Удельное сопротивление осадочных пород, Эл. Параметр пористости и пр.

Чистые (неглинистые) породы. Рассмотрим удельное сопро­тивление ρ_В.П породы, полностью насыщенной водой, с простей­шей геометрией пор, представленных пучком параллельных ци­линдрических капилляров постоянного сечения. В направлении, совпадающем с направлением осей капилляров, удельное со­противление составит:

где ρ_В - удельное сопротивление воды, насыщающей породу; к_П - коэффициент пористости в долях единицы.

Если направление, в котором измеряют удельное сопротивление, и направление капилляров не совпадают,

где Тэл— отношение длины капилляра к кратчайшему расстоянию между соответствующими гранями куба породы.

Аналогично выражение для удельного сопротивления ρ_В.П породы с извилистыми капиллярами, длина которых в Тэл раз больше длины капилляров с прямой осью. Величину Тэл называют электрической извилистостью капилляров в отли­чие от извилистости гидродинамической, рассматриваемой при течении жидкости и газа. Всегда Тэл ≥ 1. Для породы с простей­шей геометрией пор Тэл = 1; с усложнением геометрии пор Тэл растет, при этом ρ_В.П при неизменной пористости возрастает пропорционально Т²эл.

где Рп — электрический параметр пористости, или просто пара­метр пористости, предложенный В. Н. Дахновым, который за­висит от коэффициента пористости и геометрии пор.

Для пород с размером пор больше 0,1 мкм, когда можно пренебречь влиянием ДЭС на поверхности твердой фазы на электропроводность поровых каналов, параметр пористости Рп является константой данной породы:

Р_П = ρ_В.П/ ρ_В

которая не зависит от минерализации Св и удельного сопротив­ления ρ_В воды, насыщающей породу.

Для параметра Р_П пористых сред с различной геометрией: порового пространства получены теоретические выражения .

Однако геометрия порового пространства реальных осадоч­ных пород настолько сложна и разнообразна, что целесообраз­ность применения теоретических выражений для описания ха­рактера связи между Р_П и k_П весьма ограничена. Для практи­ческих целей удобнее выражать связь между Р_П и k_П эмпири­ческими формулами

г де а и m — константы, которые определяют экспериментально для коллекции образцов, представляющей изучаемый геологи­ческий объект.

Величину m называют показателем цементации породы. При a = 1 и m = 1 приходим к формуле «идеальных» капилляров. С усложнением геометрии пор m становится больше 1; отличие m от 1 тем больше, чем сложнее геометрия пор.

Эти зависимости изображают прямыми в двойном логарифмическом масштабе. Наклон прямых растет с усложнением геометрии пор, т. е. с ростом m и Т. Зависимости Pп = f(kп), образуют пучок прямых, проходящих через точку с координатами Р_П = 1, k_П=l.

На практике чаще используют зависимость P_П = f(k_П) при а = 1. При отсутствии влияния глинистости наиболее характер­ными являются следующие значения m:

1. для хорошо отсорти­рованных песков и слабосцементированных песчаников m = 1.3 ÷ 1.4;

2. для терригенных и карбонатных пород с межзерновой по­ристостью хорошо сцементированных m = 1.8 ÷ 2;

3. для пород с каверново-межзерновой пористостью m>2, причем величина m тем больше, чем выше каверновая составляющая величины k_П и чем больше размеры каверн; для плотных сцементированных пород, содержащих трещины, величина m существенно ниже значения m = 1.8 ÷ 2, характерного для таких пород при отсутст­вии трещин, в пределе m→1.

Удельное сопротивление воды, насыщающей породу, нахо­дят, используя эмпирические зависимости полученные ранее, для известных минерализации, химического состава рас­творенных солей и температуры раствора.

Минерализация пластовых вод в разрезах нефтяных и газо­вых месторождений изменяется от 5 до 400 г/л.

Влияние глинистости сильно усложняет картину, сейчас на ней останавливаться не будем.