Электропроводность и диэлетрическая проницаемость минералов и пластовых флюидов. Вызванная и естественная электрохимическая активность

курсовая работа

1.3 Вызванная и естественная электрохимическая активность

Вызванная электрохимическая активность -- свойство минералов и горных пород поляризоваться при прохождении электрического тока и создавать в окружающем пространстве электрическое поле. Является следствием физико-химических процессов, возникающих в минералах и горных породах под действием электрического тока. К числу этих процессов относятся: окислительно-восстановительные ( электродные ), электроосмос, поляризация объемная и другие. Характер и интенсивность перечисленных явлений зависят от литологического и минералогического состава пород и химического состояния природных вод. Потенциалы вызванной поляризации возрастают с увеличением плотности тока (по сложным законам) до определенных пределов, зависящих, от электрохимических свойств минералов и убывают со временем. Вызванная электрохимическая активность используется при каротаже (Каротаж методом вызванных потенциалов) и в электроразведке.

Количественно вызванная электрохимическая активность определяется отношением разности потенциалов вызванной поляризации к приложенной:

Ав = ДUВП / ДUПР

Величина вызванной электрохимической активности Ав горных пород зависит от многих факторов, главными из которых являются химико-минералогический состав, удельная поверхность твердой фазы, содержание минералов с электронной проводимостью, минерализация вод, насыщающих поровое пространство. В терригенных и карбонатных породах величина Ав растет с увеличением удельной поверхности и уменьшением проницаемости, с увеличением удельного сопротивления пластовых вод своды . При насыщении минерализованной водой Ав практически исчезает.

На изучении Ав основано исследование скважин методом вызванной поляризации (ВП). Метод вызванной поляризации используется: для выделения углей различного состава и определения их зольности; выделения и изучения полиметаллических вкрапленных руд; выделения и исследования зон сульфидного оруденения, а в некоторых случаях для изучения проницаемости терригенных пород, выделения трещинных зон в карбонатных породах и выделения зон обводнения нефтяных коллекторов пресной водой .В настоящее время метод ВП в нефтяной и газовой геологии в промышленном масштабе не используется.

Под естественной электрохимической активностью понимают способность минералов и горных пород создавать естественные постоянные электрические поля (поля собственной или самопроизвольной поляризации). в результате возникновения в породе различных электрохимических процессов, приуроченных, как правило, к границам пластов и более сложных геологических тел, а также к границе скважина - порода при вскрытии геологического разреза скважиной и изучении его методами ГИС. К этим процессам относятся: диффузия солей на границе растворов электролита различной концентрации, течение жидкости в пористой среде под влиянием перепада давлений, также эти поля могут возникать в силу окислительно-восстановительных реакций, связанных с наличием и движением в породах растворов разной концентрации и химического состава. Соответственно различают диффузионно-адсорбционную, фильтрационную, окислительно-восстановительную электрохимическую активность.

За электрохимическую активность иногда принимают коэффициент пропорциональности между напряженностью естественного электрического поля и основными факторами, которыми оно обусловлено (отношением концентраций подземных вод, давлением и др.). Коэффициент, а измеряют в милливольтах. Он составляет - (10 -- 15) мВ для чистых песков, близок к нулю для скальных пород, возрастает до 20 -- 40 мВ для глин и до сотен милливольт для руд с электронно-проводящими минералами. В целом, а зависит от многих природных факторов (минерального состава, глинистости, пористости, проницаемости, влажности, минерализации подземных вод и других.). Способность пород поляризоваться, т.е. накапливать заряд при пропускании тока, а затем разряжаться после его отключения, оценивают коэффициентом поляризуемости з.

Значение з вычисляют в процентах, как отношение напряжения ДUвп, которое остается в измерительной линии по истечении определенного времени (обычно 0,5 -- 1 с) после размыкания токовой цепи к напряжению ДU в той же линии при пропускании тока:

з = { ДUвп / ДU)*100%

  • Делись добром ;)