復電阻率方法已經(jīng)在金屬礦藏勘探以及水文地質(zhì)等方面有著廣泛的應用,但在地球物理測井的研究領域中,至今還沒有商業(yè)化的測井儀器,復電阻率方法還停留在方法研究以及實驗室測量層面。加上巖石電阻率頻散的機理尚未明確,因此還需要開展巖石電阻率頻散特性的實驗以及理論研究。本文制作了不同孔隙度的純砂巖巖心以及含有不同類型粘土礦物的泥質(zhì)砂巖巖心,采用二極法測量方式,測量頻率范圍在100 Hz～15 MHz,研究了孔隙度、飽和度、礦化度、溫度、離子類型、粘土礦物類型以及含量對巖石電阻率頻散特性的影響,發(fā)現(xiàn)巖石電阻率和時間常數(shù)均隨孔隙度、飽和度、礦化度、溫度和泥質(zhì)含量的增大而減小,且頻散程度減弱。此外還對各個影響因素對巖石電阻率頻散曲線的敏感度進行了分析,巖石電阻率頻散曲線對飽和度和孔隙度更加敏感,其次為泥質(zhì)含量,礦化度和溫度對巖石電阻率的影響較前三者小。本文還利用Cole-Cole模型擬合實驗數(shù)據(jù),并反演出模型參數(shù),分析發(fā)現(xiàn)巖石時間常數(shù)隨各個影響因素的變化同巖石電阻率相似,將時間常數(shù)τ與地層參數(shù)建立關系,提出了利用時間常數(shù)評價地層飽和度的模型,其計算飽和度和實測飽和度十分接近。研究還發(fā)現(xiàn)巖石復電阻率實部隨頻... 

【文章來源】：中國石油大學(北京)北京市211工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

界面極化示意圖

中國石油大學（北京）碩士學位論文第2章巖石電阻率頻散機理及實驗研究2.1巖石電阻率頻散機理目前普遍認為介質(zhì)的極化主要分為電子極化（電子位移極化）、轉(zhuǎn)向極化和界面極化（空間電荷極化）[52]。各種極化發(fā)生的頻率范圍有所不同，如圖2.1所示。圖2.1各極化效應發(fā)生的相對頻率范圍的示意圖Fig.2.1Schematicoftherelativefrequencyrangeinwhicheachpolarizationeffectoccurs界面極化：對于飽和礦化水的多孔介質(zhì)來說，孔隙水中的正負離子在電場作用下發(fā)生遷移，當受到孔隙壁的阻擋時，便在孔隙表面積累，形成與外電場相反的感生電場，發(fā)生界面極化，如圖2.2所示。圖2.2界面極化示意圖Fig.2.2Interfacepolarizationdiagram-7-

第2章巖石電阻率頻散機理及實驗研究轉(zhuǎn)向極化：對于多個原子組成的分子，根據(jù)其正負電荷中心是否重合，可將其分為極性分子和非極性分子。極性分子由于其電荷分布不均而形成偶極矩，在電場的作用下，極性分子會沿著電場方向排列，發(fā)生轉(zhuǎn)向極化，如圖2.3所示。圖2.3轉(zhuǎn)向極化示意圖Fig.2.3Molecularpolarizationdiagram電子極化：原子核基本結(jié)構(gòu)由原子核和核外電子構(gòu)成。當沒有外電場時，原子中的正負電荷重心重合，原子呈中性。在外電場的激勵下，原子中電子云發(fā)生畸變引起負電荷重心的位移，產(chǎn)生極化，稱為電子極化，如圖2.4所示。圖2.4電子極化示意圖Fig.2.4Electronicpolarizationdiagram在所研究的頻段范圍內(nèi)（100Hz-15MHz），含水的純凈巖石極化主要受界面極化的影響。當孔隙表面存在粘土礦物顆粒的時候，巖石的極化還受到離子雙電層極化的影響。粘土顆粒表面存在離子雙電層，分為內(nèi)層的吸附層和外層的擴散層。在外電場的作用下，位于孔隙壁上的粘土礦物的離子雙電層發(fā)生形變，也會對巖石的極化效應產(chǎn)生影響[41]。-8-

【參考文獻】：
期刊論文
[1]含黏土礦物巖心電頻散特性實驗研究[J]. 鄒德鵬,柯式鎮(zhèn),李君建,賀秋利,馬雪瑞.  測井技術(shù). 2018(03)
[2]油水飽和巖石復電阻率頻散特性數(shù)學模擬[J]. 莊顯麗,關繼騰,鄭海霞,楊盈盈.  測井技術(shù). 2016(04)
[3]混合流體巖石介電常數(shù)的CRI模型與Maxwell-Garnett模型研究[J]. 潘保芝,栗猛,張瑞.  測井技術(shù). 2016(03)
[4]高溫高壓條件下泥質(zhì)砂巖復電阻率測試與分析[J]. 孫斌,唐新功,向葵,竇春霞.  工程地球物理學報. 2016(03)
[5]巖石復電阻率頻譜反演研究[J]. 林小穩(wěn),柯式鎮(zhèn),賀秋麗,許巍,舒心,張琪.  測井技術(shù). 2016(02)
[6]特殊巖性巖石電性參數(shù)頻散特性試驗研究[J]. 趙云生,肖占山,仇亞平,胡海濤,鮑雪山,高秀曉,樸檬.  石油天然氣學報. 2014(12)
[7]電極型復電阻率掃頻系統(tǒng)響應數(shù)值模擬[J]. 尹成芳,柯式鎮(zhèn),張雷潔.  測井技術(shù). 2014(03)
[8]利用等效電路模型研究泥質(zhì)砂巖復電阻率頻散特性[J]. 關繼騰,程媛媛,于華.  測井技術(shù). 2011(06)
[9]基于巖石電性參數(shù)頻散特性評價潤濕性的實驗方法研究[J]. 肖占山,曾志國,朱世和,桑九波,馬靜,王志強.  地球物理學報. 2009(05)
[10]水驅(qū)巖石復電阻率頻散特性實驗研究[J]. 盧艷.  國外測井技術(shù). 2008(06)

博士論文
[1]基于逾滲網(wǎng)絡模型和升尺度方法的儲層巖石電性研究[D]. 王克文.中國石油大學 2007
[2]小波分析及其應用研究[D]. 衡彤.四川大學 2003

碩士論文
[1]逾滲模型的蒙特卡羅模擬[D]. 梅淳惠.南京郵電大學 2016
[2]復電阻率測井數(shù)值模擬研究[D]. 連晟.吉林大學 2009



本文編號：3623010