4.1 Каротажные зонды

Для измерения КС пород при каротаже применяют зонды различных типов и размеров. Выделяют зонды двух основных типов: градиент-зонды и потенциал-зонды .

Градиент-зондами называют зонды, у которых расстояние между парными электродами М и N или А и В мало по сравнению с расстоянием или .

Размером градиент-зонда является величина ; О — середина

между пар­ными электродами ( ),точка записи. От величины зависит глубина исследования, которая тем больше, чем больше размер зонда. Градиент-зонд, у которого сближенные парные электроды расположены под непарным электродом, называют последовательным или подошвенным градиент-зондом.

При расположении сближенных парных электродов над непарным зонд называют обращенным или кровельным градиент-зондом.

Градиент-зондом такой зонд называется потому, что замер кажущихся сопротивлений этим зондом сводится к измерению градиента-потенциала электрического поля электрода А, т. е. приращению потенциала на единицу длины. В самом деле, при бесконечно малом формулу (17) можно записать так:

(23)

где Е - составляющая по оси z напряженность электрического поля в точке O или градиент-потенциал с обратным знаком.

Градиент-зонд, у которого расстояние между парными электродами бесконечно мало, называется идеальным градиент-зондом.

Потенциал-зондами называются зонды, у которых расстояние . мало по сравнению с расстоянием между парными электродами ( ). При этом потенциал электрода N невелик, уменьшается с увеличением расстояния между электродами , приближаясь к нулю.

Расстояние является размером потенциал-зонда. Замер кажущегося сопротивления относят к середине . Кажущееся сопротивление, замеренное потенциал-зондом:

(24)

Потенциал-зонд с электродом N, удаленным в бесконечность, называется идеальным потенциал-зондом. Для такого зонда , ,

U_N = 0 и, следовательно,

(25)

Кажущееся сопротивление при применении потенциал-зонда определяется потенциалом электрического поля 5 точке М. Поэтому зонды такого типа и называются потенциал-зондами.

При каротаже скважин широко пользуются свойством взаимности токовых и измерительных электродов (см. выше). Величины кажущихся сопротивлений, измеряемых при помощи градиент- и потенциал-зонда, не изменяются, если, не меняя расстояния между электродами и последовательности их расположения, менять их назначение, т. е. питающие электроды делать измерительными и наоборот.

Зонд с одним питающим электродом и двумя измерительными называется однополюсным (или зондом прямого питания); зонд с двумя питающими электродами и одним измерительным называется двухполюсным (или зондом взаимного питания).

В практике наиболее часто применяют двухполюсные зонды, которые более удобны при одновременной регистрации кривой КС и кривой естественных скважинных потенциалов (ПС).

Коэффициент зонда К при двухполюсном зонде вычисляют по формуле:

Зонды записывают по обозначениям электродов в порядке их расположения в скважине сверху вниз, проставляя между ними расстояния в метрах.

Так, например, М2, 5АО, 25В обозначает градиент-зонд двухполюсный, подошвенный, у которого верхний электрод является измерительным; на расстоянии 2,5 м ниже его расположен первый токовый электрод А и на расстоянии 2,75 м — второй токовый электрод В.