岩石宽带电特性的虚拟化测量方法

摘要

储层岩石电特性是判断油水层及地下油气储集分布等的重要因素，岩石电特性参数的准确测量对电法测井具有重要意义。本文提出了一种基于平行板电容法原理的岩石宽带电特性虚拟化测量方法，并对该虚拟化测量方法的有效性及准确性进行了验证分析。
　　本文在充分研究平行板电容测量夹具结构、原理的基础上，利用HFSS高频电磁仿真软件建立测量夹具的精确数值模型，在100KHz-1GHz频率范围内，对几种混合材料样本进行虚拟化测量，所得介电常数与理论参考值及实验测量结果吻合度较好，验证了虚拟化测量的可行性。针对700MHz以上高频段测量值出现不稳定及偏离理论参考值的问题，通过对该测量系统的结构及电场分布深入分析，对电容器数值模型的阻抗过渡结构进行了设计优化，并制作实现了一套优化高频测量特性的实验测量夹具。优化后的测量系统得到待测件介电常数值在100KHz-1GHz频段内更加稳定精确，实现了岩石等混合材料电特性的宽带测量。利用优化后的虚拟测量系统，在100KHz-1GHz频率范围内，对几种具有不同晶体结构的经典岩石混合材料结构数值模型进行了虚拟化测量及分析，其测量结果与理论结果吻合度很高，进一步验证了虚拟化测量方法的有效性及准确性。这一工作可为任意微观结构的混合材料电特性测量分析及数字岩芯研究工作提供有效依据。

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第一章 绪论

1.1课题研究的背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3本文的主要研究内容

第二章 混合材料电特性理论、测量及仿真方法

2.1求解岩石微结构介电常数的理论公式

2.2 岩石介电常数测量方法

2.3 岩石介电常数虚拟化测量的仿真方法

2.4本章小结

第三章 基于平行板电容法的宽带电特性虚拟测量系统

3.1本文所采用的测量系统

3.2数值模型虚拟化测量及分析

3.3实验测量概述

3.4实验测量结果与虚拟化测量结果比较分析

3.5本章小结

第四章 虚拟化测量系统数值模型的设计优化及实现

4.1数值模型优化

4.2优化后测量模型的制作实现

4.3优化后平行板电容测量夹具的实验测量结果

4.4本章小结

第五章 岩石微结构模型的电特性虚拟化测量及分析

5.1层状结构模型的虚拟化测量

5.2分散晶体结构模型的虚拟化测量

5.3本章小结

结论与展望

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢