一种岩矿石密度测量的新方法

本文在分析常用固体密度测量方法的基础上,提出了一种基于阿基米德浮力定律测量岩矿石密度的测量方法,并完成了密度仪硬件电路设计工作,同时给出了密度仪的技术指标及测量结果的误差分析.密度仪由荷重传感器、放大器、模数转换器、单片机、显示部分及键盘等组成.该密度仪不仅可以用于测量岩矿石固体标本的密度,而且可以用于岩矿石标本的重量、体积、孔隙度和含油或水饱和度等多种参数的检测,同时实现了岩矿石密度值实时显示功能,提高了工作效率,减少了人为误差.本密度仪具有智能化程度高、自动显示密度值、可打印测试结果、测量精度高和操作简单等优点.现已在多家单位应用.     

基于差分方程和通用阿尔奇方程的含黄铁矿混合泥质砂岩电阻率模型

针对现有导电模型很难描述含黄铁矿混合泥质砂岩储层导电规律的难题,本文设计并压制了黄铁矿骨架纯岩样,以及不同分散泥质、层状泥质和黄铁矿含量的石英骨架人造岩样,测量了岩样岩电及配套实验数据,从实验角度分析了黄铁矿含量变化对岩石导电性的影响。考虑到岩石中不同物质成分间导电特性的差异,提出将含黄铁矿混合泥质砂岩分为层状泥质、石英颗粒、黄铁矿颗粒、油气、分散粘土颗粒、微孔隙水和可动水,将电导率差分方程与通用阿尔奇方程相结合,利用电导率差分方程描述在主介质中添加分散相介质的导电规律,而利用通用阿尔奇方程描述两种导电介质组成的混合介质的导电规律,在此基础上利用并联导电理论描述分散泥质砂岩与层状泥质的导电规律,建立了一种能够有效描述含黄铁矿混合泥质砂岩导电特性的新型通用电阻率模型。理论验证表明所建立的电阻率模型满足物理约束条件,且预测的导电规律与实验规律相一致,即随着黄铁矿颗粒含量和电导率的增加,R_t和I值均减小。利用实验测量的46块人造岩样在不同含油饱和度下的岩电实验数据,验证了该模型完全能够描述黄铁矿骨架纯岩样、石英骨架混合泥质砂岩岩样,以及骨架含部分黄铁矿的混合泥质砂岩岩样的导电规律。实现了含黄铁矿混合泥质砂岩地层饱和度的准确求取,有效的提高了复杂储层测井解释评价的精度。     

基于无效导电孔隙概念的致密砂砾岩有效介质导电模型

致密砂砾岩储集层饱和度评价一直是测井领域面临的难题之一,这是由于致密砂砾岩储层分选差、孔隙结构复杂、孔渗非常低造成的,因此,有必要建立一种能描述致密砂砾岩储层导电规律的电阻率模型.本文针对复杂孔隙结构的致密砂砾岩储层存在一定的对岩石导电性几乎无贡献的孔隙,以及虽然这种无效导电孔隙度很小,但其对致密砂砾岩导电性的影响是不能忽略的,引入无效导电孔隙度概念,将研究区砂砾岩储层孔隙划分为无效导电孔隙和有效导电孔隙两部分,利用有效介质对称导电理论建立了致密砂砾岩储层电阻率模型,并从理论上分析了无效导电孔隙度变化对建立的导电模型的影响.利用全直径致密砂砾岩岩样的岩电实验数据,采用最优化方法确定了导电模型参数和该区致密砂砾岩储层无效导电孔隙度值.通过对导电模型进行实验数据拟合,表明本文给出的模型能描述致密砂砾岩储层的岩石导电规律;通过对比导电模型的处理结果与试油结论,表明本文建立的模型适用于致密砂砾岩储层的饱和度解释.     

便携式岩矿石样本电性测量仪信号发生器研制

对岩矿石样本进行电性测量,能够进一步约束地球物理探测数据的解释结果,进而提升矿产勘探的精度和准确度.为能对极低(10Ω级)还是极高阻抗(10 MΩ级)的岩矿石样本都能进行精确和有效测量,本团队自主设计了CannySIP测量系统.但该系统存在仪器较为笨重、功耗高、且测量过程较为繁琐的问题.为解决这些问题,本文以CannySIP测量系统小型化和便携化为驱动,设计一种小尺寸,低功耗的板卡级信号发生器.该信号发生器支持通过SPI总线发送频率控制字的方式来配置频率的输出,因此频率控制高效简单.本信号发生器设计了恒压和恒流两种工作模式.这两种工作模式都支持频率可任意配置,幅值可五档配置,其中恒压五档为10 V、1 V、100 mV、10 mV和1 mV,恒流五档为10 mA、1 mA、100μA、10μA和1μA.不管是恒压还是恒流,五个档位跨度均较宽,因此能很好地实现对极低或极高阻抗的岩矿石样本进行非失真激励.此外,本信号发生器的尺寸较小,接口标准统一,功耗较低,所以适合便携式岩矿石样本电性测量仪内部集成,以提供激励信号．     

我国几个金属矿区岩（矿）石的低频电相位频率特性及其影响因素

本文在10^-3-1.5×10² Hz频率范围内测定并讨论了我国九省十四个地区130余块硫化矿石和石墨化岩（矿）石标本的复阻抗振幅和相位的频率特性。并对其中80余块标本作了镜下岩矿鉴定分析工作。对每条实测的相位频率特性曲线按Cole-Cole模型通过电子计算机进行了拟合。分析讨论了影响各种岩（矿）石频率特性的主要因素,特别是导电矿物成分这个因素。弄清了一些规律,为今后在三维条件下进一步研究矿物成分的区分问题提供了重要的物性基础。     

AMT测深法在金刚石矿勘探中的应用

本文介绍了AMT(音频大地电磁测深)法在雅库特和俄罗斯的Archangelsk金刚石矿区勘探中的应用.文章描述了金伯利岩岩脉的位置和形状、电性参数、围岩和上覆岩层特性.金伯利岩矿区位于易于被AMT方法确定的参考导电层之上,或者在高阻层之上.金伯利岩岩脉发育在金伯利岩矿区良导的局部边缘地区.这些良导区与地堑构造有关,其边界与基底和厚层沉积覆盖的弯曲褶皱相一致,并具有强破裂和利于金伯利岩岩浆渗透的特点.依据AMT数据,可很好地确定局部良导区,并作为最有远景的矿脉发育区.利用AMT数据可确定断裂带和区分矿区的构造断层.金伯利岩控制的断层一般被圈闭的岩墙充填,易于被磁法资料确定,而金伯利岩的围岩断层不包含圈闭的岩墙,由磁法难以测量,因此就可较好地确定金伯利岩.本文给出了由沉积层覆盖的简单地质条件下发现岩脉的例子,也介绍了包含几种不同类型金伯利岩如导电的斑状金伯利岩、并被圈闭和厚层沉积覆盖的复杂地质条件下确定岩脉的实例.     

考虑储层孔隙结构的岩石导电机制研究

经典Archie公式解决了测井数据的定量计算问题,但是,Archie公式只能用于孔隙结构相对简单的储层.面对日益复杂的油气勘探对象,Archie公式的计算精度受到一定的限制.本次研究,应用球管模型方法,针对不同孔隙结构研究了岩石饱和盐水及饱和油气时的导电性质,得到了不同孔隙结构、具有不同流体饱和度时岩石导电性的数值模拟结果. 本次研究的数值模拟结果证明岩石孔隙结构是导致岩电实验数据发散现象的因素之一,对比孔隙结构不同而饱和度相同岩石的导电性质,证明复杂孔隙结构是形成低电阻油层的重要因素.     

流动成像测井研究进展

流动成像测井属于对非均匀介质动态的非线性测量，通过对油气井内多相流体信息的投影扫描和反演处理，实时成像显示流体分布及流动状况，国外研制的电导法，电容法仪器采用电导探针或电容元件构成阵列测量探头，分别利用油气与水的导电特性和介电特性差异辨识井内流体，对流动截面的测量局限于个别点上，已在水平井中见到应用效果，但对物场信息投影测量的数据量和分辨率未能满足成像要求。我国提出的电磁法采用环状阵列电极构成测量探头，综合利用油气与水的导电和介电特性差异辨识井内流体，可以测量获得多相流体流动截面的清晰图像，为研究开发全新的流动成像测井系统奠定了良好基础。     

基于逆重复m序列的岩矿石标本电性参数测量方法研究

岩矿石标本电性参数实验中,常使用一个或者多个频率激励的变频法测量电阻率,存在观测效率低、可用信息少、抗干扰能力弱等实际问题.本文将变频法改进为伪随机电流信号法进行观测,提出激励场源使用逆重复m序列伪随机电流信号的观测方法,推导出抑制工频干扰的参数选取条件,进而针对岩矿石标本电性参数实验中激励场源的特殊要求,详细分析了观测系统中信号产生与接收面临的问题,并给出了解决方法:采用高驱动能力设计及阻抗匹配技术解决岩矿石标本电阻率分布跨度大(n×10ⁿ×10⁶Ωm)导致的发送端驱动能力不足以及接收端阻抗不匹配等问题;采用系统频率响应校正技术修正系统存在的观测误差;采用高频微弱信号产生与拾取的相关技术,保证电流密度处于岩矿石标本的线性响应区间,避免非线性效应,实现宽频率分布范围观测(10-3~10⁴kHz).采用所研发的可编码、高精度、小电流(10^-6A)、连续可调输出的精密电流源,使用阻容模型进行实验测试,结果表明:(1)该方法可在10^-3~10⁴Hz频带内产生90个有效测量频点,可满足频带宽、频点密、压制工频干扰的观测要求;(2)实验中恒流源输出稳定,不同负载下直流输出稳定性误差小于0.5%,精度满足实验中对输出电流的要求;(3)标定后测量误差小于0.5%,系统具有较高的观测精度与抗干扰能力;(4)与变频法相比观测效率提高2.3倍.通过该方法开发的观测装置可有效提高工作效率和抗干扰能力,提高观测数据的准确性,适用于各种类型岩矿石标本电性参数观测工作.     

不同泥质分布形式泥质砂岩导电规律实验研究

本文利用人工制作的不同含量分散泥质和层状泥质砂岩岩心样品,测量不同矿化度和不同含油饱和度的岩心电阻率,从实验角度研究了不同泥质分布形式和含量的岩心导电规律,结果表明,泥质分布形式或含量不同,则泥质砂岩导电规律不同.基于层状泥质与分散泥质砂岩的并联导电实验规律,以及分散粘土和地层水混合物的导电规律可用HB电阻率方程描述,建立了考虑泥质分布形式影响的泥质砂岩电阻率模型.通过1组不同泥质分布形式泥质砂岩人造岩心实验数据的测试,表明该模型可以描述分散泥质砂岩、层状泥质砂岩和混合泥质砂岩地层的导电规律.分散泥质,层状泥质,人造岩样,实验测量,并联导电,HB方程,电阻率模型     

导电薄层下三维岩脉的CSAMT响应分析

为了研究探测3D导电岩脉状目标体的可控源音频电磁法（CSAMT）的最佳观测装置,我们用压缩积分方程法数值模拟了赋存于导电薄层下的3D导电岩脉的电磁场响应.计算结果表明,最有效的源的位置是把发射源沿岩脉的走向放置.相对于其他几种装置,这种观测装置得到的异常场与主场的比值最大.利用这种最佳的观测装置,通过将异常场E_ya 和 H_xa与噪音作对比,研究了当岩脉的埋深和高度发生变化时岩脉的可探测性问题.当岩脉的顶部埋深增加时,导电岩脉的可探测性降低.岩脉高度的变化对异常场幅值的影响要小于岩脉顶部埋深所产生的影响.所以通常情况下,即便应用了最有效的CSAMT装置,也很难探测到岩脉的高度,应用钻孔中的探测可能会解决这个问题.     

滇西学拉铜矿区硅质岩特征及与成矿的关系

在滇西单拉铜矿区发现了４层硅质岩，该硅质岩具有低的ＴｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３与高的成矿元素（Ｃｕ，Ａｕ，Ａｇ）含量特征．硅质岩稀土元素总量很低，其球粒陨石标准化配分模 式为向右倾的曲线，具有明显的负Ｅｕ异常与弱的正Ｃｅ异常，与矿区早期形成的块状硫 化物矿石、矿石矿物及脉石矿物具有一致的稀土元素球粒陨石标准化配分模式，而与 成矿中晚期形成的夕卡岩型矿石及破碎带充填交代型矿石明显不同．硅质岩的硅同位 素组成与热水沉积的硅华及硅质岩一致，它的铅同位素组成与块状硫化物矿石一致， 它的 Ｒｂ－Ｓｒ等时线年龄为 ２７２ Ｍａ± ６ Ｍａ，与赋矿地层时代一致．研究表明羊拉矿区硅 质岩为典型的热水沉积硅质岩，且与矿区块状硫化物矿体关系密切，这为该矿床块状 硫化物矿体为海底喷流热水沉积作用形成提供了直接的证据．     

辽宁复县金伯利岩的磁性特征及其意义

利用磁滞回线、磁畴状态分析、剩磁磁化率和感磁磁化率测量等，对辽宁复县金伯利岩岩体群的磁性矿物成分和成因机制进行了分析．结果表明，该金伯利岩中的磁性矿物成分主要是单畴、似单畴颗粒磁铁矿，它们主要是在金伯利岩岩浆后期，即汽水热液期，在相对快速冷却的环境下形成的原生磁性矿物．在古地磁研究中，利用主成分分析，结合同位素测年结果，给出了该区金伯利岩的古地磁结果，为中国东部早古生代的古地磁研究提供了补充和验证．     

低孔渗泥质砂岩储层并联导电模型分析及改进

针对泥质砂岩储层最常用的并联导电模型W-S和双水模型,提出视地层因数与真实地层因数的比值F_a/F,用来表示泥质砂岩偏离阿尔奇砂岩的程度,并根据F_a/F的变化规律,分析Q_v对泥质砂岩储层导电模型的影响.结合实验室条件下Nacl溶液的电导率范围,指出W-S模型在泥质较重的地层中无法得到真实的地层因数.改进双水模型的计算方法,避开Q_v测量的不准确性带来的误差,而通过改变饱和溶液的电导率来得到岩样真实的地层因数.实验证明,改进双水模型的模拟结果比W-S模型与泥质砂岩的岩电实验数据更吻合.     

致密砂岩孔隙度-电阻率关系与地层因素计算方法研究

致密砂岩电阻率与孔隙度关系存在"非阿尔奇"特征.为明确致密砂岩电阻率与孔隙度的关系及规律,并建立适用于致密砂岩的地层因素计算方法,基于多个致密砂岩油气区实验数据对电阻率随孔隙度变化的规律及地层因素计算方法进行了研究.通过对来自3个盆地8个油气田的岩石物理实验数据分析,证实了致密砂岩地层因素与孔隙度在双对数坐标下呈现分段线性关系,孔隙度约等于10%处出现明显拐点;拟合了孔隙度小于10%时具有通用性的阿尔奇公式参数.红河油田致密砂岩压汞实验数据表明,孔隙度小于10%的岩样与孔隙度大于10%的岩样孔喉半径分布有显著差异,由此将孔隙分为大孔径孔隙和小孔径孔隙,假设其分别具有不同比例的"宏导电孔隙",并定义了"伪宏导电孔隙度"变量,岩电-压汞联测实验数据表明,伪宏导电孔隙度与地层因素在双对数坐标下表现为良好的单一线性关系,由此建立了阿尔奇公式改进式,改进式在不同孔隙度条件下形式和参数均保持统一,计算地层因素效果更好.利用红河油田及塔里木盆地志留系致密砂岩岩样岩电实验数据检验改进式计算效果,证实了改进式的可靠性.     

聚合物溶液对岩石电性影响的实验研究

为正确认识聚合物对测井曲线的影响,并为测井曲线的解释提供依据,以砂岩油藏为对象,通过岩电实验研究了聚合物对岩石电性的影响。岩样取自孤岛油田某井。实验分析了聚合物溶液自身电阻率特征及聚驱前后岩石电性特征的变化。实验结论,阴离子型聚合物溶液具有一般稀电解质溶液的导电特征;聚合物溶液的配制用水的矿化度对岩石的R0值有显著影响;聚合物溶液矿化度不同．对其Archie岩电参数的影响也不同;聚驱后,随聚合物溶液滞留浓度的增加,a,b值逐渐增大,m、n值逐渐减小。     

基于开口同轴法的岩矿石样品介电常数测试

火成岩及变质岩找矿是金属探矿的重要组成部分,围岩与矿体之间存在的电性差别是区分二者的重要标志;另外探地雷达以高频电磁波传播为基础,决定电磁波场波速的主要因素是介电常数,因此以介电常数及电导率为内容的电性参数测试就显得尤为必要.传统岩矿石介电常数测试主要使用同轴传输/反射法,而开口同轴法在岩矿石电性测试方面的工作开展较少...     

甘肃敦煌—阿克塞地区岩(矿)石磁化率特征分析及应用

各类岩(矿)石的磁性差异是进行航磁资料地质解释的物理基础.为全面、系统了解甘肃敦煌—阿克塞地区岩(矿)石的磁性特征,2015—2017年在该区开展了系统的岩(矿)石的磁化率调查工作,实测物性点320处,获得有效磁化率数据10154个.对实测资料进行了详细的分类统计,分析总结了区内沉积岩、侵入岩、火山岩、变质岩、矿石及围岩等各类岩矿(石)的磁性特征,沉积岩一般呈弱或无磁性;火山岩具有中等-强磁性,可引起一定走向的磁异常;基性-超基性岩多具有强磁性,可以引起一定强度、尖锋状或带状的磁异常;中、酸性侵入岩和变质岩磁化率变化范围较大,弱磁性的一般在磁场上无异常显示,中等-强磁性的一般在磁场上表现为带状或团块状异常区;磁铁矿、磁黄铁矿等磁性矿物含量的增多,不同类型矿石磁化率由中等磁性逐渐变为极强磁性.在此基础上将实测磁化率应用于磁性地层、侵入岩圈定,探讨了磁化率与矿产之间的联系.研究结果为该地区高精度航磁资料解释提供了基础资料和参考依据.     

地质找矿过程中如何提高物探工作质量

本文从六个方面讨论了在地质找矿工作中如何提高物探工作质量，更好地发挥物探作用.这些问题均为作者在多年野外工作中遇到后加以总结.这六方面内容为：测网敷设，物探数据的观测及室内整理，资料成图，岩矿石标本的物性测定，物探工作方法选择，成果解释.     

储层渗透性与地层因素关系的实验研究与分析

本文对渤海湾盆地不同孔隙结构样品的孔、渗、核磁、岩电、压汞、X衍射及铸体薄片等配套岩石物理实验数据进行了综合分析,通过逐一考察同一套岩芯样品的地层因素与渗透率、压汞喉径均值、储层品质指数之间的实验关系,并分别与地层因素-孔隙度交绘图进行对比分析,发现储层渗透性与地层因素之间并非简单的单调函数关系,孔隙度相近但孔隙结构类型不同、渗透率差异明显的岩芯可以具有相近的地层因素,导电能力接近.在实验数据分析的基础上通过理论分析证明了这一实验关系的合理性,并指出孔隙度及导电能力相近的岩芯,其渗透率差异与喉径均值的平方比、孔隙曲折度及几何形态相关.