Методы каротажа сопротивлений, регистрация диаграмм КС, их качественная и количественная интерпретация - Особенность геологоразведочных скважин
Как и в электроразведке, предпосылками методов электрического каротажа является возможность существования в геологической среде, окружающей скважину, электромагнитного поля, состоящего из суммы электрического и магнитного и приводящего к существованию в земной коре электромагнитных волн. Поле описывается уравнениями Максвелла и условно разделяется в зависимости от частоты поля на три модели: стационарную (постоянное электрическое поле, где частота стремиться к нулю), полустационарную (электромагнитное поле средних частот, или индукционное поле) и волновую (электромагнитное поле высоких и сверхвысоких частот).
Параметры поля:
Е - напряженность электрического поля.
Н - напряженность магнитного поля.
D - электрическая индукция.
В - магнитная индукция.
J - плотность тока в среде.
Электромагнитное поле возникает и взаимодействует с геологической средой в зависимости от ее электрических свойств, к которым относятся:
С - удельное электрическое сопротивление;
У = 1/с - удельная электропроводность;
Е - диэлектрическая проницаемость;
М - магнитная проницаемость;
Ед, Еф, Еа - ЭДС (электродвижущая сила) поляризации вследствие диффузионно-адсорбиционных, фильтрационных и окислительно-восстановитель-ных (электро-химических и электро-кинетических) процессов.
Исследование и изучение степени деформации (усиления или ослабления) электромагнитного поля в зависимости от дифференциации горных пород, включая целевые объекты (нефтегазовые, продуктивные горизонты, угольные пласты, рудные тела и пр.) и является основной целью электромагнитных методов ГИС.
Электрических методов ГИС очень много. Это преимущественно методы электрического профилирования по стволу скважины. Методы электрического зондирования (вторая модификация электроразведки) выполняются только в интервалах залегания целевых объектов, в частности в нефтегазовых пластах.
Классическим методом, появившимся на заре каротажных работ, является Электрический каротаж методом КС (кажущихся сопротивлений). Исследования выполняются с использованием искусственно созданного поля, т. е. должен быть источник поля (генератор). Одновременно с методом КС производится регистрация потенциалов постоянного естественного электрического поля, т. е. потенциалов собственной поляризации (ПС). Последние в наземной электроразведке носят название потенциалов естественного электрического поля (ЕП). Схема электрического каротажа КС и ПС приведена на рис. 3.
Рис. 3 Схема электрического каротажа КС и ПС
1 - генератор, 2 - измеритель, 3, 4 - фильтры,
А, В - питающие электроды,
М, N - измерительные электроды
Согласно приведенной схеме, метод КС по своей сущности аналогичен электрическому профилированию 3-х электродными осевыми установками, когда один из питающих или измерительных электродов отнесен в бесконечность. В таких установках, как известно, электроды А и В являются питающими (через них вводится электрический ток), а электроды М и N носят название измерительных (между ними измеряется разность потенциалов). "Бесконечностью" на скважине служит "зумф" (резервуар бурового раствора возле скважины). Электроды, помещенные в скважину, составляют зонд КС. Зонды выполняются из отрезков каротажного кабеля в шланговой оплетке, в котором электроды монтируются из пластин свинца, наименее подверженного процессам поляризации в жидкой среде (буровой раствор). Схема типового зонда КС приведены на рис. 4.
Рис. 4 Схема типового зонда КС
Результаты скважинных исследований регистрируются в аналоговой или цифровой форме в процессе подъема или спуска зонда в форме кривой кажущегося удельного электрического сопротивления (Ск), которое, как и в электроразведке, определяется по формуле:
Ск = ДU/I*k (1), где
ДU - разность потенциалов, I - сила тока, K - коэффициент установки, рассчитываемый по формуле:
K = 2р*AM*AN/MN (2)
Если зонд КС находится в однородной и изотропной среде, то Ск соответствует истинному Сист. Как и в электроразведке, для зондов КС справедлив принцип взаимности, согласно которому величина Ск не изменяется, если питающие и измерительные электроды меняются местами. Зонд с одним питающим электродом носит название однополюсного, а с двумя - двухполюсного (рис. 5).
Рис. 5 Однополюсный (а) и двухполюсный (б) зонды КС
И те и другие зонды, в зависимости от расстояния между парными (или питающими, или измерительными) электродами разделяются на потенциал - и градиент-зонды, притом, что в зависимости от положения этих электродов (вверху или внизу) они еще и разделяются на прямые (подошвенные) и обращенные (кровельные) (рис. 6.). Точка О является точкой записи, а расстояние L - размером зонда.
Рис. 6 Типы зондов метода КС
Электроды: 1 - измерительный, 2 - питающий, 3 - точка записи
Физический смысл разделения зондов на потенциал - и градиент - в том, что для первых MN > ?, а для вторых MN > 0. Такие зонды называются идеальными, к которым должны приближаться применяемые на практике реальные зонды. Глубинность зондов КС зависит от их размеров. Для потенциал-зонда она примерно равна утроенной длине AM, а для градиент-зонда расстоянию АО, т. е. при равных длинах глубинность больше у потенциал-зондов. В то же время размеры зондов ограничиваются их разрешающей способностью, которая зависит от соотношения этих размеров с мощностью пересекаемых скважиной пластов. В силу этого пласты горных пород по отношению к размерам зондов разделяются на большой, средней и малой мощности, притом, что от указанного соотношения зависит степень приближения С-кажущегося к С-истиному (рис.7).
Рис. 7 Теоретические кривые кажущегося удельного электрического сопротивления, полученные потенциал - и градиент-зондами в пластах высокого сопротивления большой (а) и ограниченной (б) мощности
На каждом конкретном месторождении при записи кривых КС выбираются оптимальные условия их регистрации, то есть те, которые в наилучшей степени позволяют выделить границы пластов и охарактеризовать их литологическую принадлежность.
Интерпретация каротажных кривых КС, как и для других методов ГИС, состоит в: 1) обработке диаграмм; 2) геофизической интерпретации; 3) геологической интерпретации.
Обработка диаграмм сводится к приведению результатов к определенным глубинам и системе отсчетов, к учету и устранению аппаратурных и других помех, нахождению границ пластов и снятию показаний. Однозначно определяются толщины мощных пластов (длина зонда меньше мощности пластов). Для пластов малой мощности определение границ затруднено. С целью проведения последующей количественной интерпретации, снимают (определяют) "существенные значения" Ск, либо средние (Ск сред), либо максимальные (Ск мах), либо оптимальные (Ск опт) (рис.8).
Рис. 8 Определение существенных значений ск для градиент-зонда
1 - исследуемый пласт, 2- вмещающие породы
Геофизическая интерпретация проводится с целью определения Сп на основе решения обратной задачи, то есть методом подбора наблюденной кривой с теоретической с привлечением априорных данных. Условия, обеспечивающие единственность решения, зависят от модели среды.
Похожие статьи
-
- Комплексная цель. Получение слушателями системы знаний о геофизических методах изучения разрезов геологоразведочных скважин для возможной дальнейшей...
-
Диаграмма КС для пласта высокого сопротивления (потенциал-зонд) - Геофизические исследования скважин
При исследованиях скважин методом кажущихся сопротивлений измеряют некоторый параметр, называемый кажущимся удельным сопротивлением (или кажущимся...
-
Методы ГИС на основе переменных электромагнитных полей и полей естественной и вызванной поляризации Индукционный и волновой методы каротажа, качественная...
-
Для исследования скважин глубиной менее 1 км, каротажную лебедку и измерительную аппаратуру комплектуют на одном транспортном средстве. Мелкие...
-
Сущность метода ПС и решаемые с его помощью задачи - Геофизические исследования скважин
Скважинные исследования методом естественного поля (ЕП) или поля самопроизвольного (каротаж ПС) сводятся к измерению постоянных естественных потенциалов,...
-
Метод экранированного заземления (Боковой каротаж) - Геологическое строение месторождения
Изучение разрезов скважины методом экранированного заземления также основано на различии удельных электрических сопротивлений горных пород. В научной...
-
Метод потенциалов самопроизвольной поляризации (метод ПС) основан на изучении естественного стационарного электрического поля в скважинах, образование...
-
Приведите особенности акустических зондов - Радиометрия скважин
Акустический зонд - устройство для измерения звукового давления в заданной точке пространства. При измерении параметров звукового поля могут возникать...
-
Гидрогеохимический каротаж (ГГХК) - Геохимические методы исследования скважин
Новый метод исследования скважин, основанный на электрохимических методах анализа состава флюида и позволяющий решать разнообразные задачи...
-
Газовый каротаж - Геохимические методы исследования скважин
Геохимический каротаж скважина битуминологический Газовый каротаж, метод выявления нефтяных и газовых залежей путем систематического определения...
-
После окончания бурения в скважину опускают обсадную колонну (ОК), а пространство между трубами и стенками скважины заливают цементным раствором...
-
Метод избирательных электродов - Геохимические методы исследования скважин
Основой метода избирательных электродов является характерный ионный состав пластовых вод, сопутствующих некоторым полезным ископаемым. Так, пластовые...
-
Задачи, виды и методы, технология исследования скважин и пластов - Основы добычи нефти и газа
Основная задача исследования залежей и скважин -- получение информации о них Для подсчета запасов нефти и газа, проектирования, анализа, регулирования...
-
Введение - Особенность геологоразведочных скважин
Курс "Геофизические методы исследований и работы в скважинах", как самостоятельная дисциплина, преподается для специалистов геофизического профиля, а...
-
Индукционный метод - Геологическое строение месторождения
Изучение разрезов скважин индукционным методом основано на различии в электропроводности горных пород по величине, обратной удельному электрическому...
-
Система контроля процессов разработки залежей нефти и газа должна обеспечить получение информации о распределении давлений по площади каждого пласта, о...
-
Тепловые методы - Основы добычи нефти и газа
Сущность тепловых методов состоит в том, что наряду с гидродинамическим вытеснением повышается температура в залежи, что способствует существенному...
-
Кислотная обработка в добывающих скважинах - Кислотная обработка в добывающих скважинах
Извлечение нефти из пласта и любое воздействие на него осуществляются через скважины. Призабойная зона скважины (ПЗС) - область, в которой все процессы...
-
В основе гамма-метода оценки напряжений в массиве лежит яв-ление ослабления радиоактивного излучения с повышением плотно - сти горных пород, которая в...
-
Некоторые особенности формирования нефтяных месторождений и последующего тектонического развития региона могут способствовать развитию процессов старения...
-
Методы подсчета запасов нефти и газа. Подсчет запасов нефтяных и газовых месторождений - важнейшая задача, на основе которой планируют добычу нефти и...
-
Применяемые методы - Геофизические исследования в гидрогеологических скважинах
Скважина буровой каротаж Для решения всевозможных задач, возникающих в процессе эксплуатации гидрогеологических скважин, мы применяем традиционные методы...
-
Количественные методы в стратиграфии - Стратиграфия и геологическая корреляция
Спорово-пыльцевой анализ, ботанический метод исследования, позволяющий определять таксономическую принадлежность растений по характерным морфологическим...
-
Назовите основные области применения различных методов радиометрии скважин - Радиометрия скважин
Метод радиометрии. Радиометрией скважин называют совокупность методов, основанных на регистрации различных ядерных излучений, главным образом...
-
До начала монтажа аппарата производят подготовку площадки, заключающуюся в устройстве термоизоляции, защищенной от влаги битумом и слоем асфальта....
-
Коррелямция или корреляционная зависимость это статистическая взаимосвязь двух или более случайных величин (либо величин, которые можно с некоторой...
-
Аналіз застосування геофізичних методів і методик з контролю за обводненням продуктивних пластів та визначення положення водонафтових контактів вказує на...
-
Обоснование выбора рекомендуемых способов эксплуатации скважин, устьевого и внутрискважинного оборудования С начала разработки месторождения ограниченные...
-
Систематизация результатов интерпретации исследований скважин - Тобойское месторождение
Качество гидродинамических исследований на нестационарных режимах вполне приемлемо для локальных оценок пластовой системы. Интегрированный подход к...
-
Учитывая разведанность участка, необходимо представить следующие материалы: 1) если разведываемый горизонт на данном месторождении еще не вскрыт ни одной...
-
Интерпретация данных магниторазведки складывается из геофизической интерпретации и геологического истолкования, тесно связанных между собой. Первым...
-
Сущность АГДМ состоит в одновременном измерении при фильтрации гидродинамических и акустических характеристик. При АГДМ исследований наряду с измерением...
-
Газометрия во время бурения - Геохимические методы исследования скважин
При изучении разрезов скважин, особенно для выделения нефтегазоносных пластов, применяют ряд физико-химических методов, объединяемых под названием...
-
МЕТОДЫ ВСКРЫТИЯ ПРОДУКТИВНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ - Бурение нефтяных и газовых скважин
Вскрытие пластов и освоение скважины должны быть проведены качественно. Под качеством технологии вскрытия пласта и освоения скважин следует понимать...
-
Профиль горизонтальной скважины. Профиль горизонтальной скважины состоит из двух сопряженных между собой частей: направляющей части и горизонтального...
-
Профиль горизонтальной скважины. Профиль горизонтальной скважины состоит из двух сопряженных между собой частей: направляющей части и горизонтального...
-
В расчетах были использованы следующие исходные данные: Мощность пласта, м h 30 Глубина вскрытия, м b 15 Проницаемость, 10-12 м2 k 0,29 Радиус контура...
-
Способы и схемы подготовки шахтного поля Подготовкой шахтного поля называют проведение после вскрытия шахтного поля системы подготавливающих горных...
-
Введение - Освоение скважин, вскрывших несколько пластов с различной проницаемостью
Исследования многих месторождений нефтегазодобывающих районов показывают, что на большинстве из них совместно эксплуатируется несколько пластов или...
-
ОСНОВЫ МАГНИТОТЕЛЛУРИЧЕСКОГО МЕТОДА - Электропроводность Земли
В основе предложенного метода лежит упрощенная модель естественного электромагнитного поля. Предполагается, что первичное поле, возбуждаемое внешними...
Методы каротажа сопротивлений, регистрация диаграмм КС, их качественная и количественная интерпретация - Особенность геологоразведочных скважин