1.3. Каротаж вызванной поляризации (вп)

Происхождение ВП

Метод потенциалов вызванной поляризации (ВП) основан на изучении искусственных вторичных стационарных электрических полей. Их происхождение связано с физико-химическими процессами, протекающими в горных породах, в результате пропускания через них электрического тока, на поверхностях раздела твердой и жидкой фаз. Способность горных пород поляризоваться под действием внешнего электрического поля, а после снятия его создавать в окружавшем пространстве вторичное электрическое поле, называется вызванной электрохимической активностью пород. Ее величина определяется безразмерным параметром:

 = U_вп/U, где

U_вп - разность потенциалов ВП;

U - разность потенциалов внешнего поляризующего поля.

После выключения поляризующего тока наблюдается снижение потенциала U_вп во времени пo следующим законам:

1) Дли пород с электронной проводимостью:

U_вп = U_вп0*е^-/n

2) для пород с ионной проводимостью:

U_вп = U_вп0 * ( + С)^-м , где

U_вп0 - разность потенциалов ВП в момент времени  = 0 ( - время, прошедшее после снятия поляризующего поля);

n - константа, характеризующая вещественный состав горных пород;

m - показатель крутизны спада кривой (эмпирическая величина);

С - постоянная, принимаемая равной 1с, (чтобы избежать неопределенности формулы при  = 0).

Практическая реализация каротажа ВП

В отличие от полевого метода ВП, каротаж подразумевает непрерывное измерение при перемещении скважинного прибора. В связи с этим приходится решать такие проблемы:

1) автоматический учет влияния на U_вп изменения удельного электрического сопротивления горных пород;

2) исключение влияния ПС.

Одним из вариантов, решающих эти проблемы может быть схема измерения, представленная ниже на рисунке. Каротаж по этой схеме обычно выполняют стандартным потенциал-зондом.

Непрерывность измерений обеспечивается с помощью пульсатора, состоящего из переключателя тока (а) и синхронно действующей с ним переключателя напряжения (б). Такая схема работает циклически. В течение одного полупериода через электроды А и В пропускается поляризующий ток, и в течение другого осуществляется измерение параметра электрохимической активности пород.

Измерение вызванных потенциалов принципиально возможно производить в двух режимах.

В первом при перемещении скважинного прибора обеспечивают постоянство тока в питающей линии ias с помощью реостата R₂. Регистрируют две диаграммы: U_кс и U_вп и вычисляют кажущуюся поляризуемость

=U_вп/U_кс.

Во втором режиме в процессе измерения с помощью реостата R2 ток в питающей цепи поддерживают таким, чтобы U_кс оставалась постоянной. При этом диаграмма, зарегистрированная регистром U_вп, будет представлять собой диаграмму кажущейся поляризуемости.

При компенсации поляризации между электродами М и N используют реостат R1, Правильность компенсации контролируют по отсутствию тока через миллиамперметр мА.

Для уменьшения влияния на величину U_вп потенциалов ПС ток I_AB выбирают возможно большим.