【摘 要】
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目前对岩石电学属性影响因素的研究主要集中在矿物、孔隙等方面,但是岩石的矿物和孔隙的形成,是一个复杂且漫长的过程,它在成岩过程中不断的发生变化,因此对岩石电学属性影响因素的研究不能只局限在矿物、孔隙等方面,而应该在成岩演化的大背景下探讨岩石电学属性的影响因素,揭示其地质含义。为探究成岩演化特征对岩石电阻率的影响,本文以川南龙马溪组页岩作为研究对象,通过X衍射、镜质组反射率、岩石热解、氩离子抛光-扫描
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目前对岩石电学属性影响因素的研究主要集中在矿物、孔隙等方面,但是岩石的矿物和孔隙的形成,是一个复杂且漫长的过程,它在成岩过程中不断的发生变化,因此对岩石电学属性影响因素的研究不能只局限在矿物、孔隙等方面,而应该在成岩演化的大背景下探讨岩石电学属性的影响因素,揭示其地质含义。为探究成岩演化特征对岩石电阻率的影响,本文以川南龙马溪组页岩作为研究对象,通过X衍射、镜质组反射率、岩石热解、氩离子抛光-扫描电镜、孔隙度和岩石电阻率等分析测试手段,从黏土矿物组合特征、镜质体反射率、最高热解温度(Tmax)、孔隙特征等四个方面对页岩成岩演化进行分析,以成岩演化阶段为背景,探讨龙马溪组页岩岩石电阻率的影响因素,并结合前人的研究成果,对不同成岩阶段的电阻率主控因素进行分析。主要取得以下成果:1.最优激电模型和算法的选择。基于岩石的激发极化特性对常用的四种激发极化模型:Cole-Cole模型、Multi-Cole-Cole模型、Dias模型和Warburg模型进行正演,分析四种激电模型在不同极化率下的响应特征。基于四种模型使用阻尼最小二乘和模拟退火法对实测数据进行反演,通过反演结果和实测数据的均方根误差对比分析,认为Multi-Cole-Cole模型下阻尼最小二乘法的反演结果与实测数据最为接近。2.成岩阶段的划分。研究区龙马溪组页岩的黏土矿物主要由伊利石和绿泥石组成,其中伊利石含量最高,绿泥石次之。有机质成熟度分布在2.41%到2.78%之间,处于有机质演化晚期,Tmax普遍大于500℃,孔隙类型以无机质孔(粒间孔、粒内孔)和有机质孔为主,其中有机质孔隙占比较大。基于中国石油天然气行业标准(SY/T5477-92,2003),结合近几年学者们的页岩成岩阶段划分方案,将川南龙马溪组页岩划分为晚成岩阶段。3.川南龙马溪组页岩电阻率的主要影响因素。通过分析黏土及其相关矿物、TOC含量、孔隙与电阻率的关系,结合激发极化原理和前人的认识总结,认为处在晚成岩阶段的页岩,电阻率主要受孔隙的影响。黏土矿物不能对电阻率产生主导作用,而与黏土矿物相关的石英可以通过影响孔隙,间接的影响页岩的电阻率,有机质本身对电阻率的影响较小,主要是提供了大量的有机质孔隙。页岩中的孔隙可以为离子交换提供场所,其中有机质孔可以提供大量的比表面积,影响页岩的电阻率。类比于川南龙马溪组页岩晚成岩阶段的电阻率主要影响因素,推测在早成岩阶段,页岩的电阻率受黏土矿物、有机质和孔隙的共同影响;中成岩阶段的黏土矿物对电阻率的影响逐渐减弱,孔隙对电阻率的影响为先减弱后增强;晚成岩阶段的电阻率主要受孔隙的影响,受黏土矿物的影响较小。
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