裂缝广泛存在于岩石中，是油气储层形成与分布的控制因素之一。电法勘探是对裂缝进行定量探测与表征的有效手段。然而，尽管所有岩石都会受到孔隙压力的作用，但孔压引起的裂缝变形及其对含裂缝岩石各向异性电学性质的影响仍未得到充分认识，而这一认识有助于提升电法勘探数据的解释精度。本研究针对这一问题，测量了含硬币状定向裂缝与不含硬币状定向裂缝的人造砂岩样品随孔隙压力变化的各向异性电导率变化情况。随后，通过实验数据反演得到表征裂缝变形的裂缝参数。最后，进行理论建模，分析孔隙压力诱导的裂缝变形对含裂缝岩石各向异性电学性质的影响。结果表明，反演得到的裂缝孔隙度与裂缝纵横比均随孔隙压力呈指数增长，且二者作为孔隙压力的隐函数呈现线性相关关系。本研究进一步证明，孔隙压力变化引起的裂缝孔隙度变化是影响含裂缝岩石电学性质随孔压变化的一阶影响因素。
图1. 不含裂缝样品与含裂缝样品随孔压变化的（a）孔隙度与（b）各向异性电导率测量结果
图2. 反演得到的（a）裂缝纵横比及（b）裂缝孔隙度随孔压变化的关系曲线
本研究不仅揭示了定向裂缝随孔隙压力的变形规律及其对岩石各向异性电学性质的影响机理，也为裂缝性岩石中超压的探测与预测提供了新的理论依据。研究成果近期发表在地球物理领域国际重要期刊IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing。论文第一作者和通讯作者为永利官网韩同城教授，合作者包括永利集团王雪英博士、永利集团符力耘教授以及中国科学院地质与地球物理研究所张艳。
论文信息：Tongcheng Han, Xueying Wang, Li-Yun Fu, Yan Zhang, 2024. Variation of fracture parameters with pore pressure and its effects on the anisotropic electrical properties of fractured rocks. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. https://doi.org/10.1109/TGRS.2024.3392773.
