Чисті (негліністих) породи. Розглянемо питомий опору-тивление # 961; В.П породи, повністю насиченою водою, з простей-шей геометрією пор, представлених пучком паралельних ци-ліндріческіх капілярів постійного перетину. У напрямку, що збігається з напрямком осей капілярів, питомий со-опір складе:
де # 961; В - питомий опір води, що насичує породу; КП - коефіцієнт пористості в частках одиниці.
Якщо напрямок, в якому вимірюють питомий опір, і напрямок капілярів не збігаються,
де Тел- відношення довжини капіляра до найкоротшій відстані між відповідними гранями куба породи.
Аналогічно вираз для питомого опору # 961; В.П породи зі звивистими капілярами, довжина яких в ТЕЛ разів більше довжини капілярів з прямою віссю. Величину ТЕЛ називають електричної звивистістю капілярів в отли-чие від звивистості гідродинамічної, що розглядається при перебігу рідини і газу. Завжди ТЕЛ ≥ 1. Для породи з простей-шей геометрією пор ТЕЛ = 1; з ускладненням геометрії пір ТЕЛ зростає, при цьому # 961; В.П при незмінній пористості зростає пропорційно Т 2 ел.
де Рп - електричний параметр пористості, або просто параметр пористості, запропонований В. Н. Дахнова, який за-висить від коефіцієнта пористості і геометрії пор.
Для порід з розміром пір більше 0,1 мкм, коли можна знехтувати впливом ДЕС на поверхні твердої фази на електропровідність порових каналів, параметр пористості Рп є константою даної породи:
яка не залежить від мінералізації Св і питомої опору-лення # 961; В води, що насичує породу.
Для параметра РП пористих середовищ з різною геометрією: порового простору отримані теоретичні вирази.
Однак геометрія порового простору реальних осадоч-них порід настільки складна і різноманітна, що доцільність-ність застосування теоретичних виразів для опису ха-рактер зв'язку між РП і kП вельми обмежена. Для практи-чних цілей зручніше висловлювати зв'язок між РП і kП емпіреї-ними формулами
де а і m - константи, які визначають експериментально для колекції зразків, що представляє досліджуваний геологи-ний об'єкт.
Величину m називають показником цементації породи. При a = 1 і m = 1 приходимо до формули «ідеальних» капілярів. З ускладненням геометрії пір m стає більше 1; відміну m від 1 тим більше, чим складніше геометрія пір.
Ці залежності зображують прямими в подвійному логарифмічному масштабі. Нахил прямих зростає з ускладненням геометрії пір, т. Е. З ростом m і Т. Залежності Рп = f (kп), утворюють пучок прямих, що проходять через точку з координатами РП = 1, kП = l.
На практиці частіше використовують залежність PП = f (kП) при а = 1. При відсутності впливу глинястості найбільш характер-ними є наступні значення m:
- для добре отсорті-рова пісків і слабосцементірованних пісковиків m = 1.3 ÷ 1.4;
- для теригенних і карбонатних порід з межзерновой по-рістостью добре зцементованих m = 1.8 ÷ 2;
- для порід з каверново-межзерновой пористістю m> 2, причому величина m тим більше, чим вище каверновая складова величини kП і чим більше розміри каверн; для щільних зцементованих порід, що містять тріщини, величина m істотно нижче значення m = 1.8 ÷ 2, характерного для таких порід при отсутст-вії тріщин, в межі m → 1.
Питомий опір води, що насичує породу, знахо-дять, використовуючи емпіричні залежності отримані раніше, для відомих мінералізації, хімічного складу рас-творіння солей і температури розчину.
Мінералізація пластових вод в розрізах нафтових і газо-вих родовищ змінюється від 5 до 400 г / л.
Вплив глинястості сильно ускладнює картину, зараз на ній зупинятися не будемо.
Питомий опір # 961; Н.П породи з частковим водонасиченню обсягу пір визначається виразом
де РН - параметр насичення, запропонований В. Н. Дахнова, що показує, у скільки разів зростає величина # 961; Н.П чистячі-но водонасиченому породи в порівнянні з її питомою опору-опором # 961; В.П при повному насиченні водою обсягу пір.
Величина РН залежить від об'ємної вологості # 969; або коефі-цієнт водонасичення кВ. а також від геометрії обсягу, зани-травнем в порах залишкової водою. Для ідеального грунту, в якому залишкова вода утворює циліндричний кільце по-постійної по довжині капіляра товщини, тоді як центральну частину капіляра займає нафту або газ.
При ускладненні геометрії токопроводящего простору за рахунок появи звивистості капілярів, шорсткості по-поверхні твердої фази, уривчастості шару плівковою води і т. Д. Величина РН описується виразом
де ТЕЛ - електрична звивистість струмопровідних шляхів в даному об'єкті.
Як і для параметра Рп були отримані теоретичні ви-ражения параметра Рн, справедливі для конкретних простих моделей пористого середовища з частковим водонасиченню. Однак практичної цінності ці вирази не представля-ють, оскільки реальні моделі нафтогазонасиченості колектив-торів значно складніше використаних при теоретичних розрахунках. Тому зв'язок між параметрами РН і kB виражені-ють емпіричними формулами
де а і n константи, що характеризують певний клас про-дуктівного колектора.
Розглянемо найбільш характерні види зв'язків і їх особ-ності, встановлені різними дослідниками для реаль-них колекторів нафти і газу на великому експери-ном матеріалі.
- Для міжзернових гідрофільних колекторів, теригенних і карбонатних, в значному діапазоні зміни kB за-лежно PH = f (kB) характеризуються зазначеними рівняннями. Зна-чення 1,3
- В колекторах зі складною геометрією пор залежно PН = f (kB) істотно відмінні від залежностей для межзерно-вих колекторів. Так, для кавернозной породи 1
- У гідрофобних колекторах з межзерновой пористістю, а також змішаного типу (міжзернові пори, каверни, тре Київщини) n> 2, причому відмінність n від 2 тим більше, чим вище сте-пень гідрофобізації колектора. Це пояснюється різким збіль-личением звивистості струмових ліній завдяки преривістос-ти плівки води на поверхні пір, викликаної гідрофобізацією.
- В колекторах зі складною геометрією пор залежно PН = f (kB) істотно відмінні від залежностей для межзерно-вих колекторів. Так, для кавернозной породи 1
Питомий опір повністю водонасиченому породи при пластових умовах # 961; п (р, Pпл. Т) - гірському тиску р, пластовому тиску рпл. пластової температурі Т - відрізняє-ся від питомої опору тієї ж породи при атмосфер-них умовах рп (0). При насиченні породи водою з мінерал-зацией, що відповідає діапазону мінералізації пластових вод більшості нафтових і газових родовищ Св = 20 - 200 г / л, величина рп при пластових умовах вище, ніж при атмосферних. Для оцінки величини рп (р, рпл. Т) при відомого-них значеннях рп (0), р, рпл. Т користуються рівнянням
У правій частині рівняння - три множника, які характеризують наступне:
зміна # 961; П з ростом РЕФ при рпл = const, Т = const;
зміна # 961; П з ростом рпл при p = const, Т = const;
зміна # 961; П з ростом Т при р = const, рпл = const.
Є методи, що дозволяють визначати тільки питомий електро-тричних опір порід і способи спільного визначенні-ня їх опору і діелектричної проникності.
- Метод вольтметра і амперметра. Його використовують в лабораторних умовах для визначення питомої опору породи за зразками правильної геометричної форми. При цьому вимірюються: сила струму, що проходить за зразком, падіння напруги на зразку, геометричні розміри зразка (площа поперечного перерізу S і довжина L). За цими даними обчислюється питомий опір:
- Електролітичним методом з використанням двох рідин. Метод застосуємо для визначення питомої опору породи за зразком довільної форми. В цьому випадку вимірюється падіння напруги між точками MN в кожній ванні, коли в них немає зразка (# 916; V01 і # 916; V02) і з зразком (# 916; V1 і # 916; V2). Питомий опір зразків розраховується за формулою
тут # 961; 01 і # 961; 02 - питомі опору рідин, в качес-тве яких доцільно використовувати воду (# 961; = 10 - 30 Ом · м) і гліцерин (р≈10 4 Ом · м).
- Метод резістівіметра. Його застосовують для визначення питомої опору природних розчинів. Прилад пред-ставлять собою посудину будь-якої форми з матеріалу, що не проводить електричний струм. У стінку судини вмонтовані чотири елект-роду. Досліджувану рідину наливають у посудину, потім проводять вимірювання сили струму, що пропускається через два електроди, і на-напруги між іншою парою електродів. Питомий опираючись-ня рідини розраховують за формулою
Коефіцієнт К знаходять шляхом градуювання резістівіметра за допомогою рідини, питомий опір якої відомо. Найчастіше це водний розчин кухонної солі, питомий елект-річеская опір якої визначається за концентрацією солі.
Визначення питомого опору за даними каротени-жа свердловин. На діаграмі КС (удаваного опору), де попередньо намічається розташування пластів, вироб-диться осреднение значень уявного опору в преде-лах кожного цікавить пласта. Для пластів, потужність кото-яких значно перевершує довжину зонда, а довжина зонда, в свою чергу, багато більше діаметра свердловини плюс потужності зони проникнення бурового розчину в пласт, певне середнє значення уявного опору можна прийняти за справжнє питомий опір породи пласта. У всіх інших випадках для визначення питомої опору порід необхідно распо-лага даними бокового каротажного зондування, по резуль-татам якого за допомогою палеток або ЕОМ знаходиться справжнє питомий опір породи.
Тут L - товщина зразка (відстань між пластинами); S- площа пластини.
Як індикатор балансу моста при звукових частотах використовується ламповий вольтметр або осцилограф, при високих частотах - радіокомпаратор. В області частот 10 5 - 10 8 Гц для визначення # 961; і # 949; застосовують резонансний метод, елементами ко-торого є еталонна котушка і випробуваний конденсатор; на більш високих частотах використовують коаксіальну лінію, віл-новод або об'ємний резонатор, в яких визначають зміни стоячій хвилі при заміні в них повітря випробуваної породою.