【摘要】：砂巖作為地下流體礦產(chǎn)主要的儲(chǔ)集巖層,其沉積組構(gòu)決定了其儲(chǔ)集性能,可以利用地球物理手段進(jìn)行表征。前人研究表明,極化率和復(fù)電阻率的頻散特性能夠反映砂巖的骨架結(jié)構(gòu)和流體性質(zhì),但是其具體的響應(yīng)規(guī)律仍存在眾多爭(zhēng)議,所以其頻散特性實(shí)驗(yàn)研究是工程實(shí)踐的重要環(huán)節(jié)。本文利用內(nèi)蒙古呼勒斯太蘇木地區(qū)采集的砂巖樣品展開(kāi)多方面實(shí)驗(yàn)研究,具體實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包括常溫常壓下極化率頻散特性實(shí)驗(yàn)和地層模擬條件下復(fù)電阻率頻散特性實(shí)驗(yàn)。最終,結(jié)合巖石物理理論模型,利用顯微鏡鏡下分析、微觀組分分析和物性分析技術(shù),繪制不同類(lèi)型砂巖樣品的極化率和復(fù)電阻率頻散特性曲線,分析頻散特性的主控因素和成因機(jī)理,結(jié)合具體的工程案例驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)論,為工程實(shí)踐提供理論依據(jù)和研究方法。本次研究得出以下結(jié)論:(1)砂巖沉積時(shí)期的水動(dòng)力條件決定砂巖原始沉積組構(gòu),沉積組構(gòu)的微觀特征包括粒度分布、孔隙結(jié)構(gòu)和礦物組成。隨著沉積水動(dòng)力條件增加,粒度組成越粗,孔隙越發(fā)育,孔隙結(jié)構(gòu)越均勻,膠結(jié)物、粘土礦物和填隙物越少,極化率頻散特性越穩(wěn)定,極化率數(shù)值越小,遵循“水動(dòng)力增強(qiáng)規(guī)律”。(2)極化率頻散特性的本質(zhì)是外電場(chǎng)條件下陽(yáng)離子的運(yùn)移能力,骨架性質(zhì)是極化率頻散特性的主要影響因素,根據(jù)其電學(xué)性質(zhì),利用骨架粒度、粘土含量和致密程度,可以將巖石骨架劃分為重力流型、強(qiáng)牽引流型、弱牽引流型、致密縫洞型和粘土礦物型。(3)復(fù)電阻率的頻散特性研究對(duì)象是幅值、實(shí)部(同相)、虛部(異相)和相位隨頻率的變化特征。其普遍特征包括:幅值和實(shí)部的頻散特性相似,當(dāng)且僅當(dāng)虛部出現(xiàn)極值時(shí)兩者會(huì)出現(xiàn)分異。實(shí)部的拐點(diǎn)與虛部的極值點(diǎn)永遠(yuǎn)保持對(duì)應(yīng),虛部的極值點(diǎn)和相位的極值點(diǎn)(在極化率不為0的情況下)總是存在位移。隨著沉積水動(dòng)力條件增強(qiáng)(骨架粒度越粗,孔隙結(jié)構(gòu)更發(fā)育,粘土礦物含量越低),轉(zhuǎn)折點(diǎn)向右偏移,轉(zhuǎn)折點(diǎn)與相位極值點(diǎn)位移減小;改變礦化度和流體飽和度等效為改變巖石骨架性質(zhì),可以等效轉(zhuǎn)化后進(jìn)行分析。(4)Cole-Cole模型可以全面的闡釋復(fù)電阻率頻散特性:弛豫時(shí)間常數(shù)τ決定轉(zhuǎn)折點(diǎn)的位置;極化率η決定復(fù)電阻率實(shí)部的下降速率和轉(zhuǎn)折點(diǎn)與相位極值點(diǎn)的位移量,建立了復(fù)電阻率和極化率之間的關(guān)系;大多數(shù)情況下,復(fù)電阻率頻散特性由弛豫時(shí)間常數(shù)τ和極限極化率η共同決定,而τ和η均由巖石骨架結(jié)構(gòu)控制。(5)本次實(shí)驗(yàn)研究的最終目的是將巖石骨架和流體性質(zhì)的響應(yīng)解耦,所用的方法是控制變量,即當(dāng)沉積相一定時(shí),只比較流體飽和度。所以,標(biāo)準(zhǔn)沉積相樣品實(shí)驗(yàn)研究必不可少。本文對(duì)測(cè)井評(píng)價(jià)的建議:極化率和復(fù)電阻率測(cè)井的測(cè)量頻率個(gè)數(shù)需增加,復(fù)電阻率的虛部和相位也是重要的評(píng)價(jià)指標(biāo)。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)石油大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：P618.13

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