岩石激发极化电位实验测试与分析

摘要

电化学电位测井作为一种特色测井方法,可用于确定地层阳离子交换量和地层水矿化度以及研究孔隙结构等重要参数,但其理论和实验基础仍不完善,为了给井下仪器的制备提供实验依据,本文根据电化学理论和介质极化理论,在电化学实验的基础之上,重点分析了有金属介入或者不同金属作为测量电极,对激发极化电位的影响。
　　 在不同矿化度、不同离子类型对泥质砂岩岩样进行激发极化电位实验测量,并分析其规律和特征均表明:一般砂泥岩需要180s才能充分极化,而纯泥岩50s即可;在激发电流允许的范围内一般选用较大的电流测量;较长的极化时间可以更详细的反映地层的衰减特性;随着岩样孔隙度的增大,极化率幅度是逐渐降低的。
　　 为模拟下井仪器实际材料要求,即耐高温、高压、耐腐蚀,本文选取钢(哈氏合金)、铜、银、铝四种金属材料作为实验电极,测量不同金属材料介入或者作为测量电极的激发极化电位,考查金属电极在实际地层中的可行性。由于不同的金属电极在溶液中发生腐蚀电极反应会对激发极化电位产生的影响不同,综合分析其极化电位衰减曲线和极化谱特征可得:银电极测量结果与参比电极的最相近,钢电极测量的结果与参比电极相比偏高,钢电极和铝电极的测量结果无规律可循,即银电极的测量效果是最好的,铜电极次之,铝电极和钢电极不适合作为测量的金属电极。

目录

文摘

英文文摘

第一章 前言

1.1 研究目的及意义

1.2 激发极化测井技术的的发展概况及现状

1.3 研究技术路线

1.4 研究内容

第二章 激发极化电位基本理论

2.1 岩石激发极化理论基础

2.1.1 离子双电层

2.1.2 粘土阳离子的交换特性

2.2 岩石激发极化效应

2.3 岩石激发极化电位机理

2.4 岩石激发极化性质的描述

2.4.1 极化率η

2.4.2 衰减时间τ

2.4.3 衰减速度D

2.5 岩石激发极化电位的测量系统

2.5.1 激发极化电位测量系统原理

2.5.2 测量仪器

第三章 岩石激发极化的实验过程

3.1 岩样选取

3.2 实验过程

3.2.1 岩样的预处理

3.2.2 激发极化电位测量

第四章 实验结果与分析

4.1 激发电位曲线特性

4.2 极化电位曲线特性

4.3 极化电位影响因素

4.3.1 激发电流不同对岩样极化曲线特性影响

4.3.2 激发时间不同对岩样极化曲线特性影响

4.3.3 极化时间不同对岩样极化曲线特性影响

4.3.4 不同金属电极介入对岩样极化曲线特性影响

4.3.5 岩样的物性参数对极化曲线特性影响

4.4 金属电极测量的岩样极化电位曲线特性

4.4.1 不同矿化度下钢电极(哈氏合金)测量的岩样极化曲线特性

4.4.2 不同矿化度下铝电极测量的岩样极化曲线特性

4.4.3 不同矿化度下铜电极测量的岩样极化曲线特性

4.4.4 不同矿化度下银电极测量的岩样极化曲线特性

4.5 NaHCO3水型岩样极化曲线特性

4.5.1 不同矿化度下金属电极介入时岩样的极化曲线特性

4.5.2 不同矿化度下金属电极测量的岩样的极化曲线特性

结论

参考文献

致谢