Растворов солей и горных пород

Удельное электрическое сопротивление водных

Свойство горных пород проводить электрический ток характеризуется их удельной электропроводностью или величиной, обратной ей, удельным электрическим сопротивлением

, (2.1)

где - полное электрическое сопротивление образца породы (в Ом);

и - площадь поперечного сечения (в м²) и длина (в м) образца.

Из формулы (2.1) следует, что величина измеряется в омметрах. Удельное электрическое сопротивление (УЭС) в 1 Омм равно полному сопротивлению в Ом 1 м³ породы с основанием 1 м² и высотой 1м, измеренному перпендикулярно к плоскости куба. Удельное сопротивление горной породы определяется удельным сопротивлением твердой фазы, жидкостей и газов, насыщающих поровое пространство, их объемным соотношением, характером распределения в породе и температурой.

Электропроводность горных пород, наиболее часто встречающихся в природе, не зависит от их минерального состава, поскольку УЭС основных породообразующих минералов (кварц, полевые шпаты, кальцит, ангидрит, галит и др.) соответствует первоклассным изоляторам. Исключение составляют сульфиды и угли, их УЭС меняется от 10^-3 до 10 Омм.

Пластовые поровые воды представляют собой растворы солей (электролиты) и относятся к классу ионных проводников. Их удельное сопротивление зависит от химического состава растворенных солей, концентрации и температуры. С увеличением общей концентрации солей удельное сопротивление растворов уменьшается. При этом электропроводность раствора приблизительно равна сумме электропроводностей, обусловленных каждой из солей в отдельности. Зависимость удельного сопротивления растворов от химического состава растворенных солей и концентрации ионов выражается формулой

, (2.2)

где С_ai, C_ki - концентрации (в молях) i-го аниона и i-го катиона в растворе; J_i, u_i - электролитические подвижности анионов и катионов при бесконечном разбавлении (в Ом*cм /моль); f_ai, f_ki - коэффициенты электропроводности анионов и катионов (анионы - отрицательно заряженные частицы, катионы - положительно заряженные частицы). Зависимость сопротивления раствора от температуры выражается соотношением , где r_t, r₂₀ - удельное сопротивление раствора при t = 20^o, - температурный коэффициент, равный приближенно 0,023^o С.

Горные породы 10 10 10 10 10 10 10 10 10 Омм

Ангидриты, каменная соль

Изверженные, метаморфические

Доломиты, известняки плотные

Глинистые сланцы

Песчаники плотные

Песчаники рыхлые

Пески

Глины

Антрациты

Сульфидные руды

Рис.2.2. Удельные электрические сопротивления некоторых горных пород

В пластовых водах обычно преобладает содержание хлористого натрия, которое достигает 70-95 %. Если содержание других солей не превышает 10%, то для практических целей удельное сопротивление пластовой воды оценивается по общей концентрации, приравненной к концентрации NaCl. Если же содержание других солей превышает 10 %, то определение удельного сопротивления воды необходимо проводить с учетом солевого состава.

Для практических расчетов используется график, позволяющий по результатам химических анализов пластовых вод находить суммарную концентрацию раствора, эквивалентную концентрации NaCl. Рассчитав эквивалентное содержание NaCl, с помощью множителей (коэффициентов перехода) по зависимости при заданной температуре определяется искомая величина .

Ион	Cl^-	S^-O4^-	C^-O3^-	HCO3^-	Na^+K^++	Ca^++	Mg^++
Коэф. перехода		0.5	1.25	0.3

Дата добавления: 2014-11-06