富有机质页岩声电性质实验研究

发布时间：2017-12-11 02:21

  本文关键词：富有机质页岩声电性质实验研究

  更多相关文章： 页岩 有机质 含水饱和度 围压 声电性质

【摘要】：页岩气作为一种非常规能源,其在能源结构中的比例越来越大。要达到经济高效开采页岩气藏的目的,必须有效识别页岩气藏的"甜点"。页岩中有机质含量、粘土矿物含量是评价页岩气储量以及岩石可钻性、可压裂性的重要指标。通过室内实验探究组分、含水饱和度、围压对页岩声波传播特性和电学参数的影响,对页岩气藏"甜点"识别具有重要意义。以鄂尔多斯盆地三叠系长7段页岩和四川盆地志留系龙马溪组页岩为研究对象,以岩石物理学、岩石力学理论等为指导,探讨了声波传播特性对页岩组分的响应特征,设计并开展了有机质、含水饱和度和围压对页岩声波传播特性和电学参数的影响实验,揭示了富有机质页岩声电参数对页岩组分、含水饱和度、围压的响应机理,探究了岩石声学电学模型在页岩中的适用性。揭示了声波传播特性对页岩组分的响应特征。基于统计学中的主成分分析方法分析出页岩组分对声波传播的影响程度从高到低依次为:有机质、黄铁矿、粘土矿物;当有机质含量从1.47%增加到8.89%时,页岩的纵/横波传播速度分别降低了 8%、20%,有机质含量越高,声波透射过页岩绕射次数越多,传播速度变慢;有机质加强了纵/横波高频部分的吸收,纵/横波形心频率随有机质含量增加而线性减小。分析了围压和3%KC1溶液对页岩声波传播特性的影响。围压增大,干燥、饱水页岩微裂缝闭合,孔隙压缩,纵/横波波速均增大,干燥页岩纵波波速增长率大于横波,而饱水页岩则相反;干燥页岩随围压变化的纵/横波波形进行频谱分析,结果表明,围压增加时,主频振幅的增长率远远大于波速的增长率,可用主频振幅表征页岩微裂缝的发育程度。3%KC1溶液进入到页岩孔隙中,水化作用降低页岩的力学性能,在运用Gassmann方程计算饱水页岩力学性能时,要考虑水化作用的影响,龙马溪组页岩实测饱水页岩剪切模量和体积模量分别是计算值的85.7%、82.6%。探讨了有机质孔隙的连通性及其对页岩电学参数的影响。实验将垂直/平行层理龙马溪组页岩样品浸泡在四种类型的溶液中,分析垂直/平行层理页岩电阻率随浸泡时间的变化特点。结果表明:随着浸泡时间的增加,垂直/平行层理页岩电阻率差异性减小,当浸泡48h时垂直/平行层理页岩电阻率几乎相同,说明溶液能够进入到页岩有机质孔隙中,有机质孔具有连通性,从而形成导电通路。探究了 Archie公式在页岩中的适用性。取龙马溪组页岩样品5块,采用自吸增水(3%KC1)法建立含水饱和度。龙马溪组页岩的I-Sw之间的关系符合Archie公式,页岩中存在双重孔隙结构使得I-Sw曲线在高含水饱和度向下弯曲。介电常数在含水饱和度大于50%时显著增大,粘土矿物表面和晶层间充满了水分子,水分子进入到有机质表面和孔隙中,界面两端极性增强,介电强度迅速增大。
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：P618.13;P631

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本文编号：1276807