами.

Задача решается тем, что в способе определения геологических свойств терригенной породы в околоскважинном пространстве по данным геофизических исследований разрезов скважин, включающем выполнение геофизических исследований, обработку полученной информации с оценкой геологических свойств и последующим выделением интервалов коллекторов, согласно изобретению моделируют породу как структурный каркас, сложенный электрически заряженными частицами, формирующими поровое пространство и интегральный электрический заряд поровых каналов, определяют форму отражения геологических характеристик породы в ее петрофизические свойства в зависимости от протекающих в ней интегральных адсорбционных процессов, масштаб которых определяется соотношением значений электрического заряда пор и минерализации насыщающей поры воды и углеводородонасыщенности пор, интегральные адсорбционные процессы в породе выражают в изменении электрических, акустических, радиоактивных свойств, водородосодержания и объемной плотности структурного каркаса углеводородсодержащей породы и электролита, формируемого в ее поровом пространстве, на основе вышеуказанных представлений устанавливают обобщенные петрофизические модели отражения геологических характеристик породы в физических полях методов геофизических исследований разрезов скважин, в необсаженных скважинах при проведении геофизических исследований разрезов скважин определяют естественную радиоактивность породы, удельное электрическое сопротивление породы, приращение аномалии естественного электрического потенциала относительно естественного электрического потенциала вмещающих глин и один из параметров, выбранный из группы, содержащей интервальное время распространения в породе продольной акустической волны, водородосодержание породы и объемную плотность породы, при обработке полученной информации непрерывно вдоль ствола скважины с выбранным шагом по глубине на основе применения обобщенных петрофизических моделей рассчитывают интегральный электрический заряд поровых каналов структурного каркаса породы, пористость, доли общей и связанной воды в поровом пространстве, по которым совместно с измеренным параметром естественной радиоактивности породы определяют геологические характеристики пород, являющиеся показателями структурно-минералогической неоднородности геологической среды, ее коллекторских свойств, углеводородонасыщенности, абсолютной и фазовой проницаемости.

В случае повышенной карбонатности скелета породы при обработке полученной информации применяют два из параметров, выбранных из группы, содержащей интервальное время распространения в породе продольной акустической волны, водородосодержание породы и объемную плотность породы.

Для оценки интегрального электрического заряда поровых каналов структурного каркаса породы вместо отсутствующего по геологическим причинам или технологическим особенностям геофизических исследований разреза скважины параметра естественного электрического поля используют параметр естественной радиоактивности горных пород.

Признаками изобретения являются:

1) выполнение геофизических исследований;

2) обработка полученной информации с оценкой геологических свойств и последующим выделением интервалов коллекторов;

3) моделирование породы как структурного каркаса, сложенного электрически заряженными частицами, формирующими поровое пространство и интегральный электрический заряд поровых каналов;

4) определение формы отражения геологических характеристик породы в ее петрофизические свойства в зависимости от протекающих в ней интегральных адсорбционных процессов, масштаб которых определяется соотношением значений электрического заряда пор и минерализации насыщающей поры воды и углеводородонасыщенности пор;

5) выражение интегральных адсорбционных процессов в породе в изменении электрических, акустических, радиоактивных свойств, водородосодержания и объемной плотности структурного каркаса углеводородсодержащей породы и электролита, формируемого в ее поровом пространстве;

6) установление на основе вышеуказанных представлений обобщенных петрофизических моделей отражения геологических характеристик породы в физических полях методов геофизических исследований разрезов скважин;

7) в необсаженных скважинах при проведении геофизических исследований разрезов скважин определение естественной радиоактивности породы, удельного электрического сопротивления породы, приращения аномалии естественного электрического потенциала относительно естественного электрического потенциала вмещающих глин и одного из параметров, выбранного из группы, содержащей интервальное время распространения в породе продольной акустической волны, водородосодержание породы и объемную плотность породы;

8) при обработке полученной информации непрерывно вдоль ствола скважины с выбранным шагом по глубине на основе применения обобщенных петрофизических моделей расчет интегрального электрического заряда поровых каналов структурного каркаса породы, пористости, доли общей и связанной воды в поровом пространстве, по которым совместно с измеренным параметром естественной радиоактивности породы определение геологических характеристик пород, являющихся показателями структурно-минералогической неоднородности геологической среды, ее коллекторских свойств, углеводородонасыщенности, абсолютной и фазовой проницаемости;

9) в случае повышенной карбонатности скелета породы при обработке полученной информации применение двух из параметров, выбранных из группы, содержащей интервальное время распространения в породе продольной акустической волны, водородосодержание породы и объемную плотность породы.

10) для оценки интегрального электрического заряда поровых каналов структурного каркаса породы вместо параметра естественного электрического поля использование параметра естественной радиоактивности горных пород.

Признаки 1 и 2 являются общими с прототипом, признаки 3-8 являются существенными отличительными признаками изобретения, признаки 9 и 10 являются частными признаками изобретения.

Сущность изобретения

Использование в известных способах при обработке данных ГИС (при обработке данных каротажа) петрофизических моделей и связей, справедливых только для пород коллекторов, дает возможность определить ограниченный набор характеристик пород коллекторов и не позволяет достоверно оценить в полном объеме свойства всех пород (коллекторов и неколлекторов), слагающих изучаемый терригенный разрез, в результате чего при их использовании не удается восстановить геологические характеристики терригенной толщи пород с достоверностью и детальностью, необходимой для обоснования геологической модели геологической толщи в целом и залежей углеводородов:

а) исследовать геологическую неоднородность изучаемых терригенных пород в разрезе в целом;

б) достоверно выделить в нем различные геологические тела (песчаники, алевролиты, глины, прочие структурные и/или литологические разности пород) и резервуары;

в) определить флюидальную модель всех пород, слагающих разрез;

г) более достоверно выделить в разрезе скважин нефтегазонасыщенные интервалы и оценить состав содержащихся в них подвижных и связанных флюидов (нефть, газ, остаточные углеводороды, подвижная и связанная вода);

д) прогнозировать состав извлекаемых из коллекторов флюидов;

е) оценить абсолютную и фазовую по нефти, газу и воде проницаемость;

ж) определить подсчетные параметры.

Это ограничивает возможности обоснования по данным ГИС параметров, использование которых необходимо при построении постоянно действующих геолого-промысловых моделей месторождений нефти и газа, подсчете запасов углеводородов, выработке мероприятий по оптимальной разработке залежей углеводородов.

В предложенном изобретении решается задача повышения детальности и достоверности определения по данным ГИС геологических характеристик всех пород, слагающих терригенную толщу - определение структурно-минералогической и флюидальной моделей слагающих пород, за счет применения при обработке данных ГИС разработанной в рамках настоящего изобретения системы обобщенных петрофизических моделей, достоверно описывающих электрические, радиоактивные и акустические свойства терригенной породы и связывающих эти свойства с важнейшими петрофизическими параметрами породы, определяемыми ее структурными и минералогическими свойствами.

В основе создания системы обобщенных петрофизических моделей лежит новое представление о том, что терригенные отложения как гетерогенные среды в целом характеризуются общими базовыми петрофизическими закономерностями, которые формируют физические свойства конкретных песчано-алеврито-глинистых отложений в зависимости от сложившегося фактического структурного и минералогического состава скелета породы (структурного каркаса породы), настоящей по времени гидрогеологической и термодинамической обстановки залегания пород и фактического текущего нефтегазонасыщения пород-коллекторов.

Эти конкретные физические свойства горных пород определяют особенности устанавливаемых по керну и/или керну и ГИС индивидуальных стохастических петрофизических связей для отдельных выделяемых в общей толще породы стратиграфических единиц (пластов, залежей углеводородов). Они также отражаются в физических полях различных методов ГИС и определяют регистрируемые при каротаже свойства полей в форме каротажных диаграмм. Таким образом, применяя систему обобщенных петрофизических моделей, в полной мере отражающих базовые петрофизические закономерности, можно достоверно оценить свойства конкретных пород в единой системе физико-геологических координат, принятой при построении системы обобщенных петрофизических моделей.

Применение системы обобщенных петрофизических моделей при интерпретации данных ГИС имеет ключевое значение как при выполнении оперативной интерпретации по бурящимся скважинам на этапе разведки залежей углеводородов, так и при переинтерпретации геолого-геофизической информации по фондовым скважинам на этапе построения постоянно действующих геолого-технологических моделей эксплуатирующихся месторождений. Это обусловлено следующими причинами:

- исключаются случайные ошибки при определении объемной и флюидальной моделей пород в разрезе, возникающих из-за использования частных стохастических связей, как это делается в применяемых промышленных способах, установленных на малых выборках керна для конкретных стратиграфических пластов и для отдельных площадей целого месторождения и переноса этих связей на "соседние" пласты и площади;

- для оценки свойств пород коллекторов (коэффициента пористости Кп, коэффициентов связанной Кв.св и подвижной Кв.п водонасыщенности, коэффициента абсолютной проницаемости Кпр) используются обобщенные теоретические петрофизические модели, достоверность которых подтверждена на основе прямого измерения на кернах комплекса петрофизических параметров и увязки величин этих параметров с показаниями кривых ГИС, отражающих эти свойства с учетом шкалы, соответствующей исследованию свойств пород на малых образцах кернов (микро- и макроуровень), объемной разрешающей способности зондов аппаратуры ГИС (мезоуровень) и размеров стратиграфических комплексов пород и залежей углеводородов в них (гигауровень);

- получение более полной геологической информации об исследуемом комплексе пород, как интервалов коллекторов, так и вмещающей среды, что дает возможность осуществлять исследование геологической модели среды в целом и выявлять в объеме пород геологические тела с различными структурно-минералогическими характеристиками, осуществлять литологический фациальный анализ пород и изучать неоднородность как пластов коллекторов, так и пород покрышек.

Таким образом, применение системы обобщенных петрофизических моделей для интерпретации данных ГИС обеспечивает получение более достоверных данных о геологических свойствах пород в разрезе в целом, дает возможность построить более полную геолого-технологическую модель каждой залежи и месторождения углеводородов в целом.

При создании системы обобщенных петрофизических моделей интерпретации данных ГИС для терригенных пород в рамках настоящего изобретения были уточнены знания о некоторых важнейших закономерностях влияния адсорбционных явлений в терригенных породах как гетерогенных средах на формирование их свойств и отражение этих свойств в полях, определяющих показания методов каротажа. В результате были выявлены новые и/или уточнены известные важнейшие базовые петрофизические закономерности для терригенных пород и разработаны новые петрофизические модели удельного электрического сопротивления породы (модель УЭС породы), естественных электрических потенциалов в скважине (модель ПС), модель естественной радиоактивности породы, определяемой по гамма-каротажу (модель ГК), модель интервального времени пробега продольной акустической волны, определяемой по данным акустического каротажа (модель АК), модель водородосодержания породы, определяемого по данным нейтронного каротажа (модель НК), модель объемной плотности среды, определяемой по плотностному гамма-гамма каротажу (модель ГГК), а также модели для оценки содержания в породе остаточной воды (модель КВО) и модель определения абсолютной проницаемости (модель КПР).

В соответствии с фиксируемыми настоящим изобретением представлениями каждый элементарный объем геологической среды в пределах осадочной толщи и, конкретно, в окрестности скважины, который определяет показания зонда геофизического прибора, представляет собой структурный каркас, образованный электрически заряженными частицами первичных пород и минералов. Все частицы, слагающие скелет породы, вследствие различного рода нарушений при их формировании обладают электрическим зарядом поверхности. Этот заряд связан с незавершенностью отдельных элементов кристаллических решеток минералов, формирующих частицы. В общем случае все частицы скелета породы характеризуются различной поверхностной плотностью заряда, который определяется как типом минералов, так и размером частиц.

В качестве меры удельного электрического заряда поверхности поровых каналов породы в настоящем изобретении принята известная величина емкости катионного обмена Q (моль/г) одного грамма вещества, слагающего скелет породы.

Если порода состоит из набора частиц с различными значениями Q, то ее интегральную удельную емкость катионного обмена можно выразить формулой

где Qi, Кi - емкость катионного обмена и объемная доля i-тых частиц в скелете породы.

Величину Qп горной породы можно определить двумя способами:

а) если известен ее минералогический состав, то в качестве Qi (i=1,..., n) выступают отдельные минералы, при этом величины Qi могут быть взяты из соответствующих справочных данных;

б) если известен гранулометрический состав породы, то необходимо знать величины Qi (i=1,..., n) для всех фракций.

Для оценки удельной емкости катионного обмена фракций необходимо выделить из образцов кернов все фракции с размерами частиц dфр<0.01, 0.01-0.05, 0.05-0.1, 0.1-0.2 >0.2 мм и провести специальные исследования по измерению емкости катионного обмена на этих фракциях. В качестве примера на фиг.1 показаны зависимости Qфр=f(dфp) для двух типов терригенных пород: а) преимущественно кварцевых глинистых песчаников (кайнозойские отложения Восточного Предкавказья) и б) для полимиктовых песчаников (меловые отложения Западной Сибири).

Из графиков, изображенных на фиг.1, видно, что в кварцевых песчаниках интегральная величина емкости катионного обмена Q породы практически полностью определяется фракцией глинистых минералов, а емкость катионного обмена алевритовых и песчаных частиц низкая и совпадает между собой. Такая ситуация соответствует принятой в промышленных способах интерпретации данных ГИС модели "глинистого песчаника", в которых сначала определяется объемное содержание глинистого компонента Кгл и затем учитывается влияние глинистости на показания каротажных кривых различным способом, в зависимости от предварительно установленного характера распределения глинистых частиц в объеме породы (слоистая, дисперсная, структурная модели распределения глин в породе).

Для полимиктовых терригенных пород удельная емкость катионного обмена частиц всех фракций изменяется и закономерно уменьшается с возрастанием размера частиц. Для таких пород, которые по существу являются более общей моделью терригенных отложений, требуется учет влияния всех фракций частиц породы на показания методов ГИС - песчаных, алевритовых и глинистых на основе использования обобщенных петрофизических моделей.

С учетом выявленных закономерностей в терригенной породе выделены следующие три фракции, в которых существенно изменяется величина Q и которые характеризуют структурную модель и петрофизические свойства терригенной породы:

- песчаная фракция >0.1 мм, Кпес;

- алевритовая фракция 0.1-0.05 мм, Кал;

- глинистая фракция <0.01 мм, Кгл.

Петрофизическая модель, определяющая емкость катионного обмена породы Qп, в соответствии с формулой (1) представляется выражением

где Qпес, Kпес, Qал, Кал, Qгл, Kгл - соответственно удельная емкость катионного обмена и объемное содержание песчаной, алевритовой и глинистой фракций в скелете терригенной породы.

Все петрофизические свойства породы и их отражение в полях методов ГИС описываются тремя интегральными параметрами: пористостью скелета, интегральным электрическим зарядом поровых каналов и структурным каркасом (скелетом породы). Петрофизические свойства породы в целом определяются следующими факторами:

- абсолютной величиной коэффициента пористости Кп (отношение объема пор к объему породы -Vпор/V или доли единицы - д.е.) и ее части, заполненной электролитом, Кпэл;

- абсолютной величиной интегрального электрического заряда частиц, выстилающих поры, Qп (моль/л) и образуемого ими электрического поля внутри порового пространства;

- минерализацией равновесного водного раствора Св (моль/л), насыщающего поровое пространство;

- физическими свойствами порового пространства и структурного каркаса породы, формируемыми интегральными адсорбционными явлениями, протекающими в породе и определяющими конкретные значения свойств порового пространства и параметров структурного каркаса породы и их вклад в формирование петрофизических закономерностей для толщи пород в целом и в показания различных геофизических методов.

Масштаб адсорбционных процессов определяется соотношением величин интегрального электрического заряда породы и минерализации насыщающего равновесного водного раствора. Чем выше заряд скелета породы и больше его отличие от минерализации насыщающей воды, тем значительней проявляются адсорбционные процессы и достовернее получаются оценки по данным ГИС свойств пород.

В общем случае интегральные свойства структурного каркаса породы определяются соотношением величин пористости, текущей водонасыщенности, электрического заряда частиц, слагающих структурный каркас породы, горного давления и температуры.

В новых петрофизических моделях для конкретных физических свойств горных пород Gп (УЭС породы), приращения аномалии естественного электрического потенциала по кривой ПС в пласте относительно вмещающих глин, интервального времени пробега продольной акустической волны по АК, водородосодержания породы по нейтронному каротажу (НГК, НКТ, ННК), объемной плотности по ГГК введен учет изменения за счет влияния адсорбционных процессов, протекающих в породе, интегральных свойств электролита Gэл, заполняющего поровое пространство, и физических свойств структурного каркаса породы в форме оценки значения параметра скелета породы Gск для каждой точки среды, т.е. Gп =f(Gэл,Gск). Такая коррекция величин Gэл и Gск для каждой конкретной породы исключает необходимость введения в петрофизические модели, как это делается в промышленных способах интерпретации данных ГИС для глинистых песчаников, дополнительных компонентов, связанных с величиной глинистости пласта и характером размещения глинистого структурного компонента в объеме породы, что является одним из предметов настоящего изобретения и в значительной степени повышает устойчивость алгоритма определения петрофизических свойств породы по комплексу кривых ГИС.

Петрофизическая модель удельного электрического сопротивления терригенной породы (модель УЭС) обоснована на основе принятого в настоящем изобретении положения о том, что электропроводность горной породы как гетерогенной среды п (1/Ом·м) определяется интегральной электропроводностью электролита эл, заполняющего все поровое пространство породы Кп. При частичном водонасыщении пор объем порового пространства, заполненного электролитом, равен произведению п · Кв, где Кв - общая водонасыщенность пор.

Обобщенная теоретическая модель УЭС терригенной породы записывается следующей формулой:

при

где п - удельная электропроводность породы, 1/Ом·м;

Kп -коэффициент пористости, д.е.;

Кв - коэффициент водонасыщенности породы, д.е.;

m - структурный коэффициент породы, нами установлено, что .

При практической реализации принимаем m=1.7;

эл - интегральная удельная электропроводность электролита в поровом пространстве породы, 1/Ом·м;

в - удельная электропроводность пластовой воды, насыщающей исследуемую толщу пород, 1/Ом·м;

0пред - предельная удельная электропроводность ионов адсорбционного слоя в поровом пространстве породы, 1/Ом·м. Нами установлено, что 0пред=5 1/Ом·м при температуре 25С и зависит от температуры так же, как и свободный электролит;

- коэффициент, определяющий нелинейность зависимости удельной электропроводности породы от удельной электропроводности пластовой воды п = f(в), которая уменьшается за счет снижения подвижности ионов при их низкой концентрации в растворе;

- коэффициент интегральных адсорбционных явлений в породе, определяющий отклонение удельной электропроводности электролита в поровом пространстве породы от удельной электропроводности пластовой воды. Этот коэффициент служит мерой мощности протекающих в породе адсорбционных процессов. Количественное определение и учет этого параметра при оценке геологических свойств пород по данным ГИС является ключевым элементом настоящего изобретения.

В общем случае зависимость удельной электропроводности гранулярной породы от удельной электропроводности пластовой воды п = f(в) имеет нелинейный характер. На фиг.2 представлена эта зависимость для образца породы, имеющей Кп=0.219, Кв =1 и =0.395. На фиг.2 изображены:

- зависимость п = f(в) для породы, рассчитанная по формуле (3) - толстая линия 1;

- прямая, представляющая зависимость п = f(в) для эквивалентной по пористости и полностью водонасыщенной породы, имеющей Кп=0.219, Кв=1 и =0 (для чистой или электрически нейтральной породы) - тонкая линия 2. Она рассчитывается по формуле

, (6)

где

- относительное сопротивление (параметр пористости) породы. Угловой коэффициент наклона линии определяется величиной ;

- прямая, касательная к зависимости п = f(в) для породы, рассчитанная по формуле (3), при предположении, что коэффициент =1, - тонкая линия 3;

- точка 4, соответствующая измеренной для данной породы удельной электропроводности п при полном ее водонасыщении пластовой водой с удельной электропроводностью в;

- точка 5, определяющая точку пересечения линий 2 и 3 и являющаяся оценкой величины удельной электропроводности адсорбционной воды в поровом пространстве породы, которую обозначим 0.

Коэффициент определяет отклонение касательной линии зависимости п = f(в) от линии зависимости для эквивалентной по пористости электрически нейтральной породы (линия 2 на фиг.2):

где - угловой коэффициент наклона касательной линии к зависимости п = f(в), см. фиг.2;

Из формулы (7) для чистой (не глинистой или электрически нейтральной) породы имеем . Из этого следует, что для такой породы =0. Для идеальной мембраны, в которой электропроводность электролита определяется только электропроводностью адсорбционного слоя внутри порового пространства, . Для такой породы =1.

На основе обработки данных по керну, выполненной авторами изобретения, установлено, что коэффициент интегральных адсорбционных явлений в реальной горной породе изменяется в диапазоне =(0 - 0.8). В пластах-коллекторах эта величина не превышает значения =0.4.

На основе математического моделирования с использованием большого числа петрофизических исследований керновых данных авторами изобретения установлено, что величина удельной электропроводности адсорбционной воды в поровом пространстве породы 0 изменяется в диапазоне от 0 для электрически нейтральной породы до ее предельной величины 0пред, которую следует рассматривать как константу терригенной породы, и может быть рассчитана для конкретной породы, имеющей адсорбционную активность , по формуле

Уравнение прямой, касательной к зависимости п=f(в), см. фиг.2, выведенное с учетом использования величин Р, Кп, в, 0, и выражения (7), имеет вид

Из формулы (9) можно получить следующее выражение для определения удельной электропроводности электролита в поровом пространстве для конкретного образца керна или э