Определение содержания связанной воды в кернах на сверхвысоких частотах

Abstract

The paper considers one of the most promising and cost-effective ways to respond to the problem of determining bound water using equipment and methods of evaluation of its content by the dielectric properties of the geological formation using electromagnetic radiation of microwave (MW) range of wavelengths. Of particular interest is the use of microwave techniques for the assessment of water saturation of core material in the cases where conventional electrical methods are powerless or unreliable. Obviously, the most complete picture of the dielectric properties of matter can be obtained from the measurements of its complex permittivity εК. The paper presents the methodology and technology of determining the content of bound water in the cylindrical core samples with the diameter and height of 0,03 m. The developed technique for the collected samples of different composition with known values of porosity КП and residual water КОВ was tested according to the results of measuring their dielectric characteristics at microwave frequencies. The values of КП core samples ranged from 3 to 24%, the КОВ values ranged from 88,9 to 32,6%. Determination error of bound water does not exceed 10%.

В работе рассматривается одно из перспективных и экономически выгодных направлений в решении проблемы определения связанной воды с применением аппаратуры и методов оценки ее содержания по диэлектрическим свойствам геологического пласта с использованием электромагнитного излучения сверхвысокочастотного (СВЧ) диапазона длин волн. Особый интерес вызывает использование СВЧ методов для оценки водонасыщенности кернового материала в тех случаях, когда традиционные электрические методы оказываются бессильными или ненадежными. Очевидно, что наиболее полное представление о диэлектрических свойствах вещества можно получить из измерений его комплексной диэлектрической проницаемости εК. В работе представлена методика и технология определения содержания связанной воды в цилиндрических образцах керна диаметром и высотой 0,03 м. По результатам измерения их диэлектрических характеристик на СВЧ осуществлена проверка разработанной методики на коллекции образцов различного состава с известными значениями коэффициентов пористости КП и остаточной воды КОВ. Значения КП образцов керна варьировались от 3 до 24%, значения КОВ изменялись в пределах от 88,9 до 32,6%. Погрешность в определении связанной воды не превышала 10%.