Глава 1

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

Исследования электрическими методами (каротажи-франц. carottage, от carotte — буровой керн, буквально — морковь) геофизические исследования скважин, выполняемые с целью изучения геологических разрезов и выявления полезных ископаемых. Термин «каротаж», вошедший в практику горного дела, не вполне соответствует описываемому понятию. Вместо термина «каротаж» в научно-технической литературе также используются термины: геофизические методы исследования скважин, промысловая геофизика, буровая геофизика. Электрокаротаж проводится в буровых скважинах до спуска эксплуатационной колонны труб. Время для проведения исследований, отведенное по проекту строительства скважины, составляет всего 2-3 суток после окончания бурения. Записанные диаграммы используются в течение всего периода эксплуатации скважин (20-30 лет). Все геологические и технические работы в скважинах проводятся с обязательным использованием диаграмм электрического каротажа. По ним определяются многие параметры пластов, решаются различные геологические задачи: отмечаются глубинные границы каждого пласта с точностью до десятых долей метра, определяется литологическая характеристика пласта, выделяются пласты-коллекторы, в которых возможно содержание флюидов, определяется характер насыщения пластов-коллекторов (нефть, вода, газ) и величины емкостно-фильтрационных параметров (пористость, проницаемость) и коэффициент нефтенасыщенности пластов.

- Электрический каротаж является обязательным для любой категории скважин. Без этой документации скважина не может быть сдана в эксплуатацию.

- После спуска эксплуатационной колонны данные электрические методы не применимы, т.к. электрическое поле электродов скважинных приборов через металлическую колонну не проходит. Но на сегодняшний день существует электрокаротаж в колонне.(см.гл.№х)

Из всех категорий геофизических методов исследования скважин электрометрия отличается самыми высокими скоростями записи диаграмм – около 2500 м/час.

1. 1. Метод потенциалов собственной поляризации

Методы потенциалов самопроизвольной поляризации горных пород основаны на изучении естественных электрохимических процессов, протекающих на границах между скважиной и породами, а также на границах между пластами различной литологии в разрезе скважины.

Э лектрохимическая активность может иметь диффузионно-адсорбционный, окислительно-восстановительный и фильтрационный характер.

Диффузионно-адсорбционная ЭДС возникает на границе растворов различной концентрации (пластовые воды и фильтрат промываемой жидкости) и границе раствор и горной породы. Пластовые воды являются электролитами, поскольку в них присутствуют ионы растворенных солей, в большинстве случаев – ионы Na и Cl. Ионы диффундируют (распространяются) в стороны раствора меньшей концентрации, каким является пресная вода промывочной жидкости. Анионы (ионы Cl) двигаются быстрее, чем катионы (ионы Na). Поэтому в скважине напротив проницаемых пород (коллекторов) возникает объемный отрицательный заряд.

Катионы адсорбируются (концентрируются) на поверхности твердых минеральных высокодисперсных частиц, эта поверхность заряжается положительно. Таким образом, диффузионно-адсорбционная активность возрастает с повышением содержания глинистого материала, и в скважинах против однородных высокодисперсионных глинистых пород создается наибольшая положительная величина разности потенциалов.

Наименьшими значениями диффузионно-адсорбционной активности характеризуются чистые песчаные и карбонатные породы с высокой пористостью и проницаемостью