- •Петрофизика
- •Введение
- •Глава 1. Методика петрофизических исследований
- •1.2. Методы изучения физических свойств
- •1.3. Характеристика основных геофизических свойств горных пород.
- •1.4. Статистические методы обработки определений физических свойств.
- •1.5. Построение петрофизических карт и разрезов
- •Петрофизические карты
- •Окраска карт
- •Карты физических параметров
- •Специализированные карты
- •Петрофизические разрезы
- •Глава 2 Плотность и пористость минералов и горных пород
- •Плотность минералов
- •2. 3. Плотность магматических пород
- •Плотность метаморфических пород.
- •2.6. Плотность нефтей
- •Определение плотности
- •Глава 3. Упругие свойства минералов и горных пород
- •3.1. Упругие параметры физических тел
- •Скорость упругих волн и упругие модули химических элементов и минералов
- •3.3 Скорости упругих волн в магматических и метаморфических породах.
- •3.4. Скорости упругих волн в осадочных породах.
- •Методы изучения упругих свойств
- •Глава 4 Теплофизические свойства минералов и горных пород
- •4.1 Теплофизические параметры веществ и методы их измерения
- •4.3.Теплофизические параметры горных пород
- •Глава 5. Магнитные свойства минералов и горных пород
- •5.1. Магнитные параметры физических тел
- •5.2 Магнитные свойства химических элементов и минералов.
- •5.3. Магнитные свойства горных пород
- •5.4. Магнитная восприимчивость нефти.
- •5.5. Палеомагнитная характеристика горных пород
- •Глава 6 Электрические свойства минералов и горных пород
- •6.1 Электрические свойства веществ
- •6.2. Удельное электрическое сопротивление элементов и минералов
- •6.3. Основные факторы, оказывающие влияние на удельное сопротивление минералов и горных пород.
- •6.4. Электрические свойства горных пород
- •6.5. Электрические свойства залежи нефти и газа
- •6.6. Методы определения электрических свойств горных пород
- •Глава 7. Ядерно-физические (радиоактивные) свойства минералов и горных пород
- •7.1. Естественная радиоактивность
- •7.2. Радиоактивность минералов и горных пород.
- •7.3. Искусственная радиоактивность, используемая в ядерной геофизике.
- •Глава 8 Петрофизическое моделирование.
- •8.1 Понятие о петрофизической модели
- •8.2. Формирование петрофизической модели
- •8.3. Выделение структурно-вещественных комплексов
- •В.К.Хмелевской, Геофизические методы исследования земной коры. Международный университет природы, общества и человека "Дубна"1997 г.
6.4. Электрические свойства горных пород
Несмотря на зависимость удельного электрического сопротивления от множества факторов и широкий диапазон изменения у разных пород, основные закономерности УЭС установлены достаточно четко.
Изверженные и метаморфические породы характеризуются высокими сопротивлениями (от 500 до 10000 Омм). Среди осадочных пород высокие сопротивления (100 - 1000 Омм) у каменной соли, гипcов, известняков, песчаников и некoторых других. Обломочные осадочные породы, как правило, имеют тем большее сопротивление, чем больше размер зерен, составляющих породу, т.е. зависят прежде всего от глинистости. При переходе от глин к суглинкам, супесям и пескам удельное сопротивление изменяется от долей и первых единиц омметров к первым десяткам и сотням oмметров.
Величина диэлектрической проницаемости меняется от нескольких единиц (у сухих осадочных пород) до 80 (у воды) и зависит, в основном, от процентного содержания воды и от минералогического состава породы. У изверженных пород ε меняется от 5 до 12 единиц, у осадочных - от 2-3 (у сухих) до 16-40 (у полностью насыщенных водой пород).
Как отмечалось выше, магнитная проницаемость громадного большинства пород равна магнитной проницаемости воздуха. Лишь у ферромагнетиков относительная магнитная проницаемость может возрастать до 10 единиц.
Естественная электрохимическая активность горных пород характеризует возникшие в горных породах электрические поля под действием ряда физико-химических процессов. К числу таких процессов относятся: диффузионные, диффузионно-абсорбционные фильтрация пластовых вод в пористой среде, окислительно-восстановительные реакции, происходящие на контакте ионных и электронных проводников.
Диффузионная активность. На границе соприкасающихся водных растворов электролитов с различной концентрацией происходит диффузия ионов в направлении меньших концентраций. Анионы и катионы электролита, обладая различной подвижностью, создают асимметрию в распределении зарядов. В менее концентрированном растворе накапливается избыток зарядов со знаком более подвижного иона. И, наоборот, в более концентрированном растворе создается избыток зарядов со знаком менее подвижного иона. Вследствие этого возникает диффузионное электрическое поле, противодействующее дальнейшему процессу диффузии и разделение зарядов. В результате взаимодействия двух противоположно направленных процессов устанавливается равновесие, при котором перемещение зарядов диффузией компенсируется обратным переносом их электрическим током.
Величина электрохимической активности (коэффициент α) меняется от -(10-15) мВ у чистых песков, близко к нулю у скальных пород, возрастает до +(20-40 мВ) у глин и до сотен милливольт для руд с электронопроводящими минералами (сульфиды, графит, антрацит). В целом α зависит от многих природных факторов (минерального состава, глинистости, пористости, проницаемости, влажности, минерализации подземных вод и др.).
Наибольшей поляризуемостью отличаются руды с электронной проводимостью (сульфиды, сульфосоли, некоторые самородные металлы, отдельные окислы, графит, антрацит). Природа этих потенциалов связана с так называемой концентрационной и электродной поляризацией рудных минералов. Коэффициенты поляризуемости до 2-6% наблюдаются над обводненными рыхлыми осадочными породами, в которых имеются глинистые частицы. Поляризуемость их обусловлена деформациями внешних обкладок двойных электрических слоев, возникающих на контакте твердой и жидкой фазы. Большинство изверженных, метаморфических и осадочных пород, насыщенных минеральной водой, слабо поляризуются (меньше 2%).