Метод кажущегося сопротивления (КС). Зонды для работ методом КС. Методика и техника проведения метода КС

Электрический каротаж нефокусированными зондами получил название метода кажущегося сопротивления. (основной метод эл. Каротожа)Скважинные исследования методом кажущегося сопротивления (КС) основаны на расчленении пород, окружающих скважину, по их удельному электрическому сопротивлению (УЭС-способность горной породы пропускать эл.ток

+КС:Точное литолого-стратиграфическое расчленение

- КС: не отбивает тонкие пласты, сопротивление не является истинным, т.к среды не однородные

Зонды для работ методом КС. Простейшим зондом для измерения силы тока, проходящего в буровом растворе и окружающих скважину породах, служит одноэлектродный зонд. В этом виде исследований, называемом токовым каротажом, один электрод заземлен неподвижно, вблизи устья скважины, а второй - закреплен на кабеле (рисунок 2.1). В результате перемещения зонда по скважине регистрируется кривая изменения силы тока. Чаще всего при работах методом КС используются трехэлектродные зонды, в которых три электрода располагаются в скважине (четвертый электрод заземляется на поверхности, вблизи от скважины). Трехэлектродный зонд, состоящий из одного питающего Аи двух приемных M и N электродов, называется однополюсным. Трехэлектродный зонд, состоящий из одного приемного М и двух питающих А и В электродов, называется двухполюсным.

В обоих случаях расчет КС (ρ_к) ведется по формуле метода сопротивления: ,где к - коэффициент, зависящий от расстояния между электродами в зонде; ∆U - разность потенциалов между приемными электродами M к N; I - сила тока в питающей цепи АВ). В трехэлектродном зонде k = 4π∙AM∙AN/MN или k = 4π∙AB∙NB/MN, где AM, AN, MB, NB -расстояния в метрах между соответствующими электродами. Название зонда складывается из обозначения электродов, расположенных в скважине сверху вниз и расстояний между ними. Например, в зонде A2M0,05Nсверху расположен питающий электрод А,далее в двух метрах - приемный электрод М, а в пятидесяти сантиметрах от последнего - электрод N. Различают потенциал- и градиент-зонды (рисунок 2.1). В потенциал-зонде расстояние между приемными MN или питающими АВ (их называют парными) электродами превышает расстояние от непарного электрода N или М до ближайшего парного. Точка записи, к которой относится измеренное кажущееся сопротивление, располагается посередине AM (точка О). В градиент-зонде расстояние между парными электродами в пять-десять раз меньше расстояния до непарного электрода. Точка записи находится посередине MN. Если парные электроды располагаются выше непарного, то зонд называется кровельным (или обращенным), а если - под питающим, то подошвенным (или последовательным). Расстояние AM у потенциал-зонда и АО (или МО)у градиент-зонда называется размером зонда. Радиус исследования градиент-зонда примерно равен размеру зонда и примерно в 2 раза больше длины для потенциал-зонда.

из электродов, которые имеют одно и то же назначение, мы будем называть парными. Так, парными являются питающие или токовые электроды А и В и измерительные, они же приемные, М и N.

Зонды КС принято обозначать сверху вниз, указывая между буквенными обозначениями электродов расстояние между ними в метрах. Такое обозначение называют символом зонда. Например, N 0,10 M, 0,95A.

У градиент-зонда за его длину принимают расстояние от удаленного электрода до середины расстояния между сближенными; у потенциал-зонда - расстояние между сближенными электродами, т.е. для потенциал-зонда всегда L=AM, а для градиент-зонда L=AO или L=MO.

По символу зонда всегда можно определить его полное название и длину, так, например, уже приводившийся нами символ N 0,10 M, 0,95A.означает: обращенный градиент-зонд прямого питания, длина зонда 1=1,0 м.

В скважине производят измерения с четырех электродной установкой AMNB, один из электродов которой (В или N) заземляют на поверхности у устья скважины и его действием пренебрегают. Оставшиеся 3 электрода перемещают по скважине с сохранением неизменного расстояния между ними и называют зондовой установкой или просто зондом КС. Физические основы метода. Допустим, что у нас на поверхности заземлен электрод В. Токовый электрод А в первом приближении можно принять за точечный источник, расположенный в однородной среде Токовые линии расходятся от него радиально, а эквипотенциальные поверхности имеют сферическую форму. Электрод, заземленный на поверхности, на профессиональном жаргоне каротажников называется "рыбой".

сопротивление среды: коэффициентом зонда КС :

Для случая, когда на поверхности заземлен электрод N, а не электрод В, можно получить значение

Нетрудно видеть, что при неизменном расстоянии между электродами и при изменении только их назначения, численная величина коэффициента К не изменяется. Это означает, что к измерениям сопротивления в скважинах применим принцип взаимности (принцип суперпозиции), который гласит, что результат измерения сопротивления среды не изменяется при смене назначения приемных и питающих электродов зонда.

В том случае, если измерения производятся в неоднородной среде, сопротивление, вычисленное по формуле (5.4), имеет смысл кажущегося сопротивления. Оно равно сопротивлению такой фиктивной однородной среды, в которой при заданных размерах зонда и силе питающего тока в измерительной цепи создается такая же разность потенциалов, как и в данной неоднородной среде. Т.е. окончательно формула (5.4) приобретает вид:

Кажущееся сопротивление КС измеряется в Ом-м. По физическому смыслу Ом-м представляет собой сопротивление 1 м³ горной породы, измеренное в направлении, параллельном граням.

Метод кажущихся сопротивлений – один из основных методов скважинных геофизических исследований, применяется для геологической документации скважин, выделения пластов разного литологического состава, определения их глубины залегания и мощности, оценки пористости и других коллекторских свойств пород, выявления полезных ископаемых, в том числе нефтегазоносных и водоносных пластов.

Дата добавления: 2015-05-10