Geofizica- Cap 5

7/29/2019 Geofizica- Cap 5

1/25

5

DETERMINAREA REZISTIVITII ROCILORFUNDAMENTARE FIZICO MATEMATIC

Rezistivitatea electric a unui mediu poate fi determinat prinmsurarea potenialului unui cmp electric creat de un curent continuu saualternativ de joas frecven n mediul respectiv (n cazul particular, nsond). Astfel, studiul distribuiei cmpului electric n diverse medii esteproblema de baz n teoria carotajului de rezistivitate.

Cmpul electric poate fi descris cu ajutorul vectorului intensitate acmpului electric E

r

, definit prin relaia:

00

0

lim

q

FE

q

r

r

= (5.1)

unde Feste fora electric care acioneaz asupra unei mici sarcini de prob00 >q , aflat n cmpul electric al unei sarcini generatoare.

Principial, pentru determinarea rezistivitii rocilor traversate desonde se utilizeaz un dispozitiv quadripol AMNB. Curentul electric deintensitate I alimenteaz electrozii A i B (electrozi de alimentare), dnatere unui cmp electric i ntre electrozii de msur M i N apare odiferen de potenial V .

Diferena de potenial creat este proporional cu intensitateacurentului I i cu rezistivitatea a rocii n care este plasat dispozitivul.Msurnd V i I, exist posibilitatea principial a determinriirezistivitii rocilor.

Relaiile ntre rezistivitatea mediului , intensitatea curentului dealimentareI, diferena de potenial V i cmpul electricEsunt de forma:

I

EE

KI

VK

I

VV

K === ;; (5.2)


2/25

DETERMINAREA REZISTIVITII ROCILORFUNDAMENTAREA FIZICO - MATEMATIC

84

n care:E

KKV

K ,, sunt factori care depind de configuraia geometric a

dispozitivului.Deoarece rezistivitatea msurat este proporional cu potenialul,

cu diferena potenialelor, respectiv cu intensitatea cmpului electric, createde sursele de curent din sond, studiul distribuiei cmpului electric ndiverse medii este problema de baz n teoria carotajului de rezistivitate.

Cmpul electric al unei surse de curent n orice punct al unui mediustudiat, n absena, n interiorul i pe suprafaa lui a sarcinilor electrice, sedetermin din urmtorul sistem de ecuaii:

===

=

,0div;

grad

J

JEEJVE

r

rrrr

r

(5.3)

unde Jeste densitatea de curent i

1= este conductivitatea mediului.

n sistemul (5.3) prima ecuaie stabilete legtura reciproc dintrepotenialul Vi intensitatea cmpului electricE, a doua reprezint expresialegii lui Ohm, iar a treia determin continuitatea liniilor de curent care trecprin volumul elementar cercetat i exprim prima lege a lui Kirchoff.

Dac mediul este omogen i izotrop ( =

=1 const.), a treia ecuaie a

sistemului (5.3) se transform n ecuaia Laplace:

( ) 01grad1gradgrad1div1divdiv 2 =

=

=

= VVVEJrr

(5.4)

n sistemul rectangular de coordonate, ecuaia (5.4) are forma:

02

2

2

2

2

2=

+

+

z

V

y

V

x

V (5.5)

n care: x, y, z sunt coordonatele unui punct de msurM n care sedetermin potenialul V. Funcia potenial V, care se deduce din ecuaia(5.5) trebuie s satisfac urmtoarele condiii la limit:

1)n apropierea sursei de curent A plasat n originea coordonate-lor, Vtinde la infinit, adic pentru:


3/25


85

022 ++= zyxR (5.6)

potenialul este:

R

IVR 40

ca 1/R. (5.7)

2) n puncte infinit deprtate, R , potenialul trebuie s tindspre zero;

3) n puncte infinit apropiate situate pe o suprafa S caredelimiteaz un domeniu V1 de rezistivitate 1 de mediul nconjurtor V2 de

rezistivitate 2 , trebuie satisfcut condiia de continuitate a potenialului,adic:

(V1)S = (V2)S (5.8)

4) pe aceeai suprafa trebuie satisfcut continuitatea componen-telor normale ale densitii de curent:

Sn

V

Sn

V

=

2

2

1

1

11 , (5.9)

unde: n este normala la suprafaa de separaie.Distribuia cmpului electric al unei surse punctuale de curent este

studiat pentru urmtoarele cazuri:- mediu omogen i izotrop;- mediu omogen anizotrop;- mediu alctuit din strate cu limite plan-paralele cu diferite grosimi

i rezistiviti;- medii cilindrice infinit lungi, coaxiale, n cazul siturii sursei de

curent pe axa lor.Cele patru cazuri tratate mai sus dei se ntlnesc n condiii reale,reprezint totui cazuri particulare. n cazul cel mai general n sonde sentlnesc strate de diferite grosimi i rezistivitii, omogene izotrope sauanizotrope, cu limite plane i cilindrice de separaie. Colectoarele prezintzone de invazie cu diametre diferite ceea ce complic modelul real.

Problema direct a teoriei carotajului de rezistivitate aparentpentru acest caz general cu luarea n considerare a influenei noroiului deforaj i a rocilor adiacente este deosebit de complicat i constituie opreocupare actual a cercettorilor din acest domeniu.


4/25


86

5. 1. Determinarea rezistivitii n mediu omogen i izotropn condiii naturale, un astfel de mediu se ntlnete la cercetarea

depozitelor groase traversate de sond, cu o rezistivitate egal curezistivitatea fluidului de foraj.

Presupunem c ntr-un mediu omogen izotrop i infinit, derezistivitate , este situat o surs de curent de intensitate I, ntr-un punct

A (electrod). Al doilea pol al acestei surse B se afl la infinit sau la oasemenea distan nct cmpul acestui electrod s poat fi neglijat. Practic,

electrodul B se plaseaz la suprafaa pmntului (fig. 5.1) i poate ficonsiderat, teoretic, plasat la infinit.

Fig. 5.1. Distribuia liniilor de curenti a suprafeelor

echipoteniale ntr-un mediu omogen i izotrop,

cu o surs de curent punctiform [31].

Deoarece mediul este omogen, condiiile de curgere ale curentuluide la electrodulA sunt aceleai n orice direcie i, prin urmare, la distana

R de surs, densitatea de curent este:

24 R

IJ

= (5.10)


5/25


87

Pentru calculul potenialului electric ntr-un punct dat, se pleac dela legea lui Ohm scris sub forma:JE = (5.11)

Intensitatea cmpului electric este egal cu:

RV

VEddgrad == (5.12)

Relaiile (5.11) i (5.12) exprim aceiai mrime, intensitateacmpului electric i pot fi egalate. Dac se are n vedere relaia (5.10),rezult:

2d

4d

R

RIV

= (5.13)

Prin integrarea ecuaia (5.13), se obine potenialul n punctul demsurM, situat la distanaR = AMde sursa de curent:

AMM R

IRR

IV

M

1

44d2

=

=

(5.14)

n mod analog, n alt punct de msur, de exempluN, potenialul vafi:

ANN R

IV

14

= (5.15)

Relaiile (5.14) i (5.15) dau posibilitatea determinrii diferenei de

potenial V ntre cele dou puncteMiNale mediului considerat:

==

ANAMNM RR

IVVV

114

(5.16)

Comparnd relaiile (5.12) i (5.13) rezult formula care determinintensitatea cmpului electricEn mediu omogen i izotrop:

21

4 R

IE

= (5.17)


6/25


88

Dac se cunosc valorile VM, VN, V ,I,Ei de asemenea distanele

RAM, RAN, R, formulele (5.14) (5.17) permit determinarea rezistivitiimediului omogen studiat, i anume:

I

VR

I

VR NAN

MAM == 4;4 (5.18)

I

V

RR

RR

AMAN

ANAM 4

= (5.19)

Dac electrozii M i N sunt foarte apropiai atunci, RRRANAM

, V

devine dViRAM - RAN dRi relaia (5.19), poate fi scris sub forma:

I

ER

R

V

I

R 22

4d

d4=

= (5.20)

Considernd c electrozii dispozitivului A, Mi Nsunt coliniari isituai pe axa sondei, valoarea potenialului n punctele situate la distanele

AML = sau ANL = va fi:

L

IV

= 4 (5.21)

Diferena de potenial V i intensitatea cmpului electric ntr-unpunct O situat la jumtatea distanei ntre electrozii apropiaiMiNla dis-tana AO de electrodul de curent vor fi, respectiv, egale cu:

ANAM

I

ANAM

IV

MN

=

=

4

114

(5.22)

22 44 L

I

AO

IE

=

= (5.23)

unde, n acest caz, AOL = Rezistivitatea aparent care rezult din ultimele trei relaii va fi dat

de formula:

I

VL

I

VAM == 44 (5.24)


7/25


89

I

V

MN

ANAM 4

= (5.25)

i conform ecuaiei (5.20), rezistivitatea va fi:

I

EL

I

EAO 22 44 == (5.26)

Dac notm cu:

LAMKV == 44 , (5.27)

MNK ANAM = 4 , (5.28)

22 44 LAOKE == (5.29)

constantele dispozitivelor, ce depind, dup cum rezult, numai de distaneledintre electrodul de alimentare A i electrozii de msurM i N, cu ele,expresiile (5.24) (5.26) se transcriu:

I

VKV= , (5.30)

I

VK

= , (5.31)

I

EKE= . (5.32)

n felul acesta, relaiile (5.2) au fost demonstrate.n cele de mai sus s-a considerat c n mediul omogen i izotrop se

afl numai un electrod de alimentare A. Presupunnd acum c n acelai

mediu se afl doi electrozi de alimentare A i B, i un electrod de msurM (fig. 5.2), potenialul cmpului electric produs de curentul de intensitateIintrodus prin electrozii A i B va fi:

( )AM

IV

AM

1

4

+= , (5.33)

( )BM

IV BM

14

= (5.34)

Conform principiului suprapunerii strilor electrice:


8/25


90

( )

=

BMAM

IV ABM

11

4

. (5.35)

Din relaia (5.35) rezult:

I

VK

I

V

AB

BMAM 4 == (5.36)

n care:

ABK

BMAM = 4 (5.37)

Dup cum se vede, relaia (5.36) este aceeai cu relaia (5.31).Relaiile:

22 4,

4,

4 R

IJ

R

IE

R

IV

=

=

= , (5.38)

determin caracterul distribuiei cmpului electric creat de sursa punctualde curent n mediul omogen i izotrop.

Dac se rezolv ecuaiaR

IV

=

4

n raport cuR i punnd V=const.,

se obine ecuaia care determin forma suprafeelor echipoteniale:

V

IR

=

4= const., (5.39)

n sistemul rectangular de coordonate cu originea n punctul A,

V

Izyx

=++4

222 = const., (5.40)

sau

222 zyx ++ = const. (5.41)

Din ecuaia (5.41) rezult c suprafeele echipoteniale pentru o sur-s punctual situat n mediu omogen i izotrop sunt sfere cu centrul gene-ral n punctul sursA. Liniile de cmp E i liniile de curent J formeazfamilia dreptelor radiale care pornesc din punctul A i sunt normale peliniile echipoteniale (fig. 5.1).


9/25


91

Fig. 5.2. Distribuia liniilor de curenti a suprafeelorechipoteniale, cu dou surse de curent [5].

n figura 5.2 este prezentat forma liniilor de curent i a supra-feelor echipoteniale ntr-un mediu omogen i izotrop, cu dou surse decurent punctiforme. n apropierea surselor, suprafeele echipoteniale suntsferice, pe msur ce ne deprtm de surse ele devin elipsoidale iar liniilede curent sunt perpendiculare pe suprafeele echipoteniale pornesc din ele-ctrodul A i se nchid pe electrodul B.

Rezistivitatea aparent. Rocile traversate de sonde de obicei nusunt nici omogene i nici izotrope, iar rezistivitatea lor se schimb att ndirecie vertical ct i n cea orizontal. n particular, variaia orizontal arezistivitii stratelor se observ la invadarea acestora cu filtrat de noroi derezistivitate diferit de rezistivitatea fluidului din strat. Astfel, n mediineomogene, nu se determin rezistivitatea real, ci o rezistivitate ce apar-ine unui mediu fictiv omogen i izotrop. Aceast rezistivitate msurat cuun anumit dispozitiv, de aceeai valoare cu rezistivitatea mediului neo-mogen se numete rezistivitate aparenti se noteaz cu A .


10/25


92

Cu ct este mai mare neomogenitatea mediului, cu att diferena

ntre rezistivitatea real i rezistivitatea aparent este mai mare. Rezisti-vitatea aparent se determin cu relaii analoage celor stabilite mai sus.

5. 2. Dispozitivele de rezistivitate

5.2.1. Dispozitivele reale de rezistivitate

Dispozitivele reale de rezistivitate utilizate n carotajul de rezis-tivitate sunt n general dispozitive cuadripolare, cu doi electrozi de curent

A i B i doi electrozi de msur M i N, distana dintre acetia din urmfiind finit (fig.5.3).

Din relaia (5.30) rezult c rezistivitatea este direct proporionalcu potenialul electrodului de msuri definete dispozitivele poteniale:

I

VL= 4

Relaia (5.31) transcris sub forma :

I

r

V

L dd

24= (5.42)

definete al doilea tip de dispozitive n care rezistivitatea este directproporional cu gradientul potenialului, dispozitivele gradiente.

Prin urmare dispozitivele se clasific n dispozitive poteniale idispozitive gradiente. Dup natura electrozilor introdui n sond ele seclasific n dispozitive cu alimentare simpl sau monopolare, atunci cnd nsond se introduc doi electrozi de msur i un electrod de curent idispozitive cu alimentare dubl sau bipolare atunci cnd n sond seintroduc doi electrozi de curent i un electrod de msur.

Dispozitive monopolare

a). Dispozitivul gradient monopolar

Un dispozitiv gradient monopolar const dintr-un electrod de curentA i doi electrozi de msur M i N, distanele dintre acetia fiind


11/25


93

AMMN


12/25


94

MNANAMK = 4 (5.45)

reprezintconstanta de diapozitivi depinde exclusiv de distanele dintreelectrozi.

Din partea a II-a a ecuaiei (5.20) rezult

I

ELg

024 = , (5.46)

unde AOLg = este distana dintre electrodul A i punctul median O dintreelectrozii M i N i se numete lungimea dispozitivului gradient; E0 intensitatea cmpului electric n punctul median O, aflat ntre electrozii Mi N, numit "punct de msur al dispozitivului gradient, fiind punctul lacare se raporteaz valoarea rezistivitii msurate.

Acest tip de dispozitiv care conine un electrod de curent A i doielectrozi de msur M i N n relativ apropiere fa de A, dispui n sond,cel de al doilea electrod de curent fiind la distan teoretic infinit, deobicei la suprafa, se numete dispozitiv direct.

b) Dispozitivul potenial monopolar

Dispozitivele poteniale utilizate n practic sunt de asemeneacuadripolare, un dispozitiv potenial monopolar este alctuit dintr-un elec-trod de curent A i doi electrozi de msur M i N, distana dintre acetia

fiind AMMN >> . De obicei se consider condiia MNAM10

1 cu alte

cuvinte, distana dintre electrozii "nepereche" este mult mai mic dect dis-tana dintre electrozii "pereche". Cel de al doilea electrod de curent B estede asemenea la o distan teoretic infinit, de obicei la suprafaa solului.

Din relaia rezistivitii aparente pentru dispozitivul potenial ideal(5.30) se poate gsi o relaie identic cu cea a dispozitivului gradient(ecuaia 5.43) constanta de diapozitiv fiind aceeai ca n (5.45), astfel nctforma general a rezistivitii poate fi scris tot ca n ecuaia (5.44).

ntruct la dispozitivul potenial AMMN >> , rezultc MNAN , iar lungimea de dispozitiv AMLP = ,valoarea nregistrat


13/25


95

este determinat de potenialul electrodului M ( VM>>VN ). Punctul de

nregistrare este punctul O situat la jumtatea distaneiAM.

Dispozitive bipolare

Aceleai rezultate privind determinarea rezistivitii pot fi obinutedac se consider un aranjament din doi electrozi de curent A, B i unelectrod de msur M, relativ apropiat de perechea de electrozi de curent,cel de al doilea electrod de msur N fiind mult mai deprtat, teoretic lainfinit, n practic fiind dispus la suprafa. Acest tip de dispozitiv poartdenumirea de dispozitiv bipolar, cmpul creat de acesta fiind reprezentat nfigura 5.4.

Fig.5.4. Cmpul electric al dispozitivului bipolar [5]

Astfel, liniile de densitate de curent J ies din electrodul A i senchid sub forma unor arce de curb n electrodul B, cu excepia liniei decurent direct care reprezint segmentul de dreapt AB.

Suprafeele echipoteniale V = const. sunt sferice n imediataapropiere a electrozilor de curent A i B, deformndu-se pe msur ce sedeprteaz de acetia. Suprafaa echipotenial de la jumtatea distaneiABeste un plan.


14/25


96

a) Principiul reciprocitii

Fie dou dispozitive de rezistivitate cuadripolare, unul direct si unulreciproc, cel reciproc fiind obinut prin inversarea rolului electrozilor dis-pozitivului direct, respectiv: MA , NB , AM i BN . Laaceeai distana dintre electrozi i la aceeai intensitate de curent I, dife-rena de potenial dintre electrozii M i N i rezistivitatea determinat nmediul omogen sunt aceleai (fig.5.5).

B

AM

N

-I

+I

a.

A

+I

B

-I

N

M

b.

Fig.5.5. Principiul reciprocitii

dispozitivelor de rezistivitate[5]:a - dispozitiv cuadripolar monopolar,b - dispozitiv cuadripolar bipolar.

Astfel, dac se consider dispozitivul cuadripolar direct figura 5.5a,curentul de intensitate I, care iese din electrodul A, este consideratconvenional pozitiv, iar curentul care se ntoarce la electrodul B esteconsiderat negativ. Conform principiului superpoziiei strilor electrice,potenialul ntr-un punct de msur este egal cu suma algebric a


15/25


97

potenialelor produse de fiecare surs de curent. Astfel, n punctul M

potenialul va fi egal cu:

M,BM,AM VVV += (5.47)

iar n punctulN

N,BN,AN VVV += , (5.48)

unde M,AV , M,BV i N,AV sunt potenialele produse n puncteleMi respectiv

Nde sursele de curent dinAi respectivB.

Conform ecuaiei (5.21):

AM

IVM,A

=

4,

MB

IVM,B

=

4,

NA

IVN,A

=

4,

BN

IVN,B

=

4(5.49)

astfel nct

=

BMAM

IVM

11

4, iar

=

BNN

IVN

1

A

1

4(5.50)

iar diferena de potenial

+

=

BNANBMAM

IVMN

1111

4 (5.51)

rezistivitatea fiind:

I

V

BNANBMAM

MN1111

4

+

= (5.52)

ntruct pentru dispozitivul cu trei electrozi introdus n sond, cel deal patrulea fiind la suprafa:

BM i BN deci 01

BM

i 01

BN

rezult


16/25


98

=

ANAM

IVMN

11

4

(5.53)

iar rezistivitatea devine

I

V

MN

ANAM

I

V

ANAM

ANAM

I

V

ANAM

MNMNMN 4

4

114

=

=

= (5.54)

regsindu-se relaia (5.43).Pentru dispozitivul bipolar, procednd n acelai mod se obine

MA

IVM,A

=

4;

MB

IVM,B

=

4;

NA

IVN,A

=

4;

NB

IVN,B

=

4(5.55)

astfel nct

=

MBMA

IVM

11

4, iar

=

NBNA

IVN

11

4(5.56)

diferena de potenial fiind dat de expresia

+

=

NBNAMBMA

IVMN

1111

4 (5.57)

aceeai ca n cazul dispozitivului monopolar (ecuaia 5.51) se observ cdistanele reciproce sunt aceleai, iar rezistivitatea este aceeai ca n ecuaia(5.52).

n acelai mod ca mai sus, n cazul dispozitivului cu trei electroziintrodui n sond,

NA i NB , deci 01

NA

i 01

NB

de unde rezult

=

MBMA

IVMN

11

4 (5.58)

iar rezistivitatea este


17/25


99

I

V

AB

MBMA

I

V

MAMB

MBMA

I

V

MBMA

MNMNMN

4

4

11

4

=

=

= (5.59)

Dac se scrie rezistivitatea sub forma general din ecuaia (5.44) ise compar cu forma ecuaiei (5.52), rezult c expresia constantei de dis-pozitiv pentru dispozitivul cuadripol este :

BNANBMAM

K1111

4

+

= . (5.60)

Pentru dispozitivul cu trei electrozi n sond i unul la suprafa,constanta de dispozitiv devine:

- pentru dispozitive monopolare:

BM i BN , de unde rezult 01

BM

i 01

BN

iar constanta Kse reduce la

MN

ANAM

ANAM

ANAM

K

=

= 44 (5.61)

- pentru dispozitive bipolare:

NA i NB , de unde rezult 01

NA

i 01

NB

iar constanta Kdevine:

BA

MBMA

MAMB

MBMAK

=

= 44 (5.62)

b) Dispozitivul potenial bipolar

Dispozitivele de tip potenial bipolar sunt realizate din perechea deelectrozi de curent A i B i electrodul de msur M n relativ apropierefa de A i B, astfel nct distana MAAB >> , considerndu-se de obicei

condiia ABMA10

1 ; cu alte cuvinte, distana dintre electrozii "nepe-

reche" este mult mai mic dect distana dintre electrozii "pereche". Cel de


18/25


100

al patrulea electrod, respectiv electrodul de msur N este la o distan teo-

retic infinit - de obicei la suprafaa solului. Lungimea dispozitivului poten-ial bipolar este tot MALp = , iar punctul de msur - electrodul M.

c) Dispozitivul gradient bipolar

Este realizat din perechea de electrozi de curent A i B i electrodulde msur M, de asemenea n relativ apropiere de A i B, astfel nct dis-

tana MAAB


19/25


101

cmpului electric creat de curentul introdus prin electrodul A va fi dat de

relaia (5.16)

=

ANAM

IVV ANM

11

4

Dac se deplaseaz electrodul N n direcia axei z, ctre infinit,adic AN , atunci 0NV , relaia (5.16) devine:

AM

IV A

M

1

4

= (5.63)

de unde:

I

VL

I

VAM MP

MA == 44 (5.64)

n care AMLP = i reprezint lungimea dispozitivului.Deci dispozitivul potenial ideal este un dispozitiv format din doi

electrozi unul de msur i unul de curent, situai la distana AM, carereprezint lungimea dispozitivului.

b) Dispozitiv gradient ideal sau limit

Se consider dispozitivul cu trei electrozi din figura 5.3.Rezistivitatea msurat cu acest dispozitiv este dat de formula (5.19):

MN

VV

I

ANAM NMA

= 4

Dac se apropie electrozii M i N infinit mult, confundndu-se ntr-

un punct O, atunci AOANAM == . La limit, cnd 0MN rezult:

EVMN

VVNM

oMN==

gradlim (5.65)

astfel, relaia (5.19) devine:

I

EL

I

EAO gA

22 44 == , (5.66)


20/25


102

n care gLAO = iEeste intensitatea cmpului electric n punctul O.

n practic nu este posibil realizarea dispozitivelor gradiente ide-ale, deoarece apropierea electrozilor de msur micoreaz considerabil di-ferena de potenial observat i face imposibil msurarea exact a ei.Aceste dispozitive sunt prezentate schematic n tabelulu 5.1.

Dispozitive cu patru electrozi sau cuadripol

La aceste dispozitive toi cei patru electrozi ai sistemului suntlansai n sond, vezi tabelul 5.1. Rezultatul msurtorilor cu un astfel de

dispozitiv reprezint aproximativ media valorilor obinute cu dispozitivelegradiente cu trei electrozi. Aceste dispozitive nu sunt folosite curent pentruinves-tigarea sondelor deoarece necesit patru conductori electrici aicablului geofizic i se obine o singur curb de rezistivitate, insuficientpentru o interpretare corect a diagrafiei electrice. Constanta dispozitivuluieste dat de relaia (5.60).

Dispozitivul gradient simetric

Un astfel de dispozitiv reprezint de fapt dou dispozitive gradiente

cu trei electrozi cuplate ntre ele i este prezentat n tabelul 5.1. Constantadispozitivului este:

11

112

NM

ANAMK

= (5.67)

pentru dispozitivul cu alimentare simpli

11

112

BA

MBMAK

= (5.68)

pentru dispozitivul cu alimentare dubl.Dispozitivul gradient simetric ofer posibilitatea de a nregistra

curbe de rezistivitate simetrice n formaiunii compacte, spre exempluformaiuni carbonatice. Din aceast cauz dispozitivul gradient simetricmai poart denumirea i de dispozitiv pentru calcare.


21/25


103

Reprezentarea schematica dispozitivelor ideale, cuadripol i gradiente simetriceTabelul 5.1b

5.3 Caracteristicile dispozitivelor de rezistivitate

Caracteristicile dispozitivelor de rezistivitate sunt: simbolul dispo-zitivelor, lungimea dispozitivelor de rezistivitate, raza de investigare a dis-pozitivelor de rezistivitate, punctul de nregistrare a rezistivitii aparente,condiii teoretice privind distana dintre electrozi. Toate aceste caracteristicisunt prezentate n tabelul 5.2.

Simbolul dispozitivelor

Curbele de rezistivitate aparent nregistrate n medii de obiceineomogene, cu excepia dispozitivului potenial ideal, depind de aezareareciproc a electrozilor i rolul lor n cadrul dispozitivului. De aceea lainterpretarea diagramelor de rezistivitate aparent trebuie cunoscut succe-siunea electrozilor.


22/25


104

Convenional, un dispozitiv se simbolizeaz prin nsemnarea

electrozilor cu litere corespunztoare rolului lor, succesiv de sus n jos(poziie normal n sond), indicnd n acelai timp cu cifre, distana dintreei, i poart numele de simbolul dispozitivului. De exemplu: BxAyM.

Menionm c n ara noastr a fost adoptat i se menine sistemulde simbolizare a dispozitivelor de jos n sus.

n principiu, ntruct sistemul de simbolizare a dispozitivelor esteconvenional, simbolizarea utilizat nu este greit, dar pentru cnd nu secunoate sistemul adoptat, apare o neconcordan ntre dispozitivul indicati forma curbelor nregistrate. Acest lucru este valabil pentru dispozitive

gradiente.Lungimea dispozitivelor

La dispozitivul potenial, lungimea este reprezentat de distanantre electrozii A i M i se noteaz cu AMLp = (fig. 5.6.)

La dispozitivul gradient, lungimea este distana dintre electrodulnepereche i punctul mediu O dintre electrozii pereche (fig. 5.6.)

- pentru dispozitive bipolare,

2

MBMAMOLg

+== ; (5.69)

- pentru dispozitive monopolare

2

ANAMAOLg

+== . (5.70)

La distan suficient de mare ntre electrozii apropiai ai dispozi-tivului (MN sau AB ), lungimea dispozitivului se poate socoti ca mediegeometric din distanele AMi AN sau (MA i MB ), adic:

MBMAANAMLg == (5.71)

Lungimea dispozitivului condiioneaz raza de investigaie i aspec-tul general al curbelor de rezistivitate aparent.


23/25


105

Punct de nregistrare a rezistivitii aparente ( punctul de msur )

Punctul la care se raporteaz rezistivitatea aparent nregistrat estepunctul mediu dintre electrozii apropiai (punctul O), (vezi tabelul 5.1.).

Pentru dispozitive poteniale ideale, punctul O se afl la jumtateadistanei dintre electrozii A i M.

La dispozitivele gradient simetrice rezistivitatea aparent seraporteaz la electrodul A (dispozitiv cu alimentare simpl) sau M(dispozitiv cu alimentare dubl).

Raza de investigaie a dispozitivelor de rezistivitate

Se definete raza de investigaie a unui dispozitiv de rezistivitate,raza sferei cu centrul n punctul de msur (punctul O) din interiorul creiaponderea n valoarea rezistivitii msurate este de cel puin 50 %, (fig.5.6)sau se poate spune c reprezint raza sferei cu centrul n punctul de msur,din interiorul creia ponderea n valoarea rezistivitii msurate este egalcu ponderea restului mediului.

n interpretarea diagrafiei geofizice raza de investigare esteconsiderat ca fiind adncimea n formaiunea investigat (pe direcie

radial) pe care, un dispozitiv de rezistivitate - potenial sau gradient estesensibil la variaiile de rezistivitate ale zonei respective i le poate pune neviden.

Fig.5.6. Raza de investigare a dispozitivelor de rezistivitate:a) dispozitiv potenial; b) dispozitiv gradient.


24/25


106

a) Pentru dispozitivul potenial raza de investigare este egal cudou lungimi de dispozitiv:

( )MAAMLr ppinv 22, == . (5.72)

b) Pentru dispozitivul gradient raza de investigare este egal culungimea dispozitivului:

( )OMAOLr gginv ==, (5.73)

(n paranteze sunt distanele pentru dispozitive reciproce).Totui, privitor la raza de investigaie se pot face urmtoarele

observaii cu caracter general:- dac se menin constani toi ceilali factori, raza de investigaie

este cu att mai mare cu ct distana dintre electrozi este mai mare;- pentru o configuraie dat a electrozilor, raza va fi mai mic dac

rezistivitatea formaiunii este mai mare dect a noroiului de foraj;pentru aceiai lungime de dispozitiv raza de investigaie a

dispozitivului potenial este mai mare dect a dispozitivului gradient.

Condiii teoretice pentru dispozitivele poteniale i gradiente

Distanele dintre electrozii pereche ai dispozitivelor cu trei electrozin comparaie cu scara dispozitivului i n funcie de grosimea stratelor ceprezint interes practic, trebuie s satisfac urmtoarele condiii:

- pentru dispozitive poteniale - ( ) AMMNAB 10 - pentru dispozitive gradiente - AO,MO,MNAM 1010 Dispozitivele utilizate n ara noastr se ncadreaz , n general, n

condiiile teoretice menionate.


25/25

107

Caracteristiciledispozitivelorderezistivitate[18]

Tabelul5.2

Geofizica- Cap 5

Documents

Transcript of Geofizica- Cap 5