Практическое задание № 7

По нижеприведенным данным рассчитать коэффициенты четырехэлектродной симметричной установки, вычислить ρ_К, построить кривую зондирования на билогарифмическом бланке, определить тип разреза и суммарную продольную проводимость надопорной толщи.

Факторы, определяющие электрические свойства

Горных пород

Вышеизложенные сведения составляют физическую основу метода сопротивлений. Геологической же основой метода является естественная дифференциация горных пород по удельным электрическим сопротивлениям.

Электрические свойства горных пород зависят от:

а) электрических свойств минералов, слагающих твердый скелет породы;

б) электрических свойств жидкостей и газов, заполняющих поры горных пород;

в) влажности породы;

г) пористости;

е) структуры породы, т. е. формы и взаимного расположения пор и минерального скелета породы;

ж) характера процессов, происходящих в пограничных между твердой и жидкой фазой областях.

Электрические свойства минералов. В зависимости от механизма проводимости природные минералы делятся на три группы— проводники, полупроводники и диэлектрики.

К группе проводников относятся самородные металлы, электропроводность которых осуществляется за счет свободных электронов, а сопротивление колеблется в пределах 10^-6—10^-4 Ом м.

Группа полупроводников включает сульфиды металлов, графит, арсениды, селениды и некоторые окислы. Электропроводность минералов этой группы имеет электронный и «дырочный» характер, сильно зависит от температуры и в целом меньше, чем у минералов первой группы. Известно, что сопротивление полупроводников существенно зависит от наличия в них элементов-примесей. Вследствие этого сопро­тивление природных минералов-полупроводников колеблется в широких пределах

К числу минералов-диэлектриков относятся главные породообразующие минералы, в том числе кварц, полевые шпаты, слюды, ангидрит, кальцит и др. Удельное сопротивление этих минералов колеблется от 10⁹ до 10¹⁶ Омм. Нефть также является диэлектриком.

Удельное сопротивление жидкостей, заполняющих поры горных пород, изменяется в широких пределах. В большинстве случаев эти жидкости представляют собой водные растворы различных минеральных солей, и чем выше концентрация соли, тем сопротивление меньше.

Структура горной породы определяет пространственные соотношения компонент горной породы, обладающих различным удельным сопротивлением, и таким образом существенно влияет на электрические характеристики разреза в целом.

Удельное сопротивление горных пород, в состав которых входят хорошо проводящие минералы, находится в зависимости от того, имеется ли прямая связь между объемами, занятыми хорошо проводящими минералами. При наличии такой связи удельное сопротивление горных пород оказывается значительно меньшим, чем при отсутствии ее.

Так как горные породы проводят электрический ток главным образом через растворы, содержащиеся в них, то для этих горных пород будет выполняться закон изменения удельного сопротивления в зависимости от температуры для жидкости. Это означает, что с увеличением температуры сопротивление падает, а при замерзании жидкости в порах горной породы сопротивление последней резко возрастает.

Что касается влияния давления на сопротивление горной породы, то экспериментально установлено, что с увеличением давления сопротивление породы увеличивается.