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.     

利用大样本岩石破裂实验模拟扩容-扩散孕震模式的某些结果(一)s

用采自现场的500 mm500 mm1 000 mm的天然灰岩,在注水条件下模拟扩容-扩散(D-D)孕震模式,并以多种监测手段追踪受载岩石样品从变形、微裂到大破裂全过程有关的物理场的时空演化特征．分析视电阻率结果表明:① 受载岩石从微裂到大破裂全过程与电阻率前兆的时空演化进程基本吻合;② 电阻率前兆的时间进程具有阶段性,空间分布具有差异性;③ 岩石大破裂前观测到明显的趋势异常和短期前兆,并发现部分似可被确认为临震异常的电阻率前兆．电阻率的变化和分布特征似乎显示了与岩石样品受载过程的膨胀现象有某种内在联系．但未找到岩石膨胀的直接证据．最后,从理论上探讨了受载岩石样品电阻率变化的机理．      

用电阻率测量法检测在加载条件下介质的动力过程

本文给出了实验样品在单向轴向自动加载条件下,电阻率变化测量的结果.所用的方法是四电极法.微电极全部固定在样品中.一种预先给定的预切口准裂纹决定了未来的断裂带.为了保证既能监测到断裂带内电阻率的变化,又能监测到断裂带外电阻率的变化,将微电极安装在样品中各个部位.虽然这种前兆现象在断裂带内非常明显,但将断裂带内和带外的测量结果进行比较,可以看出:电阻率方法在带内及带外可以用来进行断裂预报.在断裂带内所得的这种典型变化过程和在煤矿中所得的电阻率变化很相似.缩短测量的重复时间可提高结果的质量.在电阻率变化期间可发现新的前兆现象.      

岩石电阻率的实验研究

本文首先概述岩石在室内各种受载条件下电阻率的实验研究工作,这对于认识和理解电阻率变化特征、规律以及探索其机理起着重要的作用。但是在实验中主要采用4个固定电极的测量系统,它只能获得从某个深度到岩样表面的整个深度层的视电阻率变化的综合信息,而无法获得不同深度层的视电阻率变化特征,不利于进一步研究电阻率及其各向异性变化的机理。我们利用电阻率层析成像方法获得了多个方向的电阻率数据,据此可以获得随深度变化的电阻率及其各向异性曲线以及随应力变化的电阻率图像,可能为深入理解和研究电阻率变化机理起到积极的帮助。      

储层条件下岩石样品电性参数测定及规律

从理论上探讨了岩矿石的导电机制及岩矿石导电的影响因素。在此基础上，重点介绍了在高温高压条件下，对不同岩性，不同饱和度及不同油水比情况下岩石样品的测量装置与测量技术，并给出电阻率极化率测量结果，最后，对测试的结果进行了分析，得出了某些规律性认识。     

三种频带的岩石介电常数测量系统及测量结果

在实验室条件下，研制了三种频带范围的岩石介电常数测量系统和１１００ＭＨｚ谐振腔测量系统。上述测量系统覆盖了感应测井，随钻电磁波电阻率测井及电磁波传播测井所用的频率范围。对大庆油田和其它地区的多种岩芯样品进行了测量，取得了可靠的实验结果，有些已用于地球物理测井资料解释工作。     

对样品含水结构的电阻率CT研究

采用高密度的电极阵列,对具含水结构样品的视电阻率值进行了测定,并重建了二维电阻率的图象．所得一系列CT图象揭示了样品内部由于裂隙和流体造成的真电阻率分布及其变化．这一方法用于岩石电性模拟实验,使导致样品电性变化的裂隙充水过程得以清楚地揭示．      

岩石破裂过程中电阻率变化机理的探讨

受压岩石在破裂过程中,视电阻率会出现明显的变化,其异常形态与实验条件有很大的关系. 实验中对磁铁石英岩样品施加了单轴压缩,岩石的破裂经反复加载和卸载实现,并在岩样的裂隙中注入了食盐溶液. 在实验的各阶段,对样品的主剖面重建出一系列内部真电阻率分布的图像,揭示了介质内的微细结构,从而探讨了视电阻率变化的原因. 实验发现,岩石中裂隙的存在及所含液体的饱和状态,是岩石在主破裂前控制电阻率变化的两个最重要的因素;低应力状态属常态导电过程,孔隙度的变化是主要因素;高应力状态属裂隙表面导电机制,随着破裂面在岩体内部出现,水和孔隙有了完全贯通的平面,多种导电机制都得以发挥作用. 此外,体导电结构的变化在宏观上表现为各向异性和图样有序性的增强.     

一阶反转曲线(FORC)图的原理及应用实例

自然样品中的磁性矿物携带着丰富的环境演化信息．然而在一般情况下,自然样品的磁性是其含有的诸多磁性矿物的综合反映．为了分离这些磁信息,近年来发展了一种新的岩石磁学方法：一阶反转曲线（FORC）图．该方法不但可以确定磁性矿物矫顽力的分布以及磁性矿物颗粒之间磁相互作用的强弱,而且还可以帮助区分磁性矿物的种类和磁畴状态．本文首先详细介绍该方法的基本原理和其物理意义,在此基础上,给出了一个应用FORC图确定含铝的钛磁铁矿玄武岩样品中磁性矿物在加热过程发生转变的研究实例．在两个温度下的FORC图密度分布差的结果表明,这种新方法可以灵敏地检测样品中微弱的磁性矿物改变,因此在岩石磁学、环境磁学和古地磁学研究中具有很好的应用前景．     

含天然气水合物的海底沉积物的电学特性实验

电阻率法是估算含水合物储层饱和度的常用方法之一.为了解海底沉积物中天然气水合物的电学特性,利用搭建的天然气水合物电阻率测量系统,以天然气水合物-南海沉积物-3.5％的盐水为研究体系,测量了天然气水合物在沉积物中形成过程中温度、压力、电阻率的变化.天然气水合物在水饱和的沉积物中由溶解气与水形成.实验中通过液压系统对沉积物压实以及采用较薄的样品来保证水合物在筒状的沉积物的均匀分布.当实验结束时,样品中水合物的饱和度达到39.8％时,样品的电阻率从水饱和时的2.024 Ωm增大到水合物饱和度为39.8％时的2.878 Ωm,增加到了1.4倍.电阻率法可以有效的识别含水合物的沉积物.实验测试结果表明,该实验装置工作稳定可靠,可为研究含天然气水合物的电学特性与饱和度的定量关系提供实验模拟技术支持.     

阿尔奇公式的适用性分析及其拓展

阿尔奇年代的储层孔隙结构简单,岩石孔隙可以被实验电解质完全充填,随着油气田勘探开发的逐步深入,对储层孔隙结构复杂程度的认识更加深入.发现岩石孔隙不仅有有效孔隙,也有无效孔隙.不仅有效孔隙导电,无效孔隙也导电,某些岩石骨架同样也导电.如何去除无效孔隙和其他各类岩石附加导电现象的影响,正确评价有效孔隙的贡献往往令人困惑.笔者发现：通过岩石电阻率计算地层因数只是在没有岩石附加导电环境下的特殊应用,在更为普适的条件下,地层因数实质是借助岩石电阻变化率反映孔隙连通性的重要参数.与物理学位移、速度的关系类似,电阻率和电阻变化率之间同样有着密切关系.这一观点的提出为在复杂孔隙结构条件下评价储层孔隙有效性提供了手段.     

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，这对电测井定量解释有很大影响     

Experimental research on the rock electrical parameter dispersion properties in the displacement process

Based on experiments on rock electrical parameter dispersion properties in both water displacing oil and oil displacing water processes, it is found that the frequency dispersion properties of electrical parameters in water-bearing rocks are quite different from those in oil-bearing rocks. Oil saturation can severely impact the rock electrical parameter dispersion properties and as the oil saturation increases, the properties are more distinguishing. The variation of formation water salinity has a significant effect on the rock resistivity, hence the modulus of the rock complex resistivity varies with water saturation and a U-shaped curve occurs over a single frequency, just like the normal resistivity. However, the effect of formation water salinity on the rock frequency dispersion is less than that of oil saturation. As a result, the rock electrical parameter dispersion properties will have a significant potential of application in the evaluation of watered-out zones as well as identification of oil-bearing zones and water-bearing zones.     

Static-shift suppression and anti-interference signal processing for CSAMT based on Guided Image Filtering

Shallow conductive heterogeneity can lead to static shifts ain the apparent resistivity sounding curve of controlled-source audio-frequency magnetotellurics (CSAMT). The static effect will shift the apparent resistivity curves along with axial log-log coordinates. Such an effect, if not properly processed, can distort the resistivity of rock formation and the depth of interfaces, and even make the geological structures unrecognizable. In this paper, we discuss the reasons and characteristics of the static shift and summarize the previous studies regarding static shift correction. Then, we propose the Guided Image Filtering algorithm to suppress static shifts in CSAMT. In detail, we use the multi-window superposition method to superimpose 1D signals into a 2D matrix image, which is subsequently processed with Guided Image Filtering. In the synthetic model study and field examples, the Guided Image Filtering algorithm has effectively corrected and suppressed static shifts, and finally improved the precision of data interpretation.     

时频电磁技术及其在中国西部地区的应用

The time-frequency electromagnetic （TFEM） method combines frequency-domain sounding with time-domain sounding to form a comprehensive system so that it is possible to select different frequencies and induce waves according to the objective depth to be explored. During processing not only resistivity but also polarization information can be provided so we can study resistivity as well as predict oil-bearing characteristics simultaneously. Timedomain resistivity information is obtained by pseudo-2D resistivity inversion and frequencydomain IP information is obtained using the Cole-Cole model. Some successful applications in western China show that it provides unique results in an overthrust zone, deep igneous rock investigation, and hydrocarbon prediction.     

过套管地层电阻率曲线环境影响校正方法研究

过套管电阻率测井是在金属套管井中测量地层电阻率的一种电法测井技术,其测量结果受套管、层厚/围岩、水泥环等井眼环境因素的影响,所以在进行过套管电阻率测井资料解释时必须进行测井环境影响因素校正.本文在论述过套管电阻率测井原理的基础上,针对大庆油田引进的俄罗斯过套管电阻率测井仪器ECOS,分别考察了层厚/围岩、水泥环对测量结果的响应规律,利用正演模拟方法研制完成了层厚/围岩影响校正图版以及水泥环影响校正图版.在计算机上实现了层厚/围岩、水泥环影响校正的算法,并利用模型算例和测井实例验证了本文方法的合理性.该方法能够减少水泥环的影响,提高层厚小于1.0 m薄层电阻率的测量精度,为过套管电阻率测井资料正确解释提供了保障.     

A TWO-LAYER GROUND IN THE FIELD OF AN INFINITELY LONG CABLE*

When the fixed-source electromagnetic method is applied the quantities measured are influenced by the resistivity of the whole environment. This occurs mostly in the cases of measurements in areas with prevailing high resistivities, and if a weathered layer with considerably lower resistivity than that of the original rock has been formed near the surface. For this reason it is important to be acquainted with the properties of the two-layer ground with an overlying conductive layer. In the present paper attention will be drawn to theoretical calculations connected with the field of the homogeneous ground and that of the two-layer ground.     

高密度电阻率法在果香峪溶洞勘查中的应用效果分析

地下岩溶的发育影响着地面基础工程的安全使用,所以,我们要对岩溶地区发育特征进行全面的了解,以采取相应的措施保证该地区地面建筑的安全。溶洞的空间赋存状态一般是不规则的三维地质体,它的发育与地下水系及该地区的地质构造有紧密联系,造成溶洞的洞室可能含有高阻或低阻填充物,导致溶洞与围岩之间存在物性差异。高密度电阻率法正是利用物...