Резистивіметрія, області застосування

З метою визначення електричного опору промивних рідин, які заповнюють свердловину, в промисловій геофізиці, в основному, використовується метод резистивіметрії. Відомості про питомий електричний опір промивних рідин необхідний для інтерпретації даних бокового каротажного зондування, мікрокаротажу, бокового каротажу, бокового мікрокаротажу, індукційного каротажу та каротажу самочинної поляризації.

На практиці в польових умовах, як правило, використовують два типи резистивіметрів: свердловинні та поверхневі.

Визначення питомого електричного опору рідин за допомогою свердловинних резистивіметрів

Свердловинні резистивіметри представляють собою систему електродів, які розміщені на невеликій відстані один від одного та в спеціальному корпусі, який дозволяє виключити вплив гірських порід або обсадної колони на величину опору, що вимірюється. Свердловинний резистивіметр – це трьохелектродний або чотирьохелектродний зонд невеликого розміру (Рис. 8.1). Переважно використовуються резистивіметри з градієнт зондами.

Вимірювання питомого електричного опору рідин за допомогою резистивіметрів здійснюється за такою ж електричною схемою, як і при використанні звичайних зондів, переважно однополюсного зонда. Через струменеві електроди А і В пропускається струм І, різницю потенціалів D U вимірюють між електродами M і N.

Питомий опір промивної рідини визначають за формулою:

,                                                      (8.1)

де K _рез – коефіцієнт резистивіметра, який отримують експериментально у водному розчині електроліту з відомим питомим опором

Заміри резистивіметром можна проводити при спуску та підйомі кабелю. Швидкість запису кривої приблизно рівна 4000 м/год. Опір ізоляції жил кабелю та приладу повинен бути не менше 2 МОм. Масштаб глибин переважно рівний 1:200. Омічний масштаб вибирають таким чином, щоб крива значно відходила від нульової лінії та її відхилення становило не менше 2-3 см.

Визначення питомого електричного опору рідин за допомогою поверхневих резистивіметрів

Окремі проби промивної рідини та водних розчинів електролітів досліджують поверхневими резистивіметрами, які представляють собою ємність із ізоляційного матеріалу з чотирма вмонтованими електродами – A, B, M і N. Електроди можуть бути виготовлені з латуні, свинцю, срібла або платини.

Поверхневий резистивіметр складається з ебонітової коробки, на якій змонтовані гнізда для під’єднання батареї Б, “D U ”, “ I ” – для підключення електродів A і B струму живлення та під’єднання вимірювальних електродів M і N (Рис. 8.2).

Питомий електричний опір рідини або глинистого розчину визначається за формулою:

,                                         (8.2)

де K _рез – коефіцієнт резистивіметра, який рівний»1.5 м.

Оскільки коефіцієнт резистивіметра достатньо малий, то сила струму в ланці електродів A і B встановлюється невеликою. Для підвищення надійності вимірів у струменеву ланку включається опір R _б у декілька тисяч ом.

Для отримання більш точних результатів слід вимірювати D U _MN і D U ₀ два – три рази, а потім брати середню величину. Точність вимірювання даним резистивіметром для розчинів з питомим опором від 0.5 Ом·м до 6 Ом·м складає ±(2-4)%.

У даний час для визначення питомого електричного опору промивних рідин широко використовується переносний електронний резистивіметр, який дозволяє достатньо точно вимірювати розчини з опором від 0.03 до 50 Ом·м.

Області використання резистивіметрії

Резистивіметрія свердловин використовується для визначення питомого електричного опору рідини, яка знаходиться в стовбурі свердловини при бурінні, випробуванні та експлуатації. Відомості про електричний опір промивної рідини використовуються для кількісної інтерпретації даних БКЗ, МК, БК, БМК, ІК і ПС.

Резистивіметрія використовується для встановлення місць припливів і швидкості фільтрації підземних вод, виділення інтервалів поглинання промивної рідини в свердловині, визначення місць порушення обсадних колон і типу флюїду в експлуатаційних нафтових свердловинах.

 

3.7 Визначення коефіцієнта мікрозондів

За формулами, які отримані для звичайних мікрозондів коефіцієнти мікрозондів не можуть бути розрахованими, так як розміри електродів мікроустановок співвимірні з довжиною мікрозондів.

Коефіцієнт мікрозондів визначають тільки експериментальним шляхом. З цією метою мікрозонд розміщують у металічній ванні з електролітом відомого питомого опору таким чином, щоб відстань від башмака з електродами до стінки ванни була не менше 35-40 см. При цьому електродом B служить корпус ванни. Коефіцієнт мікрозонда становить:

.                                                                 (7.1)

Нахилометрія свердловин

При геолого-геофізичному вивченні районів з метою пошуків і розвідки родовищ корисних копалин необхідно знати характер залягання пластів у просторі.

Кути і азимути падіння пластів у свердловині визначають пластовим нахиломіром. Він складається із трьох електродних установок та інклінометра. Електродні установки розміщені під кутом 120º по відношенню одного до іншого таким чином, що їх центри лежать у загальній площині, яка перпендикулярна до осі приладу. У трьох точках за допомогою вимірювальних установок реєструються криві УО, СП або ГК. Електродна установка повинна забезпечувати достатню диференціацію розрізу, тому доцільно використовувати мікроустановки (мікрозонди, мікрозонд з автоматичним фокусуванням струму).

Інклінометр дозволяє визначити кут і азимут викривлення осі свердловини та розміщення в просторі одної із електродних установок відносно магнітного меридіану або площини викривлення свердловини. Оскільки для визначення елементів залягання пластів необхідні відомості про діаметр свердловини, то вимірювання пластовим нахиломіром доповнюються заміром каверноміра.

При перетинанні зондом двох пластів з різними фізичними властивостями на кривій електрометрії відмічається аномалія. У зв’язку з негоризонтальним заляганням пластів електродні установки перетинають площину нашарування на різних глибинах H ₁, H ₂, H ₃. За кривими пластового нахиломіра визначають зміщення Δ H ₂₁ і Δ H ₃₁ глибин H ₁ і H ₂ характерних точок на кривих електрометрії Δ H ₂₁= H ₁- H ₂ і Δ H ₃₁= H ₁- H ₃ (Рис.168). За величинами Δ H ₂₁ і Δ H ₃₁, кутами викривлення та азимуту викривлення свердловини, за кутом орієнтації електродної установки і діаметру свердловини за допомогою номограм або графічним шляхом визначають кут γ і азимут β падіння пласта.

 

 

Лекція №4

Фізична суть Бокового каротажного зондування. апаратура, технологія проведення досліджень. умови ефективного застосування результатів БКЗ та Задачі, які вирішуються