Методы определения электрических свойств пород

 

Методы определения удельного электрического сопротивления и диэлектрической проницаемости

Метод вольтметра и амперметра. Его используют в лабораторных условиях для определения удельного сопротивления породы по образцам правильной геометрической формы. При этом измеряются сила тока, проходящего по образцу, падение напряжения на образце, геометрические размеры образца (площадь поперечного сечения s и длина l). По этим данным вычисляется удельное сопротивление

 

ρ=ΔV/I×S/I (4.8)

 

2. Электролитический метод с использованием двух жидкостей. Метод применим для определения удельного сопротивления породы по образцу произвольной формы (рис. 4.11, а). В этом случае измеряется падение напряжения между точками MN в каждой ванночке, когда в них нет образца (DV₀₁ и DV₀₂) и с образцом (DV и DV₂). Удельное сопротивление образцов рассчитывается по формуле

 

ρ=[ρ₀₁×(ΔV₂- ΔV₀₂)/ΔV₂- ρ₀₂×(ΔV₁- ΔV₀₁)/ ΔV₁]/[(ΔV₂- ΔV₀₂)/ΔV₂-(ΔV₁-ΔV₀₁) (4.9)

 

здесь r₀₁ и r₀₂ -удельные сопротивления жидкостей, в качестве которых целесообразно использовать воду (r=10-30 Ом×м) и глицерин (r»10⁴ Ом×м).

 

 

Рис. 4.11 - Схема установки для определения удельного электрического сопротивления пород с использованием двух жидкостей (а) и мостиковая схема для определения диэлектрической проницаемости и удельного электрического сопротивления (б)

 

3. Метод резистивиметра. Его применяют для определения удельного сопротивления природных растворов. Прибор представляет собой сосуд любой формы из материала, не проводящего электрический ток. В стенку сосуда вмонтированы четыре электрода. Исследуемую жидкость наливают в сосуд, затем производят измерение силы тока, пропускаемого через два электрода, и напряжения между другой парой электродов. Удельное сопротивление жидкости рассчитывают по формуле

 

ρ=ΔV/I×K (4.10)

 

Коэффициент К находят путем градуировки резистивиметра с помощью жидкости, удельное сопротивление которой известно. Чаще всего это водный раствор поваренной соли, удельное электрическое сопротивление которой определяется по концентрации соли (см. рис. 5.7).

Используются также методы определение удельного сопротивления по данным каротажа скважин, с помощью вертикальных электрических зондирований (ВЭЗ) и др.

Поляризационные свойства пород можно определять помощью вольтметра (рис. 4.12), который имеет вход внешнего запуска и выход для подключения цифропечатающего устройства.

 

 

Рис.4.12 - Схема лабораторной установки для изучения поляризационных свойств пород: 1 - образец; 2 - измерительный прибор; 3 - источник тока; 4 - ванночки с водой

 

Значения электрических свойств пород, определенные по образцам в лабораторных условиях, чаще всего заметно расходятся с их истинными величинами. Это обусловливается главным образом тем, что в лабораторных условиях трудно сохранить или воссоздать реальную гидрогеохимическую обстановку, в которой находился образец, а электрические свойства породы, за исключением пьезомодуля, существенным образом зависят от ее влагонасыщенности и минерализации порового раствора.