51. Основы теории каротажа сопротивления кс.
В основе теории эл. каротажа ток по природе принимается постоянным, и эл. поле характеризуется урав-ями:
Е=-grad U - устанавливает связь между напряженностью и потенциалом поля.
j=Е/ро - закон Ома в дифференц. форме.
div j=0 - определяет непрерывность токовых линий, кот-ые пронизывают исследуемый объем,
где U,E - потенциал и напряженность электрического поля; j - плотность тока.
Для реш. задачи распределения эл. поля точечного источника div j=0 преобразуется в дифференц. ур. Лапласа: div gradU= (переверн. треуг.^2)*U=0.
d/dr * (r^2*dU/dr)=0 - ур. Лапласа в сферич. сис-ме координат (потенциал будет зависеть от расстояния r до питающего электрода). После его интегрирования: E= pо*I/4*пи*r^2; j=I/4*пи*r^2, U=pо*I/4*пи*r - потенциал точечного источника (I - сила тока).
Разность потенциалов между электродами M, N: deltaU MN=ро*I/4*пи * (AN-AM/AM*AN).
Измеряя deltaU MN и I, определим ро к=k*deltaU MN/I, где k - коэф. зонда, имеющий размерность длины, k=4*пи*AM*AN/MN.
В неоднородной среде измеряется кажущееся УЭС, а не истинное.
Все это - частное решение для однородного пространства и сплошной среды.
52. Зонды кс и схемы проведения исследований.
СХЕМА ПРОВЕДЕНИЯ КС.
В КС измеряют ро к. Все породообразующие минералы - диэлектрики, поэтому проводимость г.п. определяется влажностью. Для осадоч. разрезов УЭС уменьшается с увелич. глинистости и влажности.
При КС обычно используют трехэлектродные зонды. Регистрируется кривая изменения силы тока.
У однополюсных зондов в скв. наход. только 1 питающ. электрод. У двухполюсных - оба (А и В).
Точка О - середина м/у сближенными электродами, только там, только там адекватно определяется ро к.
L - длина зонда (0,5-3 м.), определяет обл. исследования.
Рассчитывают ро к= k* deltaU MN / I AB, где deltaU - разность потенциалов м/у приемными M и N, I - сила тока в питающей цепи АВ, k - коэф., зависящий от расстояния м/у электродами (k=4пи*AM*AN/MN, где AM и т.д. - расстояния м/у электродами).
РИСУНОК 52.1.
ЗОНДЫ КС.
1) Потенциал-зонд (ПЗ) - сближены непарные электроды. Точка записи посередине AM
2) Градиент-зонд (ГЗ) - сближены парные электроды. Точка записи посередине MN
Обращенные - зонды, у которых парные электроды располагаются выше непарного.
Последовательные - у которых парные электроды ниже непарного.
Обл. исследования зонда представляют в виде сферы с радиусом R вокруг точки записи, при этом для ГЗ R=L, для ПЗ R=2L. Микрозондом выявляют тонкие пласты.
РИСУНОК 52.2. (НЕОБЯЗАТЕЛЕН).
53. Боковое каротажное зондирование (бкз) - теоретические основы метода, обработка и интерпретация материалов.
Задачи БКЗ:
1) Определение истинного УЭС г.п. 2) Выбор стандартного зонда КС, кот-ый лучше расчленит разрез. 3) Выделение в разрезах коллекторов и определ. пар-ов ЗП (ее диаметра и УЭС).
БКЗ - это проведение КС набором зондов (ГЗ) (5-7) разной длины (0.5-8 м). В рез-те получают ро к для разных радиусов исслед-ия г.п. вокруг скв.
Для нужных пластов на логарифмич. бланках строят кривую БКЗ (кривую зависимости ро к от длины зонда).
ИНТЕРПРЕТАЦИЯ БКЗ - выделение пластов, определение их УЭС, построение зависимости ро к = f(L) и ее колич. интерпретация. Интерпретация м.б. машинная или палеточная (фактические кривые БКЗ сравнивают с двухслойными палеточными).
ТЕОРИТИЧ. ОСНОВЫ.
Решение задачи БКЗ - установление распределения на оси скв. точечн. источника в присутствии бесконечных цилиндрич. границ раздела м/у средами разного УЭС.
ро к | L->0 -> ро с.
ро к | L->бесконеч. -> ро п.
Предельные условия:
U | R->бесконеч. -> 0.
U | R->0 -> U0, где U0 - потенциал в однородной изотропной среде с УЭС=ро скв.
Граничные условия:
Uc | R=r c = Uзп | R=r c.
Uзп | R=r зп = Uп | R=r зп. (зп-зона проникновения, с-скважины или скв. жидкости, п-порода)
При переходе границы раздела сохраняется непрерывность потенциала и постоянство нормальной границы раздела соответствующей плотности тока.
Неблагоприятные условия для БКЗ: сильная вертикальн. неоднородность разреза, очень высокое (низкое) УЭС г.п., низкое УЭС скв. жидкости, скв. заполнена непроводящей средой.