地层电阻率是储层解释评价的重要参数。随着勘探技术的发展,油田精细勘探逐渐成为勘探的主流,含有孔洞和裂缝的砂砾岩等电各向异性地层成为油田精细勘探的主要方向。本文将基于有限元软件COMSOL数值模拟研究恒定电流场中单双模态结构砾岩地层的岩电特性,为砾岩油藏的评价和解释提供理论支撑,为更复杂电各向异性地层岩电特性的数值模拟研究奠定基础。主要研究内容和成果包括以下几个部分。第一部分介绍了有限元基本思想以及COMSOL软件的数值计算流程。构建基于COMSOL软件数值计算砾岩地层模型,研究恒定电流场中砾岩地层电阻率的求解方法,分析了地层模型中电流的流动轨迹。此外,研究阿尔奇公式的物理原型其及物理意义,加深了对阿尔奇公式的理解,为砾岩地层岩电特性研究奠定基础。第二部分研究了单模态砾岩地层岩电特性。首先构建了单一椭球形砾岩地层模型,研究了砾岩球度、空间位置和倾角对整个地层电阻率的影响,得出球度、空间位置和倾角变化时,对单一方向电阻率有影响且呈现一定的规律,但不同方向电阻率变化规律不同。然后构建了基于单模态砾岩地层孔隙的孔喉模型,研究了喉道半径、孔喉基质电阻率、砾岩基质电阻率和孔隙延展方向对砾岩地层电阻率的影响,结果表明孔喉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地层电阻率变化规律不同。第三部分研究了双模态砾岩地层岩电特性。分析了双模态砾岩地层的沉积方式,构建不同结构的双模态砾岩地层,从双模态砾岩地层的微观结构出发研究其岩电特性,验证了双模态砾岩地层宏观岩电特性与微观岩电特性的一致性。构建双模态砾岩地层等效孔隙的毛细管孔隙模型,研究双模态砾岩地层中复杂孔隙对地层岩电特性的影响机理,得出孔隙最小半径和电流流向对地层电阻率影响较大。第四部分研究了双模态孔隙饱含水砾岩地层电阻率与Archie公式参数关系。分析了双模态砾岩地层孔隙饱含水时砾岩地层电阻率、地层孔隙度和地层因数三者之间的关系。构建双模态砾岩地层各向同性地层模型,数值模拟计算求出了对应的岩性系数和胶结指数。构建双模态砾岩地层各向异性地层模型,数值模拟计算求出砾岩地层张量地层电阻率与地层孔隙度的定量关系。结果显示地层因数在一定范围内为常数,与水电阻率有关。第五部分研究了双模态孔隙含油水砾岩地层电阻率与Archie公式参数关系。构建双模态亲油和亲水砾岩地层模型,研究双模态砾岩地层中孔隙含油水两相时地层电阻率、含油饱和度和电阻增大系数之间的关系,数值计算求出了对应的岩性系数和饱和度指数。然后研究了孔喉模型中孔喉含油水时的岩电特性,可以看出基质亲油时的地层电阻率远大于亲水时的地层电阻率。