Удельное электрическое сопротивление водных растворов солей и горных пород

Способность горных пород пропускать электрический ток характеризуется удельным электрическим сопротивлением r, измеряемым в Ом×м (ом-метр), или его обратной величиной d=1/r, называемой удельной электрической проводимостью и измеряемой в См (Сименсах).

Горные породы проводят ток в основном благодаря наличию в их поровом пространстве водных растворов солей (электролитов).  Водные растворы солей – это природные воды и фильтрат промывочной жидкости. Удельное сопротивление водных растворов зависит от их концентрации, температуры и химического состава. Чем выше концентрация солей, тем ниже удельное сопротивление пластовой воды и, следовательно, пород. С повышением температуры сопротивление водных растворов понижается, так как увеличивается подвижность ионов и уменьшается вязкость растворов.

Удельное сопротивление горных пород изменяется от долей ом-метра до десятков и сотен тысяч ом-метров. Это способствует эффективному расчленению геологического разреза по сопротивлению. Удельное сопротивление пород зависит от сопротивления насыщенной в порах породы воды, ее количества, определяемого коэффициентом пористости, и от структурно-текстурных особенностей породы. Разумеется, удельное сопротивление горных пород зависит и от температуры, в частности, с увеличением глубины залегания породы, в связи с возрастанием температур, сопротивление пород снижается. Просмотреть варианты корпоративного отдыха за границей по самым лучшим ценам от компании  Mon Voyage, вы сможете на сайте mon-voyage.ru

Под воздействием давления породы претерпевают упруго-пластические деформации, сопровождающиеся уменьшением пористости, что ведет к возрастанию сопротивления.

Применяют два вида измерительных систем. Первая состоит в том, что отдельно взятый зонд перемещается вдоль скважины. В результате записывают так называемую каротажную диаграмму, показывающую изменение кажущегося удельного сопротивления с глубиной; ее называют «кривая КС».

Второй вид изучения картины изменений сопротивлений в скважине – это боковое каротажное зондирование (метод БКЗ).

Метод БКЗ состоит в том, что каротирование в скважине производят  несколькими зондами (обычно градиент-зондами) различной длины: от зондов, длина которых близка к диаметру скважины, до зондов, размеры которых превышают диаметр скважины в 20-30 раз. Это своего рода аналог ВЭЗ (вертикальных электрических зондирований) в электроразведке. Метод БКЗ позволяет оценить истинное значение удельных сопротивлений пластов.

Интерпретация материалов каротажа по методу сопротивлений (КС)

Каротажные диаграммы. На рис.4 и 5 показаны теоретические кривые сопротивлений соответственно для случая одной границы раздела сред с разными углами наклона и для однородного пласта с большими и малыми сопротивлениями. Анализируя этот материал, видим, что кривые, полученные при применении потенциал-зонда или градиент-зонда различаются. 

Для градиент-зонда : 1)Для пластов высокого сопротивления – если его мощность превышает длину зонда (мощный пласт),  то имеем асимметричный максимум; если же мощность пласта меньше длины зонда (тонкий пласт) – максимум со слабо выраженной асимметрией. 2)Для пластов малого сопротивления – мощный пласт фиксируется асимметричным минимумом; тонкий пласт – переход кривой от пониженных значений к минимальным.

Для потенциал-зонда: 1)Для пластов высокого сопротивления – мощный пласт характеризуется симметричным максимумом, а тонкий пласт – уменьшением сопротивления. 2)Для пластов малого сопротивления – симметричный минимум, но ширина минимума превышает мощность пласта на длину зонда.

Кривые БКЗ.  При применении бокового каротажного зондирования по материалам измерений кажущегося удельного сопротивления при разных размерах зондов строят кривую БКЗ в координатах: по оси y откладывают значения rк, а по оси х – отношение длины зонда к диаметру скважины. Для интерпретации таких кривых БКЗ разработаны (как для ВЭЗ) специальные теоретические кривые БКЗ для двухслойных и трехслойных сред (обычно при условии, когда глинистый раствор в пласт не проникает), объединенных в палетку (рис.6). Практическая кривая БКЗ накладывается на палетку и перемещается по ней, сохраняя ориентацию осей координат, до хорошего совмещения с какой-либо теоретической кривой. Используя параметр последней, определяют удельное сопротивление пласта и диаметр скважины.