Стандартный каротаж

Кажущееся удельное сопротивление измеряют с помощью стандартного зонда, размеры которого для каждого района под­бирают экспериментальным путем. Обычно для исследования нефтяных и газовых скважин в качестве стандартного исполь­зуют градиент-зонд длиной около 2,5 м или потенциал-зонд дли­ной 0,5 м. Потенциал-зонды трехэлектродных установок имеют размеры от 0,2 до 1 м, а градиент-зонды — от 0,2 до 8 м. Зонды большего размера применяются реже.

На территории Ставрополья такими зондами, в основном, являются A2,0M0,5N (N0,5M2,0A) и N8,0M0,5A.

До 90-х годов, когда отсутствовала цифровая запись ГИС, материал записывался на рулонную бумагу. Стандартный каротаж проводился сразу после бурения скважины по всему стволу в масштабе глубин 1:500. На диаграммы стандартного каротажа, кроме кривых ПС, ГЗ, ПЗ, кавернометрии наносились данные керна и испытаний пластов.

Кривые стандартного каротажа обычно регистрируются одновременно с кривой ПС, аппаратурой К-3 или Э-1. Регистрация кривых кажущихся сопротивлений выполняется в масштабе 1, 5 и 25 Омм/см.

Применение.

По данным стандартного каротажа проводится корреляция разрезов скважин.

Стандартный каротаж является основным, т.к. к нему привязываются все последующие геолого-геофизические исследования, проводимые в скважине и данные сейсморазведки. Стандартный каротаж, в свою очередь, привязывается к буровому оборудованию.

Лекция №4 Метод бокового каротажного зондирования (БКЗ)

Боковые каротажные зондирования (БКЗ) - это основной нефокусированный метод определения УЭС горных пород в условиях буровых скважин.

Сущность метода заключается в измерении кажущегося сопротивления горных пород зондами одного типа, но разной длины, чем обеспечивается различная глубина исследования разреза. Зонд БКЗ представляет собой «косу» с вмонтированными в нее электродами. Конструкция установки позволяет, при переключении питания с одного электрода на другой, получать зонд другой длины и типа. Как правило, в комплект БКЗ входят пять зондов: А0.45М0.1N, А1.0М0.1N, А2.0М0.5N, А4.0М0.5N, А8.0М1.0N (рис. 1).

Рис. 1 – Зонды БКЗ и стандартного каротажа

Для повышения производительности измерений применяют так называемые комплексные приборы электрического каротажа, состоящие из многоэлектродного зонда с резистивиметром и электронного блока. Такой прибор позволяет за 1 спуско-подъемную операцию записать 3 диаграммы КС с разными зондами и ПС. Передача 3 сигналов КС по одной и той же линии связи достигается за счет применения частотной модуляции на разных несущих частотах (7,8; 14,0; 25,7 кГц); сигнал ПС передается постоянным током. По этим причинам БКЗ, как правило, выполняют только в продуктивной части разреза нефтяных скважин, где по УЭС оценивают характер насыщения коллекторов. Всю остальную часть разреза каротируют одним стандартным зондом КС.

Одновременно с кривыми БКЗ регистрируются 1 зонд, «перевернутый» по отношению к остальным, 1 потенциал-зонд, ПС, резистивиметр и каверномер в масштабе глубин 1:200. Масштаб регистрации БКЗ – 1, 5, 25 Омм/см.

В настоящее время существуют скважинные устройства (Э-1, Э-4, Э-7, Э31), обеспечивающие проведение БКЗ за один или два спуско-подъема, т. е. несколькими зон­дами одновременно.

В БКЗ изучают изменение ρ_к с увеличением глубины проникновения тока, т.е. по мере увеличения длины зонда (рис. 1). При малых зондах L < d_скв ток замыкается в малом объеме, внутри скважины, и получаемое ρ_к определяется, в основном, сопротивлением бурового раствора ρ_с. С увеличением длины зонда ток проникает все дальше от оси скважины, захватывая сначала зону проникновения бурового раствора с сопротивлением ρ_зп, а затем и неизмененную часть пласта с сопротивлением ρ_п. Соответственно, меняются и получаемые значения ρ_к.

Основное достоинство метода БКЗ в сравнении с другими методами сопротивления БК и ИК – наибольший радиус исследования и может регистрировать сопротивление неизменной части пласта с глубокой зоной проникновения.

Данные БКЗ позволяют решать следующие геологические задачи:

- определение истинного удельного сопротивления пласта,

- определение сопротивления промытой части пласта,

- определение диаметра зоны проникновения, чем больше радиус проникновения бурового раствора, тем больше пористость пород и лучше их коллекторные свойства,

- определение пористости пород в карбонатном разрезе,

- оценка характера насыщающего флюида,

- отбивка границы газоносного и водоносного пластов.

Недостатки и ограничения метода БКЗ:

- большая трудоемкость при спуске комплексного скважинного прибора,

- продолжительная обработка и интерпретация,

- экранные максимумы и минимумы КС, которые являются ложными, и их значения при интерпретации не снимают.

- большое шунтирующее влияние скважины при ρ_п/ρ_с> 200 (столб бурового раствора служит шунтом);

- высокая погрешность в определении ρ_п пластов малой мощности при ρ_п/ρ_вм > 20 (ток ответвляется во вмещающие породы);

- неоднородность разреза (тонкое чередование прослоев с различным ρ_п);

- очень высокое или очень низкое ρ_п пластов.

В случае горизонтально залегающего мощного (Н = 5АО) однородного пласта высокого сопротивления на кривой кровельного градиент-зонда регистрируется асимметричный максимум (рис. 2а). Кровля пласта выделяется по максимуму кривой, подошва пласта – по минимуму.

Тонкий пласт высокого сопротивления отмечается на кривой кровельного градиент-зонда максимумом кривой сопротивления (рис. 2б). Над пластом на расстоянии, равном размеру зонда, находится экранный максимум, между экранным максимумом и основной аномалией – экранный минимум. Формирование экранных максимума и минимума связано с эффектом экранирования электрического тока пластом высокого сопротивления. Границы пласта определяют приближенно по точкам перегиба основной аномалии кривой сопротивления.

Рис. 2

Обработка диаграмм сводится к нахождению границ пластов и снятию показаний. Результат БКЗ представляет собой кривую зависимости ρ_к = f(L), построенную в билогарифмическом масштабе. Кривые БКЗ интерпретируются с помощью специальных теоретических кривых (палеток БКЗ). В результате получают истинное сопротивление пород, зоны проникновения и оценивают глубину проникновения бурового раствора в среду. Однозначно определяются толщины мощных пластов (длина зонда меньше мощности пластов). Для пластов малой мощности определение границ затруднено.

Влияние зоны проникновения на кажущееся сопротивление пластов большой мощности

Если в пласте, являющемся коллектором, имеется зона проникновения и удельное сопротивление изменяется по радиусу, в зависимости от радиальной характеристики кажущееся сопротивление в исследуемом пласте будет изменяться по-разному. Если зона проникновения в 4 раза больше диаметра скважины и ее удельное сопротивление ρ_зп в 10 раз больше удельного сопротивления заполняющего скважину раствора ρ_с, то при условии:

- ρ_с < ρ_зп > ρ_п – происходит повышающее проникновение в пласт;

- ρ_с < ρ_зп < ρ_п – понижающее проникновение.

Лекция №5 Метод микрозондирования (микрокаротаж)

Для определения электрического сопротивления части пласта, непосредственно прилегающей к скважине, и детального расчленения разреза используются микроустановки с малой глубиной исследования – микрозонды.

Микрозонд (МКЗ) – каротажный зонд малой длины, электроды которого размещены на внешней стороне башмака из изоляционного материала (рис. 1). При работе башмак с электродами прижимается пружинами к стенке скважины, чем достигаются экранирование зонда от бурового раствора и уменьшение влияния раствора на результат измерений.

Микрозондирование проводят с одновременной записью кривых микроградиент-зонд (МГЗ) и микропотенциал-зонда (МПЗ) или регистрации кривой микробокового каротажа (МБК).

Рис. 1

Из трех электродов на «башмаке» собирают 2 микрозонда: микроградиент-зонд A0,025M0,025N с размером АО = 0,037 м и микропотенциал-зонд А0,05М (N – корпус) с AM = 0,05 м, диаграммы которых регистрируют одновременно.

Поскольку радиус исследования микроградиент-зонда составляет около 4 см, а микропотенциал-зонда 10 – 12 см, то микроградиент-зонд против проницаемых пластов изучает в основном сопротивление глинистой корки, а микропотенциал-зонд – сопротивление пород в пределах промытой зоны, где основным флюидом является фильтрат промывочной жидкости, а также остаточные нефть и газ.

На пластах-коллекторах отмечается положительное приращение – превышение значений МПЗ над значениями МГЗ.

На глинах зоны проникновения бурового раствора нет, поэтому оба зонда измеряют одно и то же - сопротивление глин.

Из-за большой разницы в УЭС карбонатных пород и бурового раствора малейшие трещинки на стенках скважины, оказавшиеся между электродами, сильно снижают КС между ними. По этой причине обе кривые получаются сильно изрезанными с незакономерными взаимными пересечениями. Примерный вид диаграмм микрозондов на схематизированном геологическом разрезе, включающем в себя глины, песчаники и известняки, показан на рис. 2.

Рис. 2

Существуют микрозонды на трехжильном и одножильном кабеле. В последнем информация о двух измеряемых параметрах ρ_к^МГЗ и ρ_к^МПЗ передаются по одной и той же линии связи: центральной жиле кабеля (ЦЖК) и оплетке кабеля (ОК) за счет частотной модуляции двух разных несущих частот – 7,8 и 14,0 кГц. Коэффициенты зондов определяют экспериментально при измерениях в жидкости с известным сопротивлением.

Микрозонды МПЗ и МГЗ предназначены для:

- выделения коллекторов в терригенных разрезах скважин,

- выделения тонких пластов,

- исследования пород на небольшую глубину,

- определения сопротивления ПЖ и части пласта, прилегающей к стенке скважины,

- определение толщины глинистой корки и пленки.

МБК (микрозонд с фокусировкой тока). В МБК измеряется сопротивление прискважинной части пласта (промытой зоны) двухэлектродной установкой, состоящей из центрального токового электрода Ао и окружающего его экранного электрода Аэ, укрепленных на внешней поверхности измерительного башмака, прижимаемого к стенке скважины (рис. 3).

Рис. 3 – Двухэлектродный зонд микробокового каротажа

Такая установка по принципу действия аналогична зонду трехэлектродного бокового каротажа. Электроды Аэ и Ао питаются одинаковым переменным током так, что в любой момент времени их потенциалы были равны. Благодаря этому ток электрода Ао распространяется перпендикулярно оси башмака и стенки скважины в виде цилиндрического пучка, расходящегося в породе на расстояние 8 – 10 см. При этом существенно уменьшается влияние глинистой корки и промывочной жидкости повышенной минерализации, что позволяет более точно (в отличие от обычного микрозондирования) определять сопротивление промытой зоны пласта. Данные МБК также используются для выделения в разрезе скважин коллекторов путем сопоставления кривых МБК и трехэлектродного бокового каротажа. В плотных пластах проникновение отсутствует ρ_к^МБК ≈ ρ_к^БК, а в проницаемых – ρ_к^МБК ≠ ρ_к^БК.

Границы пластов по данным МБК отбивают по середине спада кривой.

Масштаб регистрации КС 0.5 или 1.0 Омм/см. Масштаб глубин 1:200.

Дата добавления: 2014-11-18