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利用综合测井资料计算地下水等效NaCl溶液矿化度方法

百纳文秘网  发布于:2021-06-11 08:02:43  分类: 心得体会 手机版


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摘 要:本文描述了一种用综合测井资料来评估地下水矿化度的方法。开采地下水时,一项十分重要的技术是在水井完井前,预先对地下水的矿化度进行预测和评估,以便根据需要,进行有针对性的开发。地下水在地层条件下的电阻率,即地层水电阻率Rw,是评价地下水等效NaCl矿化度的最佳参数。根据已有的实验资料进行分析研究,从理论上建立了地层水电阻率Rw、地层温度T与等效NaCl矿化度Ce数学模型,进一步讨论了如何利用综合测井解释成果图来探求地层水Rw的方法,进而求出了地层水矿化度。

关键词:矿化度;地下水;电阻率;孔隙度;自然电位

1 概述

由于地层温度T、地层水电阻率与NaCl矿化度呈非线性关系,所以地层测井参数与NaCl矿化度的函数关系难以用统一的数学公式表示。计算NaCl溶液矿化度需要全面考虑矿化度高低情况及不同温度环境的影响。为了最大限度地减小误差,本文根据矿化度由高到低不同程度,分别讨论研究利用综合测井资料计算地下水等效NaCl溶液矿化度方法。

2 地下水等效NaCl矿化度计算数学模型

2.1 测井资料(地层水电阻率以及地层温度)与地下水NaCl矿化度的关系。通过NaCl溶液电阻率与温度的双对数坐标图可以发现,矿化度相同时,温度与NaCl溶液的电阻率呈线性关系。即使矿化度改变,电阻率—温度直线也基本平行。

图中直线L1、Lx、L2表示,温度为T0时,矿化度C1、Cx、C2与电阻率Rw1、Rwy 、Rw2的对应关系。

log(Rw)=k*log(T)+b(K为直线L斜率,b为截距)

表1 不同矿化度的NaCl溶液,电阻率与温度的双对数线性关系

P为直线Lx上的一点,当温度为Tx、电阻率为 RWX时,

Cx= (1)

公式(1)为计算矿化度与电阻率、温度的数学模型

2.2 根据矿化度高低分段计NaCl矿化度。在以下的推导公式中,各符号含义及单位如下,T——地层温度(℉);Rw——地层电阻率(Ω.m);Cx——地层矿化度(ppm)。

2.2.1 高矿化度计算公式推导。在(1)式中当C2=200000ppm;C1=60000ppm时;查表(1)得:k=-0.89269;b=0.72077;温度T0=50℉,查表(2)得:Rw1=0.16Ω.m; Rw2=0.06Ω.m;将数据代入(1)式并化简得:Cx=()1.227504。此公式在矿化度60000ppm≤Cx≤200000ppm计算精度较高,相对误差小于7.62%,使用条件T-0.96165*100.24208≤Rx≤T-0.89269*100.72077。此公式不能用来低矿化度的计算,当矿化度20000ppm≤Cx≤200000ppm时,与实验数据校对误差小于9%。精确度可以满足工程计算要求。对测井数据(电阻率、地层温度)先用此公式进行计算,当估算矿化度超过60000ppm时,此公式计算精确度高。不足60000ppm可以按照相应的中、低矿化度公式计算,保证计算结果准确。

2.2.2 中矿化度计算公式推导。在(1)式中令:C2=60000ppm;C1=20000ppm;查表1得:k=-0.94782;b=1.20114;温度T0=50℉,查表2得:Rw1=0.425Ω.m; Rw2=0.16Ω.m;将数据代入(1)式并化简得:

Cx=()1.124572651

此公式在矿化度20000ppm≤Cx≤60000ppm计算精度较高,相对误差小于5%,使用条件T-0.89269*100.72077≤Rx≤T-0.94782 *101.20117。

2.2.3 低矿化度计算公式推导。在(1)式中令:C2=20000ppm;C1=800ppm;查表1得:k=-0.92571;b=2.55971;温度T0=50℉,查表2得:Rw1=8.9Ω.m; Rw2=0.425Ω.m;将数据代入(1)式并化简得:Cx=()1.0582429

此公式在矿化度800ppm≤Cx≤20000ppm计算精度较高,相对误差小于5%,使用条件T-0.94782*10120114≤Rx≤T-0.92571*102.55971。

2.2.4 淡水矿化度计算公式推导.在(1)式中令:C2=800ppm;C1=200ppm;查表1得:温度T0=400℉;b=3.180325; k=-0.96753,查表2得: Rw2=1.24Ω.m; Rw1=4.6Ω.m;将数据代入(1)式得:

Cx=()1.057478

在当矿化度Cx≤800ppm时,本公式计算结果较为准确,当T-0.92571·102.55971≤Rx,误差小于4%,,矿化度≤20000ppm时,误差小于5%。对比计算结果和实际数据发现,即使矿化度高达40000ppm时,相对误差也小于11%,准确度足以达到一般工程计算要求。

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