Измерение удельного электрического сопротивления (УЭС) образцов горных пород

Для измерения УЭС применяются двух- и четырехэлектродные способы. В обоих случаях измеряется сила тока , текущего через образец. Электроды располагаются симметрично друг относительно друга с противоположных сторон образца.

В четырехэлектродном способе измеряется падение напряжения между измерительными электродами; и тогда

, (4)

где - коэффициент, зависящий от формы, размеров образца и расстояния между измерительными и питающими электродами.

В двухэлектродном способе, при нестабильном напряжении источника питания, необходимо также измерять падение напряжения на образце.

Таким образом, во всех случаях необходимо сначала определять электрическое сопротивление образца, а затем осуществляется переход к удельному электрическому сопротивлению с помощью коэффициента установки .

Преимущество четырехэлектродного метода в том, что он позволяет уменьшить влияние приэлектродной поляризации.

А основное условие получения по образцам данных, соответствующих УЭС горных пород в естественных условиях залегания – это проведение измерений с предварительным замачиванием образцов в воде, идентичной по минерализации пластовой (при пористости горных пород ).

Все измерительные схемы приборов (на постоянном и переменном токе) построены по принципу измерительных мостов с использованием высокочувствительных гальванометров. Измерительные электроды могут быть (при двухэлектродном способе) плоскими, штыревыми, кольцевыми и точечными.

Источниками погрешности измерения УЭС являются: поверхностные токи, поляризация и наличие переходного сопротивления между образцом и электродом. Переходное сопротивление уменьшается путем шлифовки поверхности образцов, покрытия контактных поверхностей графитом, распыленным металлом, специальной пастой, серебряной коллоидальной пленкой. Для учета влияния поляризации электродов измеряют ток поляризации.

Использование двух охранных колец позволяет производить измерения при прямом и обратном направлениях тока через образец и тем самым снизить влияние токов поляризации. Таким образом, измерение УЭС на переменном токе позволяет существенно уменьшить влияние поляризационных эффектов; однако, при повышении частоты следует учитывать емкостные эффекты.

Импульсный метод определения УЭС применяется для высокоомных пород. Схемы, основанные на импульсном принципе, свободны от поляризационных, емкостных эффектов и нагрева.

При четырехэлектродном способе обычно применяется компенсационная схема измерения (исключается погрешность из-за сопротивления электродов).