岩石物理作业汇报

目录1.1试从矿物结构的角度分析粘土矿物的阳离子交换能力 21.2试推导Poupon层状泥质砂岩导电模型 81.3试推导W-S泥质砂岩导电模型 91.4试推导D-W泥质砂岩导电模型 101.5试分析比较分析W-S和D-W导电模型的异同点 101.8试根据利希特耐尔多介质均匀混合公式推导出利用介电常数计算含油气泥质砂岩的含水饱和度公式 111.9请根据一阶复电阻率Cole-Cole频散模型推导出其实部和虚部的表达式。 132.1在低频平行板电容法测量岩样介电常数的方法中，为了确保电容极板间的电场近似为均匀场，请推导说明其极板最大半径的确定原理。 142.2试叙述中频段平行板电容法测量岩样介电常数的方法原理 172-3试叙述高频段谐振腔法测量岩样介电常数的方法原理。 172-4什么是二极法和四极法岩样电阻率测量?试分析比较它们的优缺点。 192.5什么是多极法岩样电阻率测量?其特点是什么?可用于研究什么问题? 212.6试述线圈法岩样电导率测量的方法原理。 223.3Amott测润湿性指数法 223.4设计将电阻率、毛管压力和相对渗透率测量集成一体的实验系统方案，并说明其直接测量量有哪些？ 233-5请叙述分光光度计法测量泥质阳离子交换能力（CEC）的方法原理 241.1试从矿物结构的角度分析粘土矿物的阳离子交换能力粘土矿物(clayminerals)是粘土和粘土岩中晶体一般小于2微米，主要是含水的铝、铁和镁的层状结构硅酸盐矿物。可进一步分为晶质（具有晶体结构的）和非晶质，自然界中所见到的粘土矿物绝大多数是晶质的。常见粘土矿物：蒙脱石、伊利石、高岭石、绿泥石、伊蒙混层、绿蒙混层一、粘土矿物的两种基本构造单元1.2试推导Poupon层状泥质砂岩导电模型Poupon等提出了层状泥质砂岩导电模型,该模型认为水平分层的泥质与非泥质部分的岩石并联导电，而这两部分的导电贡献按体积加权处理。该模型认为泥岩和砂岩层的电导薄率是严格相加的。根据电阻率并联的概念有:其中R0RshRsd分别为岩石、泥岩和纯砂岩的电阻率,为泥质含量1.3试推导W-S泥质砂岩导电模型1.4试推导D-W泥质砂岩导电模型1.5试分析比较分析W-S和D-W导电模型的异同点1.8试根据利希特耐尔多介质均匀混合公式推导出利用介电常数计算含油气泥质砂岩的含水饱和度公式岩石是一个复杂的混合物，其介电常数可以看作由各种组成成分的混合而成，也就是说它的介电常数可以通过某种关系由各种组成成分的介电常数计算出来，即所谓的混合公式。1.9请根据一阶复电阻率Cole-Cole频散模型推导出其实部和虚部的表达式。2.1在低频平行板电容法测量岩样介电常数的方法中，为了确保电容极板间的电场近似为均匀场，请推导说明其极板最大半径的确定原理。2.2试叙述中频段平行板电容法测量岩样介电常数的方法原理采用平行板电容法,样品夹持器是二个圆形平行板(图a),为了防止内部电磁场的辐射漏失和外部电磁干扰,把样品夹持器放在屏蔽罩内(图b),屏蔽罩底端设计为同轴线型接口,能与阻抗分析仪的同轴测量端相接,岩石样品被加工成顶底面平行的圆片。可根据以下公式用迭代法计算复介电常数实部和电导率（s/m)2-3试叙述高频段谐振腔法测量岩样介电常数的方法原理。谐振腔法恒定功率的微播信号经过谐振腔后，产生由传输波形。描述此波形的特征参数有：(1)谐振频率f0；(2)3db带宽BW=f1-f2；(3)品质因素Q=f0/BW。测量原理先测量空腔时的f0,Q0，装载样品后测fS,QS，则通过解场有：当样品尺寸和腔体相比很小且损耗不大时，可用一般的微扰公式求解：然而，大多数样品饱和盐水，损耗大，且尺寸不可忽略，此时，微扰公式误差大，必须通过严格求解加载样品后腔内场的分布来确定。在TM010圆柱谐振腔中，只存在EZ和HΦ分量，对插入腔内的任何具有复介电常数ε*的杆状介质，可求解如下波动方程：上式波动方程的解为分离实部和虚部可得：当样品为有耗样品时，为变数，根据边界条件（边缘场连续）可得腔内放置样品处场的分布为：对于图（a）（b）两种情况，函数F分别如下：当样品损耗很小或无损耗时，k1近似为实数，则腔内样品处的场分布满足以下方程：2-4什么是二极法和四极法岩样电阻率测量?试分析比较它们的优缺点。二极法是通过测量电阻值R，长度L与岩石标本截面积S后，用以下公式计算得到电阻率ρ值。电极对称地布置在样品的两端。如图所示。为了克服接触电阻的影响,发展了四极法测电阻率。它是在二极法的基础上，将两个测量电极M和N移到岩样中间位置，其测量原理如图5所示。四极法是根据供电电极流过的电流i,测定两测量电极间的电压降△U,则：二极法与四极法的区别2.5什么是多极法岩样电阻率测量?其特点是什么?可用于研究什么问题?多电极测量方法：在加持电极中间增加多对测量电极，并使其均匀分布在岩心轴线上，形成了多电极测量。特点：多电极法的测量原理和岩心在驱替过程中含水饱和度的分布情况（端面效应）如右图所示。克服了油水分布不均匀给电阻率测量带来的影响，可以用于观察躯体过程中油水饱和度分布不均的端面效应。测量时，可以观察到含水饱和度随位置x的变化曲线，则计算电阻率时采用含水饱和度平稳段的一对测量电极（如M2与N2电极）测得的电位差及其电极距来计算则更接近于真实值。尤其适用于长岩心驱替测量。尤其适用于长岩心驱替测量。主要用于研究岩石的侵入特性，评价岩石的渗透特性。2.6试述线圈法岩样电导率测量的方法原理。线圈法岩心复电阻率扫描测量系统由智能扫频信号源、驱动和取样接口电路、线圈系、锁相放大器、采样示波器、电子天平、智能万用表及计算机组成，系统测量均有计算机自动控制完成。被样加工成中空圆柱体，测量时将线圈系放入样品的中央圆孔中。样品含水饱和度变化通过电子天平与智能万用表构成的饱和度检测通道，由计算机采样得到。由于受到实际取心的限制,实验室岩样复电阻率扫频测量时岩心的几何尺寸不可能很大,因此测量线圈系的设计要和被测岩心的尺寸综合进行考虑。一般岩心的取心直径不超过10cm,因此测量线圈系的线圈直径也不可能很大。扫频测量实验系统采用直径为1cm的收发线圈系。测量线圈系与感应测井线圈系相似,采用单发射线圈和双接收线圈。其中一个作为主接收线圈,另一个作为补偿线圈。补偿线圈的缠绕方向和主接收线圈相反,与发射线圈的直接耦合电压刚好相抵消,构成平衡线圈系3.3Amott测润湿性指数法Amott润湿性指数法是用来测量岩心润湿性的一种方法，可以得到岩心润湿性的定量结果。这种方法的应用是基于一种假设：即强润湿相流体将自发地吸入到岩石中并驱替出非润湿相流体直至达到非润湿相的残余饱和度。其原理是在自吸完成后，将岩心放在岩心夹持器中加压进行驱替，测出驱出的油、水量，并与自动吸出的油、水量比较。步骤: ①岩心用水驱替，排出岩心中油和气直达到残余油饱和度 ②岩心放入盛满油的自吸容器中，油自发吸入岩心并排出水(A) ③岩心装入夹持器，用油驱替，排出岩心中的水(B)④计算油润湿性指数(OWI)⑤岩心放入盛满水的自吸容器中，水自发吸入岩心并排出油(C)⑥岩心装入夹持器，用水驱替，排出岩心中的油(D) ⑦计算水润湿性指数(WWI)3.4设计将电阻率、毛管压力和相对渗透率测量集成一体的实验系统方案，并说明其直接测量量有哪些？实验方案：用四极法测量岩石的电阻率(不直接接触电极，可以在两端加半渗透隔板，用于驱替实验)利用驱替法测量毛管压力，记录不同时刻的压差值和含水饱和度值做毛管压力曲线。用非稳态法（恒速）计算相对渗透率：用外部注水驱油过程中测得不同时刻的岩心两端压差、出口端的各相流体流量，然后用JBN方法计算计算求得相对渗透率；直接测量量：岩样的长度L、横截面积S、测量电极M、N两端的电压ΔU、电流I时间间隔Δt、累积时间t、阶段产油量ΔV0、累积产油量V0、阶段注水量ΔVt、累积注水量Vt、压差ΔP3-5请叙述分光光度计法测量泥质阳离