ОГЛАВЛЕНИЕ 2
1 ВВЕДЕНИЕ 3
2 ТЕОРИЯ 5
2.1 Феноменология вызванной поляризации 5
2.2 Спектральная вызванная поляризация 8
2.3 Модели порового пространства 12
3 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ 14
3. 1 Литология и образец 14
3.2 Подготовка образца и измерения 16
4 РЕЗУЛЬТАТЫ 18
4.1 Опыты при переменной влажности и постоянной солёности 18
4.2 Опыты при переменной солёности и постоянной влажности 19
4.3 Зависимость электропроводности от содержания глинистых минералов 22
5 ОБСУЖДЕНИЕ 24
5.1 Параметр Арчи 24
5.2 Значение поверхностной проводимости у каолинита 24
5.3 Относительное влияние поверхностной проводимости и поляризуемости, l-параметр 25
6 ВЫВОДЫ 28
7 ЛИТЕРАТУРА 29
Глины составляют большую часть всех осадочных пород, слагающих литосферу. Большинство приповерхностных глинистых пород являются достаточно водонасыщенными, а значит, подвержены риску набухания, создавая опасность различного рода катастроф, по типу оползней, распутиц, распространению ядовитых веществ из зоны захоронения ядерных отходов. Поэтому очень важно уметь оценивать внутреннюю структуру и свойства пород (в частности, влагонасыщенность, пористость, солёность флюида) с помощью различных, в том числе, неразрушающих методов, например, реакции на воздействия внешнего электрического поля к породе.
Для изучения свойств глинистых пород для решения инженерных задач в электроразведке обычно используются стандартные методы на постоянном токе, которые могут лишь дать информацию о удельном электрическом сопротивлении (УЭС), разницу в котором интерпретировать по-разному, например, как изменение влагосодержания или солёности флюида, что задаёт некоторую неоднозначность при решении инженерных задач. Поэтому более эффективно использовать методы, которые могут давать дополнительные параметры среды. К таким может быть отнесён метод вызванной поляризации (ВП). Он может позволить определить как УЭС, так и параметр поляризуемости, с помощью которого можно делать выводы о форме порового пространства среды, а также оценить содержание и состав глинистых минералов в породе. В зависимости от этих характеристик будут меняться отношения объёмной проводимости, отвечающей за электропроводность флюида в порах, и поверхностной проводимости, которая появляется при влиянии двойного электрического слоя (ДЭС).
Главная цель данной работы изучить влияние объёмной и поверхностной проводимости на электрические свойства водонасыщенных глин, используя метод спектральной вызванной поляризации (СВП). Для этого необходимо решить ряд задач:
1. Провести опыты методом СВП и выявить зависимость параметров СВП, в частности, комплексное УЭС, от содержания воды и солёности образца;
2. Оценить, возможно ли измерения поверхностной проводимости только на основании опытов с различным содержанием воды, при фиксированной солёности;
3. Определить какая модель порового пространства описывает эмпирические данные;
4. Изучить влияние направления упаковки образца на электрические свойства.
1) Действительная часть электропроводности каолинита показывает явление изопроводимости. Что говорит о равном вкладе проводимости флюида и матрикса. Сувеличениемсодержанияводывпородеповерхностнаяпроводимостьуменьшается. Мнимая часть имеет максимум, который может быть использован для постоянного мониторинга.
2) Метод переменной влажности более быстрый, при этом показывает схожие результаты с более классическим методом переменной солёности.
3) Благодаря параметру lможно оценивать переход структуры порового пространства от капиллярной модели к гранулярной, физические свойства которых различны, что можно использовать для оценки инженерных свойств глинистых пород.
4) Каолинит демонстрирует сильное влияние направление упаковки, вследствие анизотропии, в частности, на параметр Арчи, что может сильно искажать полевые данные.
