美國加利福尼亞州克恩縣 Fruitvale 和 Rosedale Ranch 油田使用地球實體測井分析繪制地下水鹽度圖
抽象的
提出了一種從鑽孔地球實體和水地球化學測量中推導出地下水總溶解固體 (TDS) 體積模型的方法。雖然以前的 TDS 繪圖技術在開發它們的水文地質環境中被證明是有用的，但在岩性異質性、複雜的水化學或資料有限的環境中，它們可能會産生較差的結果。由于阿奇方程中經驗常數的假定值、不切實際的孔隙率和溫度梯度或富含碳酸氫鹽的地下水，問題就出現了。
這些問題在複雜的地質環境中變得至關重要，例如美國加利福尼亞州的聖華金河谷。為了解決這個問題，一種繪制三維 TDS 的方法被應用于加利福尼亞州貝克斯菲爾德附近的 Fruitvale 和 Rosedale Ranch 油田。鑽孔電阻率、孔隙度、和溫度資料用于使用 Archie 方程導出 TDS，然後使用克裡格法對 TDS 進行插值。阿奇的a和m（分别為曲折因子和膠結指數）是通過比較克裡金法之後的模型預測與 TDS 測量值，并通過數學優化最小化差異來找到的。使用經驗模型校正了豐富的碳酸氫根離子對 TDS 的貢獻。這項工作的動機是聯邦和州法律要求監測和保護地下飲用水源。模型顯示 10,000 ppm TDS 的合法重要邊界位于 Rosedale Ranch 海平面以下約 1,067 米處，并深入 Fruitvale 至約 1,341 米。以此分辨率測繪地下水 TDS 表明，TDS 主要受深度、補給、地層控制，在某些地方，受斷層和相變化控制。
提出從井地球實體學和水文地球化學分析中推導出總礦化 (TM) 的體積模型。盡管以前的 TM 繪圖技術已經顯示出它們在開發它們的水文地質背景下的有用性，但在岩性非均質性、複雜的水化學或有限數量的資料的背景下，它們可能會導緻錯誤的結果。經驗阿奇定律參數、不切實際的孔隙率和溫度梯度或富含碳酸氫鹽的地下水的估計值會出現問題。這些問題在複雜的地質環境中變得至關重要，例如美國加利福尼亞州的聖華金河谷。為了應對這些問題，一種在三個次元上映射 TM 的方法是。
适用于加利福尼亞州貝克斯菲爾德附近的 Fruitvale 和 Rosedale Ranch 油田。鑽孔測得的電阻率、孔隙度和溫度資料用于使用阿奇定律計算 MT，然後用克裡格法對 MT 進行插值。設定一個和米Archie 的（分别為曲折因子和膠結指數），通過比較模型預測，在克裡金法之後，與 TM 測量值和通過數學優化最小化差異來識别。使用經驗模型校正高碳酸氫根離子含量的 MT 貢獻。這項工作的動機是聯邦和加利福尼亞州對監測和保護用于飲用水的地下水的監管要求。模型顯示，10,000 ppm MT 的重要監管限值在 Rosedale 低于海平面約 1,067 米，在 Fruitvale 加深至約 1,341 米。用這個分辨率繪制地下水 TM 表明 TM 是。主要受深度控制，
雖然這些鹽度繪圖方法在最初開發時所針對的地質環境中運作良好，但它們的假設和弱點可能會限制它們在水文地質複雜或資料可用性有限的地區的使用——例如，在許多地方可用的 TDS 地球化學測量垂直或橫向密度不足以詳細繪制鹽度圖。回歸模型假定孔隙度恒定，這在具有複雜岩性（例如頁岩和矽藻土）、橫向相變化或跨越大深度間隔的體積的區域中可能不成立。此外，采出水的地球化學樣品通常來自含油區，電阻率響應受可變含油飽和度的影響，這導緻反映油區的回歸模型，是以，在水飽和區應用該模型可能不合适。大多數分析師不再使用 SP 方法，因為它在預測 TDS 方面不準确。最後，使用 Archie 方程 或 Winsauer 等人介紹的修改版本的方法。 取得了成功，但在參數選擇（a和m系數）方面存在不确定性。由于主要離子的不同電氣特性，在繪制淡水或微鹹水時會出現更多挑戰。
在地質複雜的地區，如加利福尼亞州的聖華金河谷，深層鹽度測繪是困難的，該地區具有含矽質碎屑和矽藻土的混合沉積層序，橫向相變化，在某些地方，含有富含碳酸氫鹽的水域。在這一領域，标準鹽度繪圖方法的局限性更加複雜，需要一種新的鹽度繪圖方法。
在這裡，描述了一種使用鑽孔地球實體和地球化學測量來建構油田規模的三維 (3D) 鹽度圖的新方法和工作流程。該方法解決了先前研究中提出的幾個問題：（1）它使用測量的 TDS 地球化學來找到阿奇方程的a和m參數（分别為曲折因子和膠結指數），為體積中的不同區域産生優化值的分析，(2) 它允許根據測量的主要離子水相地球化學校正電阻率響應，(3) 它考慮垂直孔隙率和溫度梯度，以及 (4) 它産生一個 3D 連續圖，該圖描述了垂直和橫向鹽度梯度的特征。
