Микрозондирование (микрокаротаж)

Под микрокаротажем (МК) понимают каротаж сопротивления обычными градиент- и потенциал-зондами малых размеров, расположенными на прижимном изоляционном башмаке (рис. 3.9). при работе башмак с электродами прижимается пружинами к стенке скважины, чем достигаются частичное экранирование зонда от промывочной жидкости и уменьшение влияния ее на результат измерений. В средней части башмака микрозонда смонтированы три электрода – А, М и N на расстоянии 25 мм друг от друга. С их помощью по обычной схеме электрического каротажа образуют градиент-микрозонд А 0,025 М 0,025 N и потенциал-микрозонд А 0,05 М, которыми производят измерения в скважине одновременно.

 

Рис. 3.9. Принципиальная схема измерений микрозондами:

а – общий вид микрозонда:

1 – электроды; 2 – башмак; 3 – кабель;

б – схема записи: Г1, Г2 – приборы для регистрации кривых

 

Интерпретация кривых МК заключается в детальном расчленении разреза, выделении в нем проницаемых и непроницаемых прослоев, определения удельного сопротивления промытой части пласта .

Если против проницаемого пласта образуется глинистая корка, кажущиеся сопротивления, измеряемые потенциал микрозондом, значительно выше сопротивлений, измеренных одновременно против тех же пластов градиент-микрозондом с заметно меньшим радиусом исследования. Такое превышение сопротивления получило название положительного расхождения (приращения). Оно характерно для проницаемых пластов. Положительное расхождение отмечается чаще всего в проницаемых песчано-алевролитовых пластах с глинистой коркой небольшой толщины и ее сопротивлением, в несколько раз меньшим  (рис. 3.10). В отдельных случаях сопротивления, измеренные градиент-микро-зондом, превышают сопротивления, полученные потенциал-зондом, т.е. наблюдается отрицательное приращение, которое характерно для случаев, когда  > .

В связи с небольшими размерами зондов метод микрозондов имеет малую глубину исследования. Например, при изучении пород-коллекторов практически определяют удельное сопротивление части пласта, видоизмененной проникновением фильтрата бурового раствора. Поэтому по данным микрозондов нельзя получить представление об удельном сопротивлении коллекторов за зоной проникновения, а следовательно, и о характере насыщенности пласта (нефть, газ, вода).

 

 

Рис. 3.10. Пример использования кривых микрозондов

в комплексе с другими диаграммами:

1 – песчаник; 2 – глина песчаная; 3 – песчаник глинистый;

4 – песчаник газонасыщенный; 5 – граница газ – вода;

6 – газонасыщенная часть пласта; 7 – водонасыщенная часть пласта

 

К недостаткам метода кажущихся сопротивлений следует отнести невозможность получения надежных результатов при исследовании скважин, заполненных очень соленым буровым раствором (за исключением микрозондирования), а также невозможность использования метода при изучении скважин, заполненных нефтью или раствором на нефтяной основе. Для интерпретации данных БКЗ необходимо знать удельное электрическое сопротивление промывочной жидкости (ПЖ). Определение сопротивления ПЖ осуществляют с помощью резистивиметра, представляющего собой трехэлектродный или четырехэлектродный зонд малого размера, расстояния между электродами которого настолько малы, что ток замыкается внутри бурового раствора, и стенки скважины не влияют на результаты измерений. Конфигурации электродов резистивиметра могут иметь самую различную форму. Электрическая схема измерений с резистивиметром полностью аналогична схеме метода КС.

Результаты резистивиметрии имеют и самостоятельное значение: по ним можно фиксировать момент вскрытия скважиной водоносных пластов, определять положение мест притока и поглощения жидкости и т.д.

 

Боковой каротаж

Под боковым каротажем (БК) понимают каротаж сопротивления зондами с экранными электродами и фокусировкой тока. Различают боковой каротаж, выполняемый многоэлектродными (семь, девять электродов) и трехэлектродными зондами (рис. 3.11).

Семиэлектродный зонд (рис. 3.11, а) состоит из центрального электрода А ₀, двух пар измерительных М ₁, М ₂, N ₁, N ₂ и одной пары токовых экранных электродов А ₁ и А ₂. Результат измерений зондом бокового каротажа относят к точке А ₀. За длину L ₃ принимают расстояние между серединами интервалов М ₁ N ₁ и М ₂ N ₂ (точками О ₁ и О ₂). Расстояние между экра-нирующими электродами А ₁, А ₂ называют общим размером зонда . Кроме того, для характеристики зонда введено понятие параметр фокусировки    q = . Размещение электродов в семиэлектродном зонде выражается следующей записью: А ₀0,2 М ₁0,2 N ₁ 1,1 А ₁, что соответствует  = 3 м,  = 0,6 м, q = 4.

Девятиэлектродный зонд обладает малой глубинностью исследования и применяется для изучения зоны пласта, прилегающей к скважине (рис. 3.11, б). Размещение электродов в зонде псевдобокового каротажа можно представить следующей записью: А ₀0,2 М ₁0,2 N ₁ 0,2 А ₁0,9 В ₁, что соответствует  = 1,2 м,  = 0,6 м, q = 1.

 

Рис. 3.11 Схемы зондов бокового каротажа:

а – семиэлектродный; б – девятиэлектродный; в – трехэлектродный

Трехэлектродный зонд, применяемый в аппаратуре АБКТ, состоит из трех электродов удлиненной формы (см. рис. 3.11, в)  и характеризуется следующими данными: длиной А ₀ = 0,15 м,  = 3,2 м,  = 0,07 м_, ширина изоляционного промежутка 0,03 м.

Область применения метода: детальное расчленение разрезов скважин по величинам кажущегося и удельного сопротивлений пластов; при изучении пластов средней и малой мощности, в случаях значительной дифференцированности разреза по сопротивлению и больших значений , когда пласты, вскрываемые скважиной, имеют высокое сопротивление, а также при высокоминерализованной скважинной жидкости.

Боковой микрокаротаж

Под боковым микрокаротажем (МБК) понимают микрокаротаж зондами с фокусировкой тока. На практике используют зонды различных модификаций:

Например, двухэлектродный, трехэлектродный и четырех-электродный микрозонды. Наибольшее применение нашел четырехэлектродный боковой микрозонд. Малые расстояния между электродами в боковом микрозонде обуславливают небольшую глубину исследования.

Однако благодаря наличию экранного электрода  ток из электрода А ₀ распространяется по пласту вблизи скважины пучком практически перпендикулярным к ее стенке. Вследствие этого заметно уменьшается влияние глинистой корки и пленки промывочной жидкости между башмаком и стенкой скважины. Интерпретация диаграмм бокового микрокаротажа заключается в оценке удельного сопротивления промытой части пласта . В карбонатном разрезе по характеру кривой сопротивления  различают плотные и трещиновато-кавернозные породы (против трещиновато-кавернозных пород кривая  характеризуется резкой дифференцированностью).

 

 

Рис. 3.12. Схема четырехэлектродного бокового микрозонда:

1 – башмак из изоляционного материала;

2 – глинистая корка; 3 – проницаемый пласт

 

Данные бокового микрокаротажа измеряют значения удельных сопротивлений пород в зоне их непосредственного прилегания к стенке скважины. На показания МБК в отличие от обычных микрозондов влияние высокопроводящей промывочной жидкости сказывается мало, поэтому этот метод получил широкое применение при исследовании скважин, пробуренных на высокоминерализованной промывочной жидкости.