金属砂岩和粘土砂岩混合物激发极化与比表面积关系研究

在饱和高岭石、铁、磁铁矿混合岩石中测量了激发极化（IP），混合岩石中矿物成分的重量百分比不同，铁和磁铁的含量从0％到100％，高岭石的含量从0％到32％。我们用氮气吸收法确定了各种矿物的比表面积，各混合物的孔隙度用干燥后重量的减少来计算。我们用Cole—Cole模型（Cole和Cole，1941）拟合了从磁铁矿和铁混合物测得的电学数据。相比之下，高岭石混合料表现为相位随频率按照指数规律变化。从含铁和磁性矿混合料Cole—Cole模拟获得的地层极化幅值表现出与比表面积单一的、几乎近线性的关系，混合料的比表面积是表面积与孔隙容量（Sp）之比。对粘土砂岩混合物的局部IP测量（1赫兹时虚部导电率）也发现了相似的关系。在含金属和含粘土的土层中，Sp好象是确定IP的一个重要参数。这一结果难与激发极化的传统模型相一致。     

模拟砂岩介电响应的一个新概念——含水岩石及总水体系的确定

文章将三种砂岩样品介电常数(K)实部的实验所得数据看作是频率60Hz到4MHz范围内的水饱和度(Sw)的函数。现有的理论模型过去与岩石样品的k’和Sw函数关系并不一致,这无疑是由于包括几何学和电化学效应在内的复杂性所致。在分析文中所介绍的数据中,我们发现K’在低饱和度区域内有明显的增大,     

混合流体岩石介电常数的CRI模型与Maxwell-Garnett模型研究

计算了混合流体岩石介电特性的CRI模型和Maxwell-Garnett模型,研究岩石介电常数与矿化度、饱和度、频率、比表面的关系。水的介电常数计算模型采用了矿化度适用范围较大的Stogryn模型;对椭球颗粒岩石骨架计算了比表面,分析了比表面与介电常数的关系,通过计算发现矿化度、饱和度、比表面、孔隙度都会影响岩石介电常数,而且影响程度与频率有关。岩石介电常数随含水饱和度增大的变化速率先快后慢是骨架颗粒和水之间的界面极化导致的。将前人的实验数据与研究实验模型计算比较,验证了2种模型的合理性。     

一种确定近地表Q的改进方法

我们利用频谱比的改进方法进行了野外测量,并以此来估价浅层地震Q。利用在实验现场记录的人工震源三分量地震波来估价未固结沉积层的Q_p和Q_s。假设这一改进的频谱比方法为频率相关,就可得到振幅比与一个特殊频率的任意两个检波器的波至时差。测井—振幅—时间空间内的回归线斜率就会产生每个频率的Q。结果显示Q是我们实验中得到的频率范围内(300Hz以下)的频率函数。由实验数据得到的一个简单的数学推导进一步说明了浅层地震波Q为频率相关。对几何扩展进行了校正。但是,原始和校正了的Q_s在我们的数据中没有明显的差别,所以在这个问题中可否定几何因子。尽管常规的频率非相关频谱比方法使用起来简便而快捷,但与这种改进了的方法比较,其结果的稳定性要逊色一些。Q之所以不稳定,是由于受常规频率非相关频谱比方法中的几何放大作用的影响,对Q的估算受震源因子的影响,但是,不同震源得到的主频率带上的Q基本相同 我们通过假设一个简单的幂律回归模型从而建立了频率函数,其中,n_p～1.1且Q=kf~n中的k《1。这进一步证实了风化未固结层是部分饱和,且Q_s>Q_p也强调了研究中的衰减在物理上是一个局部压缩机理。     

侵润性及含水饱和度对碳氢岩介电常数的影响

在10Hz－100MHz频率范围内，对砂岩样品及火山灰粘土－砂包容形成的样品进行复阻抗测量，并使用了考虑了双层电离扩散的MAXWELL－WANGER理论。从实践及理论上，对空隙性岩石的侵润性及含水饱和度对介电常数的影响做了研究。测量结果清楚地表明：当含水饱和度大于50％时，介电常数随含水饱和度呈线性变化，介电常数随含水饱和度的变化率是频率的函数。当频率增加时，变化率减少，介常数与含水饱和度的变化频率减少小感觉不明显，但是现在可以从理论上证实这一点。在含水完全饱和的情况下，亲水岩样比亲油岩样的介电常数高很多。侵润的变化可以通过改变岩石表面的离子电荷的数量来模拟。模拟的结果表明：亲润性对介电常数的影响是十分有效的，这些结论与我们的实验结果是一致的。     

高频段岩石介电频散现象的实验研究

本文介绍了在１０ＭＨＺ至１１００ＭＨＺ的频率范围内，岩石介电常数的测试结果，研究了岩石介电常数随频率的变化规律；得出了不同频率下岩石介电常数与孔隙度、含水饱和度、矿化度等因素之间的关系；所得出的结论对于高频电磁波测井仪器的设计及资料解释具有一定的参考价值。     

据多频介电测量推导地层特性

仅用电阻率测井很难区分淡水和油，为了解决这一难题，20世纪70年代研发了介电测井。在外界条件下，水的介电常数比油或岩石骨架的介电常数至少高出一个数量级。因此，有效地层介电常数的测量对地层水的含量敏感。结合地层总孔隙度，它可以直接确定含水饱和度，从而避免与胶结指数和饱和度指数相关的难题，在阿尔奇公式和电阻率测量中必须用到这两个指数。 介电测井解释需要在岩石的介电特性和岩石组分之间建立某种关系。已经有人证明，经验性的复折射率模型在1GHz的频率下表现令人满意（Seleznev等，2004a）。在盐水饱和的无粘土岩石内，介电常数在频率较低的情况下会受到体积盐水含量和岩石质地的极大影响。这种相关性限制了简单的经验公式的适用范围，从而需要开发一种综合性的频散模型，可以准确地描述质地相差很大的岩石的介电频散和电导率频散现象，如碳酸盐岩。 世界上将近一半的石油产自灰岩和白云岩油藏（Dickey，1970），碳酸盐岩油藏蕴含了现有剩余储量的60％以上。以中东为首的大型碳酸盐岩油田预计会控制21世纪世界原油的产量。在质地参数（如阿尔奇胶结指数）变化大的碳酸盐岩地层中，质地频散模型易用于介电测井解释。 本文介绍了一个考虑岩石质地影响、在多种频率下与实验数据相匹配的模型，同时提出了可以提供冲洗带电阻率、含水饱和度和阿尔奇胶结指数的解释方法。     

介电测井资料的地质应用

引言介电测井中的介电常数ε用相对单位表示: ε=ε_a/ε_o 它表示介质的绝对介电常数ε_a比之在真空的介电常数ε_o高出多少。在真空中,ε_a=ε_o所以ε=1。矿物的介电常数在相当宽的范围内变化。绝大多数矿物具有电子和离子位移极化,它们的介电常数较低,约为4—12相对单位,主要造岩矿物的介电常数是4—7相对单位,参见表1。岩石一般是各种不同成分组成的复杂体系。岩石的介电常数取决于一系列因素:矿物组成     

双频介电测井解释方法研究

以实验测量数据为基础，研究了射频段岩石介电常数的频散现象和极化机理，分析了岩石介电常数与频率，含水饱和度，水矿化度，泥质含量等之间的关系，给出了双频介电测井解释方法，通过处理油田实际介电测井资料证明该方法是有效的。     

砂泥岩剖面岩心介电实验研究

介绍了射频段岩心介电常数扫频测量的带屏蔽平行板电容法的原理及其测量过程,并采用该方法在不同矿化度盐水饱和下扫频测量某区域岩心的介电常数,考察了矿化度、频率、孔隙度及岩心含水饱和度对介电常数的影响,建立了岩石介电常数随含水饱和度变化的关系和干样介电常数随孔隙度的变化关系。同时,针对47 MHz和200 MHz两个频率,确定出油、岩石骨架的介电常数,为双频介电测井资料的解释提供依据。     

介电特性中的岩石/水相互影响:用憎水砂岩进行实验性研究

部分饱和砂岩的介电常数是水饱和度的函数。实验数据表明,饱和度较低时,岩石与水分界的相互作用对实测介电响应将产生很大的影响。为了从理论上预测岩/水/气系统的介电常数,岩石与水的相互影响的计算必须包括渗入岩层固体中的水的效应。换句话说,如果忽略了岩石/水的相互作用,便可用三分量     

Geophysics,NO.10,1992论文文摘

本文论述了介电常数和电导率反演的一种新方法。该方法由两个步骤组成。首先,定义了一种“压缩二阶导数”的数学运算,并用于识别多层介质的地层界面。这种数学运算是基于这样一种情况,即当接收器跨越某一地层边界时,接收信号出现一个正比于相邻两地层介电常数的二阶导数的不连续点。然后,用一个振动多层正演模型来参数化地反演介质中每一层的介电常数和电阻率。反演算法包括二维(2-D)移动网格搜索和通过契比雪夫型度量定义误差函数。我们利用两种电阻率模型研究了地下电阻率异常附近电位分布在理论上的变化。结果表明埋藏电极能够观测到来自这些异常的最大响应,利用井间数据能够精确地重建两井之间某一体积的电阻率模型。还就所给定体积范围内的小单元用观测到的视电阻率     

沉积岩的介电和电导响应

作者用几个不同的模型计算饱和盐水的沉积岩的复介电常数。采用独立的体系计算,在直流极限给出阿尔奇定律。胶结指数m取决于颗粒的形状,与试验符合。该理论与在1.1千兆赫时对熔结的玻璃球测得的介电常数及电导率值符合很好。通过具有特殊几何特性的质点(例如纵横比高的岩石),可以说明实验观察到的介电常数对含盐量及频率的依从性,以及在低频时介电常数会出现极高值的情况。沉积岩的介电与电导率值有严格界限,这也表明介电常数的数值很大是可能的。岩石与水交界处离子的极化,同样也会使介电常数上升到高值。     

基于介电测井和电阻率测井的致密砂岩储层饱和度联合反演方法

鄂尔多斯盆地三叠系延长组致密砂岩储层具有地层水矿化度变化大、孔隙结构复杂、泥质含量较高等特点,含油饱和度评价困难。然而,致密储层钻井液侵入较浅,且多频介电测井蕴含地层水矿化度等信息,为饱和度评价提供了有利条件。基于阵列感应电阻率曲线以及介电测井4种频率的介电常数曲线和电导率曲线,提出一种联合电阻率测井和介电测井信息反演储层含油饱和度的方法。根据储层性质选择模型构建目标函数,电阻率测井响应采用西门杜方程,介电测井1 GHz频率下测量的介电常数和电导率使用复折射率模型,20～500 MHz频率测量的介电常数和电导率采用泥质砂岩响应模型。利用粒子群优化算法对目标函数进行寻优反演,并构建实例检验算法。将该方法应用于目标储层,获得饱和度、水相曲折度指数、冲洗带矿化度及泥质频散项体积含量。结果显示理论测井响应曲线和实际测井曲线的相对误差小于10%,计算的含油饱和度与岩心分析、试油数据吻合较好,表明该方法反演的参数结果有效、可靠,具有推广应用价值。     

岩石介电常数与各种影响因素的关系

岩石介电常数是由固体、液体、气体组成的多相体系,其大小取决于组成岩石的各种物质的性质、含量以及分布状态,还与电场频率、温度、压力等外界因素有关。研究岩石介电常数与各种影响因素的关系,对电磁波测井(如相位介电测井)是非常重要的。本文以大庆地区岩样的实验为基础,结合国外资料,分析岩石介电常数与各种影响因素的关系。     

超高频岩石介电特性的研究

以大庆油田岩样测量结果为基础,探讨了岩石介电常数与频率、矿化度、孔隙度等影响因素之间的关系,得出了大庆地区砂岩骨架的介电常数值,提出了适合大庆地区的岩石介电常数与孔隙度的关系式。     

根据多频介电测量获得地层特征参数

为了区别淡水和石油，上世纪70年代研究成功介电测井，单独使用各种电阻率测井来区别淡水和石油是困难的。在环境条件下，水的介电常数至少比石油或岩石基质介电常数高一个数量级，因此地层有效介电常数测量值对地层水含量是灵敏的。和地层总孔隙度结合直接地确定含水饱和度是可能做到的，因此避免了使用阿尔奇公式和电阻率测量结果时涉及需要用胶结指数和饱和度指数带来的困难。介电测井解释需要建立各种介电特征和岩石组成成分间关系。在1GHz频率条件下（Seleznev等人，2004年）经验性复杂折射指数模型展示出良好的可行性。在用盐水饱和的不含粘土岩石中低频情况下介电常数不仅强烈地受盐水体积含量影响，而且也受岩石结构的强烈影响。这种依赖关系限制了简单经验关系的适用范围，并且要求开发一种能够适当描逆结构非常不同的岩石，例如碳酸盐岩的介电弥散及电导率弥散的综合弥散模型。 近似地世界上石油的一半是采于灰石储集层和白云岩储层（Dickey，1979年）。碳酸盐岩油藏含有世界地下石油剩余储量的60％以上。巨型碳酸盐岩油田，特别是中东的油田？预计21世纪在世界石油产量中处于支配地位。结构参数，例如阿尔奇公式胶结指数变化大的碳酸盐岩地层的介电测井解释，容易应用结构弥散模型。本文中，我们采用这样的模型，以致于以多频测量结果能计算岩石结构影响并且和实验数据相匹配。我们也推荐了解释方法，它能提供冲洗带电阻率、含水饱和度及阿尔奇公式胶结指数。     

Geophysics,No.8,1992论文文摘

声测井波形是由非弥散波(如 P 首波、S 首波)和弥散波(如单极测井中的斯通利波和伪瑞利波以及双极测井中的弯曲波)混合而成.一般说来,不同波的慢度弥散曲线可在各频率上单独估算,与其它频率的数据无关.在大部分情况下,这种方法不能解释声测井中的慢度弥散函数是频率的连续光滑函数这一事实,文章介绍了一种参数慢度估算法,该法利用的是这样一个特性:即每种波的波数可作为频率的一个线性函数进行局部近似。这样就可为穿过检波器排列传播的波的相慢度和群慢度提供一个参数模型.然后通过预测波形和观测波形之间平方差最小化就可估算出相慢度和群慢度。这种最小化问题是非线性的,可通过一种迭代算法来求解.作者用合成和野外数据的实例对该法作了     

波的衰减机制

只要在实际条件下测量岩石中的地震速度和衰减是有效的,就要努力“解释”所得结果。最欠完善的提法是这种结论,认为在实验误差范围内衰减及速度是频率的线性函数。一种比较完善的方法是选一个有关的函数对来拟合衰减和速度数据,以便描述波在因果介质中的传播。但是,这仍然是一种曲线拟合。因而大多数衰减—弥散对当外推到高频或低频时会产生不合理的结果。它们不能使我们洞察地震波失去能量的方式。寻求     

一种确定近地表Q的改进方法

我们利用频谱比的改进方法进行了野外测量,并以此来估价浅层地震Ｑ０利用在实验现场记录的人工震源三分量地震波来估价未固结沉积层的Ｑｐ和Ｑｓ。假设这一改进的频谱比方法为频率相关,就可得到振幅比与一个特殊频率的任意两个检波器的波至时差,测井－振幅－时间空间内的回归线斜率就会产生每个频率的Ｑ。结果显示Ｑ是我们实验中得到的频率范围内（３００Ｈｚ以下）的频率函数。由实验数据得到的一个简单的数学推导进一步说明了浅