Уравнение Нернста и его роль в теории метода ПС

Потенциал sp формируется на контакте бур.р-р – пласт под дейстием след процессов:

1. В пр-ссе диффузии ионов растворенных солей Р_ж перех в пласт и наоборот.

2. За счет адсорбции ионов на пов-ти глинистых частиц флюидоупора и коллектора

3. За счет фильтрац-го процесса, обусловл.проникновением Р_ж в пласт при репрессии и из пласта в скваж.при депрессии

4. Окислит-восстановит пр-ссы, возникающие на контакте с пластами, содержащими соед-ния металлов.

Регистрируется диаграмма разности потенциалов между перемещаемым электродом M и находящимся на поверхности N

1920г, Вольтер Нернст – лауреат Ноб премии, родоначальник физич.химии. 1924г-чл.кор.акад.наукСССР.

Диффузион.потенциалПС:

Е_д=k_д ln С₁/С₂ , где С1>С2(минерализац водн.р-ра)

При контакте электролитов с разной концентрацией – в результате диффузии ионов на границе возникает двойной электрический слой с разностью потенциалов: , R – газовая постоянная, nк, nа –число катионов, анионов, F – число Фарадея, u и v – подвижность катионов и анионов; zk, za – валентность кат,ан. (для NaCl при t = 20˚C K_Д = -11,6мВ). При nк=nа=1 и zк=zа=1 Е_д = - 11,6 lnС1/С2 – величина диф.пот Применяя к скважине, Е_д = - 11,6 ln ρфильт/ρводы

Размер пор в песч.>10мкм, у глины ~10^-3мкм. Диф-адсорбц потенциал:

Е_да=К_да lg ρ_ф/ρ_в при -10мВ≤А_да≤70мВт К_да=К_д+ А_да= -11,6+70=58,4мВ, т.е Е_да=58,4 lg ρ_ф/ρ_в

12. Генетический анализ по данным метода ПС

При измерении потенциалов ПС диффузионно-адсорбционной и фильтрационной активности применяют,как правило, схему, приведенную на рис. 7.2, а. Разность потенциалов, возникающую

между электродами, ΔUПС = UM - UN

где UM и UN — потенциалы электродов М и N соответственно. Так как электрод N неподвижен, его потенциал не изменяется. Поэтому ΔUПС= UM — const, т.е. ΔUПС отличается на постоянную величину от потенциала UM

Рис. 7.3 Диаграммы метода ПС до компенсации постоянной составляющей(а) и после ее компенсации (б).1 — статическая диаграмма;2 — фактическая диаграмма; 3— линия глин

Рис. 7.2. Схема проведения измерений

потенциалов (а) и градиентов потенциала(б)

методом ПС. КП — компенсатор поляризации.

Скомпенсировав постоянную величину, можно существенно детализировать диаграмму ПС (рис.7.3). Для компенсации постоянной величины служит электрический компенсатор КП (см. рис. 7.2, а). При детальном изучении разрезов скважин, а также в случае сильных помех регистрируют

диаграммы градиента ПС (рис. 7.2, б). Следует отметить, что они значительно менее наглядны и более сложны для интерпретации. Для реализации метода, основанного на электродной активности (метод электродных потенциалов—МЭП), служит установка, содержащая касающийся стенки скважины штрих-электрод М и раздвоенный электрод N (рис.7.4). При касании электродом М породы, обладающей большим электродным потенциалом, разность потенциалов ΔUMN

возрастает. На регистрации электродных потенциалов основан также метод гальванических пар (МГП). Установка МГП подобна применяемой в методе МЭП,хотя цинковый штрих-электрод М служит для нанесения тонкого слоя металла на поверхность рудного тела. Разность электродных потенциалов металла электрода и породы обусловливает возникновение гальванического элемента. Чем тверже рудное тело, тем значительнее след истирающегося электрода и, соответственно, больше значение электрического потенциала, а также продолжительнее действие образовавшейся гальванической пары. Например, потенциал, возникающий при взаимодействии цинкового электрода с пиритом,достигает в первый момент сотен милливольт.