23. Удельное электрическое сопротивление осадочных пород полностью водонасыщенных пород, параметр пористости.

Рассмотрим удельное сопротивление ρ_вп породы, полностью насыщенной водой, с простейшей геометрией пор, представленных пучком параллельных цилиндрических капилляров постоянного сечения. В направлении, совпадающем с направлением осей капилляров, удельное сопротивление составит:

Если направление, в котором измеряют удельное сопротивление, и направление капилляров не совпадают:

Т_эл — отношение длины капилляра к кратчайшему расстоянию между соответствующими гранями куба породы.

Аналогично выражение для удельного сопротивления породы с извилистыми капиллярами, длина которых в Т_эл раз больше длины капилляров с прямой осью. Величину Т_эл называют электрической. Т_эл>=1. Для породы с простейшей геометрией пор Т_эл =1; с усложнением геометрии пор Т_эл растет, при этом ρ_вп при неизменной пористости возрастает пропорционально Т²_эл.

Соотношения приведенные выше можно записать в виде:

Р_п — электрический параметр пористости, который зависит от коэффициента пористости и геометрии пор. Для пород с размером пор больше 0,1 мкм Р_п = const.

Геометрия порового пространства реальных осадочных пород сложна и разнообразна, для практических целей удобнее пользоваться эмпирическими формулами

а и m — константы, которые определяют экспериментально для коллекции образцов, представляющей изучаемый геологический объект.

m - показатель цементации породы, с усложнением геометрии пор растет.

24. Удельное электрическое сопротивление частично водонасыщенных пород, параметр насыщения.

При усложнении геометрии токопроводящего пространства:

Т_эл - электрическая извилистость токопроводящих путей.

Однако для реальных моделей нефтегазонасыщенных коллекторов применяют эмпирические формулы:

а и n - константы, характеризующие оnределенный класс nродуктивного коллектора

Для неглинистых пород Р_н зависит от степени насыщения водой и характера распределения флюида в порах.

25. Диффузионные и диффузионно-адсорбционные потенциалы горных пород.

Водные растворы солей представляют собой электролиты, содержащие положительно и отрицательно заряженные ионы. На контакте двух электролитов разной концентрации, вследствие различной электролитической подвижности их ионов, возникает диффузионный потенциал.

Электродвижущая сила (ЭДС) диффузии этих потенциалов в случае контакта простых и не отличающихся по хим. Составу электролитов оценивается уравнением Нернста:

где R — универсальная газовая постоянная; Т — температура, К; F — число Фарадея; n_k, n_a — число катионов и анионов в молекуле электролита; z_k, za_a — валентности; u, v — подвижности катиона и аниона; С1, С2— концентрации растворов 1 и 2; Kд — коэффициент диффузионной э.д. с, мВ.

Последовательность индексов при С определяет знак потенциала в растворе 1 по отношению к потенциалу в растворе 2. В общем случае

соответственно числа переноса катионов и анионов, определяющие доли электричества, переносимые при диффузии катионами и анионами. Для одновалентного электролита

Диффузионно-адсорбционная э. д. с. возникает также между растворами электролита различной концентрации C1 и С2, когда последние не контактируют непосредственно, а разделены пористой перегородкой из диэлектрика, например, образцом породы. Если образец разделяет растворы одного и того же электролита по аналогии с выражениями можно записать следующие выражения для диффузионно-адсорбционной э.д.с. Еда и коэффициент Кда диффузионно-адсорбционной э.д.с:

где Nк, Nа — числа переноса ионов при диффузии их через породу, разделяющую растворы. Для породы с крупными порами, размеры которых гораздо больше толщины ДЭС на поверхности твердой фазы (чистый песчаник или известняк), значения Nк и Na не отличаются от чисел переноса для непосредственного контакта тех же растворов, поэтому Еда=Ед и Кда=Кд.