Горных пород

1. Электрическое сопротивление горных пород.

Электрическое сопротивление горных пород количественно оценивается величии-ной удельного электрического сопротивления (УЭС) Ом м, которое характеризует противодействие единицы объёма вещества (горной породы, воды и т.д.) прохождению электрического тока. Удельное электрическое сопротивление определяется веществен-ным составом, структурой порового пространства породы, температурой и давлением, при которых эта величина измеряется. УЭС пород изменяется в пределах от 10^-3 до 10 ⁸ Омм, пластовых вод – от 10 ^{– 2} до 10 ³ Ом м. В связи с огромным диапазоном значений УЭС измерение электрических свойств пород является основным методом изучения геологических разрезов скважин.

Лабораторные определения электрического удельного сопротивления горных пород ρ_п выполняются с целью:

1) уточнения пределов изменения электрического сопротивления отдельных типов и групп пород (песков, песчаников, глин, глинистых, известково-магнезиальных, кислых, средних, основных и других групп пород);

2) выявления наиболее вероятных и средних значений этого свойства для типов пород отдельных стратиграфических подразделений, разрезов, площадей, фаций и геологических регионов;

3) установления характера зависимости электрического удельного сопротивления от минерального состава, структуры, соотношения фаз, от частоты и напряженности электрического поля;

4) выявления характера изменения электрического удельного сопротивления при эпигенетическом преобразовании и метаморфизме пород.

Знание сопротивления насыщающей породы воды ρ_в необходимо для выяснения зависимости этой величины от состава, происхождения и температуры вод, а также для вычисления параметра пористости Р_п = ρ_вп/ ρ_в. Последний используется для оценки коэффициента пористости k _п по данным электрометрии. По значениям ρ_в и зависимости ρ_в = f(C), где С-концентрация солей в пластовой воде, оценивается минерализа-ция пластовых вод.

Сведения, полученные в результате лабораторных определений, используются при проектировании токовых методов электрометрии скважин и электроразведки, при ин-терпретации этих исследований, а также для решения многих других горно-геологичес-ких задач.

Теория. Электрическое сопротивление (Ом) образца породы может быть измерено многочисленными способами, которые подразделяются на две основные группы: непосредственной оценки (по приборам) и сравнения в равновесном режиме (рис.).

В каждой из этих групп существуют модификации прямых (прибором измеряется элек-трическое сопротивление (рис. а-ж) и косвенных способов (измеряются разности потен-циалов ΔU на образце и на эталонном сопротивлении, или ΔU на образце и силы тока в измерительной цепи с последующим расчётом сопротивления по формулам.