Установки и зонды в методе КС

А, М и N на многожильном кабеле опускают в скважину, В заземляют на поверхности.

При перемещении зонда по скважине Δ U изменяется в зависимости от изменения УЭС горных пород. Чтобы на измеренное Δ U не оказывали влияние естественные потенциалы, через питающие электроды пропускают квазипостоянный ток частотой от десятков до сотен герц. По известной из теории ВЭЗ формуле вычисляется ρк, где к = 4π АМ·АN/MN – коэффициент скважинного зонда. Установку, в которой АМ>>MN называют градиент-зондом. Точку О, расположенную посередине между М и N принимают за точку записи. Длиной градиент зонда называют расстояние от точки О до непарного электрода. Когда АМ >> MN установку называют потенциал-зондом. За точку записи принимают точку О, расположенную посередине между А и М. за длину зонда расстояние между А и М. Зонды называют подошвенными, если парные электроды располагаются ниже непарного, а кровельными (обращенными), если наоборот. Размеры зондов записываются по обозначениям электродов в порядке их расположения сверху вниз, указывая между ними расстояния в метрах: А1,0 М0,1N – градиент-зонд, длина 1,05м. Радиус исследования градиент-зонда примерно равен его длине, а потенциал-зонда в несколько раз больше.

Кривые КС

По кривым КС потенциал зондов отбивается пласт, а по градиентным – подошва и кровля пласта – соответственно. Форма фактической кривой зависит не только от типа зонда, но и от значений диаметра скважины (dc), диаметра зоны проникновения фильтра бурового раствора(D), мощности пласта(h), сопротивления бурового раствора, зоны проникновения и пр. Поэтому для изучения коллекторов используют спецметод БКЗ.

Поскольку детальность исследования определяется длиной зонда, можно, используя набор зондов разной длины провести зондирование среды в радиальном (боковом) направлении. Если пласт имеет достаточную мощность, то на показания зондов малой длины основное влияние будет оказывать УЭС околоскважинного пространства, а на больших зондах – УЭС неизмененной части пласта, В БКЗ используют градиент-зонды, т.к. их радиус исследования в 2-3 раза меньше, чем у потенциал-зондов и на них меньше влияют осадочные породы.

Обычно применяют комплект из 5 зондов: А0,4М0,1N; А1,0М0,1N; А2,0М0,5N; А4,0М0,5N; А8,0М1,0N. Этот набор дополняют зондом N0,5М4,0А, служащим для уточнения границ пластов, значением dc и кривой ρс по скважине. В результате для каждого исследуемого пласта по 5 зондам получаются значения ρ кi. С помощью спецприемов их приводят к значениям ρ кi для пласта бесконечной мощности. Далее строят кривую по 5 точкам ρк/ ρс = f(L/dc) c различными отношениями ρп/ ρс и фиксированными отношениями D/dc и ρзп/ ρс, ведется интерпретация и находятся искомые значения D, ρзп и ρп.

 

Задачи, решаемые методом КС

Чтобы иметь сопоставимые данные, все измерения во всех скважинах одного района проводят стандартным комплексом, который включает регистрацию кривой ПС и кажущихся сопротивлений потенциал и градиент-зондами. В стандартный комплекс входят потенциал-зонд А0,5М6,0N и градиет-зонд А2,0М0,5N. Стандартный каротаж – простейший комплекс ГИС, использующийся для литологического и стратиграфического расчленения, выделения пластов-коллекторов и определения ВНК.

С помощью БКЗ определяют количественные характеристики коллекторов: коэффициенты пористости, нефтегазонасыщенности, зольности. Метод также позволяет различить три вида проникновения фильтрата бурового раствора в пласт:1) повышающее проникновение, когда ρзп > ρп; 2) понижающее проникновение ρзп < ρп; 3) отсутствие проникновения ρзп = ρп. Наличие зоны проникновения характеризует проницаемость пласта. Метод БКЗ дает хорошие результаты при изучении мощных или уединенных тонких пластов плотных и пористых с межгранулярной пористостью пород.

Метод БКЗ не находит применения, когда: 1) ρп/ ρc>200, так как существенная часть тока ответвляется в сторону и погрешности определения ρп превышают допустимые; 2) пласт отличается малой мощностью и ρп/ρ_вм>20, так как значительная часть тока ответвляется во вмещающую породу. Поэтому для изучения пластов высокого сопротивления было предложено направлять ток в исследуемый пласт с помощью фокусировки. Эта идея реализована в боковом каротаже.

 

Боковой каротаж

 

 

Различают БК, выполняемый с 3-, 7- и 9-электродными зондами

 

 

3-электродный зонд состоит из 3 цилиндрических электродов удлиненной формы. Экранирующие электроды А₁ и А₂ располагаются симметрично относительно центрального эл-да А₀. Между эл-дами располагается изолятор. Через эл-ды пропускают квазипостоянный ток так, чтобы потенциалы всех электродов были одинаковы (В заземлен на поверхности как обычно или расположен в скважине). Это часто достигают с помощью соединения А₀ с электродами А₁ и А₂ через малое сопротивление (0,01 Ом), которое одновременно используется для измерения силы тока через центральный электрод. Так как потенциалы всех электродов равны, то токовые линии от центрального электрода образуют почти горизонтальный слой, имеющий форму диска. Разность потенциалов измеряется между электродом А₀ и удаленным от зонда электродом N. Результат измерения относится к середине А₀. ρ_к определяют по соответствующей формуле kΔU/I₀.

На диаграммах БК пласты, в том числе маломощные, выделяются более четко. Влияние мощности пласта начинает сказываться при h = 4d_c. Принципы отбивки границ пластов и снятия показаний те же, что и для нефокусированных потенциал-зондов. Кривые БК на диаграммах часто представляют в логарифмическом масштабе.

 

Задачи, решаемые БК

БК – более совершенный метод для разрезов с понижающим проникновением фильтрата в пласт, с заполнением скважины соленым раствором (ρ_с<0,1 Oм.м), для изучения разрезов, сложенных породами высокого сопротивления, а также при исследовании пластов малой мощности. Зонды БК обладают более высокой расчленяющей способностью. В результате удается хорошо обработать пласты толщиной до 1м.

 

Индукционный каротаж

 

ИК относится к элмагнитным методам ГИС и заключается в возбуждении в породах переменного элмагнитного поля частотой от десятков кГц до десятков МГц и последующей регистрации определенных параметров этого поля. Элмагнитные методы не требуют наличия проводящей промывочной жидкости (ПЖ), поэтому их можно применять в сухих скважинах, скважинах заполненных непроводящей жидкостью (пресная вода, РНО), и при обсадке пластиковыми трубами. Однако предполагается наличие немагнитной среды и корпуса приборов выполняют из немагнитного материала

Зонд ИК состоит из двух катушек индуктивности – генераторной (Г) и приемной (П), расположенных на определенном расстоянии на непроводящем стержне. Расстояние между центрами Г и П катушек принимают за длину зонда (L), а точкой записи считается середина расстояния между ними. Электронная схема обеспечивает питание катушки переменным током частоты 20 – 50 кГц. Переменный ток, протекая по катушке Г, создает в окружающей среде первичное переменное магнитное поле. Оно порождает в окружающем пространстве вихревые токи (явление элмагнитной индукции). В однородной среде линии вихревых токов представляют собой окружности с центрами на оси прибора. Вихревые токи создают вторичное магнитное (явление самоиндукции). Т.о., первичное и вторичное поля создают в приемной катушке ЭДС. Созданная первичным полем ЭДС не несет информации о породах и ее компенсируют с помощью спецкатушки К(компенсационной), включенной навстречу П. На практике зонды ИК содержат большее количество катушек, обеспечивающих фокусировку поля в пласт. Зонды ИК обозначают как 6Ф1,0; 8И1,4, 4Ф1,0 и т.д. Первая цифра обозначает число катушек, вторя длину зонда. В результате зондами ИК измеряют удельную кажущуюся проводимость γ к = Е/Ки, где Е – величина ЭДС в приемной катушке, Ки – коэффициент зонда, зависящий от параметров катушек, силы и частоты тока и определяемый опытным путем, например в баке с водой.

 

Кривые ИК симметричны относительно середины пласта. Влияние вмещающих пород сказывается меньше, чем в других методах сопротивления. Значения γк определяют против середины пласта – минимальное или максимальное. Результаты измерений представляют в логарифмическом масштабе.

Метод ИК применяется при малых отношениях ρп/ ρc и повышающей зоне проникновения, а также при больших значениях ρ_{. Эффективность метода снижается в случае} ρп>50 Ом.м, повышающем проникновении и ρc <0,1 Ом.м. В целом с помощью ИК детально изучают разрезы, сложенные породами низкого сопротивления: глины, песчаники и карбонаты, насыщенные сильноминерализованной пластовой водой, рудоконтролирующие и угленосные слои. Метод широко применяют для выделения и изучения нефтегазовых коллекторов в скважинах, пробуренных на слабоминерализованных и непроводящих ПЖ, обсаженных непроводящими трубами. Метод часто применяют в комплексе с обычными зондами КС или зондом БК.