饱水和排水过程中岩石电阻率各向异性特征的电阻率成像法研究

从电阻率的角度研究岩石裂隙介质的各向异性特征是一种方便而有效的方法,但多限于空间单个点上的测量数据分析.通过在砂岩岩样上的饱水与排水实验以及同步进行的高密度电阻率成像监测,探讨了应用高密度电阻率成像法获得图像研究岩石各向异性特征的可能性,分析了饱水与排水过程中岩石电阻率在不同方向上的响应特性.结果表明,电阻率成像法在分析岩石裂隙介质的各向异性方面具有多方向成像和动态监测的优点,可以通过对不同方向上获得的电阻率图像的分析,提取出岩石沉积结构的空间分布模式,清晰地反映出岩石在饱水和排水过程中电阻率变化空间分布模式的各向异性特征.

原始电阻率各向异性岩石电阻率变化的方向性

在 3种非含岩成分造成的岩石原始电阻率各向异性标本 (在采集和加工过程中 ,标本完整性遭到破坏的标本 ) ,和一种由含岩成分形成的岩石原始电阻率各向异性标本上 ,布设多个电极 ,并将标本用水饱和 .然后用多电极组合法 ,将己布电极组合成不同方向、不同极距的电阻率各向异性测线 .采用单轴压缩、低围压三轴压缩和剪切3种加载方式 ,对标本进行动态电阻率变化实验 .观测标本电阻率随承载力的变化 .实验结果表明∶对于岩石原始电阻率各向异性标本 ,在电阻率变化各向异性方面 ,与岩石原始电阻率各向同性标本相似 ,即∶裂隙和破碎带通过区域的测点 ,视电阻率变化各向异性结果好 ,4种组合求得的 4个各向异性主轴方向趋向一致 ,且与破碎带方向基本吻合 ;裂隙和破碎带不经过区域的测点 ,4个视电阻率变化各向异性主轴方向不一致 ,或者根本求不出各向异性解 .这后一种情况 ,在裂隙面平行测量面时 ,表现最为明显 .

岩石电阻率变化各向异性与微裂隙扩展方位实验研究

将不同规格的长方体花岗岩标本 ,按事先设计的图案布设多个电极 ,并用抽真空的方法将标本进行水饱和 .然后将标本电极面和相邻面的一小部分 (包括棱 )用防水绝缘胶密封 .用多电极组合法 ,将己布电极组合成不同方向、不同极距的电阻率各向异性测线和电测剖面、电测深测线 .使标本在装有水的承压水箱中 ,沿标本长轴方向受压 ,观测标本电阻率随压力的变化 .在实验中 ,一些标本被压坏 ,出现宏观裂隙 ;一些标本没有被压坏 ,没有被压坏的标本通常压到电阻率出现明显破裂前兆为止 .然后 ,将未压坏的标本测量面显微照相 ,从照片上寻找裂隙的优势方向 ,和被压坏标本的宏观裂隙一起 ,与电阻率各向异性计算结果进行对比 ,实验结果表明 :1裂隙和破碎带通过区域的测点 ,视电阻率变化各向异性结果好 ,4种组合求得的 4个各向异性主轴方向趋于一致 ,且与破碎带方向基本吻合 ;裂隙和破碎带不经过区域的测点 ,或者 4个视电阻率变化各向异性主轴方向不一致 ,或者根本求不出各向异性解 .这后一种情况 ,在裂隙面平行测量面时 ,表现最为明显 ;2显微照相显示的微观裂隙或破碎带的优势方向与电阻率变化最大的各向异性主轴方向基本一致 ;3电测剖面的结果 。

淡水驱替过程中的岩石电阻率实验研究

范宜仁，邓少贵，刘兵开．淡水驱替过程中的岩石电阻率实验研究．测井技术，１９９８，２２（３）：１５３～１５５在注水开发油区和地层水多变的油区，电性参数解释非常困难。从岩石物理的角度，进行了模拟油田水淹过程的实验室驱替测量，得出增饱和油及淡水水淹的减饱和油两个过程中岩心的电性参数变化规律，为地层含油性评价提供了重要基础。

弹性约束承载岩石电阻率变化形态研究

在花岗岩标本测量面上 ,布设 4条夹角互为 4 5°的视电阻率测线 ,将标本平行长轴方向的4个面加上弹性约束 ,沿标本长轴方向加压 ,测量标本视电阻率随轴向应力的变化 ,实验结果为 :1)岩石视电阻率变化形态显上升—平稳—下降形态 ,但平稳段不明显 ,时间很短 ;2 )视电阻率开始下降时间 ,比其他受力方式实验结果都早 ,约提前 10 %破裂应力。即 :平行于轴压方向的测道 ,在轴向破裂应力的 4 0 %左右开始下降 ;不平行轴压方向的测道 ,视电现率约在 1 3轴向破裂应力开始下降 ;3)电阻率从开始下降起 ,下降速率逐渐增加 ,但增加得很缓慢 ,岩石大破裂前 ,单位轴向应力变化引起的视电阻率变化幅度也不是很大。

储层环境岩石电阻率变化规律研究

应用先进的模拟储层条件下岩石电阻率测试技术 ,利用保压密闭取心技术取得具有保持原始地层饱和状态的储层特征岩心 ,在储层环境下系统地研究了岩石电阻率与温度、压力、饱和度等参数之间的变化规律 ,同时对饱和原油及饱和水样品进行对比分析 ,从理论上探讨了不同流体饱和介质在岩石电阻率测试中所产生的影响。研究储层环境下岩石电阻率的变化规律 ,不仅可以对测井曲线进行标定 ,而且可以通过饱和原油样品电阻率测定来确定储层含油饱和度。此项研究首次把保压密闭取心技术获得的岩心应用到电阻率测试技术上 ,开辟了电阻率研究的新领域。

油气进入不同大小的孔隙时岩石电阻率与含水饱和度的关系

岩石孔隙按其所具毛细管压力的大小可分为大孔隙和小孔隙，当油气先后进入大孔隙和小孔隙时，岩石电阻率随含水饱和度（Ｓｗ）的变化规律是不一样的。油气只进入大孔隙中时，岩石电阻率随Ｓｗ降低而升高得慢；当油气进一步进入小孔隙中时，岩石电阻率随Ｓｗ降低而升高得快。基于导电效率理论给出了这两种情况下含水饱和度的计算公式。理论分析和计算实例表明，对油水界面以上的油层，该公式效果较好，且计算简单。

聚合物溶液对岩石电阻率及岩电参数的影响

砂岩油层经过聚合物驱替后,聚合物的吸附和滞留是否会导致岩石的导电特征发生变化,是否会引起岩电参数发生变化,将决定饱和度解释模型及参数的选取。通过对不同浓度、不同矿化度的聚合物溶液驱岩石电阻率的实验测量,研究了聚合物溶液对岩石电阻率及岩电参数的影响。得到如下结论:当聚合物溶液矿化度大于4 000 mg/L时,聚合物浓度对溶液电阻率、岩石电阻率及岩电参数的影响均很小,测井解释时可以不予考虑,研究成果为聚合物驱后饱和度解释奠定了基础。

柳东地区岩石电阻率实验及数值模拟研究

在石油勘探与开发过程中，油气层的划分主要依靠电测井资料。然而在注水开发油区或地层水多变油区，地层电阻率的大小不仅受到地层含油性的影响，同时也受到地层混合液电阻率的影响，从而给油气层识别造成困难。依据实验室模拟油田水淹过程的岩电关系，结合计算机数值模拟，得出淡水水淹的减饱和油过程的岩心电性变化规律。研究结果表明，水淹过程中岩石电阻率与含水饱和度之间的关系曲线基本为“Ｓ”型，目前国内外常见的“Ｕ”型曲线仅是“Ｓ”型曲线的一种特例。分析了曲线形态的影响因素，为正确评价地层的含油性提供了较可靠的理论依据。

岩石电阻率图像及各向异性变化的实验研究

在两组人工样品自由表面以中心点为基准对称布设3条辐射状测线,对样品实施单轴应力加载和卸载后,利用电阻率层析成像方法构建了相应的视电阻率相对变化图像,并计算和绘制了表征裂隙产生和发展速率的视电阻率各向异性系数λ*以及表征裂隙产生和发展方位的各向异性主轴方位角α随应力和深度的变化曲线.结果表明:所有测线所对应的RRC图像均随着应力的变化呈现出相同的变化趋势,即在加载阶段,随着应力的增加,视电阻率相对变化图像中电阻率降低区域逐渐收缩,而电阻率升高区域逐渐扩张,在卸载阶段,随着应力的减小,电阻率降低区域继续收缩,电阻率升高区域继续扩张;样品中的高阻体对其所在部位及附近区域的电阻率增幅有较大影响,而对横越高阻体测线的视电阻率相对变化图像的趋势性变化无影响;对于原始电性为各向异性的样品,随着应力的增加,其各向异性程度降低;裂隙主要在岩样的浅部产生和发展,而在较深部位的裂隙产生和发展的速率相对较低.上述结果有助于解释和理解地震、火山活动和大型地质构造运动引起的视电阻率及其各向异性的变化特征,电阻率层析成像方法可能成为目前地震电阻率观测方法的有益补充.

润湿性对岩石电阻率影响的模型估算

模型和实验研究证明，岩石润湿性对原油和地层水在孔隙系统中的分布有重大影响，因而能改变岩石电阻率、电阻增大系数和饱和度指数与含水饱和度的关系．在含水饱和度和地层、水电阻率相同的条件下，油湿和水湿岩石的电阻率相差很大。

聚合物驱岩石电阻率变化特征的实验研究

为了研究聚合物驱油过程对岩石电阻率的影响,采用聚合物驱替完全饱和盐水的岩样和聚合物驱替饱含油岩心的实验方法,测量了聚合物驱替过程中的岩石电阻率变化,对聚合物驱所引起的岩石电阻率的变化规律和特征进行了分析和讨论。实验结果表明,聚合物驱岩石电阻率变化特征类似于淡水驱替过程中的岩石电阻率变化规律。当聚合物溶液矿化度小于饱和岩石的盐水溶液的矿化度时,聚合物驱水过程中岩石的电阻率随聚合物溶液注入量的增加而逐渐升高,当聚合物注入量小于岩石体积1倍时岩石电阻率的变化不大;当聚合物溶液电阻率大于饱和岩石的盐水溶液的电阻率时,聚合物驱油过程中岩石电阻率随含水饱和度的增加呈“S”型变化;当聚合物溶液电阻率接近或小于饱和岩石的盐水溶液的电阻率时,聚合物驱油过程中岩石电阻率随含水饱和度的增加而降低;聚合物驱替采油时要考虑盐度对聚合物粘度的影响。实验结果为已实施聚合物驱油油田的测井资料评价提供了实验依据和基础。

基于可动水孔隙度的岩石电阻率响应方程

通过对大量单块岩样的测井岩电实验数据进行分析,发现岩石电阻率与可动水孔隙度数据有非常明显的数学关系,进一步落实为幂函数关系。以此为基础,提出了岩石电阻率响应方程。同时,对该公式进行了理论上的推导,分析了参数意义。结果表明,新公式正好能把握含油气砂岩的电阻率变化规律,反映了岩石导电的本质,有助于提高测井解释的符合率。其回归参数,应为岩石本身的固有属性参数,具有唯一性和稳定性,反映了储层的渗流特性,能够在提高岩石渗透率计算精度方面起到积极作用。

用孔隙度标定岩石电阻率参数的一种方法

测量岩石电阻率参数的常用方法有实验室测定、地表小四极测量和电阻率反演,每种方法都有局限性。在没有钻井,不能用井旁电测深资料反演地层电阻率的情况下,可用地表小四极法测定岩石电阻率。但其测定值与井旁电测深资料反演的电阻率值之间存在一个系统差,不能用于大地电磁测深等资料的反演解释。为此,探讨了岩石电阻率和孔隙度之间的关系,提出了一种将地表小四极法观测的岩石电阻率值用孔隙度来标定的方法。结果表明,用此方法标定后的电阻率值与井旁电测深资料反演的电阻率值十分接近。

岩石电阻率测量系统设计

根据实际需求提出了一种基于微控制器的岩石电阻率测量装置的实现方式,对装置的核心部分进行了软件仿真,并制作出实际的硬件实验装置及上位机通讯软件,测试出待测岩样的电阻率数据并将其通过微控制器的串口模块发送到上位机进行分析处理。装置的核心部分是一个利用双电测组合法进行电阻率测量的电阻率测量装置,得到实验对象的电阻率,提供给研究人员并做出相应参考。

南堡凹陷水驱油岩石电阻率变化特征研究

南堡凹陷低矿化度地层水条件下砂岩油层电阻率变化范围较大,当注入水矿化度接近或低于地层水矿化度时,水淹层与油层的测井电阻率差别较小,因此利用电阻率测井识别水淹层难度很大。在实验室模拟地下油层水淹过程,以多种矿化度水驱溶液分别驱替饱含油岩石,在驱替过程中测量岩石水驱油电阻率、含水饱和度和水驱倍数等参数,研究不同岩性、物性的岩石在多种矿化度注入水水驱油过程中电阻率的变化特征及其影响因素。通过分析试验数据,揭示了多种矿化度注入水水驱油岩石电阻率复杂的变化特征及其主要影响因素,为电阻率测井识别水淹层奠定了基础。

单轴固定速率加、卸载下岩石电阻率图像变化的实验研究

观测和实验结果表明，在强震和大型地质灾害孕育和发生过程中，地电阻率及其各向异性会出现明显的异常变化，因此电阻率一直是我国地震监测预报中使用的重要参量之一，在近50年来的地震监测预报工作中发挥了重要作用。震例研究表明，在某些强震前。

疏松砂岩岩石电阻率实验方法

渤海地区部分油田储层埋藏浅,胶结性差,在钻井取心提升至地面过程中,温度变化和压力的释放使岩心更加松散,按照常规取样方法无法获得合格样品进行准确的数据分析。提出了一种疏松砂岩岩石电阻率实验室测定的新方法。采用冷冻钻取、铅套包封等措施,对样品柱塞进行特殊处理,在覆压状态下进行岩石电阻率测试,较好地解决了疏松砂岩岩石电阻率测量数据异常等技术难题。覆压岩石电阻率测定方法在渤海油田多个疏松砂岩储层测井饱和度计算、油田m、n值变化规律和主要影响因素分析及疏松砂岩孔渗特征研究中进行了应用,取得了较为理想的结果。

基于气驱水的煤系岩石电阻率变化实验研究

为分析煤系岩石电阻率变化规律,通过气驱水的方式使岩石含水饱和度发生变化,测定不同含水饱和度时岩石电阻率,研究气驱作用下含水饱和度、岩石电阻率指数、渗透率与岩石电阻率变化规律。结果表明,岩石骨架结构本身不具备导电性,岩石导电是由介于骨架间的充填物质表面离子通过互相交换位置来完成。岩石电阻率指数与电阻率增速存在正相关性,岩石电阻率与岩石渗透率存在正相关性。该研究可为煤矿充水水源勘查提供理论依据。

低渗砂岩水淹层水敏效应对电阻率的影响机理——以新立油田为例

为了探究水敏效应对低渗砂岩储层电阻率的影响机理,以新立油田为例,通过CT扫描图像建立三维立体重构,并与岩心渗透率比值随矿化度变化曲线相结合,利用黏土矿物成分、储层孔喉类型、孔隙半径分布等,从微观层面探究水敏效应对岩石电阻率的影响规律。结果表明:新立油田岩石电阻率变化规律实验中,高矿化度注入水条件下曲线呈“L”型;低矿化度注入水条件下呈“U”型,水敏效应造成了低矿化度注入水条件下其变化曲线呈上升趋势,在加入水敏保护剂后曲线下降趋势相较于之前有所改善,但无法完全恢复至初始状态。且通过孔隙半径分布图像变化可知,水敏效应对岩心孔隙半径分布影响较大,新立油田在以后的注水开发工作中可通过加入水敏保护剂或控制注入水矿化度低于临界矿化度来降低水敏效应对岩石电阻率的影响。