[发明专利]一种岩石动电渗透率的测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用动电耦合现象对于岩石渗透率测量的方法。

背景技术

渗透率是最重要的地层参数之一，它能够反映地层的传输结构，在石油化学工业中具有很强的实用价值。目前，油田测井中对渗透率等地层参数的探测方法仍然是传统的声波测井和电法测井。但声波测井和电法测井存在一定的局限性。声波测井就是利用声波发射换能器在井下发射声波，由接收换能器获得经地层反射回来的声波信号；电法测井则是在井中激励电信号，然后由线圈或电极检测返回的电信号。它们分别独立的地测量地层的声学和电学参数。而地层的声学参数和电学参数之间往往存在联系，其中一些联系已经为人们所熟知，另一些联系则至今未被认识。如用斯通利波(声波测井全波中的一种低频表面波)的衰减评价地层渗透率，该方法是当前国际上原地连续测量地层渗透率的方法之一，这表明渗透率是一个与声学特性有关的参数；另一方面，通过电法测井也可以对渗透率进行估计，表明渗透率又是与电学特性有关的参数。又比如，地层电阻率因素F等于地层水电导率与地层电导率之比，而在忽略双电层影响的条件下，地层电阻率因素F还等于孔隙介质弯曲度α_∞与孔隙度φ之比，后两个参数是孔隙介质声波方程中的基本参数。这些例子表明，有一些地层参数既与地层声学特性有关，又与地层电学特性有关。

动电现象产生于孔隙介质中固相和电解液边界处存在双电层条件下，流动的液流和电流之间的耦合作用。研究动电耦合现象对于探索开发和利用地下油气资源的新方法，对认识地震诱导电磁场的现象并利用这种现象进行预警，以及在地震或其它动荷载作用下多相孔隙介质中流体运动等问题都具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种岩石动电渗透率的测量方法，以动电理论为基础，设计一套利用动电现象测量岩心样品渗透率的实验装置，采用低频交流锁相放大技术进行岩心样品的流动电势和电渗压力实验，利用被测量的低频极限值来逼近各物理量在静态下结果，从而实现对岩心渗透率的测量，为声电效应测井的研究提供必要的理论技术支持。

本发明所述的一种动电渗透率的测量方法，其步骤如下：

1)岩心样品准备：

(1)实验中使用岩心样品的孔隙度在20％-30％之间；

(2)实验的岩心样品为直径1英寸的圆柱体岩心，使用岩心样品切割机将岩心样品长度切成2cm，切割时避免岩心样品柱面和端面上存在不可修复的缺角，确保两端面平整且与圆柱体轴线垂直；

(3)岩心样品在使用前要进行清洗，先洗掉杂质，然后使用四氯化碳洗油，用无水乙醇洗盐；

(4)在实验前对溶液和岩心样品进行抽空及完全饱和，溶液是浓度为0.05mol/L的盐水；

(5)将岩心样品水平放置在流动电势实验岩心夹持器或电渗实验岩心夹持器中间的夹持器，两端面与桌面垂直，将高压气体从进气口注入围压腔内，保持围压1.2Mpa；

2)流动电势实验：信号源输出的低频交流信号经功率放大器放大之后供给激振器，激振器周期的振动使激振杆对与其紧密接触的振动膜产生一个交变的压力，进而推动盐水周期的往复运动，在岩心两端形成压力差，盐水流过岩心时，由于岩心内部双电层效应的影响，在粘滞力的作用下一部分可移动的带电离子会伴随盐水一起运动，形成电流；

3)电渗实验：由信号源给交流恒流源低频交流激励，产生一个与信号源同频的低频交流电流，当电流通过岩心时，在其两端形成电位差，岩心内部的水分子会伴随电流一起流动，形成电渗液流，在液流流入的一端对液体产生压缩，流出的一端使液体膨胀，导致岩心两端形成压力差；

4)动电渗透率的计算：

在频率很低，惯性力可以忽略的情况下，弹性场和电磁场的耦合表现为

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