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1、測井方法原理電法測井（二）第二節(jié)巖石電阻率與巖性、孔隙度、飽和度的關系第一節(jié)巖石電學性質(zhì)的頻率特性緒言第一章巖石的電學性質(zhì)參考《測井學》緒言電學性質(zhì)表征參數(shù)電阻率R電導率?介電常數(shù)?磁導率?測井使用的電學參數(shù)電阻率R電導率?介電常數(shù)?普通電阻率測井側(cè)向測井感應測井介電測井電磁波傳播測井目前所使用的測井方法：自然電位測井、普通電阻率測井、側(cè)向測井、感應測井、介電測井、電磁波傳播測井頻率范圍直流→微波研究巖石電學性質(zhì)的頻率特性對合理建立電法測井方法，正確使用不同頻率的測井信息是很重的。自然電位測井直流側(cè)向測井30-300Hz感應測井10-40kHz介電測井幾十MHz電磁
2、波傳播1.1GHz普通電阻率方波(<15Hz)第一節(jié)巖石電學性質(zhì)的頻率特性一、巖石電阻抗的頻率特性巖樣電阻在105Hz時發(fā)生急劇變化頻率↑→電阻↓電阻什么是頻散？頻率變化→物資某種性質(zhì)發(fā)生急劇變化頻率↑→導電率↑→電阻率↓導電率P——極化強度E——外加電場強度介電常數(shù)?反映介質(zhì)極化能力的宏觀物理量二、巖石介電常數(shù)的頻率特性★干巖樣不存在頻散，飽和油的巖樣也不存在頻散★飽和水的巖樣有明顯頻散現(xiàn)象，頻率增高↑→介電常數(shù)↓石油大學測試★頻散特性分三段：低于100kHz→頻散劇烈100kHz～100MHz→頻散較明顯高于100MHz→頻散很弱★100Hz時含水巖石介電常數(shù)可
3、高達103泥土顆粒表面雙電層界面極化是低頻段介電常數(shù)頻散的主要原因，其次是巖石骨架結構中含有某些縱、橫比例特別小的扁平體和薄片狀雜質(zhì)引起的特殊效應★超高頻（UHF）段，即200MHz～3000MHz基本無頻散第二節(jié)巖石電阻率與巖性、地層水、孔隙度、飽和度的關系不同巖石電阻率不同，巖石電阻率的大小主要取決于下列因素：★巖石的組織結構——巖性★巖石孔隙內(nèi)地層水的鹽類的化學成分、濃度、溫度★巖石孔隙度★巖石含水飽和度一、巖石電阻率與巖性的關系主要巖石、礦物的電阻率巖石名稱電阻率礦物名稱電阻率粘土1－200石英1012－1014頁巖10－100白云母4?1011疏松砂巖2－
4、50長石4?1011致密砂巖20－1000石油109－1016含油氣砂巖2－1000方解石5?108－5?1012泥灰?guī)r5－500無水石膏109石灰?guī)r600－6000石墨10-6－3?10-4白云巖50－6000磁鐵礦10-4－3?10-3硬石膏104－106黃鐵礦10-4無煙煤0.01－1黃銅礦10-3煙煤10－10000玄武巖、花崗巖600－105參見P73表2－5沉積巖巖石的電阻率主要取決于巖石孔隙中地層水的電阻率——地層水電阻率↑→地層巖石電阻率↑二、巖石電阻率與地層水性質(zhì)的關系1.地層水電阻率與地層水化學成分的關系溶液濃度(g/l)18°C時的溶液電阻率(
5、?.m)NaClKClMgCl20.015365724310.144.658.24515.756.114.99參見P74表2－6地層水中常見鹽類由于地層水中NaCl占優(yōu)勢，因此在研究地層水性質(zhì)時，通常先將其它鹽類含量換算成等效NaCl的含量NaCl、KCl、MgCl2、NaSO4等，其中，NaCl占優(yōu)勢不同離子的換算系數(shù)參見P74圖2－35P75例題如何轉(zhuǎn)換？NaCl溶液電阻率－濃度、溫度關系2.地層水電阻率與溶液濃度、溫度的關系★溫度↑→離子遷移率↑→導電性↑→電阻率↓★濃度↑→溶液在離子數(shù)↑→導電性↑→電阻率↓★溫度↑→溶解度↑→導電性↑→電阻率↓參見P76圖2
6、－36要求會使用不同溫度電阻率換算公式地面Rt→地下Rt練習地層水分析結果為Na++Cl-20000ppm，Ca++600ppm，K+1000ppm。求等效NaCl的礦化度，再求地層水電阻率（70°C)。羅家5磨22三、巖石電阻率與孔隙度的關系巖石孔隙空間－巖心巖石孔隙空間－薄片巖石孔隙空間－掃描電鏡任28井3.2/25-6樣品任48井5.14/22-2樣品1.孔隙度?孔隙度巖石孔隙空間體積與巖石總體積之比，是描述儲層儲積能力的重要常數(shù)有效孔隙度總孔隙度裂縫孔隙度基質(zhì)孔隙度孔隙度種類2.地層因素F地層因素上述比值只與巖樣的孔隙度、膠結情況和孔隙形狀有關，而與孔隙中所
7、含水的電阻率無關——巖石的地層因素（或相對電阻率）實驗選一塊孔隙度為?、不含泥質(zhì)的巖樣，改變巖樣孔隙中水的電阻率（分別為Rw1、Rw2、Rw3…Rwn，對應測得巖石的電阻率為Ro1、Ro2、Ro3…Ron，發(fā)現(xiàn)——巖石電阻率不但隨所含水的電阻率變化而變化，并且它們之間有近似的正比關系。比值為常數(shù)3.阿爾奇公式公式巖石電阻率越低P78(2-110)(2-111)——最經(jīng)典的電法測井理論m——膠結指數(shù)，變化范圍1.5～3，一般取2a——巖性系數(shù)，變化范圍0.5～1.5?——巖石孔隙度F——地層因素含水砂巖膠結程度越差地層水電阻率越低巖石孔隙度越高參見P78圖2－39
