復(fù)電阻率/電導(dǎo)率是電磁勘探描述地下巖石電性的重要參數(shù)之一,但地層條件下（高溫、高壓環(huán)境）的巖石電導(dǎo)率會(huì)發(fā)生顯著變化。為研究頁巖復(fù)電導(dǎo)率在溫度、壓力作用下的變化規(guī)律,根據(jù)電導(dǎo)模型及界面雙電層等理論建立了頁巖電導(dǎo)率頻散模型,推導(dǎo)了巖石電導(dǎo)率隨地層深度變化的關(guān)系。并通過一組頁巖模擬地層環(huán)境的復(fù)電導(dǎo)率,結(jié)合模型和數(shù)據(jù)擬合確定了該組頁巖的模型參數(shù),建立了研究靶區(qū)頁巖隨地層溫度、壓力變化的電導(dǎo)率模型。提出了巖石特征孔隙度,可用于預(yù)測巖石電導(dǎo)率隨深度變化的趨勢。綜合理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果認(rèn)為,隨地層壓力和溫度變化的電導(dǎo)率模型可以有效提高實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對實(shí)際地層的適用性,理論模型對頁巖的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)具有較高的擬合度,也為該模型應(yīng)用于其它巖性或地區(qū)提供了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。 

【文章來源】：石油物探. 2020,59(03)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

電導(dǎo)模型的等效組分

由巖石高低頻電導(dǎo)率公式(2)和公式(4)可知,巖石電導(dǎo)率極化的部分是由混合通道提供,可通過雙水模型從理論上建立極化效應(yīng)的頻變特性,將巖石混合通道中的非連通孔隙流體稱為束縛水,與聯(lián)通孔隙流體的自由水相對應(yīng)。束縛水與高導(dǎo)礦物組合的混合介質(zhì)電導(dǎo)率即為σH,在混合介質(zhì)異相界面上會(huì)形成雙電層結(jié)構(gòu),界面雙電層附近的電荷積累正是形成巖石低頻激發(fā)極化的主要原因。雙電層結(jié)構(gòu)及界面過電勢關(guān)系如圖2所示。雙電層包含Stern層和擴(kuò)散層[21],當(dāng)電流流過束縛水部分時(shí),從顆粒內(nèi)部電勢φH到流體內(nèi)部電勢φf形成的電勢差Δφ可以表示為:

其中,σre,σim,ρre,ρim分別對應(yīng)巖石復(fù)電導(dǎo)率σ(ω)及復(fù)電阻率ρ(ω)的實(shí)部和虛部。其中編號H-47的巖石測試結(jié)果見圖4。測量結(jié)果中,電阻率幅值隨深度增加而減小,相位變化不顯著。這是由于溫度上升使得流體電阻率下降,導(dǎo)電通道更加順暢,極化特征會(huì)下降,而壓力作用下部分孔隙通道封閉,導(dǎo)電通道更加堵塞,使得極化特征上升,而在模擬地層深度時(shí)由于兩種效應(yīng)共同作用下使得電阻率極化特征對應(yīng)的相位變化趨勢不明顯。圖4 H-47號巖樣模擬不同深度條件下的復(fù)電阻率

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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