Диэлектрический каротаж. Физические основы. Регистрируемые параметр, единица измерения, технические особенности, область применения.

Диэлектрический каротаж. Физические основы. Регистрируемые параметр, единица измерения, технические особенности, область применения.

В группу диэлектрических методов входят диэлектрический индукционный метод (ДИМ) и волновой диэлектрический метод (ВДМ).

Диэлектрический каротаж (ДК) предназначен для изучения диэлектрической проницаемости горных пород в разрезе скважины и основан на измерении характеристик высокочастотного магнитного поля, возбужденного зондом ДК.

Диэлектрическая проницаемость, являющаяся одной из основных электрических характеристик горной породы, показывает, во сколько раз уменьшается взаимодействие единичных зарядов в данной среде по отношению к вакууму. На практике чаще используют относительное значение диэлектрической проницаемости, которое всегда превышает единицу. Относительная диэлектрическая проницаемость главных породообразующих минералов составляет 4-10, воды - около 80, нефти 2,0-2,7. Диэлектрическая проницаемость горных пород, которые являются в общем случае многофазными многокомпонентными системами, определяется их минеральным составом и структурой, соотношением твердой, жидкой и газообразной фаз, типом насыщающего флюида, частотой поля и температурой.

Таким образом, диэлектрические методы, основанные на изучении диэлектрической проницаемости горных пород, позволяют получать сведения о физических свойствах горных пород при бескерновом исследовании разрезов скважин.

Диэлектрические методы основаны на изучении высокочастотного электромагнитного поля, ЭДС которого зависит от интенсивности токов смещения, обусловленных диэлектрической проницаемостью среды. На величину общего сигнала могут влиять токи проводимости. Плотность токов определяется электропроводностью среды.

Диэлектрические методы позволяют более детально расчленять разрезы скважин, сложенные породами среднего и высокого удельного электрического сопротивления, выявлять места прорыва пресных вод, нагнетаемых при разработке месторождения, исследовать водоносные пласты, насыщенные пресными пластовыми водами, определять истинную диэлектрическую проницаемость пород с целью изучения их коллекторских свойств и нефтенасыщения.

 

Решение прямой задачи

Под прямой задачей понимается расчет показаний прибора в системе "скважина-пласт" при фиксированных геолого-технических условиях измерений. Решение прямой задачи включает в себя изучение влияния на показания скважинных приборов радиальной неоднородности системы "скважина-пласт" (сюда относится также проблема учета влияния изменений физических свойств пород в около скважинных зонах) и вертикальной разрешающей способности метода.

Решение прямой задачи позволяет изучить закономерности физического поля в системе "скважина-пласт", влияние на показания радиальной неоднородности этой системы; такие специальные характеристики поля (аппаратуры), как глубинности исследования -геометрическую и информационную, вертикальную разрешающую способность.

Решение прямой задачи позволяет изучить интерпретационные зависимости, выявить метрологические характеристики аппаратуры и сформулировать правила (процедуры и технические средства) их определения, найти критерии и технические возможности для оптимизации аппаратуры.

Целевой функцией, реализующей критерий оптимальности информационно- измерительной системы по ее метрологическим характеристикам, является результирующая погрешность определения искомого интерпретационного (петрофизического) параметра. Величина этой погрешности зависит от чувствительностей показаний не только к определяемому параметру, но и ко всем параметрам-помехам, а также от погрешности измерений параметров-помех.

Например, двухзондовая модификация ННМ обеспечивает существенно большую точность определения водородосодержания пород, чем однозондовая, при гораздо меньшей чувствительности к определяемому параметру (при не слишком высоких водородосодержаниях).

Возможны три пути решения прямых задач: эмпирический (аппроксимационный), феноменологический и строгий аналитический. При очевидной предпочтительности строгого аналитического подхода он обладает принципиальными ограничениями. При очень низкой симметрии задачи и сложности конструкции скважинного прибора строгое решение классическими методами математической физики невозможно получить в аналитической форме с учетом большого числа параметров, характеризующих конструктивные особенности аппаратуры и технические условия измерений. Возможно сочетание всех трех подходов.

Если решение прямой задачи удается получить (например, с помощью феноменологического подхода) в аналитической форме, которая допускает обращение относительно искомого петрофизического (интерпретационного) параметра, то такое решение называется интерпретационной моделью.

Если решение прямой задачи удается получить в виде интерпретационной модели, то это не только радикально облегчает построение алгоритма интерпретации, но и существенно повышает точность результатов (в сравнении с эмпирическими алгоритмами) Алгоритмы, полученные обращением интерпретационной модели, реализуют прямую беспоправочную, беспалеточную и бескерновую ("алгоритмическую") интерпретацию. При наличии строго обоснованных петрофизических моделей такие алгоритмы не нуждаются в петро-физической настройке.

Диэлектрический каротаж. Физические основы. Регистрируемые параметр, единица измерения, технические особенности, область применения.

В группу диэлектрических методов входят диэлектрический индукционный метод (ДИМ) и волновой диэлектрический метод (ВДМ).

Диэлектрический каротаж (ДК) предназначен для изучения диэлектрической проницаемости горных пород в разрезе скважины и основан на измерении характеристик высокочастотного магнитного поля, возбужденного зондом ДК.

Диэлектрическая проницаемость, являющаяся одной из основных электрических характеристик горной породы, показывает, во сколько раз уменьшается взаимодействие единичных зарядов в данной среде по отношению к вакууму. На практике чаще используют относительное значение диэлектрической проницаемости, которое всегда превышает единицу. Относительная диэлектрическая проницаемость главных породообразующих минералов составляет 4-10, воды - около 80, нефти 2,0-2,7. Диэлектрическая проницаемость горных пород, которые являются в общем случае многофазными многокомпонентными системами, определяется их минеральным составом и структурой, соотношением твердой, жидкой и газообразной фаз, типом насыщающего флюида, частотой поля и температурой.

Таким образом, диэлектрические методы, основанные на изучении диэлектрической проницаемости горных пород, позволяют получать сведения о физических свойствах горных пород при бескерновом исследовании разрезов скважин.

Диэлектрические методы основаны на изучении высокочастотного электромагнитного поля, ЭДС которого зависит от интенсивности токов смещения, обусловленных диэлектрической проницаемостью среды. На величину общего сигнала могут влиять токи проводимости. Плотность токов определяется электропроводностью среды.

Диэлектрические методы позволяют более детально расчленять разрезы скважин, сложенные породами среднего и высокого удельного электрического сопротивления, выявлять места прорыва пресных вод, нагнетаемых при разработке месторождения, исследовать водоносные пласты, насыщенные пресными пластовыми водами, определять истинную диэлектрическую проницаемость пород с целью изучения их коллекторских свойств и нефтенасыщения.