ICS 75. 020 SY E 12 备案号：24394—2008 中华人民共和国石油天然气行业标准 SY/T6712—2008 岩样复电阻率实验室测量方法 Laboratory measurement method of complex resistivity of core sample 2008—12—01实施 2008-06-16发布 国家发展和改革委员会 发布 SY/T6712—2008 目 次 前言 1 范围 规范性引用文件 2 3 术语和定义 测量器具和设备 4 5 岩样复电阻率测量系统及测量原理 6 测量准备 岩样复电阻率测量 8质量要求 附录A（资料性附录） “岩样复电阻率测量原始数据记录文件”格式， 附录B(资料性附录）) “岩样复电阻率测量结果文件”格式 附录C(资料性附录） “岩样复电阻率测量报告”格式 I SY/T6712—2008 前言 本标准的附录A、附录B和附录C均为资料性附录。 本标准由石油测井专业标准化委员会提出并归口。 本标准负责起草单位：大庆石油管理局钻探集团测井公司。 本标准参与起草单位：中国石油大学（北京）、辽河石油勘探局测井公司。 本标准主要起草人：童茂松、陶宏根、王宏建、朱小康、侯士奎、李六有、孙伟丽。 Ⅱ SY/T6712—2008 岩样复电阻率实验室测量方法 1范围 本标准规定了在100Hz15MHz频段测量岩石样品（以下简称岩样）复电阻率的方法及要求。 本标准适用于实验室内在100Hz～15MHz频段测量岩样的复电阻率。小于100Hz频率的岩样复 电阻率的实验室测量可参照执行。 2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有 的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方 研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 SY/T5385岩石电阻率参数实验室测量及计算方法 SY/T6385 覆压下岩石孔隙度和渗透率测定方法 SY/T6528 3岩样介电常数测量方法 3术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 岩样复电阻率complexresistivityofcoresample 岩样在交变电场（时间因子为e）作用下，表现出电阻特性和电容特性，用复数来表征岩样的 导电特性，即复电阻率（p)，如式（1）表示： p=r+i. (1) 式中： 复电阻率，单位为欧［姆］米（α·m)； 复电阻率的实部，单位为欧［姆］米（α·m）； 复电阻率的虚部，单位为欧［姆］米（·m）； 虚部单位，V-1。 - 岩样复电阻率与电导率、介电常数密切相关，且有式（2）和式（3）成立： (2) w'e T= (3) ? + (we)2 式中： 电导率，单位为西［门子］每米（S/m)； 介电常数，单位为法[拉］/米（F/m)； w——电场的角频率，w=2元·f，单位为赫【兹］（Hz)； f—频率，单位为赫［兹］（Hz)。 4测量器具和设备 4.1测量器具： a）阻抗分析仪技术指标： 1 SY/T6712—2008 1）频率范围：100Hz15MHz； 2）阻抗测量范围：10MQ100Mα； 3）测量功能：具有扫频测量功能； 4）测量相对误差：在100Hz～100kHz（含100Hz和100kHz）的频率范围内，测量值的相对误 差为±6%，在100kHz～15MHz（含15MHz）的频率范围内，测量值的相对误差为±3%。 b）游标卡尺：0mm~200mm，最大允许误差为±0.02mm。 c）压力表：压力测量范围：0MPa～60MPa，最大允许误差为±1.5%。 d）电子天平：最大测量值：150g，误差为0.001g。 e）温度计：温度测量范围：-20℃～150℃，测量精度为±0.5%。 f）电导仪：测量范围：0uS/cm~2000uS/cm，相对误差为±1%。 g）50α标准电阻：相对误差为±0.1%，温度漂移为±5×10-6℃-1。 4.2测量设备： a）空气压缩泵：压力范围0MPa0.9MPa。 b）真空泵：真空度最大值：0.01MPa。 c）压力泵：最大压力为50MPa。 d）烘箱：最高工作温度150℃。 e）岩样夹持器：最大压力为20MPa。 f）计算机：主频1GHz以上，内存512MHz以上，硬盘80Gb以上，Windows98操作系统。 g）通用接口总线（general-purposeinterfacebus，GPIB）卡。 h）GPIB电缆。 5岩样复电阻率测量系统及测量原理 5.1岩样复电阻率测量系统 岩样复电阻率测量系统主要包括岩样夹持器、压力泵、阻抗分析仪、GPIB电缆、GPIB卡和计 算机（带阻抗分析仪驱动以及测量软件）和压力泵等部分，如图1所示。 驱替管线、 驱替泵 电极A 压力釜 GPIB，电缆 岩样夹持器 阻 岩样、 计 抗 橡胶套 算 分 析 压力表 仪 围压泵 电极B 驱替管线 饱和度测量装置 图1岩样复电阻率测量系统示意图 5.2岩样复电阻率测量原理 5.2.1测量采用两极法，图1中的电极A和电极B既作为供电电极，又作为测量电极。将所测量的 2 SY/T6712—2008 岩样放人夹持器内，通过放置在岩样两端的金属电极向岩样施加设定频率的交流电压，通过测量施加 在岩样两端的电压和通过岩样的电流，通过式（4）计算岩样在设定频率下的阻抗。 z=U/i (4) 式中： z——岩样的阻抗，单位为欧［姆］（Q)； U—施加在岩样两端的电压，单位为伏［特］（V)； i—通过岩样的电流，单位为安［培］（A)。 5.2.2含水的非纯净岩样在交变电场作用下，并不是纯电阻，存在一定的电容特性，对其岩样施加 的电压和通过的电流因相位不同，导致产生的阻抗是复数，如式（5）所示： Z=R+i.X (5) 式中： R一一阻抗的实部，单位为欧［姆］（Q)； X—阻抗的虚部，单位为欧［姆］（Q)。 5.2.3测量电压和电流之间的相位差Φ，再利用测量得到的阻抗的模（1ZI），通过式（6）和式 （7）计算阻抗的实部和虚部。 R= |Z|cosg (6) X=|Z|sing (7) 式中： 121 阻抗的模，单位为欧［姆］（Q)。 5.2.4规则样品的阻抗的实部和虚部只与岩样复电阻率的实部与虚部相差一个系数，该系数是电极 常数k，因此岩样复电阻率的实部和虚部可以通过式（8）和式（9）分别计算得到： r=R·k (8) x=Xk (9) 式中： k 电极常数，单位为米（m）。 6测量准备 6.1环境参数设置 测量人员根据用户需求设定测量的温度和压力。 6.2溶液配制 按SY/T5385的要求配制盐水溶液200mL，并用电导仪测量设定温度下的溶液电阻率。 6.3辅助材料准备 准备压力油（硅油）4000mL、有机溶剂（酒精）500mL、蒸馏水（电阻率大于1000α2m）2000mL。 6.4岩样准备 6.4.1按SY/T5385的要求选取与制备岩样，岩样长度不小于50.8mm。 6.4.2将待测岩样按SY/T6528的要求进行编号，并测量岩样尺寸，洗油，洗盐，烘干，刷去表面 灰尘，放在干燥器内保存。 6.4.3按SY/T5385的要求计算岩样的电极常数（k）。 6.4.4按SY/T6385的要求测量岩样孔隙度和渗透率。 6.4.5取按6.2配制的盐水，按SY/T6528的要求将岩样饱和，按SY/T6385的要求对岩样饱和程 度进行检查。 3 SY/T6712-2008 6.4.6将饱和的岩样在饱和溶液中密闭封存。 6.5设备准备 6.5.1用有机溶剂和蒸馏水清洗岩样夹持器及其组件，用有机溶剂清洗后溶液应为无色透明，用电导 仪测量蒸馏水清洗后洗出溶液的电阻率应大于10002·m，用空气压缩泵将岩样夹持器及其组件吹干。 6.5.2检查岩样夹持器组件中的所有盘根，如有变形、缺损，则应进行更换。 6.6测量系统连接 按图1所示连接岩样复电阻率测量系统。 6.7测量设备准备 6.7.1启动阻抗分析仪 打开阻抗分析仪电源，预热3min。 6.7.2实现阻抗分析仪的程控 开启计算机，运行阻抗分析仪测量软件，实现阻抗分析仪的自动控制。 6.7.2.1输入岩样参数 输人岩样编号、长度、直径、孔隙度和渗透率。 6.7.2.2阻抗分析仪测量参数设置 设置阻抗分析仪的测量参数，包括测量模式、起始频率、终止频率、扫描方式和扫描点数以及采 样时间间隔，采样时间间隔不应小于30s。 6.7.2.3设置数据存储路径以及文件 在程序中输人数据文件的存储路径、岩样编号以及文件起始号码，程序自动生成相应的存储文件 夹，并依据测量的顺序依次生成相应的ASCII文件，文件以“岩样编号一测量顺序号”方式命名， 文件的记录格式参见附录A。 6.7.3仪器校准 运行仪器校准子程序，分别对仪器进行开路、短路和502校准。 6.8岩样安装 耦合物质使岩样两端面与电极紧密接触。 6.8.2用不锈钢圈将橡胶套筒固定在A，B电极上。 6.9岩样加压 用压力泵向压力釜内注压力油，直至压力升至测量所需压力值，该压力值由用户依据岩样所处的 油田、区块以及深度确定，但该压力值不应超过系统的额定压力。 6.10岩样加温 开启升温设备，直至稳定升至测量所需温度，该温度值由用户确定，但是该温度不应超过测量系 统的额定温度。 6.11准备过程中的数据记录 测量准备过程中的相关数据的填写参见附录A。 7岩样复电阻率测量 7.1岩样复电阻率相关参数测量 7.1.1完全含水岩样的阻抗测量 待压力值稳定后（压力变化小于0.1MPa），测量岩样在完全含水（含水饱和度为100%）时的阻 抗，