Измерение кажущегося удельного

     сопротивления горных пород

Для замера кажущегося удельного сопротивления горных пород пересеченных скважиной обычно используют четырехэлектродную установку АМNB. Три электрода этой установки          (А, М, N или M, A, B), присоединенные к концам кабеля и спускаемые в скважину, представляют каротажный зонд. Четвертый электрод B или N (заземление) устанавливают на поверхности вблизи устья скважины (рис. 3.3).

 

 

 

Рисунок 3.3 – Схема измерения кажущегося удельного сопротивления:

А, B, и М, N – токовые и измерительные электроды; П– измерительный прибор; К – трехжильный кабель; Е – источник тока; R – сопротивление для установки силы тока в цепи питания; mА – миллиамперметр

Через электроды А и B, называемые токовыми, пропускают ток I, создающий электрическое поле в породе; при помощи измерительных электродов М и N регистрируют разность потенциалов Δ U между двумя точками этого электрического поля. Согласно принципу взаимности при каротаже сопротивления допускается взаимная замена токовых и измерительных электродов. Регистрируемая величина при этом является одной и той же. При каротаже разность потенциалов выражается в тысячных долях вольта – милливольтах (мВ), сила тока в тысячных долях ампера – миллиамперах (мА), а расстояния MN, AM и AN в метрах (м), при этом удельное сопротивление будет выражено в омметрах (Ом∙м). При каротаже имеют дело с неоднородной средой, состоящей из пластов различного удельного сопротивления и промывочной жидкости, заполняющей скважину и в этих условиях производятся измерения, которые называются кажущимся удельным сопротивлением (КС или ).

Для измерения КС пород при каротаже применяют зонды (измери-тельные установки, содержащие три электрода: A, M, N или M, A, B) различных типов и размеров (так называемые потенциал-зонды и градиент-зонды). Потенциал-зондами называют зонды, у которых расстояние между парными электродами, т.е. электродами одного назначения (АВ или MN), значительно больше расстояния от одного из этих электродов до ближайшего непарного, т.е. MN >> AM или АВ > > AM. Расстояние между электродами А и М потенциал – зонда называют его размером, или длиной; измеряемое значение кажущегося сопротивления относят к средней точке отрезка AM (точке записи). Градиент-зондами называют зонды, у которых расстояние между парными электродами (АВ или MN) значительно меньше расстояния от одного из них до непарного электрода, т.е. MN << AM или АВ << AM. Величину измеряемого кажущегося сопротивления относят к точке, расположенной на середине расстояния между парными электродами (точке записи). Размером, или длиной, зонда считают расстояния от удаленного электрода до точки записи (рис. 3.4). 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 0,95 A.

 

Рис. 3.4. Градиент и потенциал зонды КС

 

Зонды, у которых парные электроды располагаются выше непарного, называются обращенными, а те, у которых парные ниже непарного – последовательными зондами. Зонды с одним питающим электродом называются однополюсными или зондами прямого питания, а зонды с двумя питающими электродами – двуполюсными или зондами взаимного питания.

И последний термин из описания зондов – длина зонда L.           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 = АМ, а для градиент-зонда                 L = АО или L = МО.

Для условной оценки глубины исследования зондом применяют термин радиус исследования зонда – радиус сферы в однородной среде неограниченной мощности, оказывающей на показания зонда такое же влияние, как и та часть сферы, которая расположена за ее пределами. Исходя из этого считают, что радиус исследования градиент-зондом приблизительно совпадает с его размером АО, а потенциал-зондом соответствует его удвоенному размеру, т.е. 2 АМ. Следовательно, при одинаковом размере зондов радиус исследования потенциал-зонда примерно в 2 раза превышает радиус исследования градиент-зонда. Кроме того, зонды подразделяются на последовательные (или подошвенные) и обращенные (или кровельные). Последовательными называют зонды, у которых парные электроды расположены ниже непарного; обращенными – зонды, у которых парные электроды располагаются выше непарного.