Геофизические исследования скважин

    При измерении потенциал – зондом соседние пласты не оказывают существенного  влияния на показания против пласта высокого сопротивления.

    Для градиент – зонда – кривые КС сильно искажены, что ограничивает их применение по сравнению с ГЗ.

Лекция 7. Кажущееся удельное сопротивление пластов конечной мощности

    Палетки ЭКЗ.

   При интерпретации используют существенные значения r_к на кривой КС против пласта.

    Максимальное  сопротивление rкmax отсчитывают для пластов, удельное сопротивление которых больше удельного сопротивления вмещающих пород, и минимальное rкmin – для пластов, удельное сопротивление которых меньше сопротивления вмещающих пород.

    Это так называемые экстремальные точки.

    Оптимальное сопротивление rкopt отсчитывают по кривым КС, полученных градиент – зондами при L<h. Оно представляет собой среднее значение rк против пласта за исключением зоны экранирования.

    Для пласта конечной мощности путем иточного моделирования на каротажном электроинтеграторе получены теоретические значения экстремальных значений величины rк для наиболее важных на практике случаев.

    Кривые  зондирования ЭКЗ также как и  палетки БКЗ строят в логарифмическом масштабе. Группу кривых ЭКЗ для одних и тех же значений rвм/rс и h/dc называют палеткой ЭКЗ.

      

    Для ГЗ при h=4dc и rвм=1rс 

    На  палетках ЭКЗ отмечена (также как  и на палетках БКЗ) характерная точка  крест скважины и точка учета мощности (ТУМ), координатами которой являются rк=rвм и L=h.

    Палетки ЭКЗ – двухслойные, составлены без  учета проникновения фильтра  ПЖ в пласт

Лекция 8,9. БОКОВОЙ КАРОТАЖ

    При электрическом каротаже скважин, разрез которых представлен породами высокого сопротивления карбонатные породы, гидрохимические отложения), а также скважин, заполненных минерализованной ПЖ, эффективность обычных зондов резко падает. Из-за значительного влияния скважины кривые КС , записанные ПЗ и ГЗ плохо расчленяются. Для повышения эффективности применяют фокусировку тока.

    ТРЕХЭЛЕКТРОДНЫЙ БОКОВОЙ КАРОТАЖНЫЙ ЗОНД представляет собой длинный цилиндрический электрод разделенный изоляционными промежутками на три части: небольшой центральный электрод Ао и два расположенных симметрично по отношению к нему закороченных экранных электрода А1 и А2. Через основной и экранные электроды пропускается ток одной полярности и обеспечивается равенство их потенциалов. Благодаря влиянию тока экранных электродов ток Io, выходящий из основного электрода Ао, распространяется на значительное расстояние слоем, перпендикулярном к оси скважины.

    В следствие этого влияние скважины и вмещающих пород сказывается меньше, чем при обычных зондах.

    Для определения rк измеряют DU любого электрода зонда по отношению к удаленному на достаточно большое расстояние электроду N.

     , где k – коэффициент зонда.

    При Io=const регистрируют DU и определяют rк.

    Коэффициент трехэлектродного бокового зонда равен

     ,

где: L0 – длина основного электрода А0;

      L – общий размер зонда;

      dэ – диаметр прибора.

    При выборе трехэлектродного зонда бокового каротажа необходимо учитывать влияние  его размеров на значения КС:

1. С увеличение размера зонда L улучшается фокусировка зонда и несколько возрастает радиус исследования;
2. С уменьшением диаметра зонда увеличивается влияние скважины, поэтому значения dэ не должно быть меньше 0,25 dс; dэ>0,25 dс.
3. Уменьшение Lo улучшает расчленяющую способность зонда, однако при Lo<0,3dс резко ухудшаются условия и точность измерений.

 

    В разных видах отечественной аппаратуры трехэлектродного БК применяется один и тот же зонд:

    Lo=0,18 м, L=3,2 м и dэ=0,07 м k=0,24

    Многоэлектродные  боковые каротажные зонды состоят  из основного токового А0, двух пар  измерительных М1N1 и M2N2 и несколько пар экранных электродов.

 
 
 

    Одноименные электроды попарно соединены  накоротко DU между электродами M1N1 и M2N2 равна нулю и поддерживается током пропускаемым через экранные электроды. Это равносильно тому, что скважина и ближайшие к ней участки разреза выше и ниже электрода А0 заменяются тонкими слоями изолятора заменяются тонкими слоями изолятора толщиной MN. Ток, выходящий из основного электрода А0, распространяется на значительное расстояние в радиальном направлении слоем, толщина которого примерно равна L0 равной 0,6 м. 
 

    

    Измеряемое  напряжение представляет падение потенциала по указанному слою и зависит в основном от rп. Скважина и вмещающие породы оказывают небольшое влияние. Измеряется потенциал DU любого измерительного электрода относительно электрода N, находящегося на поверхности или на броне кабеля. Ток I₀ поддерживается постоянным, rк рассчитывается по формуле: .

    Основным  достоинством многоэлектродных зондов бокового каротажа является возможность изменять их глубинность.

    Важнейшими геометрическими характеристиками многоэлектродного зонда БК являются:

1. длина зонда – расстояние О1О2 между измерительными парами;
2. размер зонда L, расстояние между его верхним и нижним концами;
3. параметр фокусировки зонда q, представляющий отношение размера зонда к его длине .

    Применяются на практике семи и  девятиэлектродные  зонды. Когда полярность тока, пропускаемого  через все пять электродов одинакова, зонд используют для  изучения неизменной проникновением части пласта. Для изучения ЗП полярность тока, пропускаемого через внешние экранные электроды, меняют на противоположные.

    Напряжение  зависит от параметров прилегающей  части пласта. Это псевдобоковой зонд.

    Из-за наличия в зонде электродов В1 и В2 через которые замыкается ток основного и внутренних экранных электродов, ток I0 распространяется вблизи скважины. 
 
 
 
 

    

    АБКТ  – аппаратура трехэлектродного бокового каротажа

    БКС-2 – аппаратура с девятиэлектродным  зондом бокового каротажа и псевдобоковым  зондом. (См. справочник «Аппаратура и оборудование для геофизических исследований нефтяных и газовых скважин», А.А. Молчанов и др., М, Недра,1987 г.).

    Токовые линии зондов БК в однородной среде  зависят от числа электродов, их формы, длины, расстояний между ними, фокусировки тока.

    Показания зондов БК в пласте неограниченной мощности прямо пропорциональны r_п и обратно пропорциональны dc и rс. При rп<2000rс величина rк<rп. Для пластов более высокого сопротивления наблюдается равенство rк=rп и даже превышение rк над rп.

    Показания девятиэлектродного зонда БК с большим радиусом исследования (БК_б) мало зависят от dc и во всем диапазоне изменения rп близки к последнему. Показания зондом БКм (псевдобоковой зонд) сильно зависят от r_с и d_c.

    При трехэлектродном БК равенство потенциалов  основного и экранных электродов зонда достигается:

    а) автоматическим изменением силы тока через экранные электроды; при этом сила тока через основной электрод сохраняется постоянной.

     б) соединение между собой всех трех электродов. А0 и А1 соединяются через  небольшой резистор Z. Измеряется ток через центральный электрод.

    Пример  при dc=0,25   , rп=0,82 rк

Форма кривых кажущегося сопротивления  против пластов конечной мощности

     При одинаковом r_вм со стороны кровли и подошвы пласта кривые КС боковых каротажных зондов против однородного одиночного пласта симметричны относительно его середины.

    Для тонких пластов h<4dc максимум имеет форму острого пика, для мощных пластов (h>16dc) он пологий с площадкой посередине. При h»L против пласта наблюдается пологий минимум.

    При различном удельном сопротивлении  вмещающих пород симметрия нарушается.

    В случае двух пластов высокого сопротивления, расположенных близко друг к другу, максимумы смещены в сторону  разделяющего их прослоя.

    Против  пачки пластов с мощностью прослоев больше 2dc искажения rк незначительны. 4dc.

Лекция 10. Характеристики зондов БК

    На  показания боковых каротажных зондов в неоднородной среде кроме величины r_п и d_c влияют также удельное сопротивление и размеры зоны проникновения, мощность пласта и удельное сопротивление вмещающих пород. При наличии проникновения фильтрата ПЖ в пласт величины r_к, замеренные зондами БК отличаются от значений, соответствующих не затронутой проникновением части пласта. В случаях понижающего проникновения в пласт они занижены, в случаях повышающего проникновения – завышены.

    Зависимость отношения r_к3сл/r_к2сл от диаметра D зоны проникновения принято называть радиальной характеристикой зондов ЭК.

    

    Радиус  исследования БК-3 можно приравнять к ГЗ с АО=4м.

     Другой важной характеристикой зондов электрического каротажа в неоднородной среде является зависимость их показаний от мощности пласта, называется вертикальной характеристикой.

    

    Зонды БК выгодно отличаются  от других зондов ЭК.

    Основной  областью применения зондов БК являются разрезы, в которых наблюдается понижающее проникновение в пласты. Комплекс зондов БК_м и БК_Б позволяет определить r_п и r_зп. 

    Обработка данных измерений. Палетки  БК.

    Обработка кривых БК состоит из следующих этапов: отбивки границ пласта, отсчета существенных значений r_к и введения в них поправок за влияние вмещающих пород, диаметра скважины и зоны проникновения при помощи палеток БК.