地层电阻率是油气解释评价的重要参数。含泥质砂岩地层非均匀性强,影响因素多,导电机理复杂,有构造倾角时测量电阻率明显受倾角影响,现有的电法测量技术和解释理论不能满足现场要求,需要研究砂泥岩储集层岩电特性与导电机理。本文基于COMSOL有限元软件数值模拟研究恒定电流场中薄砂泥岩的岩电特性,为电法测井解释评价提供理论依据。主要研究内容包含以下几部分。第一部分分析了砂泥岩储集层岩电特性的数值模拟方法。首先介绍了COMSOL有限元仿真软件及砂泥岩地层数值模拟方法,包括数值模拟原理与方法、地层模型构建、采用的网格剖分手段,然后讨论影响岩石电阻率的岩石岩性、孔隙内地层水、岩石孔隙度、岩石油气饱和度及岩石内泥质各种因素,为砂泥岩地层岩电特性研究奠定基础。第二部分数值计算研究倾角对层状岩样测量电阻率的影响。首先研究不同夹层倾角时夹层厚度和地层电阻率对岩样测量电阻率的影响。其次研究不同层状岩样测量中的倾角影响。最后通过观察电流线图与电流密度大小分布图分析夹层带倾角层状岩样导电机理。结果表明:给定电极排布情况下,除夹层厚度、夹层电阻率对岩样电阻率存在影响外,测量电阻率还与夹层所在位置、被测岩样尺寸有关。对于层状岩样,倾角增大,测量电阻率非线性减小,从电路角度可视为等效串并联过渡;各层间电阻率越接近,测量电阻率受到的倾角影响越小。第三部分为层状泥质砾岩地层岩电特性数值模拟研究。计算研究层状泥质砾岩地层中泥质、孔隙度和孔隙内流体等因素与地层电阻率之间的关系,从数值计算角度探讨阿尔奇公式的适用性,计算结果表明孔隙内流体电阻率是影响地层电阻率的主要因素,不同流体电阻率对应的含泥质砾岩地层电阻率变化规律不同。阿尔奇公式的适用的范围是岩石骨架相对于流体必须是绝缘的。第四部分为分散与结构泥质砾岩地层电阻率影响因素数值模拟研究。计算研究了各类因素对分散泥质砾岩地层视电阻率的影响。研究了泥质位置、交错排列泥质电阻率与地层视电阻率的关系。计算结果表明:纯砾岩地层与分散泥质砾岩地层电阻率之差随孔隙度增大非线性减小。结构泥质砾岩地层中,地层视电阻率与骨架颗粒间的孔道连通性有一定关系。砾岩颗粒与结构泥质颗粒为交错排布时,视电阻率随结构泥质电阻率的增大非线性增大。第五部分为断层结构砂泥岩地层的岩电特性模拟研究。分析了断层的厚度、结构夹层电阻率、倾角以及断距对岩样测量电阻率的影响特性及其导电机理。结果表明断层结构层状岩样电阻率与断层和围岩相对位置关系有关。当断面相接触时,断层厚度、断层电阻率与岩样电阻率为线性关系。当断面不接触时为非线性关系。岩样电阻率是电流线流经的所有介质综合影响的结果。第六部分为张量电阻率测量仪实验验证岩样的倾角夹层影响。通过使用YXZL-RⅡ型张量电阻率测量仪测量夹层带倾角实验对象的电阻率,验证测量倾角影响的存在性,并对测量对象进行建模仿真,数值计算结果与实验数据进行对比,验证数值模拟计算的合理性。