Фізичні основи електричного каротажу

Електричні методи ГДС поділяються на:

6. І Методи природного електричного поля (ЕП)

6) PS DUPS

7) grad Ups

8) МЕП (метод електродних потенціалів)

9) МГП (метод гальванічних пар)

10) Метод вибіркових електродів

7. Методи питомого електричного опору гірських порід

1) Стандартний каротаж КС (r_п)

2) БКЗ (бокове каротажне зондування)

3) МКЗ (мікро каротажне зондування)

4) Резістівіметрія

8. Методи реєстрації струму

1) Метод ковзаючих контактів (МКК)

2) МОЗ (метод опору заземлення)

3) БК

4) БМК (боковий мікрокаротаж)

9. Індукційний метод (ІМ)

10. Метод викликаної поляризації гірської породи

1 Методи природного електричного поля (ЕП)

1) PS DU_PS головна властивість гірських порід, яка вивчається, це електрохімічна активність, яка залежить від хімічного складу та фізичних властивостей порід. Виникнення природного електричного поля в свердловині обумовлено природними фізико-хімічними процесами, що протікають на межі гірської породи та буровим розчином, а також на межі пластів. Основними процесами при цьому є: 1) дифузія солей з пластових вод в св. та навпаки, а також адсорбція іонів твердої породи; 2) фільтрація води з бурового розчину в породи та пластової води в св.; 3)окислювально-відновлювальні процеси, що відбуваються в породах та на контакті їх з буровим розчином і металами.

2) grad U_ps відрізняється від PS в методиці проведення досліджень.

3) МЕП вимірюється різниця потенціалів, яка виникає на поверхні розділу металу виміруючих електродів та на контакті електрон-провідної породи з промивочною рідиною

4) МГП оснований на вивченні ЕП, яке утворюється за рахунок нанесеного на рудне тіло тонкого шару металу, електродний потенціал якого суттєво відрізняється від електродного потенціалу природного провідника. Шар металу у сукупності з рудним тілом утворює у водному розчині електроліту замкнену гальванічну пару. В цьому електроліті – пара метал грає роль аноду (+), а рудне тіло роль катода (-), тому таке аномальне поле додатне.

5) Метод вибіркових електродів базується на вивченні різниці потенціалів які виникають на поверхні розділу металу вимірюючих електродів та на контакті електрон-провідної породи з промивочною рідиною. Головну роль грає окислювально-відновувальний потенціал.

2 Методи питомого електричного опору гірських порід.

Опір є оберненою величиною до провідності, яка як відомо буває: електронна та іонна. Електронна характерна для руд, сульфідів, для більшості порід така провідність мала. Для порід основного комплексу характерна іонна провідність, яка контролюється мінералізацією гірських порід, кількістю хлориту, від сумарного об’єму пор.

r_п=f(Р_м, П, Р_п, Р_н, l_r, Р_t), де r_п – опір породи, П – додаткова провідність (поверхнева), Р_п – параметр пористості, Р_н – параметр насичення або коефіцієнт збільшення опору, Р_н – температурний параметр. r_п складається з r_вп та r_нп(r_нп), r_вп=f(Р_м, К_п, С_в, К_в, l_r, Т, Р), де r_вп – опір водонасиченої (на 100%) породи, Р_м – мінеральний склад, К_п - пористість, С_в – мінералізація, К_в – водонасиченість, l_r - анізотропія, що залежить від текстури, Т – температура, Р – тиск. Через опори r_вп та r_п знаходяться Р_п=r_вп/r_п та Р_н=r_нп/r_вп.

1) Стандартний каротаж КС (r_п) використовуються стандартні, тобто однакові на всій площі досліджень, зонди. Вони повинні виділяти максимальну кількість геологічних границь і знімати r_{позірне} максимально наближене до r_п

2) БКЗ це вимірювання r_поз серією зондів одного типа але різного розміру.

3) МКЗ оцінюється r_п та визначається r бурового розчину (резістівіметрія).

4) Резістівіметрія Вимірюється питомий r промивочних рідин, що заповнюють св.

3 Методи реєстрації струму В основі цих методів покладено поняття про ефективний опір r_е, який прямо пропорційний дійсному опору r_п.

1) Метод ковзаючих контактів (МКК). В ньому реєструється сила струму в колі, яке залежить від повного опору R.

2) МОЗ (метод опору заземлення) Як і нище перелічені методи цього типу, вивчає повний опір заземлення R_з, який пропорційний ефективному опору середовища r_е.

3) БК

4) БМК (боковий мікрокаротаж)

4 ІМ (індукційний метод)

5 Метод викликаної поляризації гірської породи Оснований на вивченні штучних вторинних опорів ЕП, походження яких пов’язане з фізико-хімічними процесами, що протікають в породах в наслідок дії струму на поверхні розділу твердої та рідкої фаз. Здатність гірської породи поляризуватися під дією зовнішнього ЕП, а після зняття його, створювати в оточуючому середовищі вторинне ЕП назв. Викликаною електричною поляризацією гірських порід А_в=DU_ВП/DU_®¥, де DU_ВП – різниця потенціалів викликаної поляризації, DU_®¥ - зовнішнього поля.