地层条件下页岩低频复电阻率特征分析

发布时间：2021-08-12 06:27

　　复电阻率/电导率是电磁勘探描述地下岩石电性的重要参数之一,但地层条件下（高温、高压环境）的岩石电导率会发生显著变化。为研究页岩复电导率在温度、压力作用下的变化规律,根据电导模型及界面双电层等理论建立了页岩电导率频散模型,推导了岩石电导率随地层深度变化的关系。并通过一组页岩模拟地层环境的复电导率,结合模型和数据拟合确定了该组页岩的模型参数,建立了研究靶区页岩随地层温度、压力变化的电导率模型。提出了岩石特征孔隙度,可用于预测岩石电导率随深度变化的趋势。综合理论分析和实验结果认为,随地层压力和温度变化的电导率模型可以有效提高实验数据对实际地层的适用性,理论模型对页岩的实验数据具有较高的拟合度,也为该模型应用于其它岩性或地区提供了实验基础。 

【文章来源】：石油物探. 2020,59(03)北大核心CSCD

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

电导模型的等效组分

由岩石高低频电导率公式(2)和公式(4)可知,岩石电导率极化的部分是由混合通道提供,可通过双水模型从理论上建立极化效应的频变特性,将岩石混合通道中的非连通孔隙流体称为束缚水,与联通孔隙流体的自由水相对应。束缚水与高导矿物组合的混合介质电导率即为σH,在混合介质异相界面上会形成双电层结构,界面双电层附近的电荷积累正是形成岩石低频激发极化的主要原因。双电层结构及界面过电势关系如图2所示。双电层包含Stern层和扩散层[21],当电流流过束缚水部分时,从颗粒内部电势φH到流体内部电势φf形成的电势差Δφ可以表示为:

其中,σre,σim,ρre,ρim分别对应岩石复电导率σ(ω)及复电阻率ρ(ω)的实部和虚部。其中编号H-47的岩石测试结果见图4。测量结果中,电阻率幅值随深度增加而减小,相位变化不显著。这是由于温度上升使得流体电阻率下降,导电通道更加顺畅,极化特征会下降,而压力作用下部分孔隙通道封闭,导电通道更加堵塞,使得极化特征上升,而在模拟地层深度时由于两种效应共同作用下使得电阻率极化特征对应的相位变化趋势不明显。图4 H-47号岩样模拟不同深度条件下的复电阻率

【参考文献】：
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本文编号：3337778