在应用地球物理领域,复电阻率频散测量技术在寻找金属矿藏和解决水文地质等问题方面得到了较多的应用,而油气勘探领域关于岩石复电阻率频散技术的研究还主要局限于实验室岩石电频谱的测量和经验性的结论。关于岩石复电阻率频散特征描述的公式大多基于等效电路模型,这些模型只是能够很好地匹配复电阻率频散曲线,并不能与岩石物性参数建立评价公式。本文针对岩石物理复电阻率实验和岩石复电阻率频散机理研究完成了以下主要工作。设计相关岩石物理复电阻率频散实验,选取等粒度的同一批次人造砂岩岩心,分别控制变量含水饱和度、孔隙流体矿化度、孔隙度、温度、离子类型等因素,并分析这些影响因素对岩石复电阻率频谱变化趋势的影响。实验结果表明,含水饱和度、矿化度等因素与复电阻率频散曲线有较好对应关系。基于岩石导电机理,本文建立了复电阻率频散机理模型,利用非等径毛管束建立了岩石孔隙网络模型,推导了岩样孔隙度、渗透率及地层因素等岩石宏观参数与毛管模型结构参数之间的关系式。结合孔隙流体介电特性和平行板电容器原理,将毛管模型孔隙单元中垂直于电场方向的孔隙壁等效为平行板电容两极。根据岩样孔隙流体导电特性,假设毛管模型连通空间为岩石导电通道,将毛管模型中流通孔隙中流体等效为电阻。通过将毛管等效电容和电阻串并联,引入了岩样电频散界面极化效应的影响。根据实测岩心电频谱数据标定和刻度,确定了该微观机理模型中待定参数,标定后模拟结果与实验结果一致性较好,证明了应用该模型研究电频谱测井响应机理的可行性。