2. Удельное электрическое сопротивление горных пород как основное физическое свойство породы, несущее информацию о составе и структуре горных пород.

Удельное электрическое сопротивление горных пород зависит от электропроводности минералов, пористости, водонасыщенности, удельного сопротивления вод, структурных и текстурных особенностей пород и т. д. Поэтому строгой зависимости между пористостью и удельным сопротивлением не существует. Вместе с тем некоторые упрощения позволяют установить такую зависимость с точностью, вполне достаточной для практики. Так, например, можно считать, что различие удельных сопротивлений однотипных пород, полностью насыщенных водой, в основном будет определяться изменениями пористости и удельными со- противлениями вод.

Влияние же других факторов на удельное сопротивление однотипных пород будет приблизительно одинаковым. Чтобы исключить влияние минерализации пластовой поды, содержащейся в породе, при изучении пористости пород по их удельному сопротивлению обычно рассматривается отношение удельного сопротивления водонасыщенной породы ρвп к сопротивлению насыщающей ее воды ρв: РП = ρвп / ρв, где Рп - параметр пористости, или относительное сопротивление.

Так как удельное сопротивление водонасыщенной породы зависит не только от пористости, но и от строения поровых каналов, зависимость относительного сопротивления от пористости в общем виде определяется формулой Рп = а / Кпm, где a - коэффициент, изменяющийся для разных пород; Кп - пористость; m - показатель степени, зависящий от структуры порового пространства и сцементированности породы.

Из уравнений и получаем: ρвп / ρв = а / Кпm. Для решения данного уравнения можно определить удельное электрическое сопротивление насыщенной породы в атмосферных условиях и самой насыщающей жидкости. Для этого используется прибор «ПетроОм». Прибор предназна- чен для измерения электрического сопротивления насыщенных солевыми растворами или пластовыми флюидами образцов горных пород и удельного электрического сопротивления растворов в атмосферных условиях и соответствует требованиям ГОСТ 25494-82 .

3.Влияние глинистости на удельное электрическое сопротивление горной породы.

Атомы химических элементов характеризуются определенной величиной электрического заряда. В свободном состоянии атомы являются электрически нейтральными, поскольку отрицательные заряды электронов скомпенсированы равными по величине положительными зарядами протонов ядра.

Электрический ток возникает под действием внешнего электрического поля или других факторов вследствие движения электронов, внешней электронной оболочки, что обуславливает периодичность величины сопротивления и характера проводимости.

Минералы по удельному сопротивлению можно разбить на три группы:

1. плохие проводники ρ> 10⁸ Ом.м

2. Средние проводники ρ =10²-10⁷Ом.м

3. Хорошие проводники ρ<10 Ом.м

Глинистые минералы (гидрослюды, монтмориллонит, каолинит и др.) обладают ионно-ковалентными связями и выделяются достаточно низкими сопротивлениями (ρ<10⁴ Ом.м).

Глинистые минералы создают "пластичный" скелет, способный адсорбировать связанную воду.

Удельное электрическое сопротивление свободных подземных вод (гравитационных и капиллярных) меняется от долей Ом·м при высокой общей минерализации (M>10 г / л) до 1000 Ом·м при низкой минерализации (M<0.01 г/л)

Удельное электрическое сопротивление горных пород и минералов изменяется в очень широких пределах от 10^-8 до 10¹² Ом·м. Численные значения удельного электрического сопротивления горных пород определяются объемными соотношениями различных фаз, составляющих породу и обладающих различной электропроводностью.

Наиболее часто приходится сталкиваться с влиянием на величину удельного электрического сопротивления следующих факторов:

• водонасыщенность породы (влажность);

• минерализация поровой влаги (степень засоленности);

• пористость, структура порового пространства;

• водопроницаемость;

• литологический состав пород, глинистость;

• температура;

• давление.

Поровая влага является обязательным компонентом горных пород. Она оказывает значительное влияние на величину удельного электрического сопротивления практически всех пород. Понижающее воздействие влаги на электрическое сопротивление пород обусловлено тем, что ее сопротивление на много порядков меньше сопротивления большинства породообразующих минералов. Характер количественной зависимости электрического сопротивления от влажности определяется типом породы, пористостью, проницаемостью .

Удельное электрическое сопротивление рыхлых песчано-глинистых пород плавно уменьшается с ростом влажности.

Литологическое расчленение разреза, учитывая многообразие факторов, влияющих на геофизические параметры, является одной из наиболее сложных задач. В песчано-глинистых разрезах литологический состав определяется в основном степенью глинистости или дисперсности пород.

В случае сильнозасоленных пород выполнить расчленение песчано-глинистого разреза по величине удельного электрического сопротивления практически невозможно. При отсутствии засоления наблюдается хорошая дифференциация разреза по величине удельного сопротивления.

В карбонатных породах основное влияние на величину удельного электрического сопротивления оказывает водонасыщенность и трещиноватость. Наличие в трещинах глинистого материала снижает величину ρ. Наиболее высоким удельным сопротивлением характеризуются доломиты и плотнокристаллические известняки.