Применение индукционного метода в нефтегазовой геофизике

Двух кривых сопротивления, регистрируемых прибором ЭЗМ, недостаточно для определения  трех параметров ρ_п, ρ_зп и D. Для определения этих параметров необходимо располагать дополнительными данными о ρ_зп, которые обычно получают по БКЗ. Зная ρ_зп по отношению ρ_зп / ρ_к1АМ оценивают характер проникновения. Если мощность пласта h ≥ 5 м , то при ρ_зп / ρ_к1АМ > 1 имеет место повышающее проникновение; при ρ_зп / ρ_к1АМ <1 – понижающее. При h < 5 м показание ρ_к1АМ исправляют за ограниченную мощность пласта.

Для оценки параметров ρ_п и D прибором ЭВМ и ρ_п, ρ_зп, Dприбором Э6 применяют палетки. В зависимости от характера проникновения для оценки ρ_п и D используются палетки. Составленные для повышающего и понижающего проникновений фильтрата в пласт. Представляющие зависимости соответственно ρ_к1АМ/ ρ_к1ИК от ρ_зп / ρ_к1АМ и ρ_зп / ρ_к1ИК от ρ_зп / ρ_к1АМ, для семейства кривых D/d_c; ρ_зп / ρ_п и D/d_c; ρ_п / ρ_зп.

Рассмотренные палетки рассчитаны для фиксированных d_c и пластов большой мощности. Но при  исправлении значений ρ_к за ограниченную мощность пласта могут быть использованы и для пластов малой мощности. Палетки рассчитаны для скважин двух диаметров: 0,2 и 0,3 м, но с допустимой погрешностью могут быть использованы соответственно при 0,14 ≤ d ≤ 0,12 м и при 0,25 ≤ d ≤ 0,34 м.

Наличие в приборе Э6 двух зондов ИК обеспечивает более высокую точность измерений в пластах с повышающим проникновением и в породах с относительно малым удельным сопротивлением (ρ_п<10 Ом*м). При повышающем проникновении комплекс зондов Э6 дает возможность с достаточной надежностью пласты – каллекторы и определять параметры ρ_п, ρ_зп и D. Определение этих параметров производится с помощью палеток, построенных на основании усредненных расчетных данных, представляющих зависимости ρ_к1М/ ρ_к1Б от ρ_к1С/ ρ_к1Б для фиксированных значений D/d_c, ρ_п/ ρ_к1Б, ρ_п/ ρ_зп и d_c.

Поправки за скин-эффект, влияние  скважины и вмещающих пород в  показания зондов ИК прибора Э6 вносятся с помощью специальных номограмм. В показания БК_м поправка за  влияние вмещающих пород из – за его малых размеров (L = 1 м) не вносится. НВ показаниях зондов Э6 заметно сказывается влияние скважины, поэтому при d_с = 0,19 м все измерения этим прибором следует проводить с откланителем прибора от стенки скважины (откланитель - резиновые манжеты на приборе ).

При понижающим проникновении определение ρ_п ,ρ_зп  и D затрудняются. Это вызвано уменьшением глубинности исследования зондов ИК и увеличением глубинности зондов БК при  ρ_зп < ρ_п. в результате расхождения в значениях показаний большого ИК_Б и малого БК_м зондов Э6 становится значительно меньше , в случае повышающего проникновения. В этих условиях комплекс зондов Э6 не дает возможности однозначно определять параметры ρ_п ,ρ_зп  и D, так как каждому сочетанию зафиксированных зондами значений ρ_к соответствует несколько сочетаний определяемых параметров

 В условиях понижающего проникновения  более надежные результаты определения  параметров ρ_п ,ρ_зп  и D возможны при использовании зондов Э6 в место малого зонда Э1. В комплекс исследования зондом Э1 входят зонды БКЗ, БК и ПС.

 

 

 

            3.3 Кривые ИМ

 

 

Кривые σ_эф для всех зондов обычного индукционного метода против одиночных пластов в случае равенства электропроводностей вмещающих пород симметричны относительно середины пласта (рисунок 3). Границы пластов при их средней и большой мощности определяются по середине аномалии, где ее ширина соответствует истинной мощности пласта h. Для пластов малой мощности ширина аномалии на ее середине представляет собой фиктивную мощность h_ф; h_ф<h.Характерными показаниями кривой σ_эф против однородного пласта конечной мощности являются экстремальные значения эффективной электропроводности, против середины пласта – максимальные или минимальные. На показания σ_эф индукционных зондов искажающее влияние оказывают: 1) скважина; 2) явление скин-эффекта; 3) ограниченная мощность пласта и вмещающие породы; 4) зона проникновения фильтрата промывочной жидкости. В значение эффективной электропроводности необходимо вносить соответствующие поправки за влияние указанных факторов. Влияние скважины может быть учтено по показаниям против пластов высокого удельного сопротивления (р_пл>200 Ом∙м), встречающихся в разрезе. Линия нулевой электропроводности должна проходить по кривой σ_эф этих высокоомных пластов. Влияние скин-эффекта на показания σ_эф учитывается с помощью графиков σ_эф = f(ρ_эф), построенных по теоретическим формулам для однородной среды (рисунок 4, а). Эти графики позволяют перевести значения электропроводности в величины удельного сопротивления пород. Влияние конечной мощности пласта и вмещающих пород на показания σ_эф учитывается с помощью палеток поправочных коэффициентов К_h (рисунок 4, б).

       Наличие, зоны проникновения при D_зп/d_c<4, повышающей сопротивление  пласта,   мало  сказывается  па   показаниях  ИМ. Зона проникновения промывочной жидкости, понижающая сопротивление пласта, оказывает существенное влияние на величину σ_эф. Оно тем значительнее, чем больше D_зп/d_c и ρ_пл / ρ_зп.

     Влияние скин-эффекта на показания σ_эф учитывается с помощью графиков σ_эф = f(ρ_эф), построенных по теоретическим формулам для однородной среды (рисунок 4, а). Эти графики позволяют перевести значения электропроводности в величины удельного сопротивления пород. Влияние конечной мощности пласта и вмещающих пород на показания σ_эф учитывается с помощью палеток поправочных коэффициентов К_h (рисунок 4, б).

Наличие, зоны проникновения при D_зп/d_c<4, повышающей сопротивление пласта,   мало  сказывается па   показаниях  ИМ. Зона проникновения промывочной жидкости, понижающая сопротивление пласта, оказывает существенное влияние на величину σ_эф. Оно тем значительнее, чем больше D_зп/d_c и ρ_пл / ρ_зп.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 – для двухкатушечногозонда, L_и/d_С =1,875; 

2 – для фокусирующего  зонда, L_и/d_С = 2,25;

3 – уровни значений истинного удельного электрического сопротивления пород, пласты различного удельного электрического сопротивления пород;

4 – ρ_пл=10 Ом∙м; 5 – ρ_пл=10Ом∙м; 6 – ρ_пл=0,l Ом∙м; 7 – ρ_р→∞;

8 – зона проникновения  промывочной жидкости

 

 

   Рисунок 3- Теоретические кривые обычного индукционного метода

      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а - 1, 2, 3  – зонды 6Ф; 5Ф1.2; 4ФА.75; б – шифр кривых – мощность пласта в м; К_h – поправка в величину ρ_эф влияние конечной мощности пласта

 

 

Рисунок 4- Внесение поправок в показания обычного низкочастотного индукционного метода за влияние скин-эффекта (а) и конечной мощности пласта (б)

     Этот метод получил широкое распространение при исследовании разрезов нефтяных и газовых скважин с промывочными жидкостями сравнительно низкой минерализации (ρ_п > 1 Ом•м). Кроме того, он может использоваться при изучении скважин с непроводящей промывочной жидкостью (известково-битумные растворы и др.), заполненных нефтью и закрепленных трубами из диэлектриков (асбоцементные и полимерные обсадные колонны).

Вихревые  токи, индуцированные в пластах, перпендикулярных к оси скважины, практически не пересекают их границ, что существенно снижает влияние вмещающих пород на показания обычного индукционного метода. Благодаря применению фокусирующих устройств индукционные зонды  имеют благоприятные вертикальные и радиальные характеристики, что позволяет частично исключить влияние скважины, зоны проникновения и вмещающих пород на эффективную электропроводность. Индукционный метод наиболее чувствителен к прослоям повышенной электропроводности и почти не фиксирует прослои высокого удельного сопротивления, т. е. при замерах σ_эф отсутствует явление экранирования, присущее обычным зондам методов КС квазипостоянного тока. Индукционные зонды сравнительно небольших размеров (0,75 – 1,40 м) обладают значительным радиусом исследования, превышающим примерно в 4 раза радиус исследования обычных градиент-зондов КС.

Применение обычного низкочастотного  индукционного метода ограничено в случае использования соленых промывочных жидкостей, наличия зоны проникновения фильтрата промывочной жидкости, понижающей сопротивление пласта, и при исследовании пород удельного сопротивления свыше 50Ом∙м.

Обычный низкочастотный индукционный метод позволяет более детально расчленять разрезы скважин, сложенные породами низкого удельного сопротивления, выделять водоносные и нефтегазоносные пласты, изучать строение переходной зоны и уточнять положение контактов вода—нефть, вода—газ), определять истинное удельное сопротивление пород до 50 Ом∙м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 Применение индукционного метода  в нефтегазовой геофизике.

 

 

В отличии от других методов сопротивления в ИК не требуется непосредственного контакта измерительной установки с промывочной жидкостью. Это дает возможность применять ИК в тех случаях, когда используются непроводящие ПЖ (приготовленные на нефтяной основе), а также в сухих скважинах.

Благоприятные результаты получают при  исследовании индукционным каротажем разрезов пород низкого и среднего сопротивления и при наличии повышающего проникновения фильтрата ПЖ в пласт.

По диаграммам индукционного каротажа можно более точно определить положение водонефтяного контакта и удельное сопротивление водоносных коллекторов низкого сопротивления.

Применение индукционного каротажа ограниченна при соленной ПЖ сопротивлением менее 0,1 Ом*м и высоком удельном сопротивлении  пород. Разрезы, представленные породами с удельным сопротивлением более 50 Ом*м, нечетка расчленяются приборами ИК.

По одной кривой ИК удельное сопротивление  пласта можно определить только при  отсутствии проникновения фильтрата  ПЖ в пласт или неглубоком проникновении. Поэтому индукционный каротаж применяют в комплексе с другими методами сопротивлений. При комплексных измерениях (ИК, БК, потенциал - и градиент – зондами ) возможно более надежное выделение в разрезе пластов – коллекторов и определение их удельного сопротивления ρ_п , зоны проникновения ρ_зп и диаметра зоны проникновения D.Результаты комплексных измерений ИК, БК и других кривых КС принято представлять в логарифмическом масштабе. Это дает возможность в одних и тех же единицах (логарифма сопротивления) регистрировать показания бокового и индукционного каротажа. В качестве «нулевого уровня» при логарифмической записи выберают минимальную величину, равную 0,01 или 0,001 измеряемой величины, представляющий практический интерес и уверенно регистрируемой. При логарифмической шкале кривые сопротивления регистрируются с постоянной относительной погрешностью отсчета в области как больших, так и малых сопротивлений. При регистрации в линейных масштабах запись кривой КС ведется тремя гальванометрами и на отдельных участках разреза регистрируется в двух трех линейных масштабах, что затрудняет сопоставление кривых и их дальнейшую обработку.