1.2. Метод электрических сопротивлений (кс)

Э лектрическое сопротивление любого материала определяется по известной формуле:

где l - длина проводника,

S - поперечное сечение,

ρ - удельное сопротивление - показатель качества материала.

Величина ρ определяется для 1 м3 материала, поэтому считается, что она не зависит от геометрических размеров пород, тем более что длина и сечение.

Пласта это понятия в скважинных условиях неопределенные. Если называть его точнее, то КС - это метод кажущихся удельных сопротивлений.

Метод относится к категории электрических, поэтому исследования проводятся в необсаженных колонной скважинах, в буровых. Применяется он для решения одной из важнейших задач нефтепромысловой геологии: определение характера насыщения пластов-коллекторов. Нефтеносные пласты имеют высокие сопротивления, водоносные - низкое. Горные породы в сухом виде обладают большим электрическим сопротивлением.

В пласте-коллекторе обязательно содержится какое-то количество воды. Даже в нефтяном пласте небольшое содержание воды (5-15%) сильно снижает общее сопротивление пласта.

Сопротивление можно измерять во включенной цепи по закону Ома

и без тока, по размерам и качеству проводника

Для скважинных условий эта формула не подходит, т.к. в ней участвуют S и l, по которым можно рассчитывать электрические цепи с сосредоточенными токами.

Электрический каротаж проводится посредством электрических полей, которые создаются в скважине оголенными электродами в буровом растворе. Электроды эти представляются в виде концов жил каротажного кабеля, и считаются точечными.

В области геофизики применяются данная формула:

где - коэффициент зонда

Кажущееся сопротивление (КС)

С кважинная среда в реальности является сложной. Она состоит из многих компонентов, которые охватывает большое пространственное поле:

- пласт, основной объект изучения,

- сопротивление соседних пород сверху и снизу (вмещающие породы),

- буровой раствор, заполняющий скважину.

К роме того, на измеряемую величину искажающим образом действуют

- диаметр скважины,

- размер каротажного (трехэлектродного) зонда,

- сопротивление зоны проникновения бурового раствора.

Вследствие искажающего влияния перечисленных факторов не удается

записать на диаграмму точную величину сопротивления какого-то пласта.

Эту искаженную величину называют кажущимся (приблизительным)

с опротивлением.

Электрические зонды КС

Зонд - это трехэлектронная скважинная установка для измерения удельного электрического сопротивления скважинной среды.

В электрической схеме КС участвует 4 электрода - два токовых (АВ), для питания среды и два измерительных (MN) для измерения один из этих четырех электродов (любой) заземляется на поверхности.

Зонд является окончанием скважинного 3-х жильного кабеля.

Расстояние между электродами зонда не одинаковые. Одно из них малое (l), другое большое (L); L / l= /4 - 10/

В зависимости от соотношения расстояний между электродами различают градиент-зонды и потенциал-зонды.

• АВ - одноименные электроды (парные), AM – разноименные (непарные),

• MN - одноименные электроды (парные), BN – разноименные (непарные).

• Потенциал зонд - расстояние между парными электродами АВ и MN больше, чем между непарными. Если один из парных электродов потенциал-зонда удален в бесконечность, то такой П-3 называется идеальным.

• Градиент-зонд - расстояние между парными электродами меньше, чем между непарными. Градиент-зонд с очень малым расстоянием MN называется идеальным.

Стандартный зонд

Для каждого нефтяного района выбирается один определенный зонд в качестве стандартного. Это необходимо для сопоставления разрезов в скважине по данному месторождению, для корреляции. Стандартный зонд выбирается в самом начале разбуривания месторождения.

К нему предъявляются определенные требования:

1 ) Кажущееся удельное сопротивление должно по величине как можно ближе подходить к истинному сопротивлению пласта

1. Хорошая дифференциация разреза.

2. Четкость отбивки границ пластов.

При выборе стандартного зонда исходят из особенностей геологического строения данного месторождения: преобладание карбонатных или терригенных пластов, их толщины. Кроме того, учитываются удельные сопротивления буровых растворов , а также средние диаметры скважин (буровых долот).

В стандартном зонде расстояние между сближенными электродами берется максимальное, но при котором кривая еще не сглаживается.

В районах Волго-Уралъской нефтяной провинции в качестве стандартного принят потенциал-зонд В 7,5 А 0,75 М, а с 2000 г. cтал применяться его аналог - потенциал-зонд N 11 M 0,5 A.

Потенциал – зонд имеет некоторые преимущества.

1. Симметричность форм кривой для отдельных пластов.

2. Расстояние между электродами не оказывает существенного влияния на форму кривой.

Пример выделения пластов коллекторов по электрическим методам ПС и КС.В интервале 1655-1664м и 1676,2-1683,8 выделены пласты коллекторы. 1 пласт- по показаниям КС нефтеносный; 2 пласт- водоносный.