28. Перечислите физико-химические процессы, вызывающие образование естественных электрических полей в скважинах

Естественные электрические поля в скважинах. Обработка и интерпретация диаграмм ПС. Выделение пластов-коллекторов. Основан на изучении естественных электрических полей, возникающих в породах, в результате физико-химических процессов и измерении потенциалов этих полей

Сущность метода ПС заключается в измерении разности естественных электрических потенциалов между электродом М, перемещаемым по скважине, и неподвижным электродом N на поверхности (см. рис. 11.1).

Образование естественных электрических потенциалов в скважинах связано с физико-химическими процессами, протекающими на границе раздела между скважиной и горной породой и внутри горных пород.

Потенциалы создаются Диффузией солей из пластовых вод в глинистый раствор и из раствора в пласт и адсорбцией их ионов на поверхности частиц, слагающих породу (диффузионные потенциалы);

• Фильтрацией пластовых вод в скважину и вод из бурового раствора в породы (потенциалы течения).

• Окислительно-восстановительными реакциями, происходящими в породах и в зоне их соприкосновения с буровым раствором (окислительно-восстановительные потенциалы);

По причинам, вызывающим их, потенциалы ПС делятся на: диффузионно-адсорбционные, фильтрационные и окислительно-восстановительные.

Величина и знак диффузионно-адсорбционных, окислительно-восстановительных и фильтрационных потенциалов определяются электрохимической активностью горных пород – физическим свойством, характеризующим способность пород создавать электрические поля в условиях естественного залегания

• Электрохимическая активность зависит от: Минералогического состава;

• Структуры и дисперсности горных пород;

• Минерализации вод, насыщающих породу.

• Обработка и интерпретация диаграмм ПС.При одинаковых скачках Егл п в кровле и подошве пласта аномалия ∆Uсп в пласте симметрична, максимальное отклонение от линии глин соответствует середине пласта, а границам пласта отвечают точки перегиба кривой Диаграмма ∆Uсп в отличие от диаграммы сопротивлений и диаграмм других методов ГИС не имеет нулевой линии,

• вместо масштабной шкалы на диаграмме вверху помещают отрезок длиной 2 см, указывая, сколько милливольт содержится в этом отрезке

• Диаграммы Ucn используют для решения следующих задач: Литологическое расчленение терригенного и карбонатного разрезов. В терригенном разрезе выделяются пласты песчаника, промежуточных песчанно-глинастых разностей и глин.

• В карбонатном – пласты чистого известняка или доломита, глин и карбонатных пород с различной степенью глинизации.

• Определение минерализации пластовой воды в пластах чистого песчаника или чистой карбонатной породы путем использования специальных уравнений.

• Выделение в терригенном разрезе коллекторов с использованием критических значений абсолютной Es или относительной статической амплитуды UСП.

• Определение глинистости и пористости пластов-коллекторов

• При выделении пластов- коллекторов в исследуемой части разреза выделяют все пласты, отмеченные отрицательной аномалией Ucn на фоне глин;

• в выделенных пластах рассчитывают значения ES1, ES2, разностью статической амплитуды ... по формуле (1.41) и строят график статических значений Es.

• для каждого пласта рассчитывают относительную амплитуду Аотн=ЕsEsmax

• где Аотн и ES — относительная и абсолютная амплитуды пласта; ES — максимальная амплитуда Ucn в исследуемом участке разреза, обычно соответствующая пласту чистого песчаника.

• проводят линию значения Агр, соответствующего границе коллектор-неколлектор. Все пласты со значением Аотн больше Агр выделяют как коллекторы. В противном случае пласт является неколлекторами.

Диффузионно-адсорбционные потенциалы

Потенциалы диффузионно-адсорбционной природы возникают вследствие различия в химическом составе и концентрации солей, растворенных в пластовых водах и буровом растворе. На контакте растворов разной концентрации (или состава) происходит диффузия ионов из более концентрированного раствора в менее концентрированный. Однако скорость диффузии неодинакова у разнополярных ионов: у катионов (+) она меньше, у анионов (-) - больше. Вследствие разности в подвижности через некоторое время в более слабом растворе накопится избыток отрицательных ионов, а в концентрированном - положительных, и эти растворы приобретут соответствующий заряд.