Файл: Физические основы методов кажущегося сопротивления.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 23.11.2023

Просмотров: 22

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

ЭК – электрический каротаж основан на измерении электрического поля, самопроизвольно возникающего в скважине и ее окреснотсях или создаваемого в скважине искусственно. На практике ЭК заключается в получении значений измеряемой величины в точках скважины в графической или цифровой форме.

Разновидности электрического каротажа (ЭК) отличаются друг от друга измеряемой величиной и характером электрического поля, большое практическое значение имеет вид ЭК – каротаж сопротивления.

Каротаж сопротивления (КС), основан на измерении кажущегося удельного сопротивления горных пород. Он может проводиться градиент- и потенциал-зондами; боковое каротажное зондирование (БКЗ) – несколькими зондами, или стандартный каротаж – одним зондом и ПС, зондами с фокусировкой тока – боковой каротаж (БК), микроустановками – микрокаротаж (МК) и боковой микрокаротаж (МБК).

Физические основы методов кажущегося сопротивления.

Удельное электрическое сопротивление водных растворов солей и горных пород.

Свойство горных пород проводить электрический ток характеризуется их удельной электропроводностью или величиной, обратной ей, удельным электрическим сопротивлением:

(1)

где R – полное электрическое сопротивление образца породы (в Ом); S и L – площадь поперечного сечения (в м2) и длина (в м) образца.

Из формулы (1) следует, что величина измеряется в ом-метрах. Удельное электрическое сопротивление (УЭС) в 1 Омм равно полному сопротивлению в Ом 1 м3 породы с основанием 1 м2 и высотой 1м, измеренному перпендикулярно к плоскости куба. Удельное сопротивление горной породы определяется удельным сопротивлением твердой фазы, жидкостей и газов, насыщающих поровое пространство, их объемным соотношением, характером распределения в породе и температурой.

Электропроводность горных пород, наиболее часто встречающихся в природе, не зависит от их минерального состава, поскольку УЭС основных породообразующих минералов (кварц, полевые шпаты, кальцит, ангидрит, галит и др.) соответствует первоклассным изоляторам. Исключение составляют сульфиды и угли, их УЭС меняется от 10
-3 до 10 Омм.

Пластовые поровые воды представляют собой рвстворы солей (электролиты) и относятся к классу ионных проводников. Их удельное сопротивление зависит от химического состава растворенных солей, концентрации и температуры. С увеличением общей концентрации солей удельное сопротивление растворов уменьшается. При этом электропроводность раствора приблизительно равна сумме электропроводностей, обусловленных каждой из солей в отдельности. Зависимость удельного сопротивления растворов от химического состава растворенных солей и концентрации ионов выражается формулой

(2)

где: – концентрации (в молях) i-го аниона и i-го катиона в растворе – электролитические подвижности анионов и катионов при бесконечном разбавлении (в Ом * см2/моль); – коэффициенты электропроводности анионов и катионов (анионы – отрицательно заряженные частицы, катионы – положительно заряженные частицы). Зависимоть сопротивления раствора от температуры выражается соотношением , где – удельное сопротивление раствора при t=20 ºС,  –  температурный коэффициент, равный приближенно 0,023 ºС. Удельное электрическое сопротивление пород основных минералов и горных пород приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Удельное электрическое сопротивление основных минералов и горных пород.

Минералы и горные породы

Значения УЭС, Ом*м

Пирит

10-4–10-1

Графит

10-6–10-4

Магнетит

10-4–10-2

Антрацит

10-3–1

Каменный уголь

10–1016

Ангидрит

107–1010

Кальцит

107–1012

Кварц

1012–1016

Полевой шпат

1011–1012

Слюда

1014–1015

Нефть

109–1015

Глина

100,5–1015

Известняк

40–1015

Песок (насыщ. минер. водой)

0,5–5

Песок (насыщ. нефтью, газом)

10–104