岩心声电联测实验

1、中国石油大学近代物理实验实验报告成绩:班级：材物1202姓名：杨瑞同组者：陈语曦教师：尼浩岩心声电联测实验【实验目的】1、了解岩石渗透率、声波速率、电阻率等物性参数，以及各项参数的意义。2、测出岩石的渗透率、声波速率、电阻率，观察这些参数与环境压力和饱和度的关系。3、掌握岩心声电联测的实验方法。【实验原理】1、岩心的渗透率渗透率是油气藏岩石最重要的渗流特性参数之一。在压力的作用下，岩石允许流体通过 的性质，称为岩石的渗透性。用于衡量岩石渗透性好坏的定量指标就是岩石的渗透率。计算岩石的渗透率需要用到达西公式：Q = KA x 10口 LQ：通过岩心的流量（cm3/s）；人：岩心截面积（cm2）；

2、匚岩心长度（cm）； p :通过 岩心的流体黏度（mPa s）p：流体通过岩心前后的压力差（MPa）； K：岩心的渗透系数要求的量是K，可利用达西公式中的其他量表示出K进行计算。2、岩心的波速声波在不同介质中传播时，速度、幅度及频率的变化等声学特性也不相同。声波测井就 是利用岩石的这些升学性质来研究钻井的地质剖面，判断固井质量的一种测井方法。当声波在岩石中传播时，由于不同岩石的弹性和密度不同，各类岩石内声波的波速也不 同。声波速度随着岩石密度的增大而增大。岩石密度与岩石孔隙度有密切关系。岩石孔隙度 越大，密度越小，波速也就越小。实验中测量岩心声速的方法与测量空气、液体、固体声速方法相同，都是一

3、段发出信号， 另一端接收，测量出声波发射与接收的时间差和声波在岩心中走过的距离，就可以测量出岩 心中的声速大小：V=s/t。3、岩心的电阻率石头不能导电，因此岩心的电阻率一般非常大，可达到几千至几百万Q /m。但是岩心 中的水和水中的电解质是可以导电的因此岩石的电阻率是由其矿物组成、空隙度，含油和含 水饱和度以及岩石的温度决定的，目前可以用储层岩石的不同导电性通过电测来测定储层岩 石的孔隙度和含水饱和度等。实验过程中首先要测量岩心的电阻，再根据公式p=RS/L计算 出岩心的电阻率。【实验仪器】岩心声电联测装置，其中包括：容器、夹持器、示波器、流程面板、天平、平流泵、围 压泵。【实验内容】1、测

4、量三块岩心（注：半饱和，干，全饱和）底面直径、高度。所有测量结果均测两次取平均值以减少误差。2、测量半饱和岩心的渗透率把岩心放进夹持器，夹持器两端固定，连接注水孔。开启围压泵，调节围压至5MPa。天平归零，开启平流泵调节至0.5MPa。从天平读数变化时开始计时，每一分钟记一次烧杯中水的质量，知道读数变化趋于稳 定为止。3、测量不同围压下半饱和岩心的波速和电阻率调节围压至1Mpa，打开示波器，分别调成横波和纵波从示波器上读出时间差，记录 数据。将欧姆表接在夹持器两端，选择合适量程，从欧姆表上读出岩心电阻。加1MPa围压，直到10MPa为止，重复以上步骤。4、测量不同饱和度岩心的波速和电阻率调节围

5、压至5Mpa，打开示波器，分别调成横波和纵波从示波器上读出时间差，记录 数据。将欧姆表接在夹持器两端，选择合适量程，从欧姆表上读出岩心电阻。更换一块岩心，重复以上步骤。【注意事项】1、声波高压发射器，输出电压高达700V，人体不要接触发射电极，以免造成不必要的 伤害，拔插头时要关掉发射器电源。2、实验完成后，释放掉所有压力。3、不测量声波时，尽量不要开启声波发射器。以免减少声波探头寿命。稳定住波形后 也要关闭发射器，能省一点是一点。【数据记录及处理】1、测量三块岩心（注：半饱和，干，全饱和）底面直径、高度。见表1。 表1.岩心底面直径及高度（已取平均值）岩心种类底面直径/cm高度/cm半饱和5

6、.0006.397干燥5.0006.578饱和4.8203.8522、测量半饱和岩心的渗透率。见表2。表2.流量数据时间/min12345678烧杯中水的质量/g0.215.9014.8024.1033.0042.0050.9059.80 m 水/g5.698.909.308.909.008.908.90 V 水/ml5.698.909.308.909.008.908.90取第3分钟后稳定的流量为 Q=(8.90+9.30+8.90+9.00+8.90+8.90)/6=8.983 ml/min=0.149cm3/s，L=6.397cm, A=n d2/4=19.63cm2, p=0.5MPa,

7、 p =1.005mPa s,由 =代精 x 10 ,得 K =*g0-12cm23、测量不同围压下半饱和岩心的波速和电阻率。见表3。表3.半饱和岩心波速及电阻率测量围压/MPa12345678910 t （横）/p s42.441.240.040.039.639.839.640.040.039.6 t （纵）/p s25.625.225.424.824.425.024.824.024.424.4v（横）/m s-i1508.7261552.6701599.2501599.2501615.4041607.2861615.4041599.2501599.2501615.404v（纵）/m s-i

8、2498.8282538.4922518.5042579.4352621.7212558.8002579.4352665.4172621.7212621.721, L根据公式v =万，即可求出各个围压下的横纵波速。将所得数据作图分析,见图1。20002400 -5 2200 -2000 -围压制P日1-0001400图1.围压与波速关系由图像可知，纵波波速大于横波波速，且随着围压的增大，波速大体呈上升趋势，其中 略有起伏可能是读数误差等试验误差所致。测量时，不同围压下阻值基本保持不变，R=2.36Q，S=19.63cm2，L=6.397cm，由R = 咯，电阻率P= 气 =0.07240 -

9、mSL4、测量不同饱和度岩心的波速。见表4。表4.相同围压下不同饱和度岩心波速围压/Mpa5J-JU r、岩心t （横）/p st （纵）/p sv （横）/m s-iv （纵）/m s-i半饱和 干燥39.624.4 28.21615.404全饱和40.238.2958.208962579.4352332.62411008.377由于仪器以及操作问题，未能测出干燥岩心时横波状态下时间差，故不能够得出横波波 速。由数据知，全饱和时波速最小，其次干燥时，半饱和时波速最大。【思考与讨论】如何反映地层孔隙度的大小？答：通过测量一定距离接收器接收到声波的时差算出波速，同时通过测井表示出渗透率 与孔隙的关系，得出岩层孔隙程度。为什么干燥岩心测不出横波信号？答：其一，由于本次实验用岩心呗使用多次，内部可能有一点磨损。并且纵波在介质中 传播时振动方向和波的传播方向一致，穿透性较强；横波在介质中传播时振动方向与波的传 播方向垂直，穿透能力较差。故而观测不到清晰的横波信号。其二，实验操作的误差导致。【实验总结】这次实验原理上很简单，但是做起来却非常不容易。在测渗透率的过程中，由于不知道 什么是水流稳定的时候，第一次测量失败了。随后好好总结了失败原因，重新测了一次，得 到了相对理想的数据。但是在数据处理时，对于单位制的问题，着实想了好一阵子，最后算 出来的数值也很小，不知道是不是失败了。为