Определение удельного электрического сопротивления ионопроводящих горных пород

Тема: Определение удельного электрического сопротивления при полном насыщении образцов горных пород. Построение зависимости параметра пористости от коэффициента пористости.

Цель: Изучить способ получения зависимости параметра пористости от коэффициента пористости по керну.

Задачи:

1. Составить представление о факторах, влияющих на электрическое сопротивление горных пород, и целях исследования УЭС по керну.

2. Описать технологию измерения УЭС горных пород в лаборатории (смотреть Практикум стр.94-98, + СТП ПЦ «Тюменьпромгеофизика»).

3. По данным экспериментального определения УЭС образцов керна и их пористости построить зависимость параметра пористости от коэффициента пористости.

Теоретическая часть:

Удельное электрическое сопротивление (УЭС) - величина, характеризующая противодействие единицы объема вещества прохождению электрического тока. УЭС горных пород определяется их вещественным составом, структурой порового пространства, температурой, давлением и изменяется в пределах 10^-3 – 10⁸ Ом·м.

В осадочных горных породах проводящим компонентом, как правило, является вода с растворенными в ней солями, находящаяся в поровом пространстве.

Лабораторные определения УЭС образцов горных пород выполняются для решения следующих задач:

1) уточнение пределов измерения УЭС отдельных литотипов и групп пород; 2) выявление наиболее вероятных и средних значений этого свойства для литотипов пород отдельных стратиграфических подразделений, разрезов, площадей, фаций и геологических регионов; 3) установление характера зависимости УЭС пород от минерального состава, структуры и объема порового пространства, соотношения и распределения порозаполняющих флюидов, частоты и напряженности электрического поля; 4) выявления характера изменения УЭС при эпигенетическом преобразовании и метаморфизме пород.

Удельное электрическое сопротивление полностью водонасыщенной ρ_вп и частично водонасыщенной ρ_нп породы можно записать в следующем виде: ρ_вп = Р_п ρ_в (1) ρ_нп = Р_пР_нρ_в (2)

Здесь Рп - параметр пористости, характеризующий во сколько раз увеличится удельное электрическое сопротивление некоторого объема, занятого водой, при заполнении его зернами непроводящей электрический ток твердой фазы. Величина Рн - называется параметром насыщения. Она показывает во сколько раз увеличится сопротивление полностью водонасыщенной породы при замещении части воды порового пространства не проводящим ток флюидом.

Величина параметра пористости определяется объемом и геометрией порового пространства и обычно выражается эмпирической формулой

P_n = ak_n^-m, (3)

где а и m - константы, зависящие от структурных особенностей порового пространства. Величина параметра насыщения эмпирически выражается следующим образом: Р_н = ak_B^-n, (4)

где а и n - константы, характеризующие определенный класс продуктивного коллектора, к_в - текущая водонасыщенность породы (1<k_B<k_B0).