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).

Описание прибора «резистивиметр-2010»

Прибор предназначен для измерения электрического сопротивления насыщенных солевыми растворами образцов горных пород и удельного электрического сопротивления растворов в лабораторных условиях и на газокаротажных станциях.

Основные технические характеристики прибора:

- реализуемый метод измерения – четырехэлектродный;

- частота измеряемого тока 1000±0,1 Гц.

Диапазон измерений:

- электрического сопротивления насыщенных образцов – 0,2-10⁵ Ом;

- удельного электрического сопротивления растворов – 0,001-10⁴ Ом·м.

Время измерения ≤10 с.

Погрешность измерения УЭС составляет 0,5%.

Погрешность измерения сопротивления насыщенных образцов – 5%.

Потребляемая мощность – 15 Вт.

Прибор (см. Рис. 1) состоит из следующих компонентов:

1. электронный блок;

2. кювета электролитическая;

3. кернодержатель для стандартных образцов керна;

4. соединительный шнур;

5. штуцер для подключения к источнику сжатого воздуха с давлением 0,25 МПа;

6. измерительные электроды;

7. питающие электроды;

8. пневмопереключатель;

9. регулятор давления;

10. пневмоцилиндр.

Меры безопасности при работе с прибором указаны на рабочем месте.

Рис. 1. Устройство прибора и его внешний вид.

Работа прибора основана на измерении напряжения на исследуемом образце насыщенного керна или на солевом растворе при пропускании через них калиброванного переменного тока частотой 1000 Гц.

Данный прибор может работать без программного обеспечения (ПО). Работа с ПО позволяет более полно использовать возможности прибора. Для передачи результатов измерений в персональный компьютер используется интерфейс связи RS-232 (поставляется отдельно). Программу обработки результатов измерений можно использовать с прилагаемого диска.