Влияние температуры на удельное электрическое сопротивление водонасыщенных образцов песчаника

Abstract

Предметом статьи является исследование изменений удельного электрического сопротивления (УЭС) насыщенных раствором NaCl образцов горных пород (песчаника) при увеличении температуры при постоянном эффективном давлении. Повышение температуры вызывает тепловое расширение породообразующих минералов, приводит к изменениям свойств минералов и насыщающих породу растворов, что влияет на УЭС горных пород. УЭС минералов, составляющих твердый скелет горных пород, уменьшается с повышением температуры по экспоненциальному закону в зависимости от их химического состава и структуры. УЭС растворов с изменением температуры меняется по-разному вследствие различной активности входящих в их состав анионов и катионов. Авторами статьи исследованы изменения УЭС 12 образцов мелкои среднезернистого песчаника при повышении их температуры с 22 до 80 °С дважды при эффективном давлении 2,0 и 37,0 МПа. Для песчаных пород с гранулярным типом пористости можно предположить, что основным фактором, влияющим на их УЭС при изменении температуры, будет изменение УЭС пластовой воды, описываемое уравнением Арпа. Значения УЭС песчаника при температуре 22 °С были приняты за 100 %, их относительные величины рассчитаны при росте температуры до 80 °С и сопоставлены со значениями УЭС, вычисленного по формуле Арпа. Разброс фактических данных для каждого значения температуры (от 30 до 80 °С) не превышал 7 %, несмотря на различия литолого-минералогического состава и пористости исследованных образцов горных пород. Зависимости фактических и рассчитанных по формуле Арпа относительных значений УЭС при увеличении температуры описываются степенными уравнениями с почти совпадающим показателем степени: 0,66 фактический и 0,68 по Арпу. Значения фактического УЭС и рассчитанного по формуле Арпа для температуры 80 °С отличаются не более чем на 5 %. Градиент уменьшения относительных значений УЭС горных пород снижается с 2,42 %/1 °С в интервале 22-30 °С до 0,43 %/1 °С в интервале 70-80 °С. Зависимости параметра пористости от пористости, построенные по фактическим данным и значениям УЭС, рассчитанным по формуле Арпа, практически совпадают. Результаты экспериментальных исследований показали, что при росте температуры основное влияние на УЭС песчаника оказывает изменение УЭС раствора. Влияние роста температуры может быть учтено с помощью расчета УЭС песчаника по формуле Арпа.