Физическая модель горной породы
Для измерения удельного электрического сопротивления образцов пород и пластовых вод применяются установки с двух- и четырехэлектродными компенсационными измерительными схемами. Первые характеризуются высокой производительностью и относительной простотой измерения, преимущество вторых - в исключении переходных сопротивлений на токовых измерительных электродах. Четырехэлектродная компенсационная схема (рис. 1.2) является универсальной и может быть применена для измерения сопротивления полностью и частично водонасыщенных образцов. Преимуществом четырехэлектродной схемы является применение компенсационного способа измерений разности потенциалов на измерительных электродах. Двухэлектродная схема не может применяться для измерения частично водонасыщенных образцов из-за сложности учета контактных сопротивлений на границе образец - электрод.
Существует большое число двух- и четырехэлектродных установок компенсационного и некомпенсационного типа. Из четырехэлектродных установок некомпенсационного типа наиболее широкое распространение получила установка, приведенная на рис. 1.3, б).
Методика работы на четырехэлектродной установке состоит в следующем. Образец породы правильной геометрической формы помещают в кернодержатель. Включают питание. По падению напряжения на эталонном сопротивлении устанавливают ток через шунт и образец в пределах 0,1-10 мА. Затем измеряют падение наряжения на контактах МN образца. Зная ток, протекающий через образец, и падение напряжения, рассчитывают сопротивление участка MN образца.
а) б)
1 - звуковой генератор ГЗ-33;
2 - миллиамперметр;
3 - эталонное сопротивление;
4 - кернодержатель с образцом;
5 - цифровой вольтметр В7-16
| 1 - источник тока;
2 - преобразователь тока;
3 - магазин сопротивлений Р-33;
4 - кернодержатель с образцом;
5 - эталонное сопротивление;
6 - мост постоянного тока Р-37/1;
7 - гальванометр М-195/3
|
|
Рис. 1.2. Схема четырехэлектродной установки для измерения удельного электрического сопротивления некомпенсационным (а) и компенсационным (б) способом
Удельное электрическое сопротивление рассчитывают по формуле
r=R×s / L,
где r - удельное электрическое сопротивление; s - площадь поперечного сечения образца; L - длина участка MN.
Для эффективного использования измерительных установок необходимо подбирать оптимальные условия измерений, частоту и питающий ток, способы надежного контакта электрода с образцом, материал электродов и т.д. Частота и плотность тока, протекающего через образец, определяются условиями, необходимыми для снижения до минимумов эффектов поляризации, электрического разложения электродов и породы, разогрева образца, электролиза на электродах.
Конструкция кернодержателя при измерении УЭС законсервированных образцов или образцов, отобранных при бурении на безводной основе, должна позволять перфорировать поверхностный слой породы на глубину 1-2 мм. Это требование обусловлено тем, что поверхностный слой образца оказывается пропитанным непроводящей промывочной жидкостью. В конструкциях кернодержателей для этих целей применяют, как правило, игольчатые электроды, позволяющие получить более надежный контакт с проводящей средой.
Подготовка образцов для измерений начинается с отбора представительной коллекции, которая должна включать наиболее типичные образцы изучаемого коллектора, а также вмещающих пород-неколлекторов (покрышек), охватывать весь диапазон пористости пород исследуемого геологического региона. Из образцов, отобранных для исследований, изготавливают цилиндры или кубы (для изучения анизотропии) с тщательно зафксированной длиной и площадью поперечного сечения. В процессе обработки образцов не должно возникать растрескивания, образования раковин и выбоин.
Перед измерением УЭС образцы экстрагируют от остаточной нефти, отмывают от солей и высушивают при 1050С до постоянной массы. Затем насыщают образец под вакуумом раствором заданной минерализации. До момента измерения образцы должны храниться в насыщенном растворе в плотно закрытой емкости для исключения процессов испарения и связанного с этим изменения минерализации раствора. Перед измерением образец извлекается из раствора, обтирается с боковой поверхности влажной фильтровальной бумагой до получения матовой поверхности (для исключения поверхностной проводимости) и помещается в кернодержатель.
Устанавливается необходимый ток (0,1-10 мА) и измеряется падение напряжения на измерительных электродах MN и шунте. Сопротивление образца рассчитывается из соотношения (при постоянном токе через шунт и образец)
Uэт/Rэт = Uобр/Rобр.
По приведенной ранее формуле рассчитывается удельное электрическое сопротивление.
Для дальнейших расчетов и обоснований геофизических параметров Рп и Рн необходимо также в данном эксперименте измерить удельное электрическое сопротивление насыщеющей жидкости. Его измеряют специальным прибором - резистивиметром.
Погрешности измерений связаны с особенностями измерительной ячейки и обычно составляют около 5-7 %.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|