重新审视 Archie 定律：基于迂曲度与收缩因子的电导描述

在本文中，我们研究填充有电解质（如盐水）的绝缘多孔介质（如沉积岩）的电导，通常用 Archie 胶结指数来描述。我们展示了电导除依赖于孔隙度和电解质的电导外，如何依赖于漂移速度的变化和电场线的长度。我们用迂曲度刻画电场线的长度，用收缩因子刻画漂移速度的变化。迂曲度和收缩因子均为孔隙微观结构的描述量。我们定义一种电导折减因子，以度量孔隙微观结构对全局电导的局部贡献。研究表明，全局电导折减因子等于迂曲度的平方除以收缩因子，从而证明除孔隙度和电解质电导外，迂曲度与收缩因子的联合效应完全描述了多孔介质的有效电导。我们展示了所提出的迂曲度、收缩因子和电导折减因子能复现理想多孔介质的电导。它们也被应用于 Bentheimer 砂岩，我们利用全局电导折减因子以及迂曲度和收缩因子的独立贡献，描述了孔隙度与电导率之间与微观结构相关的关联。总体而言，本工作展示了经验性的 Archie 胶结指数如何被更具描述性的物理参数所替代，无论是全局电导折减因子，还是迂曲度与收缩因子。