摘要：对垂直于TDR探针方向平面上测试区域内含水合物沉积物的测量响应进行了有限元数值建模和分析,基于数值模型对TDR探头的探针个数、间距和直径等结构参数进行优化设计。利用优化后的探头对多孔介质中水合物饱和度进行了仿真测量,比较了表观介电常数与水合物饱和度的关系模型。结果表明:(1)随着探针个数由3增加至5,探针周围有效极化面积逐步增大;三针式TDR探头对于内外探针之间的水合物探测灵敏度最高。(2)在探针间距一定的条件下,随着探针直径的增大,“集肤效应”减弱,探测范围扩大;但探针直径越大,其对被测样品产生的干扰越大。(3)基于有限元数值模型得到TDR响应与Maxwell-DeLoor模型具有较好的一致性。

摘要：针对沉积物中水合物饱和度的测量问题,立足于时域反射技术(TDR)能够同时获得含水合物沉积物表观介电常数和电导率的优点,提出了一种基于介电常数/电导率双参数的水合物饱和度评价新方法。在分析介电常数和电导率测量原理的基础上,设计了四氢呋喃(THF)水合物模拟实验与参数测量系统以及实验方案;基于TDR测量响应分析了孔隙水电导率对水饱和的以及含水合物的模拟沉积物介电常数和电导率的影响;利用TDR获取的不同水合物饱和度条件下的介电常数测量数据对比分析了经典介电常数模型的性能,并以Lichteneker-Rother(LR)模型为原型建立了水合物饱和度与介电常数之间的关系模型,以阿尔奇公式为原型建立了基于TDR测量电导率的水合物饱和度计算模型。研究结果表明:采用LR模型和Maxwell-DeLoor模型能够较准确地描述TDR测量表观介电常数与水合物饱和度之间的关系;基于表观介电常数/电导率双参数的水合物饱和度联合评价方法为提高评价结果的准确度和可靠性提供了新途径。将来需要结合水合物储层实际特征开展模拟实验并进一步完善饱和度计算模型,将基于TDR双参数的饱和度联合评价方法推广应用到含天然气水合物沉积物。