Лекція 5 Електрична розвідка

1. Боковий електричний каротаж

2. Індукційний метод

3. Метод мікрозондів

Модифікації методу опору. До них слід віднести: бокове каротажне зондування (БКЗ), боковий каротаж, боковий мікрокаротаж, індукційний каротаж, вимірювання питомого опору бурового розчину у свердловині.

По діаграмах ПО (позірного опору) (по вертикалі відкладаються точки запису, по горизонталі – ρ_по) можна отримати лише загальне уявлення про опори порід і про їх зміну по стовбуру свердловини. Проте для розшифровки діаграм і інтерпретації результатів електророзвідки велике значення має визначення дійсного значення опору порід. Його отримують за допомогою бічних каротажних зондувань (БКЗ) або бічного каротажу (БК). Методика бічних каротажних зондувань БКЗ зводиться до послідовного виконання робіт по визначенню ПО декількома.

(5 - 7) однотипними зондами різної довжини (наприклад, АО = 0,2; 0,5; 1; 2; 4; 7 м). Провівши вимірювання зондами різної довжини, отримуємо позірні (умовні) опори, відповідні різним радіусам обстеження порід навколо свердловини. Для кожного пласта, опір якого необхідно визначити, на логарифмічних бланках будують криву БКЗ, тобто криву залежності ПО від довжини зонда. Криві БКЗ інтерпретуються за допомогою спеціальних теоретичних кривих (палеток БКЗ). В результаті отримують дійсний опір порід і оцінюють глибину проникнення бурового розчину в середовище.

1. Боковий електричний каротаж

Метод бічного каротажу

Синонімами цього методу є: метод фокусованих зондів, метод опору екранованого заземлення .

Найбільш цінні результати цей метод дає при каротажі тонких пластів (h<l,2vi) при великій різниці в опорах між пластами, вміщуючими породами і буровим розчином (ρпл / ρ_РО > 100 і ρвм / ρ_ро >10), тобто саме в тих випадках, коли звичайні зонди дають дуже погані результати через екранування струму тонкими високоомними пластами і через сильний вплив свердловини і вміщуючих порід.

БК застосовується в декількох варіантах: з трьохелектродними, семи-електродними і багатоелектродними зондами.

Принцип дії зондів БК заснований на тому, що в зонді, крім основного живлячого електроду А, є додаткові - фокусуючі (або екранні) електроди A1 і А2.

Електричні потенціали основного і фокусуючих електродів підтримуються дуже близькими між собою, що примушує струм, що стікає з основного електроду, прямувати перпендикулярно осі свердловини, в її стінки. В результаті опір бурового розчину, вміщуючих порід і обмежена потужність пластів роблять менший вплив на вимірювану величину, яка в БК носить назву ефективного опору – ρе.

У трьохелектродному варіанті використовується зонд з лінійними електродами. Центральний електрод Ао має довжину 0,15 м, екранні А1 і А2 - 1,5 м. Всі 3 електроди з'єднуються між собою практично накоротко, що забезпечує рівність їх потенціалів і направляє струм центрального електроду в стінки свердловини (заштрихована зона на мал. 5.1, а). Струм, що виробляється генератором, підтримується постійним. В процесі каротажу вимірюється різниця потенціалів між електродом Ао і віддаленим від зонда електродом N:

( 5.1 )

і оскільки I = const, ρе пропорційний зареєстрованій різниці потенціалів ∆U.

Недолік трьохелектродного варіанту БК - в поганій роздільній здатності по потужності пластів. Оскільки центральний електрод має довжину 0,15м, апаратура не дає можливості визначення пластів меншої потужності. Ефективний опір( ρе) буде підвищеним весь час, поки AО проходить мимо пласта.

Рис.5.1. Схеми бокового каротажу з триелектродним (а) і семиелектродним (б) зондами.

Цього недоліку позбавлений семиелектродний варіант, в якому використовуються точкові електроди. Окрім центрального Ао і екранних електродів А₁ і А₂ зонд містить ще 2 пари вимірювальних електродів, попарно сполучених один з одним і розташованих між струмовими - спостережних. Різниця потенціалів із спостережних електродів подається на вхід автоматичного регулюючого пристрою, до виходу якого підключені екранні електроди A₁ і А₂ і поверхневий електрод В. Регулюючий пристрій працює так, щоб напруга на його вході підтримувалася рівною нулю. Ця умова виконується при рівності потенціалів електродів А₁ Ао, А_2, завдяки чому струм центрального електроду прямує в стінки свердловини і не розтікається по її стовбуру. В ході каротажу вимірюється різниця потенціалів між одним із спостережних електродів і видаленим електродом N.

Різниця потенціалів між електродами M₁N₁ i M₂N₂ дорівнює нулю, отже сила струму вздовж осі свердловини у цьому інтервалі також дорівнює нулю.

Рис.5.2. Розподіл струмових ліній:

а – при звичайних методах каротажу, б – при боковому каротажу;

питомі опори: - пласту, - вміщуваних порід, - бурового розчину.

Інтерпретація БК полягає у визначенні меж пластів і їх електричного опору ρпл.

Щоб проілюструвати визначення меж пластів по діаграмах ρе, на мал. 5.3. приведені діаграми семиелектродного БК і звичайних зондів ПО - малого потенціал-зонду і великого градієнт-зонду з монографії Р. Дебранда, 1972.

Рис. 5.3. Діаграма бокового каротажа над тонким пластом високого опору (по Р.Дебранду, 1972)

Порівняння цих діаграм показує: діаграма БК виразніше виділяє тонкі пласти високого опору і дає значення ρе, набагато ближчі до ρпл, чим ПО потенціал- і градієнт-зондів. Аномалія на кривій БК симетрична щодо середини пласта при рівності опорів підстилаючих і перекриваючих порід. У разі нерівності цих опорів максимум на кривій ρе зміщується у бік вищого опору. Межі пластів визначаються по точках різкого зростання ρе.

При великій потужності пластів (h > 5d) ρе практично не залежить від потужності пласта і проти його середини близько до значення ρе для h = ∞.

Для тонких пластів вплив обмеженої потужності пласта тим сильніше, чим ближче опір вміщуючих порід (ρвм) до опору бурового розчину (ρ_ро).

У разі наявності зони проникнення результати БК дещо неточні. При зростаючому проникненні, у водоносних пластах результати перевищують ρпл, при зменшенні - дещо занижуються. У нафтоносних пластах таких спотворень немає.