岩石电阻率频散现象的实验研究

电介质理论分析和实验研究证明，岩石电阻率存在频散现象，主要是由于岩石松驰极化所致。在实际测井中，纯岩石及盐水溶液电阻率的频散可以忽略不计。随着岩石泥质含量、含油气饱和度的增高和饱印溶液浓度的降低，频散现象明显增强；随着测量频率的增高。所测岩石电阻率逐渐降低。在实际测井中，不同电阻率测井方法因使用频率不同，在泥质地层中的测量结果将存在差别。     

射频段岩石介电频散特性

对近400块油田泥质砂岩样品测量结果进行了分析,给出了干岩样和含水岩样的介电频散曲线。由频散曲线看出,射频段（20－270MHz）岩石介电常数随频率的变化服从幂函数规律,在此射频段中,可以实现频率的归一化,消除在不同频率下对同一地层测量结果的差异。同时,岩石介电频散程度受到含水饱和度、水矿化度、泥质含量等因素的影响。     

射频段岩石介电频散特性

对近 40 0块油田泥质砂岩样品测量结果进行了分析 ,给出了干岩样和含水岩样的介电频散曲线。由频散曲线看出 ,射频段 (2 0～ 2 70MHz)岩石介电常数随频率的变化服从幂函数规律 ,在此射频段中 ,可以实现频率的归一化 ,消除在不同频率下对同一地层测量结果的差异。同时 ,岩石介电频散程度受到含水饱和度、水矿化度、泥质含量等因素的影响     

碳酸盐岩超声波速度频散实验研究

研究岩石超声波速度频散规律,为解决测井和室内超声波透射实验之间数据匹配问题提供参考依据.用数值模拟与物理实验方法研究碳酸盐岩的超声波速度频散现象,结果表明:均质型碳酸盐岩不存在速度频散;孔洞型碳酸盐岩出现了较为明显的速度频散,并随着孔洞密度的增大而增大.孔洞结构也会导致声波速度的离散,这种离散随着频率的增大而减小.不同孔洞分布的碳酸盐岩也会出现速度频散现象,但如果这种分布没有改变声波传播的最短路径,声波速度几乎不会发生离散.不同长度碳酸盐岩样品的速度频散现象严重,但是这种频散现象并没有随岩心长度的变化发生改变.碳酸盐岩内部的孔洞结构极易改变声波在岩石中传播的最短路径,而人造孔洞的分布特征、长度并没有引起最短路径的改变.     

岩石复电阻的频率特性及其应用前景

运用岩石物理实验方法，在模拟地层温度和压力的条件下，在１００Ｈｚ～１５ＭＨｚ的测量频段上研究了岩石样品的复电阻特性，从电流的角度探讨了频散的机理。结合极化理论，指出了界面极化机理在岩石频散现象中起着极重要的作用，并求出了每一被测岩样的界面极化驰豫频率和频宽，得到了用实验手段求岩样特征频率的新方法，由此可能发展为一种电测井新方法。     

线圈法岩心复电阻率扫频测量系统研究

为了研究用不同测量方法所测得的岩石电阻率或电导率的异同及其关系，在实验室内研制了线圈法岩样复电阻率扫频测量系统。该系统可改变传统感应测井中以发射电流直接作为参考的方法，将发射电流移相一定的角度，从而解决了虚部小信号的检测问题。发射电流在低频时，短线圈距的线圈系对介质电导率的灵敏度低于长线圈距的；而在高频时结果则相反。试验表明，在室内用线圈法测量岩心复电阻率是可行的，而且被测信号幅度和相位均与岩石的电阻率有很好的对应关系，也更能真实地反映岩石的频散特性。同时，用线圈法测量的岩心复电阻率也可用来探测岩石中地层水的饱和度。     

线圈法岩心复电阻率扫频测量系统研究

为了研究用不同测量方法所测得的岩石电阻率或电导率的异同及其关系 ,在实验室内研制了线圈法岩样复电阻率扫频测量系统。该系统可改变传统感应测井中以发射电流直接作为参考的方法 ,将发射电流移相一定的角度 ,从而解决了虚部小信号的检测问题。发射电流在低频时 ,短线圈距的线圈系对介质电导率的灵敏度低于长线圈距的 ;而在高频时结果则相反。试验表明 ,在室内用线圈法测量岩心复电阻率是可行的 ,而且被测信号幅度和相位均与岩石的电阻率有很好的对应关系 ,也更能真实地反映岩石的频散特性。同时 ,用线圈法测量的岩心复电阻率也可用来探测岩石中地层水的饱和度。     

含甲烷水合物多孔介质的复电阻率频散特性与模型研究

在获得3.5%Nacl溶液-海砂-甲烷水合物体系阻抗谱参数的基础下,通过计算得到了该体系的复电阻率数据,分析了复电阻率参数的频散特性以及水合物饱和度对其频散特性的影响,进而建立了复电阻率模型。结果表明：在0.1 Hz~1 MHz测试频率范围内,含甲烷水合物多孔介质的复电阻率存在明显频散现象;甲烷水合物饱和度与复电阻率频散特征参数密切相关,饱和度越小复电阻率频散特性越显著,当测试频率范围为0.1 Hz~10 Hz时,复电阻率幅值、实部和虚部与测试频率在双对数坐标系下成线性关系,其斜率的绝对值与水合物饱和度之间成递减的近似线性关系,而当测试频率范围为10 Hz~1 MHz时,复电阻率幅值和实部的频散度与水合物饱和度符合递减的近似线性关系;在本研究的测试条件下,含水合物多孔介质体系的阻抗谱可以用电阻和电容的串联等效电路模型来拟合,基于此建立的复电阻率模型可用来计算水合物饱和度。     

岩芯电容率特征研究及其在流体识别中的应用

由于频散影响因素多,产生机理不清,并且测井时其实部和虚部的计算存在错误,导致了"实部不实,虚部不虚"的结果,制约了复电阻率测井技术在油田的应用和发展。对油田大量岩芯的实验测量发现,地层的电容率信号对油气的响应更显著:NaCl溶液的电容随着测量极板距离的增加按负平方关系减小;随着溶液浓度的增加按平方关系增加;随着频率的增加按负幂指数规律减小。NaCl溶液电阻率和电容率对比发现,相同条件下,电容率的变化率比电阻率明显,从而证明了地层电容率比电阻率对地层压力、孔隙度、流体矿化度和饱和度等地层参数响应更敏感。基于这样一个发现,仿照阿尔奇公式,建立了以电容率为核心参数的含水率和矿化度计算公式,进而识别流体类型。油田双侧向电阻率测井实际资料证明,利用电容率信号可以更好地识别地层流体。     

含甲烷水合物多孔介质的复电阻率频散特性与模型

在获得3.5%NaCl溶液-海砂-甲烷水合物体系阻抗谱参数的基础下,通过计算得到了该体系的复电阻率数据,分析了复电阻率参数的频散特性以及水合物饱和度对其频散特性的影响,进而建立了复电阻率模型。结果表明:在0.1~1 MHz测试频率范围内,含甲烷水合物多孔介质的复电阻率存在明显频散现象;甲烷水合物饱和度与复电阻率频散特征参数密切相关,饱和度越小复电阻率频散特性越显著。当测试频率范围为0.1~10 Hz时,复电阻率幅值、实部和虚部与测试频率在双对数坐标系下呈线性关系,其斜率的绝对值与水合物饱和度之间成递减的近似线性关系;而当测试频率范围为10~1 MHz时,复电阻率幅值和实部的频散度与水合物饱和度符合递减的近似线性关系。测试条件下,含水合物多孔介质体系的阻抗谱可以用电阻和电容的串联等效电路模型来拟合,基于此建立的复电阻率模型可用来计算水合物饱和度。     

流体饱和岩石超声速度频散的特性研究

给出在实验超声频率下储层砂岩样品“局部流”模型理论频散、Biot理论频散与实验总频散的定量关系。在低压情况下,实验总频散与Biot理论频散差异较大,Biot理论频散不足以解释实际频散结果;而作者所用“局部流”模型理论频散（已包括Biot理论频散）与实际结果符合较好;压力较高时,“局部流”模型频散以及总频散均会下降,这时Biot理论可以解释流体饱和速度变化。孔隙度较大样品在加压的过程中会出现主导频散机制的转换。造成以上现象的根本原因是,岩石中低面率塑性孔隙随压力的变化,而孔隙刚度的差异是“局部流”作用存在的基础。研究了不同孔隙流体对岩石速度频散的影响。流体粘度增加,实验总频散与“局部流”模型频散均有较大增加,而Biot理论频散变化不大。流体的粘度,以及岩石的渗透率在两种频散机制中所起的作用是相反的。     

双频介电测井资料解释方法

为了提高新疆油田介电测井资料的解释质量,在综合考虑了岩石电阻率、介电常数及其频散特性与油气饱和度关系的基础上,构造了频散衰减指数法、饱和度差值法、饱和度连乘法、介电常数频散校正法、径向饱和度差值法、介电常数差值法、组合参数法、电阻率与介电常数比值法和相位差与幅度比交会图法9种定性的油气指示方法,并应用于实际资料的处理.结果表明,9种定性方法均有效果,特别是幅度比与相位差的交会图法效果更为明显,能很好地识别油气层.     

双频介电测井资料解释方法

为了提高新疆油田介电测井资料的解释质量,在综合考虑了岩石电阻率、介电常数及其频散特性与油气饱和度关系的基础上,构造了频散衰减指数法、饱和度差值法、饱和度连乘法、介电常数频散校正法、径向饱和度差值法、介电常数差值法、组合参数法、电阻率与介电常数比值法和相位差与幅度比交会图法9种定性的油气指示方法,并应用于实际资料的处理。结果表明,9种定性方法均有效果,特别是幅度比与相位差的交会图法效果更为明显,能很好地识别油气层。     

含油气泥质砂岩薄膜电位理论及其在测井中的应用

地层水电阻率是测井解释中一个极其重要的参数,目前以纯地层条件推导的用于确定地层水电阻率的自然电位理论模型不适于含油气泥质砂岩地层。根据电化学原理,并结合泥质砂岩导电特性,以实验测量为依据,系统地研究了含油气泥质砂岩薄膜电位理论,并建立了改进的自然电位模型。研究结果表明,泥质砂岩薄膜电位与岩石阳离子交换容量、含油气饱和度、接触溶液浓度差密切相关。在浓度差一定的条件下,薄膜电位随岩石阳离子交换容量、含油气饱和度的升高而增大,其中含油气饱和度的影响相当于平衡离子浓度的变化。利用自然电位测井资料确定含油气泥质砂岩地层水电阻率时,必须考虑阳离子交换容量和含油气饱和度的影响。利用改进的自然电位模型进行的实例计算结果表明,该模型可以有效地用于确定泥质砂岩地层的地层水电阻率。     

含油气泥质砂岩薄膜电位理论及其在测井中的应用

地层水电阻率是测井解释中一个极其重要的参数,目前以纯地层条件推导的用于确定地层水电阻率的自然电位理论模型不适于含油气泥质砂岩地层。根据电化学原理,并结合泥质砂岩导电特性,以实验测量为依据,系统地研究了含油气泥质砂岩薄膜电位理论,并建立了改进的自然电位模型。研究结果表明,泥质砂岩薄膜电位与岩石阳离子交换容量、含油气饱和度、接触溶液浓度差密切相关。在浓度差一定的条件下,薄膜电位随岩石阳离子交换容量、含油气饱和度的升高而增大,其中含油气饱和度的影响相当于平衡离子浓度的变化。利用自然电位测井资料确定含油气泥质砂岩地层水电阻率时,必须考虑阳离子交换容量和含油气饱和度的影响。利用改进的自然电位模型进行的实例计算结果表明,该模型可以有效地用于确定泥质砂岩地层的地层水电阻率。     

基于谱分解技术的分频AVO反演

基于Chapman岩石物理模型,对第三类AVO类型进行频率依赖性分析。并将频谱分解技术与AVO技术结合起来,将反射系数替代为不同频率的振幅谱,将振幅谱视为频率的函数,对SmithGidlow近似式进行扩展,给出一种新的描述地震波频散程度的属性的计算公式与方法。并用模型和实际地震资料频散属性的计算。研究结果表明:频散模型和弹性模型的频散属性有明显差异,频散属性可以作为一种含气储层的指示剂。     

流体饱和储层砂岩超声波纵波速度频散的定量预测

针对岩芯的实验室超声波测试速度由于频散误差而不能直接用于涠西南凹陷声波测井速度标定的问题,利用涠三段5块不同物性的储层砂岩,通过比较盐水和4种不同密度油作为孔隙流体时的饱和岩样超声波纵波速度变化,优化和完善速度频散机制分析流程,提出和验证样品被喷射流机制统治时的非弛豫湿骨架模量与高压情况下的干骨架模量相当的假设,并探索出一种BISQ理论特征喷射流长度(R)的估计方法。最后建立对涠三段储层砂岩的纵波速度频散进行全频带定量预测的方法,从而能够确定速度频散的机制和大小。通过提出的全频带速度频散预测公式,可将实验室的超声波测试速度校正到不同频率条件,在实际应用中满足测井(中频带)和勘探地震(低频带)的岩石物理分析需求,具有一定实践意义。     

高温高压煤复电阻率各向异性实验研究

摘要：电阻率各向异性是影响煤储层电法勘探的重要因素,针对煤样复电阻率各向异性的参数评价,本文对焦作地区煤矿储层沿平行和垂直层理方向分别钻取了煤样,并在高温高压条件下测量得到了相应的复电阻率频谱。为了定量分析温度、压力对煤样复电阻率各向异性的影响,文中建立了煤样不同方向频散参数（界面极化频率、模值频散度、弛豫时间）与温度压力的对应关系,电阻率各向异性系数与温度、压力的对应关系。结果表明：平行层理方向频散参数均与温度、压力呈现良好的线性关系,垂直层理方向频散参数的线性关系不如平行层理方向好;任意方向煤样频散与温度、压力的响应关系都可以用弛豫时间来定量评价;随温度增大各向异性系数增大,随压力增大各向异性系数变化不明显。研究结果可为更精确的定量评价温度、压力对煤储层电各向异性的影响提供实验基础和理论参考。     

含油气泥质砂岩导电性研究

在不同温度下对不同矿化度的含泥质岩石电阻率进行了实验测量 ,以Waxman Smits模型为依据 ,系统地研究了泥质砂岩的导电特性 ,同时讨论了地层温度、泥质含量、地层水矿化度对阿尔奇参数和Waxman Smits参数的影响。研究结果表明 ,泥质砂岩电导率与地层水电导率不完全呈线性关系。当地层水矿化度较低时 ,两者呈非线性关系 ;当地层水矿化度较高时 ,两者为线性关系。泥质岩石电导率与地层水电导率之间的关系受温度的影响比较明显 ,阳离子交换容量越大 ,不同温度下电导率曲线分开度越大。对于Waxman Smits模型 ,地层因素、胶结指数受温度的影响较小 ,视电阻率增大系数I 、视饱和度指数n 基本不受泥质和地层水矿化度的影响 ,其关键是要准确地确定与粘土有关的平衡离子的当量电导B以及岩石的阳离子交换容量QV 和地层水电阻率Rw。阿尔奇参数是受温度、泥质含量、地层水电阻率等多种因素的影响。     

含油气泥质砂岩导电性研究

在不同温度下对不同矿化度的含泥质岩石电阻率进行了实验测量,以Waxman-Smits模型为依据。系统地研究了泥质砂岩的导电特性,同时讨论了地层温度,泥质含量,地层水矿化度对阿尔奇参数和Waxman-Smits参数的影响。研究结果表明,泥质砂岩电导率与地层水电导率不完全呈线性关系,当地层水矿化度较低时,两者呈非线性关系;当地层水矿化度较高时,两者为线性关系。泥质岩石电导率与地层水电导率之间的关系受温度的影响比较明显,阳离子交换容量越大,不同温度下电导率曲线分开度越大,对于Waxman-Smits模型,地层因素,胶结指数受温度的影响较小,视电阻率增大系数I*、视饱和度指数n*基本不受泥质和地层水矿化度的影响,其关键是要准确地确定与粘土有关的平衡离子的当量电导B以及岩石的阳离子交换容量Qv和地层水电阻率Rw。阿尔奇参数是受温度、泥质含量,地质水电阻率等多种因素的影响。