Удельное электрическое сопротивление горных пород.

Удельное электрическое сопротивление горных пород изменяется в широких пределах от долей Ом·м до сотен тысяч и даже миллионов Ом·м. Эта особенность обеспечивает возможность детального изучения горных пород по их удельным электрическим сопротивлениям.

В практике геофизических методов исследования скважин числовое значение этого параметра относится к 1 м³ породы с поперечным сечением 1 м² и длиной 1 м; единицей измерения удельного электрического сопротивления является Ом· м²/м или Ом^. м.

Горные породы в естественном состоянии обычно содержат водные растворы солей. Вследствие этого удельное электрическое сопротивление пород зависит не только от удельного сопротивления твердых минералов, образующих скелет породы, и химического состава и концентрации водных растворов, заполняющих поровое пространство породы, но и от содержания этих минералов и растворов в единице объема породы и ее температуры. Кроме того, как показывают наблюдения, удельное сопротивление пород зависит от формы и размеров зерен породы и ее структуры.

Удельное сопротивление минералов и вод. Малая электропроводность большинства минералов обусловлена малой диссоциацией кристаллов и отсутствием свободных электронов. Удельное сопротивление минералов составляет тысячи и миллионы Ом·м за исключением самородных металлов, сульфидов, графита, углей и некоторых окислов. В целом удельное электрическое сопротивление большинства исследованных минералов изменяется в очень широких пределах: 10^-6 - 10¹⁷ Ом∙м. Минералы с более высокими или низкими значениями удельного электрического сопротивления встречаются редко.

 

 

Таблица 1.8.1

Удельное электрическое сопротивление природных минералов

 

Минералы	ρ, Ом∙м	Минералы	ρ, Ом∙м
Ангидрит	107...1010	Пирит	10-4...10-1
Галенит	10-5…10-3	Пиролюзит	1...10
Гематит	104...106	Пирротин	10-5…10-4
Железный блеск	10-2..10-1	Полевые шпаты	1011…1012
Графит	10-6..10-4	Сера	1012…1015
Кальцит	107…1012	Сидерит	10...103
Каменная соль	1014...1015	Сильвин	1013..1015
Кварц	1012…1014	Слюды	1014…1015
Лимонит	106...108	Сфалерит	105…107
Магнетит	10-4…10-2	Уголь антрацит	10-4…10-2
Марказит	10-2...102	Уголь каменный	102…106
Мусковит	1011...1012	Халькопирит	10-3…10-1
Нефть	109…1016

 

 

Удельное электрическое сопротивление ρ_в вод, насыщающих горные породы, зависит от химического состава и концентрации солей, растворенных в этих водах. Удельное сопротивление горных пород пропорционально удельному сопротивлению вод, насыщающих породу, величина которого

зависит от количества с_а анионов и с_к, катионов в растворе, их электролитических подвижностей l_a и l_k и коэффициентов электропроводностей f_еа и f_ek. Величины последних зависят от концентрации растворенных солей и их химического состава.

Рис. 1.8.7. Зависимость удельного сопротивления пластовых вод