Метод кажущегося сопротивления (КС). Типы зондов метода КС. Особенности диаграмм КС

Петрофизические основы электрических методов ГИС.

Электрические методы исследования скважин.

Дифференциации горных пород по электрическим свойствам - основа электрических методов исследования скважин. Электрические методы исследования заключаются в регистрации параметров электрического поля. Параметры электрического поля. Удельное электрическое сопротивление породы ρп. Горная порода представляет собой твердый минеральный скелет, пустоты которого заполняют вода, нефть или газ. Электропроводность такой среды определяется суммой электропроводностей ее компонентов. Главнейшие породообразующие минералы осадочных пород - кварц, полевые шпаты, кальцит и т.д., а также нефть и газ имеют очень высокое удельное электрическое сопротивление (более 10 ¹⁰ Ом*м). Отсюда следует, что твердый скелет породы и углеводородные компоненты в ее порах не участвуют в проводимости электрического тока. Таким образом, способность г.пород пропускать электрический ток определяется электропроводностью насыщающих их вод. Зависимость удельного электрического сопротивления породы ρп от ее пористости, сцементированности, гидрофильности и структуры порового пространства при полном насыщении пор водой характеризуется относительным электрическим сопротивлением, которое выражается отношением:

Рп= ρвп / ρв,

Рп называют параметром пористости.

Т.к. нефть и газ не проводят электрического тока, удельное сопротивление горной породы частично водонасыщенной ρнп, больше удельного сопротивления полностью водонасыщенной породы.

Отношение Рн= ρ нп / ρвп

показывает во сколько раз удельное сопротивление породы при данной водонасыщенности больше удельного сопротивления той же породы при 100% насыщенности водой с тем же ρв.

Параметр Рн называется параметром насыщения. Величина Рн может служить количественной оценкой коэффициента нефтегазонасыщения (Кнг=1-Кв), т.к. исследования показали, что

Рн= ап / Квⁿ , где

.

ап и n– коэффициенты, характерные для данного типа пород.

Общую формулу удельного сопротивления породы для нефтегазовых коллекторов можно записать так:

ρнп=Рп*Рн*ρв.

Таким образом, по удельному сопротивлению горной породы можно оценит основные фильтрационно-емкостные свойства коллекторов.

Лекция 3

При измерении удельного электрического сопротивления горной породы в скважину на кабеле спускают измерительную установку – зонд, состоящий из трех электродов: А, М и Ν. Четвертый электрод В устанавливается на поверхности вблизи устья скважины.

Через электроды А и В пропускают электрический ток І (питающие электроды).

При перемещении зонда вдоль ствола скважины в зависимости от удельного сопротивления окружающих пород изменяется разность потенциалов между электродами М и Ν (измерительные электроды), которая регистрируется на поверхности ΔU. По измеренным значениям ΔU и І можно рассчитать удельное сопротивление среды, окружающей зонд. В скважинах исследуемая среда обычно электрически неоднородна. Электрически неоднородная среда характеризуется кажущимся удельным сопротивлением:

Для наиболее простого случая, когда промывочная жидкость в скважине и окружающие породы имеют одинаковое удельное сопротивление, кажущееся сопротивление записывается формулой:

ρ_к = К ΔU / І, где

К - коэффициент зонда, зависящий от расстояния между электродами:

К= 4π АМ*АΝ / МΝ,

где АМ, АΝ, МΝ - расстояния между соответствующими электродами (измеряются в метрах).

Разность потенциалов регистрируется непрерывно при перемещении зонда по стволу скважины. Так как сила тока поддерживается постоянной, то диаграмма разностей потенциалов ΔU является диаграммой удельного сопротивления пород в разрезе скважины. В зависимости от соотношения расстояний между электродами зонды бывают двух типов: потенциал-зонды и градиент-зонды.

Значение кажущегося сопротивления зависит от удельного сопротивления изучаемого пласта, вмещающих пород, бурового раствора, зоны его проникновения, мощности пласта, диаметра скважины, а также типа и размера применяемого зонда.

Мощный пласт высокого сопротивления выражается на кривых потенциал-зондов симметричными относительно середины пласта аномалиями высокого кажущегося сопротивления. Тонкому пласту высокого сопротивления на кривой соответствует симметричный минимум.

Кривые обращенного (кровельного) градиент-зонда.

Кривые, полученные последовательным (подошвенным) градиент-зондом.

В природе геологический разрез представляет собой чередование пластов высокого и низкого удельного сопротивления. В этих условиях при изучении каждого пласта необходимо помнить о возможном влиянии соседних пластов.

Значение кажущегося сопротивления зависит от удельного сопротивления изучаемого пласта, вмещающих пород, бурового раствора, зоны его проникновения, мощности пласта, диаметра скважины, а также типа и размера применяемого зонда. Мощный пласт высокого сопротивления выражается на кривых потенциал-зондов симметричными относительно середины пласта аномалиями высокого кажущегося сопротивления. Границы мощного пласта на кривой отмечаются по точкам кривой, в которых начинается наиболее интенсивный рост кажущегося сопротивления. Рис 1 а.

Лекция 4

Дата добавления: 2014-01-11