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电阻率

电阻率

电阻率范文第1篇

1电极系参数的影响

1.1主电极长度的影响

主电极的长度主要决定电流片的厚度,2l0越小,分层能力就越强。由试验得知,当2l0<h/4时,效果较好;如果2l0>h/4,由于受到围岩的影响,电流片变厚,视电阻率变小,特别当2l0>h时,ρ3会很快趋于围岩的电阻率。

1.2电极系直径的影响

电极系直径对ρ0的影响,直径dn越小,电极系到井壁之间的泥浆层厚度就变大,反之则变小。由于泥浆层的厚度和电流片深入地层的深度相比是很小的。因此,直径不同对视电阻率的影响并不大。通常均采用dn≥0.3d的直径。

2钻孔与地层参数的影响

钻孔及地层参数包括了被探测的岩层、围岩、井径、泥浆和泥浆浸入带的特性,也就是研究空间各部分对测量结果的影响。我们用几何因子的概念来说明这个问题。为了求出几何因子,我们近似地用与电极系旋转椭球面S共焦的椭球面S1来代替井液与岩层之间的分界面。根据电路原理,可以求得从S1面到无限远的径向接地电阻。有了几何因子,就能够利用三侧向测井所得到的视电阻率,比较方便地校正岩层的真电阻率值。校正的内容包括井径(泥浆)、围岩(层厚)和浸入带影响三部分。后者在煤岩中可不考虑,因此,下面主要讨论前两种,并分别作为单因素来考虑。

2.1钻孔影响的校正在岩层厚度为无限大时,井径大小及泥浆电阻率就是影响电阻率的因素。对于无浸入的地层,可对视电阻率值利用图板进行较正,借以消除钻孔的影响。钻孔的存在使电流在泥浆中产生分流和在井壁处产生折射,由于岩层的电阻率一般大于泥浆的电阻率。故从主电极流出的电流线受到电阻率较高的地层的排斥,造成流经井内的一段在r轴方向上的密度变小,也即电流线不是水平而是多少呈辐射状流出。当电流线到达井壁时,在泥浆与地层的交界面处。电流线发生折射,折向靠近法线的方向,又造成了r轴方向上的密度相对变大。因此,当泥浆电阻率ρ0较小时,井眼的分流作用是主要的,校正系数(较正电阻率ρ校与视电阻率ρs的比值)将大于1.当ρ0增大到某一程度时,折射的影响变成主要因素,使校正系数小于1,图1所示的校正图板就符合这个规律。

2.2围岩影响的校正当探测层的厚度大于主电极长度时,围岩基本上不影响主电极电流的分布。因此对ρ0值不产生影响;但是,厚度大小主电极长度的有限厚层(即薄层)会影响主电极电流的分布。如果这个薄层是高阻层,电流就会有一部分流进围岩,其大小取决于岩层的厚度和岩层电阻率与围岩电阻率的比值,这时,低阻的围岩将使ρ0值变小。如果这个探测薄层是低阻层,则主电极电流将绕过高阻的围岩,几乎全部流入低阻的薄层中,使得电流层的横断面减小,导致ρ0值的增大。岩层电阻率比围岩的电阻率越小和厚度越薄,ρ0就增大的越多。把经过钻孔校正后的视电阻率再作围岩校正,就可得到经过钻孔和围岩双重校正后的视电阻率,把无浸入的情况下,它将等于岩层的真电阻率。

3结束语

电阻率范文第2篇

教材中用一实验探究了决定电阻大小的相关因素,过程如下:按照图1所示的电路图连接电路,做下面的实验。图中的a和b之间接入待研究的合金导线。

把材料、横截面积相同,但长度不同的合金导线,先后接入电路。调节变阻器,保持导线两端的电压相同,并测出电流。实验表明,电流与导线的长度成反比。这表示导线的电阻与导线的长度成正比。

把材料、长度相同,但横截面积不同的合金导线先后接入电路中。调节变阻器,保持导线两端的电压相同,并测出电流。实验表明,电流与导线的横截面积成正比。这表示导线的电阻与导线的横截面积成反比。

把长度和横截面积都相同,但不同材料的导线,先后接入电路中,重做上面的实验。实验表明,材料不同,导线的电阻也不同。

总的实验表明,导体的电阻R跟它的长度L成正比.跟它的横截面S成反比,写成公式.R=ρL/S,.即电阻定律。

评析.该电路简单明了,实验原理清晰,但用于示教效果不会太好。因为教师需要反复的拆换电路、带领学生反复读数整理数据,过程雷同,对学生达不到全面感官刺激,容易导致教师很忙碌但学生参与程度差,影响教学效果.。

再有,教材中具体操作不详细,如选取什么材料实验效果好,导线的直径和长度取多少,都没有一些数据作为参考,所以致使这段教学真正通过实验手段来证明的很少,往往流于讲实验,强调了记忆定律、做题,而忽视对学生关于实验方法的教育。下面结合我的教学实践就该节实验做一点改进,供大家参考。

1、改进实验电路,如图2所示。

小灯泡(2.5V、1.5W)、单刀双掷开关,滑动变阻器(50Ω),1.5V干电池两节。具体操作为:将电源、电流表、电压表、滑动变阻器、单刀双掷开关用导线连接固定于薄木板上,作为固定电路。

2、选取材料,取两缕漆包直径(d=0.3mm)的镍铬丝和铜丝.,再找一废弃荧光灯管中灯丝(保留两接线柱)。

3、制作活动电路,取两段长45cm的镍铬丝(连ab)和铜丝(连ac)固定于小块薄木板上作为活动电路A,如图3;取长分别为60cm(连ab)、20cm(连ac)的两条镍铬丝固定于另一小块薄木板上作为活动电路B,如图4;取长分别为30cm(连ab)、60cm(连ac)的两条镍铬丝,将长镍铬丝对折,等效一横截面积2倍于另一导线的粗导线,固定于小块薄木板上作为活动电路C,如图5所示。以上操作abc为接线柱,导线与接线柱相连部位的漆要用砂纸打磨掉。

4、实验操作:把活动电路连接到固定电路时注意a-a,b-b,c-c

(1)将活动电路A接入固定电路。保持滑动变阻器连入电路的阻值不变,将开关分别调至d、e会明显看到灯泡亮度变化,在长度(L)、横截面积(S)相同的前提下,实验表明,材料不同,导线的电阻也不同。定性表明电阻大小同材料(ρ)有关。

(2)取下活动电路A将活动电路B接入,旋转开关由灯泡亮度变化定性表明在材料(ρ)、横截面积(S)相同的前提下,电阻大小同长度(L)有关。探询定量关系,调节滑动变阻器保持电键接d、e前后电压表示数相同(U一定,根据欧母定律U=IR,I与R成反比),记录电流表读数。改变滑动变阻器接入电阻,按相同原理重做几次,通过电流表读数对比很容易得到电流同长度的关系,实验表明,电流与导线的长度成反比。这表示导线的电阻与导线的长度成正比。即R.∝L。

(3)取下活动电路B将活动电路C接入,旋转开关由灯泡亮度变化定性表明在材料(ρ)、长度(L)都相同的前提下,电阻大小同横截面积(S)有关。探询定量关系,调节滑动变阻器使电键接d、e前后电压表示数保证相同(U一定,根据欧母定律U=IR,I与R成反比),记录电流表读数。改变滑动变阻器接入电阻,按相同原理重做几次,通过电流表读数对比很容易得到电流同横截面积的关系,实验表明,电流与导线的横截面积成正比。这表示导线的电阻与导线的横截面积成反比。即R.∝1/S。

(4)最后将荧光灯灯丝接入a、b间,闭合电键,划着火柴烘烤荧光灯灯丝,小灯泡迅速变暗,拿走火柴,在荧光灯灯丝冷却中小灯泡亮度逐渐恢复,定性表明一段长度、横截面积一定的导体(荧光灯灯丝),电阻大小受温度影响即得出电阻率随温度升高而增大反之减小的结论。

以上过程为主要操作要点,综合后本节结论自然得出R=ρL/S。

改进后的电路原理简单,易于制作。三块活动电路、单刀双掷开关的使用给教师提供更大的活动空间从而能轻松把握课堂节奏。电路中增加小灯泡、单刀双掷开关,通过亮度变化刺激学生感官,激发他们的兴趣提高注意力,教师适时设疑、引导,使学生对从发现问题(如小灯泡亮度变化)到解决问题(如保持电压不变,对比电流值得出结论)这一过程获得整体感知,从而体会认知事物什么是“感性到理性”这一哲学思想。教学中多次穿插物理学研究中的常用方法――对比、等效、控制变量等,使学生在潜移默化中既学习知识与又获得方法,真正达到“既授鱼,也授之以渔”的教学效果,实现我们素质教育的目标。

电阻率范文第3篇

一、伏要法测导体电阻

1.实验原理:根据欧姆定律的变形公式R=U/I,用电压表和电流表分别测出待测电阻两端的电压和通过其中的电流,就可以求出这段导体的电阻,这种方法叫做伏安法。

2 .实验器材:电源,开关,电压表,电流表,滑动变阻器,待测电阻,若干导线。

3 .实验电路图:如图所示

4 .实验步骤:

(1)按图所示的电路图正确连接电路。

(2)检查电路无误后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P的位置。改变电阻两端的电压为U1,U2,U3,观察电流表每次对应的数值I1,I2,I3,分别填入设计表格中。

试验次数 U(V) I(A) R=U/I

1 R1=

2 R2=

3 R3=

(3)根据每次记录的电压和电流求出每次对应的电阻R1,R2,R3,再求出它们的平均值R=(R1+R2+R3)/3.

5 动变阻器在实验中的作用:

(1)保护电路,

(2)改变导体两端的电压;使其成倍数地增加。

例1:(2012上海闵行二模,26)(10分)小华同学在探究通过镍镉导线的电流与它两端电压之间之间的关系实验时,所用的器材有:5节新干电池,开关,金属导体若干,电流表,电压表和若干导线。

(1)实验中小华可通过_______________的方法改变导体两端的电压?

(2)小华刚连接好电路,就发现电流表有示数,其原因是_____________,并观察到电压表示数如图所示,其原因是______________。

(3)小华排除障后重新进行测量,并根据实验数据查画U-I图象,如图所示,此图象需要改进之处是_________。

(4)小华改变进后图象分析得出的初步结论是:通过同一导体的电流与它两端的电压成正比。你认为,小华得出的结论的依据是_________的(选填“充分”或“不充分”)。请简要说明理由。解析:

(1)没有滑动变阻器,可以改变电池节数来改变电压。

(2)电压表指针反向偏转,表明正、负接线柱接反了。

(3)由五组数据画出的斜线,它代表了电压随电流变化的趋势,因此要将斜线向两个方向延伸。

(4)更换不同的导体重新进行实验,利用多组数据得出的结论才具有普通性。

答案:

(1)改变串联电池的节数。

(2)连接电路时开关没有断开,电压表正负接线柱接反了。

(3)图象中缺少电压为零时的电流值。倾斜直线到第五点后应继续延伸。

(4)不充分,没有选择多个导体进行实验。所得出的结论不具有普遍性.

例2.(2013四川眉山一摸.65)如图所示“测量小灯泡电功率”时连接的电路图,选用的小灯泡的额定电压为2.5V。

(1)请指出其中的两处错误或不妥之处:____________________、_______________重新连接后,要注意滑动变阻器的滑片应该滑到______端。

(2)闭合开关,发现电流表没有示数,而电压表的示数几乎等于电源电压,其原因可能是_________________。(4)学生在实验中测得几组数据如下:

(3)

实验次数 1 2 3 4

电压U/V 2.5 2.0 1.5 1.0

电流I/A 0.30 0.20 0.22 0.20

电功率P/W 0.52 0.33 0.20

则灯泡正常发光时的功率为 W。通过分析表中的数据可知,灯丝电阻电话的瞬间,灯丝容易烧断的原因是___________.

答案(1)电压表的位置(测的是总电压)电压表的正负接线柱接反了。

(2)A(C、左)

电阻率范文第4篇

关键词 电磁波电阻率;地质导向;极化角现象

中图分类号TE27 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2012)72-0101-02

0 引言

FEWD是哈利伯顿公司生产的一种无线随钻地质评价仪器,它能在钻井的同时实时测量并上传地层的地质参数(伽马、电阻率、孔隙度等),技术人员可根据测得的各项参数对地层做出评价,根据需要及时调整井身轨迹,保持井眼始终沿储层有利的位置钻进,从而实现地质导向的目的。EWR(Electromagnetic Wave Resistivity)是FEWD系统测量地层电阻率的仪器之一,通过分析电磁波电阻率曲线的特点,可以在导向钻进中根据实际情况采取措施, 及时调整控制井眼轨迹,以提高油层穿透率,更有利于水平井施工。

1 EWR 的结构及测量原理

1.1 结构

EWR采用了四发双收的结构(图1),四个发射线圈和两个接收线圈分别垂直安置在无磁钻铤表面的环形沟槽内, 外部采用特殊材料封固。极浅、浅、中深度的测量采用2MHz的发射频率,而深电阻率的测量采用较低的1MHz发射频率以实现较深的探测深度。

1.2 测量原理

EWR主要采用三种计算方法实现电阻率的测量:相位移测量、幅度比测量及组合电阻率测量法。

2 EWR 的特点及探测深度的影响因素

2.1 EWR 的特点

1)与常规的电缆测井相比,由于随钻电阻率仪器在钻井的同时测井,地层打开时间短,受钻井液的侵入影响较小,其测量结果更能反映地层的真实状态,为准确区分地层界面,实时高效的进行地层评价提供了更为可靠的依据;

2)EWR采用四发双收线圈系,可以得到深、中、浅、极浅四条不同探测深度的曲线,能更有效的排除围岩电阻率对仪器的干扰,更及时的反映地层的变化。

2.2 影响EWR探测深度的因素分析

1)发射线圈与接收线圈的间距

随着发射线圈与接收线圈之间的间距变大EWR的探测深度将增加, 但太长的间距将导致对地层的垂直分辨率下降。

2)发射极传输频率的影响

电磁波电阻率的探测深度与采用的信号传输频率有关。通常而言,采用的发射频率越低,电磁波在地层中的衰减就越小,探测深度就越深。较低的信号频率受介电效应的影响也较小,但是遇到高电阻率地层时精度会变差。

3)测量方法的影响

采用幅度比测量法的探测深度大于采用相位移法的,但相位移法在高阻地层中的精度较高,而幅度比法只有在地层电阻率低于300hm.m时精确度较高。

4)地层电阻率的影响

对探测深度影响最大的还是地层的真实电阻率。 由于电磁波在低电阻率的地层中比在高电阻率的地层中衰减更厉害,导致传输距离大大缩短。因此,在发射极-接收极距离一定的情况下,电磁波在较高电阻率地层中的传播距离远大于低电阻率地层。

3 EWR电阻率特殊响应曲线在水平井施工时的应用分析

3.1 利用“极化角现象”预告地层边界

当随钻电阻率仪器以一定夹角穿越相邻具有不同电阻率的地层边界时,测得的电阻率值在短时间内增到极大然后急剧减小,在曲线图上产生类似犄角的图形,这种现象即为极化角现象 。极化角现象的产生主要受相邻地层之间的电阻率差值、仪器发射极与接收极的间距以及井眼轨迹与地层之间相对夹角的大小等因素的影响。邻近地层之间电阻率相差越大,相对夹角越大产生的极化角就越明显。通常储层与其他地层的电阻率差值都较大,因此,极化角现象可以作为判断钻头即将钻入或钻出储层的一个重要标志。

图3 是s14p4井的EWR实时电阻率曲线图,从图中可以明显看出在2 141m出电阻率曲线开始上升,地层电阻率从4Ω.m上升到最高6.5Ω.m,然后又下降到2 146m的3.5Ω.m左右,接着又迅速升高到近20Ω.m,说明此时钻头位置进入油层。由于极化角现象非常明显,我们可将其作为入层时的重要标志。实际应用中,即将达到目的层时,如果曲线上出现这种现象就应该引起现场人员重视。根据实际情况及时分析采取相应措施。

3.2 利用不同探测深度的曲线分离程度,来判断井眼轨迹是否处于最佳位置

EWR有深、中、浅、极浅四条不同探测深度的电阻率曲线,当地层电阻率变化不大时,这几条曲线测得的电阻率值虽有所差异但应基本重合。而当地层处于交界面时,由于不同的探测深度测得的电阻率有较大差别,反应在曲线图上就是不同探测深度的曲线出现分离。在s14p4中,我们采用了深电阻率和浅电阻率两道实时上传曲线,它们的探测深度分别是:深电阻率:≈1.2m 浅电阻率:≈0.76m。

分析曲线可知,当井眼位置处于油层中较理想位置时,深浅电阻率值18Ω.m~19Ω.m曲线基本重合,自然伽马值也较低50API左右。在井深2 244m时两条曲线开始渐渐分离,伽马值开始上升至泥岩的值,浅电阻率值开始逐渐降低,而深电阻率依然较高甚至有继续升高的趋势。说明距仪器较近范围内地层电阻值较低,而距仪器较远范围内地层电阻值较大,出现此现象的原因是由于仪器已经靠近油层与泥岩的界面。由于自然伽马和浅电阻率的探测深度浅,因此它已测到了仪器逐渐靠近泥岩。而深电阻率的探测深度较深,此时它测得值仍就是油层中的电阻率值,造成了两条曲线出现分离现象。在2 250m后深电阻率曲线也开始下降,2 262m时由于出了油层,两条曲线测的都是泥岩的电阻率,因此两条曲线又重新重合。 在现场使用时,应密切注意曲线的变化情况,当曲线出现较大的分离情况时,应结合自然伽马曲线认真分析,提前采取措施。避免到出层后再做调整,以提高油层穿透率。

4 结论

1)EWR 的探测深度与仪器的发射天线和接收天线的间距、信号传输频率、电阻率的计算方法、地层的真实电阻率等有关,其中地层电阻率是主要的影响因素;2)利用 EWR 的实时电阻率曲线将井身轨迹尽量控制在储层的最优位置,提高油层穿透率;3)利用EWR的多探测深度曲线能更及时的反映地层的变化情况,结合自然伽马曲线,能提前发现储层的变化,有利于水平井的地质导向钻进。

参考文献

电阻率范文第5篇

[关键词]电阻率测井 煤田 解释精度

[中图分类号] P631.3 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-7-178-1

随着工业科技的不断发展,人类对于煤炭资源的需求也相应增加。我国虽煤炭资源丰富,但是开采现状却不容乐观,不仅勘探程度低,且矿产资源浪费严重。故而,如何于煤矿开采过程中采用有效的勘察方法以提高煤矿开采率,为当前煤田开采业亟待解决的课题之一。现阶段,电阻率测井为最为常用的测井方法之一。一般认为,电阻率测井领域,所谓的正演是基于地层模型电性参数及仪器结构参数,运用物理方法得到测井响应的过程;而反演是指基仪器得到的测井响应反算地层模型电性参数的过程。在煤田测井过程中,电法测井常常会受到诸多因素的影响和干扰,降低结果的可信度。针对此研究背景,本文主要探讨了电阻率测井的影响因素及对应解决方案。

1电阻率测井的影响因素分析

在煤田测井过程中,电阻率测井的测值往往受到诸多因素影响,如围岩电阻率、测井速度、浸入深度等,而在薄层煤及薄互层煤中,电阻率测井受到外在因素影响的程度更为明显。笔者根据因素产生的原因将其分为两类:地质因素及人为因素。现简析如下:

1.1地质因素影响

一般情况而言,岩层性质不同其在电阻率曲线上的反映也会呈现不同状态,而岩石中的含水量、矿物成分、岩层沉积构造也是导致其电阻率值变化的主要因素之一。如:高变质无烟煤层其电阻率便为低阻,而炭质泥岩的电阻率较之于一般煤层则稍低。

含水岩层主要分为三种类型:空隙性含水层、裂隙性含水层及溶洞型含水层。含水岩层电阻率的高低主要取决于岩层的孔隙构造,孔隙度、裂隙度与岩层电阻率呈反比关系,孔隙度越高,则岩层电阻率越低。沉积构造,简单而言即指沉积岩各个组成部分的空间分布和排列方式,层理为其主要的构造特征之一,指代沉积物性质在垂直于沉积物表面的方向上显示出来的层状构造。因沉积构造中每层岩石的性质均存差异,故而垂直层理及水平层理之间的导电性不同,而这也直接导致岩层中电阻率具有显著的方向性,且电阻率值差异显著。

1.2人为因素影响

施工人员的专业能力及工作经验均可影响电阻率测井结果的精确性和可取性。具体而言,因施工人员的工作失误降低测井质量主要包含以下几个方面:其一,测井速度不合规范。每种测井仪器本身均具有一定的阻尼时间,故而,于测井之前应当先行采样间隔以确定测井速度。如若间隔较大则可于实际施工过程中提高测井速度,间隔较小则相应降低测井速度。其二,供电电流控制不当。电阻率测井基本原理为在岩层不同部位布置供电电极以形成电场,以两点测量电极组成的电回路为测量线路,测量两个测量电极之间的电位差。而如若因为测量人员失误,供电电流过小,则可能会造成电阻率测井曲线分层点模糊,如若供电电流过小,则可能直接导致电阻率测井曲线呈现为一条平顶直线(于高阻岩层中更为明显)。其三,电极距选择不当。理想条件下,电极距为电位电极有效探测半径的1/10,为梯度电极系探测半径的1/3。而于实际测井过程中,因受电场电流密度、井径及周围电性地质体的综合影响,电极距为电位电极有效探测半径的1/2至1/3,为梯度电极系探测半径的1/2左右。故而在电极距设计之时,工作人员应当考量到周围电性地质体性征及井径大小等其它因素,选择最佳电极距。

2浅析解决方案

原则上而言,地质因素客观存在,故而难以规避,但是可通过完善施工操作降低地质因素及人为因素对测井产生的影响程度,以提高电阻率测井质量和解释精度。具体措施如下:

2.1做好测井准备工作

如上文而言,井径对电极距可产生影响,故而,于电法测井之前,应当采取针对性措施防止井径扩大和垮塌。常规多于钻井内配制高阻泥浆以提高泥浆对孔壁的吸附作用,避免井径垮塌,最大限度降低不稳定因素对电极距选择的影响。且避免井径垮塌,还可有效规避发生电阻率探管被掩埋等不良事件,有助于提高测井工作的安全性。

2.2供电电流的合理选择及测井速度的控制

在电法测井之前,工作人员应当进行现场考察和勘测,了解测井地点地层岩性特征及前期测井资料,初步选择供电电流。于实际电法测井时,再结合周围电性地质体性征及岩性选择合理的供电电流。

至于测井速度的有效控制,应当以不漏点为原则,以采样间隔先行确定测井速度,于电法测井时,根据间隔大小控制测井速度,确保测井质量和精度。

2.3电极距的合理选择

影响电极距的因素主要包含电场电流密度、井径及周围电性地质体等。故而,在电法测井时,应当综合考量目的层岩层(或煤层)厚度、井径大小及电场电流距离等影响因素。若目的层岩层(或煤层)交薄,则应当使用电极距较小的电阻率探管,抑或应用三侧向测井解释方法,以提高测井曲线对煤层厚度的解释精度及分辨煤层结构的能力;若井径较大,则可将电阻率探管更换为直径较大的电阻率探管。

由上可知,为了提高电阻率测井质量和解释精度,强化测井分辨煤层结构的能力,更为正确且真实的反映煤层及岩层的物理特征,应当以做好准备工作预防井径变化及钻孔垮塌的影响,以合理选择电力及电极距降低两者对测井结果的干扰作用。

3结束语

随着我国经济水平的提升,对于煤炭资源的需求也呈现显著增加的趋势。虽然当前我国煤炭资源丰富,但因其开采率低,而难以满足市场需求。本文于此背景下,探讨了煤田测井中常用手段――物探电阻率测井。并主要探讨了电阻率测井的影响因素及对应解决方案。但是随着物探电阻率测井在煤田测井中应用的深入,一些新的问题也可能会相继出现,而这则需专家和学者进一步探讨和研究。

参考文献

[1]陈建洲,谢海林,马占兰等.木里煤田江仓矿区影响测井视电阻率曲线的因素分析[J].青海大学学报(自然科学版),2014(6).

[2]邹忠平,谢小国,李元雄等.测井资料在大村煤层气勘探中识别煤体结构方法初探[J].能源技术与管理,2014(6).

[3]穆思宇.测井方法在山西宁武煤田马营堡井田勘探中的应用[J].中国煤炭地质,2011,23(11).