岩石电阻率参数实验室测量及计算方法起草单位

新疆石油管理局测井公司、中国石油集团测井公司技术中心等。

王存田、蔡敏龙 等。 2100433B

电流垂直通过单位截面积、单位长度岩石时所受阻力的大小，表示岩石导电能力的参数，以ρ表示，单位为Ωm。影响岩石电阻率的因素很多，其内部因素包括岩石的矿物组分、颗粒形状、结构、胶结物以及岩石的孔隙度、裂隙度及含水情况等;外部因素包括岩石的温度和所承受压力以及观测时的供电频率等，当外部条件差异不大时，内部因素起主要作用。

岩石可分为电子导体和离子导体两类。①电子导体类的岩石。其电阻率主要决定于岩石的矿物组分、颗粒形状、排列形式及裂隙发育程度。岩石中良导电矿物含量越多，岩石电阻率越接近良导电矿物的电阻率。特别是良导电矿物在岩石中互相连通时，即使含量不多，岩石电阻率也接近良导电矿物的电阻率。相反，良导电矿物含量虽然较多，但被不良导电矿物包围隔绝，则岩石的电阻率将主要决定于不良导电矿物的电阻率。某些地区的烟煤中含有大量黄铁矿结核，虽然黄铁矿电阻率很低，但是由于它们呈孤立的包裹体形式赋存，并未使烟煤的电阻率显著降低。火成岩及其变质岩都是电子导体类岩石。电子导体类岩石中的裂隙常常被地下水、泥质充填物等良导电物质充填，使岩石电阻率降低。②离子导体类岩石。主要由岩石中所含水溶液内的带电荷离子传导电流，大部分沉积岩都属于此类，其电阻率主要决定于岩石的孔隙度、裂隙度及孔隙、裂隙中含水的多少和水的含盐度(即矿化度)，而与组成岩石的矿物种类关系不大。孔隙、裂隙度越大，喀斯特越发育，含水量越多，水的矿化度越高，则岩石的电阻率越低;反之则电阻率越高。这是用电阻率法区分不同沉积岩，寻找沉积矿产和地下水，研究喀斯特发育情况和寻找固结岩层中裂隙带或断裂带的物质基础。

岩石的电阻率还随地温的增高和所承受压力的增大而降低。1996年，这两种因素在实际工作中较少考虑。由于岩石成分和结构的不均一性，特别是砂岩、泥岩、板岩、片岩以及煤等成层状的岩石和沉积矿产，在沿岩层走向、倾向和垂向测得的电阻率值一般都不相同，这种性质称为岩石电阻率的各向异性 (或称非各向同性)。这种特性在实际工作中对电法资料的地质解释影响较大。

岩石电阻率一般以火成岩最高，沉积岩相对较低(石灰岩、白云岩较高)，变质岩的电阻率介于两者之间，并与变质前原来岩石的电阻率大小有密切关系。煤及煤系常见岩石的电阻率值大体如下页表所示。

电阻率法观测到的实际不是单个岩层的真电阻率，而是在地下一定空间范围内多种具不同导电性的岩层电阻率的综合值称为视电阻率ρs，其单位为Ωm。

那么大地的电阻率是如何测量的呢？

上面我们介绍了导体、半导体、绝缘体等，但大地导体是属于哪一类呢？这个问题困扰了科学工作者。而且，地层构造的不均匀还会使大地电阻率随入地电流的频率变化而变化；而且在地层结构不均匀时，计算强电流工作频率基波对电阻率造成的影响与强电流工作频率谐波对电阻率造成的影响并不相同。

1937年W.G.Radley等科研人员首先解决了两层大地构造与均匀大地构造这两种不同情况下，大地电阻率等效换算的问题。并绘制了换算曲线，被CCITT（国际电报电话咨询委员会）国际标准组织采用。

1949年，E.D.Sunde等专家通过积分的方式，解出了多层也就是任意层大地构造情况下的大地阻抗。并且为解决大地任意层构造与大地均匀构造之间大地电阻率的等效换算问题，奠定了有关理论基础。

现在，地质部门通过直流电测深法来探明大地的构造。地层结构不均匀时，各层的大地电阻率不同。这时通过等效换算就可以知道相应的大地电阻率了。