美国加利福尼亚州克恩县 Fruitvale 和 Rosedale Ranch 油田使用地球物理测井分析绘制地下水盐度图
抽象的
提出了一种从钻孔地球物理和水地球化学测量中推导出地下水总溶解固体 (TDS) 体积模型的方法。虽然以前的 TDS 绘图技术在开发它们的水文地质环境中被证明是有用的，但在岩性异质性、复杂的水化学或数据有限的环境中，它们可能会产生较差的结果。由于阿奇方程中经验常数的假定值、不切实际的孔隙率和温度梯度或富含碳酸氢盐的地下水，问题就出现了。
这些问题在复杂的地质环境中变得至关重要，例如美国加利福尼亚州的圣华金河谷。为了解决这个问题，一种绘制三维 TDS 的方法被应用于加利福尼亚州贝克斯菲尔德附近的 Fruitvale 和 Rosedale Ranch 油田。钻孔电阻率、孔隙度、和温度数据用于使用 Archie 方程导出 TDS，然后使用克里格法对 TDS 进行插值。阿奇的a和m（分别为曲折因子和胶结指数）是通过比较克里金法之后的模型预测与 TDS 测量值，并通过数学优化最小化差异来找到的。使用经验模型校正了丰富的碳酸氢根离子对 TDS 的贡献。这项工作的动机是联邦和州法律要求监测和保护地下饮用水源。模型显示 10,000 ppm TDS 的合法重要边界位于 Rosedale Ranch 海平面以下约 1,067 米处，并深入 Fruitvale 至约 1,341 米。以此分辨率测绘地下水 TDS 表明，TDS 主要受深度、补给、地层控制，在某些地方，受断层和相变化控制。
提出从井地球物理学和水文地球化学分析中推导出总矿化 (TM) 的体积模型。尽管以前的 TM 绘图技术已经显示出它们在开发它们的水文地质背景下的有用性，但在岩性非均质性、复杂的水化学或有限数量的数据的背景下，它们可能会导致错误的结果。经验阿奇定律参数、不切实际的孔隙率和温度梯度或富含碳酸氢盐的地下水的估计值会出现问题。这些问题在复杂的地质环境中变得至关重要，例如美国加利福尼亚州的圣华金河谷。为了应对这些问题，一种在三个维度上映射 TM 的方法是。
适用于加利福尼亚州贝克斯菲尔德附近的 Fruitvale 和 Rosedale Ranch 油田。钻孔测得的电阻率、孔隙度和温度数据用于使用阿奇定律计算 MT，然后用克里格法对 MT 进行插值。设置一个和米Archie 的（分别为曲折因子和胶结指数），通过比较模型预测，在克里金法之后，与 TM 测量值和通过数学优化最小化差异来识别。使用经验模型校正高碳酸氢根离子含量的 MT 贡献。这项工作的动机是联邦和加利福尼亚州对监测和保护用于饮用水的地下水的监管要求。模型显示，10,000 ppm MT 的重要监管限值在 Rosedale 低于海平面约 1,067 米，在 Fruitvale 加深至约 1,341 米。用这个分辨率绘制地下水 TM 表明 TM 是。主要受深度控制，
虽然这些盐度绘图方法在最初开发时所针对的地质环境中运行良好，但它们的假设和弱点可能会限制它们在水文地质复杂或数据可用性有限的地区的使用——例如，在许多地方可用的 TDS 地球化学测量垂直或横向密度不足以详细绘制盐度图。回归模型假定孔隙度恒定，这在具有复杂岩性（例如页岩和硅藻土）、横向相变化或跨越大深度间隔的体积的区域中可能不成立。此外，采出水的地球化学样品通常来自含油区，电阻率响应受可变含油饱和度的影响，这导致反映油区的回归模型，因此，在水饱和区应用该模型可能不合适。大多数分析师不再使用 SP 方法，因为它在预测 TDS 方面不准确。最后，使用 Archie 方程 或 Winsauer 等人介绍的修改版本的方法。 取得了成功，但在参数选择（a和m系数）方面存在不确定性。由于主要离子的不同电气特性，在绘制淡水或微咸水时会出现更多挑战。
在地质复杂的地区，如加利福尼亚州的圣华金河谷，深层盐度测绘是困难的，该地区具有含硅质碎屑和硅藻土的混合沉积层序，横向相变化，在某些地方，含有富含碳酸氢盐的水域。在这一领域，标准盐度绘图方法的局限性更加复杂，需要一种新的盐度绘图方法。
在这里，描述了一种使用钻孔地球物理和地球化学测量来构建油田规模的三维 (3D) 盐度图的新方法和工作流程。该方法解决了先前研究中提出的几个问题：（1）它使用测量的 TDS 地球化学来找到阿奇方程的a和m参数（分别为曲折因子和胶结指数），为体积中的不同区域产生优化值的分析，(2) 它允许根据测量的主要离子水相地球化学校正电阻率响应，(3) 它考虑垂直孔隙率和温度梯度，以及 (4) 它产生一个 3D 连续图，该图描述了垂直和横向盐度梯度的特征。
