巖心聲電聯(lián)測(cè)實(shí)驗(yàn)

班級(jí)：材物1202姓名：楊瑞同組者：陳語曦教師：尼浩巖心聲電聯(lián)測(cè)實(shí)驗(yàn)【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?、 了解巖石滲透率、聲波速率、電阻率等物性參數(shù)，以及各項(xiàng)參數(shù)的意義。2、 測(cè)出巖石的滲透率、聲波速率、電阻率，觀察這些參數(shù)與環(huán)境壓力和飽和度的關(guān)系。3、 掌握巖心聲電聯(lián)測(cè)的實(shí)驗(yàn)方法?！緦?shí)驗(yàn)原理】1、 巖心的滲透率滲透率是油氣藏巖石最重要的滲流特性參數(shù)之一。在壓力的作用下，巖石允許流體通過的性質(zhì)，稱為巖石的滲透性。用于衡量巖石滲透性好壞的定量指標(biāo)就是巖石的滲透率。計(jì)算巖石的滲透率需要用到達(dá)西公式：Q=KA^Px10ALQ：通過巖心的流量（cm3/s）；A：巖心截面積（cm2）；L：巖心長(zhǎng)度（cm）；p：通過巖心的流體黏度（mPa?s）△p：流體通過巖心前后的壓力差（MPa）；K：巖心的滲透系數(shù)要求的量是K,可利用達(dá)西公式中的其他量表示出K進(jìn)行計(jì)算。2、 巖心的波速聲波在不同介質(zhì)中傳播時(shí),速度、幅度及頻率的變化等聲學(xué)特性也不相同。聲波測(cè)井就是利用巖石的這些升學(xué)性質(zhì)來研究鉆井的地質(zhì)剖面,判斷固井質(zhì)量的一種測(cè)井方法。當(dāng)聲波在巖石中傳播時(shí),由于不同巖石的彈性和密度不同,各類巖石內(nèi)聲波的波速也不同。聲波速度隨著巖石密度的增大而增大。巖石密度與巖石孔隙度有密切關(guān)系。巖石孔隙度越大,密度越小,波速也就越小。實(shí)驗(yàn)中測(cè)量巖心聲速的方法與測(cè)量空氣、液體、固體聲速方法相同,都是一段發(fā)出信號(hào),另一端接收,測(cè)量出聲波發(fā)射與接收的時(shí)間差和聲波在巖心中走過的距離,就可以測(cè)量出巖心中的聲速大?。篤=s/t。3、 巖心的電阻率石頭不能導(dǎo)電，因此巖心的電阻率一般非常大，可達(dá)到幾千至幾百萬Q/m。但是巖心中的水和水中的電解質(zhì)是可以導(dǎo)電的因此巖石的電阻率是由其礦物組成、空隙度,含油和含水飽和度以及巖石的溫度決定的，目前可以用儲(chǔ)層巖石的不同導(dǎo)電性通過電測(cè)來測(cè)定儲(chǔ)層巖石的孔隙度和含水飽和度等。實(shí)驗(yàn)過程中首先要測(cè)量巖心的電阻，再根據(jù)公式p=RS/L計(jì)算出巖心的電阻率?！緦?shí)驗(yàn)儀器】巖心聲電聯(lián)測(cè)裝置，其中包括：容器、夾持器、示波器、流程面板、天平、平流泵、圍壓泵。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】1、測(cè)量三塊巖心（注：半飽和，干，全飽和）底面直徑、高度。所有測(cè)量結(jié)果均測(cè)兩次取平均值以減少誤差。2、測(cè)量半飽和巖心的滲透率把巖心放進(jìn)夾持器，夾持器兩端固定，連接注水孔。開啟圍壓泵，調(diào)節(jié)圍壓至5MPa。天平歸零，開啟平流泵調(diào)節(jié)至0.5MPa。從天平讀數(shù)變化時(shí)開始計(jì)時(shí)，每一分鐘記一次燒杯中水的質(zhì)量，知道讀數(shù)變化趨于穩(wěn)定為止。3、 測(cè)量不同圍壓下半飽和巖心的波速和電阻率調(diào)節(jié)圍壓至IMpa,打開示波器，分別調(diào)成橫波和縱波從示波器上讀出時(shí)間差，記錄數(shù)據(jù)。將歐姆表接在夾持器兩端，選擇合適量程，從歐姆表上讀出巖心電阻。加IMPa圍壓，直到lOMPa為止，重復(fù)以上步驟。4、 測(cè)量不同飽和度巖心的波速和電阻率調(diào)節(jié)圍壓至5Mpa，打開示波器，分別調(diào)成橫波和縱波從示波器上讀出時(shí)間差，記錄數(shù)據(jù)。將歐姆表接在夾持器兩端，選擇合適量程，從歐姆表上讀出巖心電阻。更換一塊巖心，重復(fù)以上步驟?！咀⒁馐马?xiàng)】1、 聲波高壓發(fā)射器，輸出電壓高達(dá)700V,人體不要接觸發(fā)射電極，以免造成不必要的傷害，拔插頭時(shí)要關(guān)掉發(fā)射器電源。2、 實(shí)驗(yàn)完成后，釋放掉所有壓力。3、 不測(cè)量聲波時(shí)，盡量不要開啟聲波發(fā)射器。以免減少聲波探頭壽命。穩(wěn)定住波形后也要關(guān)閉發(fā)射器，能省一點(diǎn)是一點(diǎn)。數(shù)據(jù)記錄及處理】1、測(cè)量三塊巖心（注：半飽和，干，全飽和）底面直徑、高度。見表1表1.巖心底面直徑及高度（已取平均值）巖心種類底面直徑/cm高度/cm半飽和5.0006.397干燥5.0006.578飽和4.8203.8522、測(cè)量半飽和巖心的滲透率。見表2。表2.流量數(shù)據(jù)時(shí)間/min12345678燒杯中水的質(zhì)量/g0.215.9014.8024.1033.0042.0050.9059.80△m/g5.698.909.308.909.008.908.90△V/ml 水- 15.698.909.308.909.008.908.90取第3分鐘后穩(wěn)定的流量為△Q=(8.90+9.30+8.90+9.00+8.90+8.90)/6=8.983ml/min=0.149cm3/s，

L=6.397cm,A=nd2/4=19.63cm2,△p=0.5MPa,p=1.005mPa?s,由Q=嗆x10，得K=鵲cm23、測(cè)量不同圍壓下半飽和巖心的波速和電阻率。見表3。表3.半飽和巖心波速及電阻率測(cè)量圍壓/MPa12345678910△t（橫）/|Js42.441.240.040.039.639.839.640.040.039.6△t（縱）/Js25.625.225.424.824.425.024.824.024.424.4v（橫）/m*s-i1508.7261552.6701599.2501599.2501615.4041607.2861615.4041599.2501599.2501615.404v（縱）/m?s-i2498.8282538.4922518.5042579.4352621.7212558.8002579.4352665.4172621.7212621.721根據(jù)公式v=L，即可求出各個(gè)圍壓下的橫縱波速。將所得數(shù)據(jù)作圖分析，見圖1。At縱波￡橫波1020002-400-坊2200-2000縱波￡橫波1020002-400-坊2200-2000-1-0001400圖1.圍壓與波速關(guān)系由圖像可知,縱波波速大于橫波波速,且隨著圍壓的增大,波速大體呈上升趨勢(shì),其中略有起伏可能是讀數(shù)誤差等試驗(yàn)誤差所致。測(cè)量時(shí)，不同圍壓下阻值基本保持不變，R=2.36Q，S=19.63cm2,L=6.397cm,由?pL RSR=，電阻率p= =0.0724Q?mSL4、測(cè)量不同飽和度巖心的波速。見表4。表4.相同圍壓下不同飽和度巖心波速圍壓/Mpa5

lJLjlJLj八巖心t（橫）/pst（縱）/psv（橫）/mv（縱）/m?s-i39.6 = 24.4 28.21615.404全飽和40.2全飽和40.238.2958.20896由于儀器以及操作問題，未能測(cè)出干燥巖心時(shí)橫波狀態(tài)下時(shí)間差，故不能夠得出橫波波速。由數(shù)據(jù)知，全飽和時(shí)波速最小，其次干燥時(shí)，半飽和時(shí)波速最大?！舅伎寂c討論】如何反映地層孔隙度的大小？答：通過測(cè)量一定距離接收器接收到聲波的時(shí)差算出波速，同時(shí)通過測(cè)井表示出滲透率與孔隙的關(guān)系，得出巖層孔隙程度。為什么干燥巖心測(cè)不出橫波信號(hào)？答：其一，由于本次實(shí)驗(yàn)用巖心唄使用多次，內(nèi)部可能有一點(diǎn)磨損。并且縱波在介質(zhì)中傳播時(shí)振動(dòng)方向和波的傳播方向一致，穿透性較強(qiáng)；橫波在介質(zhì)中傳播時(shí)振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直，穿透能力較差。故而觀測(cè)不到清晰的橫波信號(hào)。其二，實(shí)驗(yàn)操作的誤差導(dǎo)致?！緦?shí)驗(yàn)總結(jié)】這次實(shí)驗(yàn)原理上很簡(jiǎn)單，但是做起來卻非常不容易。在測(cè)滲透率的過程中，由于不知道什么是水流穩(wěn)定的時(shí)候，第一次測(cè)量失敗了。隨后好好總結(jié)了失敗原因，重新測(cè)了一次，得到了相對(duì)理想的數(shù)據(jù)。但是在數(shù)據(jù)處理時(shí)，對(duì)于單位制的問題，著實(shí)想了好一陣子，最后算出來的數(shù)值也很小，不知道是不是失敗了