Геофизические исследования скважин

    Ес = -11,6 lq (с₁/с₂) = -11,6 lq(r_ф/r_пв)

    При наличии перегородки (гл. корки) между  контактирующими растворами разной минерализации возникает диффузионно-адсорбционный потенциал самопроизвольной поляризации Еqa.

     Еqa= kqa lq(с₁ /с₂) = kqa lq(rф /rпв)

    E_g = E_ga-E_c = (k_ga-k_c) lg(r_ф/r_пв) »70мв

    Под действием избыточного давления ПЖ фильтруется в пласт и возникает  фильтрационный потенциал

     ,

где: k_ф – коэффициент фильтрац. потенциала;

      Р – перепад давления;

      r_ф и m_ср – удельное электрическое сопротивление и вязкость фильтрата.

     Можно применять броню кабеля для  организации стабильного зонда

     Е_пс=Е_с=Е_ga+Е_ф

    Компенсация напряжения вводится для установления диапазона измерения ПС.

КАРОТАЖ СОПРОТИВЛЕНИЙ

       r=R(Ом м)

     ,

    где: g - См/м

Физические  свойства горных пород

Таблица 1

Горные  породы

Ом м 10-3       10-2   10-1         100        10        102       103        104        105        106

Ангидриды, каменная соль

Изверженные, метаморфичес.

Доломиты, известнякиплотные

Глинистые сланцы

Песчаники плотные

Песчаники рыхлые

Пески

Глины

Антрациты

Сульф. руды

 

K_п – коэффициент пористости (пористость - межзерновая, каверновая, трещинная, смешанная).

    При увеличении t на 1°С сопротивление раствора уменьшается на 2%.

    r_с=r_н[1-a(T-293)]

    Минерализация ПЖ меняется в широких пределах

    P=r_вп/r_пв – относительное сопротивление пласта. - формула Арчи

    m=1,3¸2,3.  Принимая m=2  

    k_в+k_n=1, где: k_n – коэффициент нефтенасыщенности; 

                                k_в –коэффициент водонасыщенности.

    Р_н=r_п/r_вп

      
        ЛЕКЦИЯ 3. КАРОТАЖ СОПРОТИВЛЕНИЯ ОБЫЧНЫМИ ЗОНДАМИ

       Для изучения электрического сопротивления  горных пород широко применяется  четырехэлектродная установка, электроды которой обозначаются A, M, N, B. Через электроды А и В, наз. токовыми, в скважину и окружающие породы вводится ток J, создающий электрическое поле.

       При помощи других электродов M и N, называемыми  измерительными, измеряют разность потенциалов  этого электрического поля между  двумя точками в скважине.

    

    Электроды А,М-N (а) и А,B,M (б) составляют обычный  каротажный зонд. Четвертый находится  вдали от зонда – на поверхности  земли около устья скважины.

    Размеры электродов обычных каротажных зондов достаточно малы по сравнению с расстояниями между ними и с диаметром скважины, поэтому их можно считать точечными.

    Разность  потенциалов DU, измеряемая между электродами M и N пропорциональна току J и удельному электрическому сопротивлению горных пород.

    Парные  электроды – два электрода, включенные в токовую или измерительную цепь.

    Непарный  электрод – электрод, включенный в  одну цепь (токовую или измерительную) с электродом, удаленным на большое  расстояние от зонда.

     ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ ТОЧЕЧНОГО ИСТОЧНИКА

    

,

где: R – сопротивление между шаровыми поверхностями S₁ и S₂;

              l=dr – длина пути тока между  S₁ и S₂;

      S – сечение эквивалентной поверхности проводника равно 4pr².

    Подставив указанные величины, получим

     - потенциал в точке М от  источника А.

     - плотность тока на расстоянии r от источника.

    

    от  источника В U_bm

     ,

    т.к. BM® ¥, то

    

    

     ,

где: k – коэффициент зонда.

    Коэффициент зонда

    Потенциал – зонд

    Градиент  – зонд

    Коэффициент идеального градиент – зонда:

    Кровельный  зонд.                               Подошвенный зонд

    Длина зонда – расстояние АО (МО)

    Длина потенциал-зонда L равна расстоянию между непарными электродами. М2А0,5В.

    СТАНДАРТНЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КАРОТАЖ.

    В районах с песчано-глинистыми разрезами  стандартным чаще всего является подошвенный градиент-зонд длиной около 1,5 м.

    В карбонатных разрезах – потенциал-зонд длиной около 0,5 м.

    Стандартный каротаж регистрируют в М 1:500 (КС, ПС и ГК).

    БОКОВОЕ КАРОТАЖНОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ

    Для БКЗ применяют комплект кровельных или подошвенных градиент-зондов длиной равной 2-30 диаметрам скважины (dc), причем длина зондов в комплекте последовательно увеличивается в 2 раза.

    Для нефтяных и газовых скважин используют следующие градиент-зонды: А0,4М0,1N; А1M0,1N; А2М0,5N; А8М1N. В комплект входит кровельный зонд М0,5N4А или М0,5N2А для уточнения отбивки границ отдельных пластов и учета явлений экранирования.

    В пластах с глубоким проникновением фильтрата ПЖ в пласт (с глубиной D более 8 dс) иногда применяют дополнительный градиент-зонд А16М2N.

    Обязательно проводят измерение dc и r_с.

КАЖУЩЕЕСЯ УДЕЛЬНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ПЛАСТА НЕОГРАНИЧЕННОЙ МОЩНОСТИ. ПАЛЕТКИ БКЗ.

     Для интерпретации данных ЭК и БКЗ, надо установить насколько r_к отличается от r_п. 

    Водоносный  пласт r_п<r_с повышающее проникновение.

    Нефтеносный пласт r_п>r_с понижающее проникновение. 
 

    

    Для пласта неограниченной мощности составлены зависимости r_к/r_с от L/d_c/

    Двухслойные палетки БКЗ составлены без учета  зоны проникновения,

    трехслойные – с учетом ЗП.

ЛЕКЦИЯ 4. СРЕДЫ С ПЛОСКО–ПАРАЛЕЛЬНЫМИ  ПОВЕРХНОСТЯМИ РАЗДЕЛА

    РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ МЕТОДОМ ЗЕРКАЛЬНЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ.

    При одной бесконечной плоской границе, разделяющей два однородных и  изотропных полупространства со средами, имеющими r1 и r2, потенциал электрического поля в каждой среде можно определить методом зеркальных изображений, исходя из следующих положений.

    Условия непрерывности электрического поля и граничные условия

1.

2.При 

3. На границе  раздела потенциалы в разных  средах равны     (А).

4. должно соблюдаться  постоянство нормальной составляющей (В).

    Будут выполнены, если предположить следующее:

    1. В среде 1, в которой находится  источник тока, потенциал электрического  поля будет таким, как в случае  однородного безграничного пространства, заполненного средой с сопротивлением, равным сопротивлению полупространства, в котором находится источник тока, при условии, что кроме этого источника тока, в точке А¢, являющейся зеркальным изображением точки А в плоскости Р раздела сред, находится второй фиктивный источник тока А¢, отдающий некоторый ток I¢.

    2. В среде 2, в которой источник  тока А отсутствует, потенциал  электрического поля будет таким,  как будто все исследуемое  пространство безгранично и заполнено  этой средой, но источник А  при этом отдает фиктивный  электрический ток I¢¢.

    Обозначая через R и R¢ расстояние от источников А и А¢ до точки М1 и М2 определим потенциал электрического поля.

    для среды 1 (точка М1)

    для среды 2 (точка М2)

    (индекс  вверху – среда, где находится  питающий электрод,

    внизу – среда, где измеряется поле измерительным  электродом).

    Для определения фиктивных токов I¢ и I¢¢ воспользуемся пограничными условиями А и Б приравняв обе части при R=R¢ запишем:

     [1]

      и взяв производные (Б) получим:

      и 

    

    Так как  , получим I-I¢=I¢¢ [2] R=R¢

    Решая совместно [1] и [2] получим:

     ,

    

    

    k12 – наз. коэффициент отражения

    (1 – k12) – коэффициент пропускания.

    В частности, если r2= ¥ k12= 1 и 1-k12= 0. В этом случае весь ток будет отражаться границей раздела (средой 2), в среде 2 токовое поле будет отсутствовать и в среде 1 плотность тока будет в 2 раза выше, чем в случае однородного изотропного пространства.

    При идеально проводящей среде 2 (r2=0) k12= -1 1-k12= 2. В этом случае токовые линии не только не будут отражаться границей раздела, а, наоборот, будут полностью втягиваться средой 2. При этом весь ток, вместо того, чтобы растекаться по телесному углу 4p будет протекать в среду 2 и распространяться в телесном угле, равном 2p, что будет эквивалентным отдаче источником А фиктивного тока удвоенной силы.