0　引　言

碳氧比能谱测井[1-2]可在套管井中评价地层岩性[3]、孔隙度[4-5]和含油饱和度[6],较好地划分油层和水层[7-8]。地层含油饱和度是碳氧比能谱测井仪主要测井目标,仪器响应随地层参数的变化而变化,把仪器响应转换为地层的地质参数,只能利用刻度井完成。目前,中国石油大庆油田和中石化胜利油田都建立了碳氧比刻度井群,大庆油田刻度井群较为完整,分水砂井、油砂井、套管影响刻度井、水泥环影响刻度井等4大类,采用石英砂堆积建井;中石化胜利油田刻度井群以天然岩石模块为骨架,岩性较多,其孔隙流体是水[9]。

本文介绍了一种双参数碳氧比模型井,这种模型井可以在1口井中同时建立孔隙度和含油饱和度2种参数标准,为测井仪的仪器响应与含油饱和度建立直接联系,为碳氧比能谱测井仪的研发和改进、仪器定标提供了便利条件。

1　双参数碳氧比能谱模型井原理

1.1　模型井的要求

碳氧比能谱模型井中对孔隙度参数的要求:①可以模拟实际地层的孔隙度,对碳氧比能谱测井仪来,说孔隙度越大根据碳氧比结果求得的含油饱和度可信度越高,孔隙度小于10%时只能定性地判断油水层,而中国各大油田的地层孔隙度一般不超过35%,因此,孔隙度的范围在10%～35%即可;②孔隙度分布要均匀,以方便刻度作业,即被刻度仪器可在模型井任意位置进行刻度;③孔隙应为连通孔隙,因为碳氧比测井仪是通过测量孔隙中的液体来测量孔隙度的,若部分孔隙为不连通孔隙,则可造成模型井标称孔隙度与仪器测得孔隙度有较大偏差,无法达到刻度的目的。双参数碳氧比模型井采用堆积法[10],可以很好满足以上3个要求。

数据资料以spss18.0统计学软件处理,计量与计数资料分别进行t与X2检验,以p<0.05为有统计学意义。

实际制作的模型井采用石灰岩为骨架,以1,3-丁二醇的水溶液为模拟孔隙流体。模拟孔隙流体是为了模拟储油层中油水混合物中的碳元素和氧元素,要求其成分稳定、安全,可实现多种含油饱和度值。因为井下的油水混合体系是在高温高压下形成的水包油或油包水的不稳定体系,在模型井中无法长时间稳定存在,且无法给出准确的碳氧比数据;又因不同地区的原油成分差别很大而无法采用含油饱和度作为通用参数。双参数模拟地层孔隙流体采用1,3-丁二醇的水溶液,可以很好满足模拟井的要求[11],同时以16烷(C16H34)为平均分子量标准的柴油作为原油的标准参照物,则不同地区的原油都可换算为这种标准的含油饱和度(本文均指含柴油饱和度),方便了计量和标定。

在套管井中测量地层孔隙度的常用方法有脉冲中子孔隙度、补偿中子孔隙度、补偿声波孔隙度,其中脉冲中子近、远俘获计数比计算孔隙度法类似于补偿中子孔隙度法[12]。补偿中子孔隙度测井受骨架岩性(主要是密度)和孔隙流体含氢指数影响,1,3-丁二醇的含氢指数(1.00～1.01)几乎和水一致。因此,使用1,3-丁二醇的水溶液充填孔隙,能够建成补偿中子孔隙度刻度井。

如果不考虑井眼效应[13](井内流体成分与密度、套管规范、水泥环成分/密度/厚度等井眼条件不变),只考虑碳氧比测井曲线对地层参数的响应,那么,大致上C/O值为

式中,φma、φW分别为干孔隙度和湿孔隙度,p.u.;VH为孔隙体积;VT为模型地层总体积;Vma为骨架体积,m3;mma为砂石骨架的质量;mT为测量模型井体积时所用的水的总质量;mf为模拟孔隙流体的质量,kg;ρma、ρW、ρf分别为石灰石颗粒、水和模拟孔隙流体的密度,kg/m3。

C/O=α·nC/nO+β(1-φ)+γ

(1)

式中,nC/nO是整个地层中C元素与O元素原子数比值;α是测井灵敏度因子;第2项与地层密度有关,大致与地层孔隙度有关;第3项是常数[14]。可知,只需要第1项nC/nO接近,则测井值就接近。因此,使用1,3-丁二醇的水溶液充填孔隙,能够建成含油饱和度刻度井。

1.2　堆积法实现小孔隙度

堆积密度是描述堆积现象的重要参数,设堆积密度表示为ε,它与孔隙度φ的关系为

建造时采取分层建造的方法,即将模拟地层分成9层建造,每层高度为150 mm,将每层的石灰石颗粒和模拟地层孔隙流体在井罐中混合均匀后砸实压平,达到事先画好的刻度线后再进行下一层堆积,直至模型地层建造完成。

ε=1-φ

(2)

影响堆积密度的因素包括颗粒的大小、形状、表面粗糙程度、潮湿情况等,等径球体的最大堆积密度为0.74[15]。因为目标孔隙度为15%,也就是堆积密度为85%。采用的堆积原料不可能由单一粒径的颗粒组成。因此,用双组分颗粒选取不同粒径颗粒每2种分成1组,就大小颗粒的数量比进行实验。

目前当地全年用肥基本结束，只有冬季大棚蔬菜有零星用肥需求，以复合肥为主。9月份之后，甘肃地区的化肥价格呈现全面上涨态势。闫光荣告诉记者，目前中石油所属尿素生产企业较去年提前1个月停气停产，预计要等到2019年4月份前后才会恢复生产，所以，近期甘肃地区化肥生产企业受到限气检修的影响，产能有所下降。

(2) 原料化验:在陕西富平多处石场采集样品,并对其成分进行化学分析,首先经过化验筛选出碳酸钙含量大于95%的石灰石,再由化学分析实验室确定其各化学成分含量,最终选出提供达标样品的厂家。

(1) 孔隙度φ=15.1%给定的情况下,按照0、20%、40%、60%、80%、100%等6种含柴油饱和度,计算出对应的nC/nO值,使用一元二次方线性回归法,拟合出含柴油饱和度So与nC/nO的函数关系

式中,k(·,·)θc是关于参数θc的协方差函数。一般而言,协方差函数决定了分布的平滑程度。各向同性均方指数核函数是经常使用的协方差函数形式,其解析形式如下:

关于周期，就有如下例题，如图2所示，正负电子分别以初速度方向垂直于磁场方向进入，并与均匀磁场边界成30°角进入磁场，求正负电子在均匀磁场中运动的时间之比。遇到此类题型，我们需要知道正负电子除了所带的电荷性质不同，其荷质比以及所进入的磁场的磁场大小是相同的，故可以得出他们在同一均匀磁场中运动的角速度也相同。然后再根据数学的几何知识，在题目所给的图中找到各自在磁场中做匀速圆周运动的圆周角，最后根据公式θ=ωt，可以求得正、负电子在均匀磁场中运动的时间之比为：

(3) 原料处理:选取厂家能大量供应4目、6目、8目、60目的石灰岩颗粒作为配方实验原料,使用球磨机进行颗粒磨圆,以抽样目视无明显棱角为合格,通过晾晒风干使原料干燥,用多次筛网筛选法去除原料中的石粉,并使同型号中的颗粒粒径较为一致。

(4) 小样堆积:用选定的4种石灰岩颗粒进行配方实验,每2种组成1组,比例从1∶1开始实验,逐渐增大到10∶1,若未找到15%孔隙度的配方,则逐渐减少到1∶10。

我国的社会主义性质决定，政府一方面是社会管理者和宏观经济调控者，另一方面是国企的出资者。政府为了创造经济发展的良好形象，必然提供与之相关的财务数据。另外，国企领导的任期短，奖惩机制不健全，使得企业领导人不注重可持续发展，只关心眼前利益。

我正在发愣，巴克夏推了推我。一看，她落落大方地把行李和脸盆牙具放到地上说：“谢谢大家来接我——”一看是我们，便笑道：“是你们？怎么样？说话算数，言而有信吧？”说着向我伸过手来。

2种粒径的颗粒进行随机堆积的边界效应影响层的平均厚度约在小颗粒的粒径到大颗粒的粒径之间[16-18],采用直径为450 mm、高为470 mm的不锈钢桶作为实验装置,以堆积高度为450 mm,边界效应层厚度为4目颗粒最大粒径(4.75 mm)计算,边界效应层体积约占总体积的5.19%,其影响可以忽略,故可以采用该尺寸钢桶作为配方实验用具。

初步筛选时堆积厚度为200 mm,用水将孔隙填满,加水到刚刚没过砂石平面为合适。按上述的方法找到3组配方,再做多层堆积实验(即150 mm为1层,压实后继续堆积直至450 mm高为止)和重复实验,选出重复性最好的第1种配方,3组配方及其实现的孔隙度见表1。

由于边界效应在小体积情况下对孔隙度的影响更为显著,而边界层的孔隙度比较大,小样配方实现的孔隙度会比在大井桶中实际堆积的孔隙度稍大。

表1　小样实现的孔隙度

配方123颗粒粒径/目46066048质量比例53112752811孔隙度/(p．u．)154157161

1.3　模拟地层孔隙流体实验

丁二醇(分子式为C4H10O2,分子量为90.121)具有能够与水互溶、不挥发,且化学稳定性较好的优点,其凝固点和沸点范围也符合正常气温变化范围。密度与水几乎一样,在长期存放过程中不会发生分层、分解等现象,是作为模拟地层孔隙流体的理想物质。将1,3-丁二醇—水溶液体系作为模拟流体体系,对该体系进行溶解性、稳定性等方面的实验验证。

用2支10 mL刻度移液管按表2中所给用量分别取1,3-丁二醇和蒸馏水至6个已编号的干燥三角瓶中摇匀。

表2　1,3-丁二醇与水混合溶液体积量比

编号1，3⁃丁二醇体积/mLH2O体积/mL192029218392364927259214469218

该体积比对应的1,3-丁二醇与水的物质的量比分别为1∶0、1∶1、1∶2、1∶4、1∶8、1∶10。用1 mL刻度移液管分别从6个三角瓶中移取1 mL溶液,放到6个已编号的10 mL容量瓶中,稀释至刻度摇匀。经实验验证,上述2种物质可以在该摩尔比例范围内完全互溶。

旅游演艺产品按照不同的分类方式，划分为不同的类型。本文采用《中国旅游报》的6类型划分法，即以张家界《天门狐仙》为代表的山水实景类、以《土风苗韵》为代表的景区综艺类、以迪士尼公园巡游为代表的巡游类、以《张家界·魅力湘西》为代表的剧院类、各地巡演类、以九寨沟“藏王宴舞”为代表的宴舞类。张家界的旅游演艺主要是山水实景演艺、剧院类演艺以及景区综艺类演艺。

将1,3-丁二醇与水不同比例混合溶液静置于常态,长时间观察未见分层、析出现象。用UV-2450型紫外可见分光光度计采用紫外光谱法测定各比例溶液浓度,发现其基本不变(溶液封闭状态下)。说明该溶液体系稳定性能够满足模拟流体的稳定性要求(见图1)。

图1　初始状态和放置1a后1,3丁二醇溶液吸光度浓度光谱曲线比较

1.4　模型井建造与孔隙度确定

模型井建造在内径为1 200 mm高为1 600 mm的井罐内,井罐的中心有内径为125 mm、厚度为7.5 mm的优质碳素结构钢(U20202)套管,套管外有30 mm的水泥环,水泥环外是模拟地层,可以供碳氧比能谱仪器进行探测,模拟地层高度为1 350 mm。

生：我是像图3一样添上几条辅助线，把梯形变成一个长12厘米、宽8厘米的长方形，而图中的阴影部分正好与图中的空白部分相等，所阴影部分的面积就12×8÷2=48（平方厘米）。

模型井的孔隙度有2种计算方法:①按石灰石颗粒计算,计算出的孔隙度称为干孔隙度;②由模拟孔隙流体计算,计算出来的孔隙度称为湿孔隙度值。计算公式分别为

(3)

(4)

加大立法和执法工作力度。制定《黄河下游河道采砂管理办法》，开展《黄河水文监测环境和设施保护办法》修订,推进《河南省黄河防汛条例》和《济南市黄河河道管理办法》立法进程。以全国水利综合执法示范点建设为契机，不断加强基层执法队伍建设。加大水事违法案件查办，依法查处各类水事违法案件1 099起。以“河道不侵占”为目标，重点打击了非法侵占河道、非法采砂、种植阻水片林、设置行洪障碍等违法活动。依法调处了由采煤弃渣引发、持续多年的宁夏、内蒙古省际边界水事纠纷。

由于颗粒原料间的孔隙中会有空气,不可能被模拟孔隙流体完全填充,因此,这2种孔隙度会有差异。当2种孔隙度差异小于1 p.u.时,则可认为模型地层满足要求;若2种孔隙度差异大于1 p.u.,则说明孔隙中空气过多,需要重新建造。实际建造的模型井数据见表3。

表3　碳氧比模型井建井数据

加液质量/kg加石灰石颗粒质量/kg第1层2853790第2层3003790第3层2203790第4层2403790第5层2403790第6层2403790第7层2403790第8层2403790第9层2403790质量/kg224634110体积/L221912657总体积/L149228孔隙度/p．u．149152不确定度/p．u．0303平均孔隙度/p．u．151

1.5　等效含油饱和度确定

1.5.1　1,3-丁二醇模拟地层孔隙流体的等效含油饱和度计算

以柴油作为100%含油饱和度为标准进行1,3-丁二醇模拟地层孔隙流体等效含油饱和度的计算,柴油以十六烷(C16H34)为平均分子量标准,则平均摩尔质量为226.441 g/mol,标准状态下的密度为0.85 g/cm3;1,3丁二醇摩尔质量为90.121 g/mol,标准状态下的密度为1.010 g/cm3;水的摩尔质量为18.015 g/mol,标准状态下的密度为1.000 g/cm3;假设岩层骨架全部为CaCO3构成摩尔质量为100.088 g/mol,其密度为2.710 g/cm3。计算方法:

(1) 产地选取:为保证石灰岩颗粒化学成分有较好的一致性,经过网络调研和石材市场走访,确定陕西富平为合适的原料产地。

(5)

(2) 孔隙度φ=15.1%给定的情况下,按照0、20%、40%、60%、80%、100%等6种含1,3-丁二醇饱和度SB,计算出对应的nC/nO值,根据nC/nO与含柴油饱和度So的函数关系,推算出采用1,3-丁二醇配比条件下的等效含柴油饱和度So。

采用石灰岩颗粒进行堆积,这些原料不可能是标准的球体,则需对原料的粒径、比例进行大量的实验,才能确定堆积井配方。

按照孔隙度φ值和等效含柴油饱和度So值,再用骨架颗粒、柴油、淡水的体积比例关系,计算出nC/nO值,进行验证。具体数据见表4。表4中第2列nC/nO值是根据第1列数据含1,3-丁二醇饱和度SB计算得出的,最后一列(nC/nO)′值是根据第3列等效含柴油饱和度So值数据得出,可见两者相差很小,结果符合得很好。可以计算出当模拟地层孔隙流体中1,3-丁二醇与水的质量比为5∶2时,在孔隙度为15.1%的模拟地层中其nC/nO值为0.3769,根据式(5)可计算出含柴油饱和度为50.4%。

观察组新生儿窘迫症状改善率为37例92.5%、对照组新生儿窘迫症状改善率为29例72.5%,观察组新生儿窘迫改善率92.5%高于对照组72.5%,P<0.05。

根据上面的算法,不同孔隙度时,以1,3-丁二醇与水的溶液作为模拟地层孔隙流体,其可模拟的含柴油饱和度范围不同(见表5)。

表4　拟合函数验证表

SB/%nC/nOSo/%(nC/nO)′0029720029732003188142031884003410284034106003638425036388003872566038731000411370604114

表5　不同孔隙度情况下模拟含柴油饱和度的范围

ϕ/%101520253035So/%0～7080～70601～70401～70202～70003～699

2　模型井均匀性的测量

为检验新建2口模型井的孔隙度均匀性,使用补偿中子测井仪对其进行了测量,并根据式(6)计算除两端有畸变数据外其他数据的标准偏差

(6)

式中,σ为标准偏差;N为测量次数;xi为第i次测量值;μ为测量值的算术平均值。

计算可得标准偏差为0.025,相对标准偏差为1.37%。其结果表明碳氧比模拟井在不同深度孔隙度较为均匀,在东南西北4个方向上没有明显差异,说明新建模型井各向同性很好(见图2)。图2中,R为短源距探测器与长源距探测器的计数比;RE、RW、RS、RN为补偿中子测井仪测量窗口分别贴在东南西北4个方向上时测到的数据,横坐标为距模型井上沿的距离。

图2　补偿中子测井仪实测数据

3　结　论

(1) 提出了一种双参数碳氧比模型井的建造方法,其孔隙度以堆积法实现,范围为10%～35%。等效含柴油饱和度以1,3丁二醇的水溶液实现。当模拟地层岩性为石灰岩、孔隙度为10%时,其范围为0～70.8%。利用这种方法可以建造不同孔隙度与含油饱和度相配合的模型井群,为仪器标定提供了方便。

(2) 实际验证,使用双组分石灰石颗粒进行紧密堆积,得到了满足设计要求的15.1%的孔隙度,其配方中4目石灰石与60目石灰石颗粒的质量比为5∶3。

(3) 采用无毒、无刺激且不易挥发的1,3-丁二醇的水溶液作为模拟地层孔隙流体,当1,3-丁二醇与水的质量比为5∶2时,等效含柴油饱和度为50.4%。模拟井采用分层堆积的方法进行制作,既保证了每一层可以紧密堆积,又保证了其均匀性。

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