基于三维有限差分方法的页岩模型等效电特性研究

发布时间：2024-01-28 16:04

　　充分了解存储非常规油气的母体页岩物理特性对提高页岩油页岩气的开采质量、开发效率以及降低开发成本具有重要意义,其中对页岩等效电学特性的研究工作是非常规油气勘探及测井解释的重要基础。本文针对页岩储层具有薄互层状结构、裂缝特征等主要特点,建立了理想化页岩物理模型,并利用加速后的三维有限差分方法(3D-FDM)分别对层状页岩模型、含极薄层结构页岩模型以及含椭球形裂缝结构页岩模型的等效电参数进行了计算,分析了每种模型中各电学参数及几何参数对其等效电参数及频散特性的影响,总结了每种模型等效电特性在宽带频率范围内的变化规律。同时根据等效电路思想推导了两层介质模型的Debye频散解析公式,并将三维有限差分方法计算得到的结果与解析公式的结果进行对比验证。分析结果表明:页岩模型中有损耗介质是导致页岩出现频散特性的主要原因;页岩模型等效电特性与频率、介质电参数以及几何参数之间存在特定关系;极薄层结构的存在将会导致页岩模型的等效电特性在低频处出现非常大的介电增强效应;椭球形裂缝的存在将会导致页岩模型电特性表现出各向异性的特点,其结构及排列特征的变化将会对三个方向的等效电参数都产生一定的影响。对页岩模型等效电特...

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【学位级别】：硕士

图2.1混合介质理想化等效模型（其中(a)表示含球形内含物模型，(b)表示含椭球形内含物模型，(c)表示层状模型，(d)表示含极薄层结构模型）