巖心徑向電阻率測試新技術(shù)

1.目的

傳統(tǒng)的巖石電阻率實(shí)驗(yàn)方法用于刻度電測井曲線時存在著一定的局限性。為了便于研究巖石的各向異性，需要用切割的方式將巖心制作成方塊狀，但行業(yè)內(nèi)絕大多數(shù)巖心都是通過鉆井獲取的，巖心形態(tài)通常為圓柱形。為了節(jié)省珍貴的巖心，筆者研發(fā)了一套巖心徑向電阻率測試技術(shù)，無需特殊工藝制備樣品就可以同時兼容巖心驅(qū)替功能，是一種能準(zhǔn)確表征巖石電阻率各向異性的無損測試技術(shù)。

2.方法

3.作用和效果

運(yùn)用新方法對人工合成的各向同性材料硅碳棒進(jìn)行測試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)，新方法與傳統(tǒng)的軸向測試方法相比，數(shù)據(jù)只相差0.5%。運(yùn)用COMSOL Multiphysics有限元數(shù)值仿真軟件，模擬對比新方法與傳統(tǒng)方塊狀樣品測試方法應(yīng)用在不同紋理發(fā)育樣品的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)果表明，除了某些實(shí)際測試中可避免的極端情況外，上述兩種方法測試結(jié)果的誤差均在10%以內(nèi)；當(dāng)圓柱形巖心樣品上的橫截面紋層與電流方向平行時，兩種方法的測試結(jié)果理論上完全一致。依托新方法，地質(zhì)科技工作者可以測取任意直徑方向上的巖石電阻率，不僅能客觀評價儲層流體飽和度，還有助于深化巖相古地理、水動力條件、沉積作用等儲層沉積學(xué)認(rèn)識，進(jìn)而為油氣勘探開發(fā)決策提供理論依據(jù)。

新方法已成功應(yīng)用于四川盆地頁巖氣藏、深層海相碳酸鹽巖氣藏，以及中國南海砂巖氣藏的勘探開發(fā)研究，為水平井、大斜度井電測井評價提供了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，有力地支撐了各向異性地層電阻率校正方法研究。得益于該技術(shù)的先進(jìn)性、實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性，除了可以應(yīng)用于油氣行業(yè)之外，還得到了土木工程、巖土工程甚至鐵道工程界的廣泛關(guān)注，同時該技術(shù)提供的數(shù)據(jù)在煤炭、有色金屬、材料和地?zé)岬阮I(lǐng)域也有著廣闊的應(yīng)用前景。該技術(shù)已獲得中國、美國專利授權(quán)（中國專利號ZL201810567063.3、美國專利號US11415721B2），并且在第16屆北京發(fā)明創(chuàng)新大賽中榮獲銀獎。目前已有相關(guān)國外公司期望拿到該專利產(chǎn)品的許可制造權(quán)。該技術(shù)的成功研發(fā)，代表著中國巖心分析技術(shù)已經(jīng)逐步從“跟跑”“并跑”到“領(lǐng)跑”，助力“中國制造”逐步變身“中國創(chuàng)造”。

圖1 某全直徑樣品徑向電阻率測試結(jié)果雷達(dá)圖