використовують спеціальні установки, що дозволяють моделювати температуру залягання гірських порід, геостатічеських і пластовий тиск.
Проведення фізичного моделювання в петрофізики пов'язано з великими труднощами:
. Порушення геометричної подоби натурного об'єкта і моделі. Обсяг породи, досліджуваний в лабораторії, не відповідає її об'єму в природних умовах залягання, який вивчається геофізичними методами в свердловинних варіантах і особливо методами польовий (наземної) геофізики.
. Ізольованість моделі. У природних умовах, на відміну від лабораторних, досліджуваний об'єкт займає певне просторове положення серед інших порід з іншими литологическими і петрофізіческімі характеристиками, і перебуває з ними в фізико-хімічному і термодинамічній рівновазі.
. Невідповідність внутрішньої структури порід початкової. При зміні температури і тиску від пластових до поверхневих в зразках гірської породи відбуваються її зміни, пов'язані з додатковою трещиноватостью, всиханням і растрескиванием глинистого матеріалу, зміною порового об'єму породи за рахунок оборотних і необоротних деформацій її скелета і т.д.
Математичне моделювання, часто використовується в петрофізики, дозволяє вивчати явища природи за допомогою математичних моделей, що описують наближено будь-якої їх клас.
Процес математичного моделювання включає 4 етапи:
. Формулювання законів, що зв'язують головні елементи моделі, і запис в математичній формі залежностей між ними;
. Рішення прямої задачі - отримання кількісної інформації;
. Рішення оберненої задачі - визначення характеристик моделі і зіставлення вихідної інформації з результатами експерименту;
. Подальший аналіз моделі і побудова нової, більш досконалої математичної моделі.
За характером відтворюваних сторін об'єкта дослідження розрізняють моделювання його структури (структурні моделі), моделювання функціонування протікають у ньому процесів (функціональні моделі) або ж моделювання спільно структури і фізико-хімічних процесів об'єкта (змішані моделі).
2.1 Фізична модель гірської породи
Для вимірювання питомого електричного опору зразків порід і пластових вод застосовуються установки з дво- і чотириелектродна компенсаційними вимірювальними схемами. Перші характеризуються високою продуктивністю і відносною простотою вимірювання, перевага других - у виключенні перехідних опорів на струмових вимірювальних електродах. Чотириелектродна компенсаційна схема (рис. 1.2) є універсальною і може бути застосована для вимірювання опору повністю та частково водонасичених зразків. Перевагою чотириелектродної схеми є застосування компенсаційного способу вимірювань різниці потенціалів на вимірювальних електродах. Двоелектродна схема не може застосовуватися для вимірювання частково водонасичених зразків через складність обліку контактних опорів на кордоні зразок - електрод.
Існує велика кількість двох- і чотириелектродна установок компенсаційного і некомпенсаціонного типу. З чотириелектродна установок некомпенсаціонного типу найбільш широке поширення набула установка, наведена на рис. 1.3, б).
Методика роботи на чотириелектродної установці полягає в наступному. Зразок породи правильної геометричної форми поміщають у кернодержателя. Включають харчування. З падіння напруги на еталонному опорі встановлюють струм через шунт і зразок в межах 0,1-10 мА. Потім вимірюють падіння вбрану на контактах МN зразка. Знаючи струм, що протікає через зразок, і падіння напруги, розраховують опір ділянки MN зразка.
а) б)
1 - звуковий генератор ГЗ - 33;
- міліамперметр;
- еталонне опір;
- кернодержателя із зразком;
- цифровий вольтметр В7-16 1 - джерело струму;
- перетворювач струму;
- магазин опорів Р - 33;
- кернодержателя із зразком;
- еталонне опір;
- міст постійного струму Р - 37/1;
7 - гальванометр М - 195/3
Рис. 1.2 Схема чотириелектродної установки для вимірювання питомого електричного опору некомпенсаціонним (а) і компенсаційним (б) способом
Питомий електричний опір розраховують за формулою
r=R? s/L
де r - питомий електричний опір; s - площа поперечного перерізу зразка; L - довжина ділянки MN.
Для ефективного використання вимірювальних установок необхідно підбирати оптимальн...