[发明专利]含水合物松散沉积物的电学参数检测及处理系统和方法

说明书

本发明提供一种含水合物松散沉积物的电学参数检测及处理系统和方法，该系统包括样品夹持器和参数检测及处理装置；样品夹持器用于盛放圆柱状含水合物松散沉积物待测样品；参数检测及处理装置包括第一电极系、第二电极系、第一多路切换模块、第二多路切换模块、信号激励模块、第一数据采集模块、第二数据采集模块、第一电流测量模块、第二电流测量模块、电压测量模块及控制器；第一电极系、第二电极系分别接触地设于样品的两端面，均为同心环盘电极，同心环盘电极包括中心圆盘电极及至少一个圆环形电极，圆环形电极按尺寸从小到大顺序套设于圆盘电极以及圆环形电极外；圆盘电极与圆环形电极之间及圆环形电极与圆环形电极之间的空隙设有电绝缘材料。

技术领域

本发明涉及一种含水合物松散沉积物的电学参数检测及处理系统和方法，属于天然气水合物勘探开发技术领域。

背景技术

天然气水合物是一种储量巨大、能量密度高、清洁的新型能源，天然气水合物储层的定性识别与精细定量评价技术是制约水合物资源量准确估算的关键。目前，本领域通常采用地球物理方法对水合物进行勘探，其中含水合物储层的物理性质、物理参数的准确获取以及物理参数与储层性质之间的定量关系的建立是开发新型水合物勘探与评价技术的基础。

为了获得含水合物沉积物的物性参数，具体为电学特性参数(电学参数)，如电阻率、复电阻率等，通常采用开展岩石物理模拟实验的方式，首先需要设计能够模拟水合物赋存环境条件的反应容器及配套组件，然后开发电学参数测试系统、测试方法与数据处理方法。

目前本领域通常将一对平行电极板安装于圆柱状的含水合物松散沉积物样品的两个平行端面，采用电阻或阻抗测量方法对样品进行测试。在忽略样品各向异性的前提下，利用所测量的电阻或阻抗数据并结合样品的几何尺寸，通过计算得到含水合物沉积物样品的电阻率或复电阻率。但是，此类技术所存在的缺陷在于：

(1)数据测量：电极板与含水合物松散沉积物接触不良，在两者之间产生量值与特性多变的界面，从而使得测试数据中不仅包含了待测样品的电学特性，也包含了这些界面所具有的界面电阻或界面阻抗。因此，目前的数据测量技术存在缺陷，并没有真正获得反映含水合物松散沉积物样品电学特性的原始测量数据。

(2)数据处理：通过分析可知，上述界面电阻或界面阻抗受到多种因素的影响，如测试信号频率、测试信号波形、测试信号幅值、沉积物压实度、孔隙水盐离子浓度等，多种影响因素导致目前的数据处理方法，如理论分析法、等效电路法等适用性极其有限，仅能够给出定性的分析结果，而无法定量地获得含水合物松散沉积物这类特殊被测对象的准确电学特性参数，如电阻率、复电阻率等。

因此，提供一种新型的可以精确测量含水合物(天然气水合物)松散沉积物的电学参数检测及处理系统和方法已经成为本领域亟需解决的技术问题。

发明内容

为了解决上述的缺点和不足，本发明的一个目的在于提供一种含水合物松散沉积物的电学参数检测及处理系统。

本发明的另一个目的还在于提供一种含水合物松散沉积物的电学参数检测及处理方法。

为了实现以上目的，一方面，本发明提供了一种含水合物松散沉积物的电学参数检测及处理系统，其中，所述系统包括：样品夹持器和参数检测及处理装置，所述样品夹持器用于盛放含水合物松散沉积物待测样品，所述样品为圆柱状；所述参数检测及处理装置包括第一电极系、第二电极系、第一多路切换模块、第二多路切换模块、信号激励模块、第一数据采集模块、第二数据采集模块、第一电流测量模块、第二电流测量模块、电压测量模块以及控制器；

第一电极系、第二电极系分别接触地设置于圆柱状样品的两端面，所述第一电极系、第二电极系均为同心环盘电极，所述同心环盘电极包括中心圆盘电极以及至少一个圆环形电极，所述圆环形电极按照尺寸从小到大的顺序套设于圆盘电极以及圆环形电极外；圆盘电极与圆环形电极之间以及圆环形电极与圆环形电极之间的空隙设置有电绝缘材料；