一种针对弱胶结、易碎易水解泥岩电阻率测量方法与流程

本发明涉及属于岩石物理实验，具体的涉及一种能够较长时间保持泥岩岩心柱塞样原位形态，使用自吸方法充分饱和地层水样，并且得到不同饱和度下的泥岩电阻率的新方法。

背景技术：

1、目前，电阻率测量中首先对泥岩岩心进行饱和的方法主要有自然浸水饱和法和抽真空加压饱和法：第一种自然浸水饱和法，是最简单的方法，将烘干后的泥岩岩心，放在地层水样溶液中进行充分浸泡，并且在溶液中静置3天、5天、7天并对泥岩岩心进行称重，并确认完全饱和；第二种抽真空加压饱和法，首先将装有饱和地层水样的容器进行三小时抽真空后停止，同时也将装有干燥泥岩岩心的泥岩岩心容器抽30min真空，打开两个容器之间的连接器，使饱和地层水样进入泥岩岩心样品室内，持续抽真空，将泥岩岩心浸泡在地层水样中静置3h后停止，完成饱和。

2、传统的泥岩岩心样品电阻实验是降低饱和度法，先饱和样品进行孔隙度的确定，再利用离心法和气驱法驱替岩石中的饱和溶液，离心法逐步增加离心机转速降低泥岩岩心饱和度，再测量各饱和度条件下岩石的电阻，直至泥岩岩心样品达到束缚水状态，记录排出溶液的体积和电阻，最后得到岩石电阻率。气驱法利用气体将饱和泥岩岩心的地层水样进行驱替，记录不同时间排出溶液的体积与电阻，最后进行拟合确定岩石电阻率；但是泥岩岩心黏土成分较高，质地松软，固结程度较页岩弱，重结晶不明显，地层钻孔中取得的泥岩岩心具有低强度、易变形，易吸水的特点，这些特点导致在对泥岩岩心进行充分饱和地层水样时，形状及含水率等关键物理性质易发生较大变化，难以对泥岩岩心进行电阻率测量实验。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：针对上述泥岩岩心样品存在的具有低强度、易变形，易吸水的特点导致难以对泥岩岩心进行电阻率测量的问题，本发明提供一种针对弱胶结、易碎易水解泥岩电阻率测量新方法。

2、本发明采用的技术方案如下：

3、一种针对弱胶结、易碎易水解泥岩电阻率测量方法，包括以下实施步骤：

4、步骤1，对钻取到的泥岩岩心预处理(预处理主要为进行切割、打磨)，得到泥岩岩心样品3-9块；对泥岩岩心样品包裹热缩管，后测量长度、半径、重量及烘干后的重量；再测泥岩岩心样品的孔隙度和渗透率；

5、对泥岩岩心样品包裹热缩管，后测量泥岩岩心样品的长度、半径、重量及烘干后的重量再测泥岩岩心样品的孔隙度和渗透率；泥岩岩心样品常规物性数据按照《gb/t 29172-2012泥岩岩心分析方法》标准规定的流程测量获取，烘干后的重量为在105℃温度下烘干24h后的重量；

6、步骤2：计算得出每块泥岩岩心样品的孔隙体积，通过泥岩岩心样品的孔隙体积及采用的地层水样密度计算得到泥岩岩心样品充分饱和的质量，计算不同泥岩岩心样品在采用的地层水样充分饱和度状态下的滴定水的质量；

7、步骤3：将包裹热缩管的泥岩岩心样品，放置在干燥的天平中(也可以是其他的可以称量的仪器)，使用针管(也可以是其他的可以滴定的仪器，例如滴管)采用升饱和度的方法对包裹热缩管的泥岩岩心样品的两端进行匀速滴定采用的地层水样，使包裹热缩管的泥岩岩心样品两端进行充分自吸采用的地层水样，同时观察天平质量变化，根据步骤2计算得到的饱和度状态下的需要自吸滴定的质量要求，滴定至指定质量，使包裹热缩管的泥岩岩心样品达到相对应饱和度，抽真空静置后进行电阻率测量，直到在包裹热缩管的泥岩岩心样品达到充分的饱和状态，得到稳定的电阻值，停止实验；

8、步骤4，通过上述步骤1-3测量结果，应用阿尔奇模型计算储层饱和度相关参数，建立饱和度模型如下：

9、

10、式中，sw为含水饱和度，％；

11、φ为储层孔隙度，％；

12、rw为地层水样电阻率，单位ω.m；

13、rt为泥岩岩心电阻率，单位ω.m。

14、a、b、m、n为阿尔奇模型岩电参数，无量纲。

15、其中，步骤4中sw的计算公式为：

16、

17、sw为泥岩岩心样品的含水饱和度，％；m1为饱和地层水样泥岩岩心样品的质量，单位g；m0为烘干后泥岩岩心样品的质量，单位g；ρw为地层水样密度，单位g/cm3；vt为泥岩岩心样品的孔隙体积，单位cm3。

18、优选的，所述热缩管的收缩率为1.8-2.2倍，抗170-180℃高温。

19、根据实验要求及泥岩岩心样品的基础情况，并对包裹泥岩岩心热缩管(热缩膜)进行预选，做到长时间在不同实验条件下保持泥岩岩心样品基础形态且对实验结果不产生任何影响；本发明中热缩管的直径为2.57cm。

20、优选的，所述地层水样矿化类型为cacl2，地层水样矿化度为167000-169000mg/l；通过矿化度与电阻率温度的关系图或测量得出相应温度下的地层水样的电阻率；根据对地层水样电阻率及矿化度的计算测量得到地层水样密度。根据实验区块地层水样实际资料范围，针对实验样本基础性质，通过预实验选用最优适用地层水样矿化度；结合水分析资料通过直接测量地层水样的电阻率或者将地层水样矿化度换算成等效的地层水样溶液矿化度，再通过查看相对应的溶液矿化度与电阻率温度的关系图，得出相应温度下的地层水样电阻率及矿化度，后得到地层水样密度。

21、优选的，所述升饱和度的方法具体为：每次对泥岩岩心样品进行2-40％的含水饱和度的滴定后测量质量，由于泥岩中粘土含量较高，所以对滴定过程中质量不发生变化且在静置48小时之内对质量进行称重(称重次数应在严格静置环境中不少于3次，且质量差应该保证在±0.05g)，即认为达到相应的饱和状态；在不同相应的饱和度条件下测试包裹热缩管的泥岩岩心样品电阻值及电阻率；重复上述操作直到达到对泥岩岩心样品的充分饱和状态。

22、优选的，每次对泥岩岩心样品进行5-15％的含水饱和度地层水样多次的滴定。

23、优选的，在不同饱和度条件下的包裹热缩管的泥岩岩心样品的电阻值测量方法为：将不同饱和度条件下包裹热缩管的泥岩岩心样品装入夹持器，预加指定围压、轴压、孔压、温度，待各项参数稳定记录电阻值变化情况，当电阻值稳后记录电阻值。本次电阻率实验步骤参照参考石油与天然气行业标准《岩石电阻率参数实验室测量及计算方法》(sy-t5385-2007)、《泥岩岩心分析方法》(gb/t 29172-2012)。

24、优选的，步骤3中抽真空静置的具体的方式为将达到相应的饱和度下的包裹热缩管的泥岩岩心样品放置在湿润地层水样环境下的真空皿中，首先进行10-50min抽真空后开始静置1-5h，进行质量测定并记录，然后再次静置1-5h，进行至少两次静置质量差比对，保证质量变化在±0.05g，在满足质量变化在±0.05g条件下再静置8-16h。

25、优选的，步骤1中所述泥岩岩心样品为5-8块，泥岩岩心样品为柱塞样。对泥岩岩心进行柱塞样制备，对泥岩岩心柱塞样进行线切割处理，保证泥岩岩心柱塞样的端面平整性，便于长度、半径的测量。

26、与现有的技术相比本发明的有益效果是：

27、1)本发明提供了一种针对泥质含量较高、弱胶结、遇水易化水解等泥岩电阻率性质实验室测量方法，与传统方式相比(自然浸水饱和法和抽真空加压饱和法)，本发明具有在于保持泥岩岩心完整性的基础上，测量在升饱和度过程中，各含水饱和度状态下的岩石电阻率，对准确进行泥岩岩石物理性质探究奠定了基础，具有很好的推广应用价值，对岩石物理实验具有实际意义。

28、2)本发明针对对于弱胶结、易碎易水解泥岩岩心不易采取大面积接触泥岩岩心的方法，采用线切割对泥岩岩心进行热缩管包裹且使用自吸滴定方法进行升饱和度处理，进而得到泥岩岩心电阻率及相对应的饱和度参数数据；并且该方法同样适用于胶结较好的泥岩岩心，证明了本发明的准确性和普适性。

29、3)本发明通过对泥岩岩心样品进行真空自吸滴定并测量电阻率，最终获得多块泥岩岩心样品不同饱和度状态下的泥岩储层的电阻率，获得储层阿尔奇模型的相关参数，并获得泥岩储层实际含水饱和度。