الموصلية الكهربائية في الرمال الطينية مع تطبيقات جيولوجية فيزيائية

نحن نطور معادلة جديدة للموصلية الكهربائية استنادًا إلى نموذج بوسيان وتأخذ في الاعتبار السلوك المختلف للأيونات في الفراغ المسامي. إن تعقيد نقل الأنيونات مستقل عن الملوحة ويتوافق مع التعقيد الكلي للفراغ المسامي والذي يُعطى من خلال حاصل ضرب عامل التكوين الكهربائي F والفراغية ϕ. بالنسبة للأيونات الموجبة، الوضع مختلف. عند الملوحات العالية، تقع المسارات السائدة للهجرة الكهربائية للأيونات الموجبة في الفراغ المسامي المترابط، وبالتالي فإن التعقيد لنقل الأيونات الموجبة هو التعقيد الكلي. مع انخفاض الملوحة، تتحول المسارات السائدة لنقل الأيونات الموجبة من الفراغ المسامي إلى واجهة الماء المعدني، وبالتالي تخضع لتعقيدات مختلفة. يحدث هذا التحول عند الملوحات التي تتوافق مع ξ/ t (+) f ∼ 1، حيث ξ هو النسبة بين موصلية سطح الحبوب وموصلية المحلول الكهربائي، وt (+) f هو رقم نقل هيتورف للأيونات الموجبة في المحلول الكهربائي. يتم تحديد الموصلية الكهربائية للوسائط المسامية الحبيبية كدالة لملوحة سائل المسام، ودرجة الحرارة، ودرجة تشبع الماء والغاز، ومحتوى الطين، والفراغية. يوفر النموذج تفسيرًا جيدًا جدًا لتغير الموصلية الكهربائية مع هذه العوامل. يتم وصف التوصيل السطحي عند واجهة الماء المعدني بنظرية ستيرن للطبقة الثنائية الكهربائية ويظهر أنه مستقل عن الملوحة في الرمال الطينية فوق 10 -3 مول L -1 . يتم تطبيق النموذج لتحديد الملوحة في الموقع في ساحل الخليج، ويقدم ملفات ملوحة واقعية تتفق مع المياه المسامية المأخوذة. توضح النتائج بوضوح قابلية تطبيق المعادلات على تفسير بيانات الآبار للرمال الطينية.