Геофизические исследования скважин

    При отсутствии проникновения фильтрата  ПЖ в пласт после введения поправок за d_c и h значения r_п для зондов БК-3, БК_Б и БК_М будут одинаковы.

    В случае применение минерализованной ПЖ (r_с<0,2 Ом м) применяют БК-3 и БМК. При равенстве r_БК-3 и r_БМК проникновение отсутствует. При r_БК>1,3r_БМК имеет место понижающее проникновение. При пресной ПЖ (r_с>0,2Ом м) комплекс БК и БМК – неэффективен. В этом случае применяют БК, БКЗ и ИК.

    Исследования  микроустановками.

     Применяются для изучения электрического сопротивления пород в промытой зоне – ближайшей части ЗП проницаемого пласта, а также для определения  удельного сопротивления ПЖ. Это градиент и потенциал – зонды малых размеров МК, и с фокусировкой тока (БМК). 

    В обычных микрозондах на башмаке  установлено три электрода на расстоянии 2,5 см друг от друга. Они  образуют два зонда: градиент – зонд А0,025М0,025N и потенциал - микрозонд А0,005М, у которого электродом N служит корпус прибора. Промывочная жидкость и глинистая корка образуют т.н. промежуточный слой, сопротивление которого r_сл отличается r_п.

    Радиус  исследования потенциал – микрозонда в два с лишним раза больше радиуса исследования градиент – микрозондом.

    Коэффициент к градиент – микрозонда к»0,34, потенциал – микрозонда 0,5 м. Аппаратура МДО-3.

    Боковой микрокаротаж.

      коэффициент к=0,015 м. Двухэлектродный  зонд БМК является аналогом трехэлектродного БК. Аппаратура МБК обеспечивает одновременное измерение кривой КС двухэлектродным зондом БМК и кривой микрокаверномера.

    Каротаж ближней зоны. Применяется трехэлектродный микрозонд

    r_к=кU_m/I₀

Лекция 11. Индукционный каротаж

    Для изучения электрических свойств (проводимости, диэлектрической проницаемости) наряду с электрическим каротажем применяется электромагнитный каротаж, основанный на измерении электромагнитного поля. Из разновидностей электромагнитного каротажа широкое практическое значение имеют диэлектрический и особенно индукционный каротаж.

    Индукционный  каротаж (ИК) предназначен для изучения удельной проводимости (удельного сопротивления) горных пород, пересеченных скважиной. Он основан на измерении напряженности переменного магнитного поля вихревых токов, возбужденных в породах полем опущенного в скважину источника.

    

    Наиболее  простой зонд состоит из двух катушек: генераторной и приемной, расположенных соосно на расстоянии, равном длине зонда L. Генераторная катушка питается от генератора переменным током частоты несколько десятков килогерц.

    Создаваемое этим током первичное  переменное магнитное  поле возбуждает в  окружающих породах вихревые токи. Эти токи создают вторичное переменное поле. Первичное и вторичное магнитные поля индуцируют в приемной катушке э.д.с. первичного поля компенсируется, вторичное поле пропорционально проводимости среды.

        ,

где: g - электропроводимость пласта ,м/м, r_п – Ом м,E_в – В;

      k_u – коэффициент индукционного зонда.

     ,

где: f и I₀   частота и амплитуда тока в генераторной катушке;

      Sr и S_n   площади витков генераторной и измерительной катушек;

      n_г и n_n – число витков;

      L   длина зонда.

       кажущаяся удельная электропроводность.

    Зонды с фокусированными катушками  называются фокусированными индукционными  зондами. В каждом фокусированном зонде  имеются главные катушки (генераторная и измерительная). Результаты измерений относят к середине.

    Фокусирующие  катушки могут располагаться внутри или снаружи зонда. Основные задачи внешней фокусировки – снижение влияния вмещающих пород, задачей внутренней фокусировки – снижение влияния скважины и ЗП.

    Зонд  ИК обозначают шифром, первая цифра  – число катушек, вторая – длина зонда 6Ф1 – шесть катушек, L – 1 м.

    Специальным зондом ИК является зонд индукционного  каротажа поперечной проводимости. Катушки располагаются горизонтально. Предназначен для изучения анизотропных сред (пластов).

    Для зонда с фокусирующими катушками  сигнал равен алгебраической сумме сигналов всех возможных пар измерительных и генераторных катушек зонда.

    В случае неоднородной среды, состоящей  из отдельных областей А,В,…N с удельным электропроводностями -g_а,g_b,…g_n

    g_к=g_аG_A+g_вG_B+…+g_nG_n,

    G_A,G_B,…G_n – геометрические факторы отдельных областей.

    Для пласта конечной мощности с учетом влияния скважины, зоны проникновения.

    g_к=g_сG_c+g_зпGзп+g_nG_n+g_BMG_BM или

       Таким образом, показания ИК являются суммой показаний от отдельных областей среды.

    Зависимость геометрического фактора G бесконечного по длине цилиндра от его радиуса называется радиальной характеристикой зонда ИК.

    

    Радиальные  характеристики зондов индукционного  каротажа. Пользуясь радиальными  характеристиками ИК- зондов можно  определить геометрический фактор скважины, ЗП и неизменной части пласта неограниченной мощности и затем для известного g_к.

    Зависимость геометрического фактора G от мощности пласта h называется вертикальной характеристикой ИК- зонда.

    По  вертикальной характеристике можно  оценить влияние вмещающих пород ИК- зонда, когда середина зонда расположена против середины пласта.

    Зонды ИК обладают (см. прошлую лекцию) большим  радиусом исследования в случае повышающего  проникновения фильтрата ПЖ.

    При понижающем проникновении они уступают градиент – зондам большой и средней длины.

    ИК  применяют при исследовании проводящих жидкостей (на нефтяной основе), при  бурении с продуктивным воздухом или газом, в сухих скважинах.

    

    Кривые  симметричны относительно середины пласта для зонда 6Ф1.

    Форма кривых g_к для других зондов ИК (8И1,4; 4И1; 4Ф1) несимметричны относительно середины пласта, т.к. точка записи не совпадает с серединой пласта.

      
 

    В пластах высокого сопротивления  значение g_к заметно отличается от значения соответствующему пласту неограниченной мощности.

    Основной  задачей, решаемой при обработке  данных ИК, является определение удельного сопротивления пластов.

    Обработку производят в следующем порядке: выделение и отбивка границ пластов, отсчет существенных значений g_к, определениеr_п спомощью палеток ИК. Граница – половина высоты аномалии.

    Существенное  значение g_к против пласта отсчитывают в интервале, уменьшенном на половину длины зонда со стороны кровли и подошвы пласта. При g_к<10 мСм/м для ИК (кроме ВИК-1) g_к не отсчитывается.

    

    Интерпретация данных ИК производится по палеткам ИК аналогично с ЭК.

    r_вм=1 Ом м

    Шифр  кривых -r_к^¥ в Ом м.

    Палетка для исправления показаний зонда 6Ф1 за влияние конечной мощности. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Лекция 12. Диэлектрический  каротаж.

    Диэлектрический каротаж (ДК) предназначен для изучения диэлектрической проницаемости горных пород в разрезе скважин и основан на измерении характеристик высокочастотного магнитного поля, возбуждаемого зондом ДК.

    Горные  породы относятся к веществам, которые  поляризуются. Поляризация является причиной возникновения дополнительного поля, складывающегося с первичным полем Е₀.

    Напряженность поля Е в веществе при наличии  поляризации отличается от напряженности Е₀ первичного поля

     , где x – безразмерный параметр, определяющий электрическую поляризуемость среды, называется диэлектрической восприимчивостью.

    Диэлектрические свойства вещества характеризуются  абсолютной диэлектрической проницаемостью.

     e_а=e₀(1+4px), где e₀ – диэлектрическая постоянная, представляющую диэлектрическую проницаемость вакуума и являющаяся относительной единицей измерений.

    e=e_а/e₀ – относительная диэлектрическая проницаемость.

    Для основных породообразующих минералов e составляет 4-7. Для воды – 88., очень сильно зависит от температуры. С увеличением t от 273° до 373°К e_в уменьшается с 88 до 55. e_нефти изменяется от 2 до 3, у газа – близка к 1.

    Диэлектрическая проницаемость горной породы определяется объемным содержанием и поляризуемостью  минералов и пластовых флюидов (воды, нефти, газа), участвующих в строении породы.

    Для нефтегазонасыщенных пород она  изменяется от 4 до 12.

    В чистых нефтегазонасыщенных породах (коллекторов) определяется в основном содержанием остаточной воды

    e=(1-k_п) e_ск+(k_вe_в+k_нe_н)k_п, где k_п, k_в, k_н – соответственно коэффициенты пористости, водонасыщенности, нефтенасыщенности, e_ск, e_в, e_н – диэлектрические проницаемости минерального скелета, воды и нефти.

Значительной  диэлектрической  проницаемостью обладают глины и аргиллиты (от 30 до 60).

     Водонасыщенные известняки обладают более высоким e по сравнению с водонасыщенными песчаниками.