Боковой каротаж (бкз)

Это метод геофизических исследований в скважинах, основанный на изучении удельного электрического сопротивления горных пород при помощи зонда, обеспечивающего распространение тока перпендикулярно стенке скважины. Боковой каротаж предложен американским учёным Г. Дж. Доллом в 1950; в СССР получил развитие с 60-х годов и стал одним из эффективных видов электрического каротажа.

П ри боковом каротаже ток от источника, расположенного на поверхности, подаётся в скважинный прибор, через токовые электроды зонда поступает в скважину и окружающие её горные породы (рисунок).

Управление (фокусировка) полем зонда осуществляется при помощи экранных электродов, которые препятствуют растеканию тока основного электрода по скважине и направляют его в исследуемый пласт. Измеряются разность потенциалов между электродами (одним из экранных и удалённым измерительным) и сила тока через основной токовый электрод. Кажущееся сопротивление (частное этих величин) регистрируется при помощи каротажной станции, расположенной на поверхности.

В зависимости от числа электродов и условий управления полем различают трёх- или многоэлектродные зонды бокового каротажа. Трёхэлектродный зонд — цилиндр, разделённый изоляционными промежутками на электроды: короткий основной и два симметричных по отношению к нему экранных. Через электроды пропускается ток, сила которого регулируется таким образом, чтобы потенциалы были равны, что обеспечивает распространение токовых линий по радиусу. Многоэлектродный зонд бокового каротажа, кроме основного токового, состоит из двух пар измерительных электродов и несколько пар экранных. Одноимённые электроды расположены симметрично по обе стороны основного и попарно соединены накоротко друг с другом. Изменяя полярность электродов и размеры межэлектродных расстояний многоэлектродных зондов бокового каротажа, можно регулировать радиус исследования.

Боковой каротаж используют для изучения разрезов скважин (в т.ч. заполненных минерализованным буровым раствором), представленных породами высокого сопротивления или частым чередованием пластов с разными параметрами. При бурении нефтяных и газовых скважин с минерализованным буровым раствором боковой каротаж применяют в комплексе с боковым микрокаротажем, при документации разрезов угольных скважин — в комплексе с методами радиоактивного каротажа. Основное преимущество бокового каротажа (по сравнению с другими видами электрического каротажа) — незначительное влияние бурового раствора и вмещающих пород на результаты бокового каротажа, что позволяет детальнее расчленять разрез, точнее определять удельное сопротивление пластов в широком диапазоне (1-105 Ом•м). Развитие бокового каротажа связано с разработкой новых зондов с более совершенной регулировкой поля.

Акустический каротаж (ак)

Это метод геофизических исследований в скважинах, основанный на изучении акустических свойств (скоростей распространения и затухания упругих волн) горных пород, пересечённых скважиной.

Используется при поисках и разведке месторождений, контроле технического состояния скважин, интерпретации данных сейсмической разведки, а также при решении инженерных геологических задач. Первые о бразцы аппаратуры акустического каротажа выполнены в 1950-х гг. в CCCP и США; промышленное применение начато с 1960. При акустическом каротаже используют звуковой (0,5-15 кГц) и ультразвуковой (20-50 кГц, 0,3-2,0 МГц) диапазоны частот. Акустический каротаж проводят с помощью глубинного датчика, связанного каротажным кабелем с наземными измерительными и регистрирующими приборами. Основные элементы глубинного прибора — излучатели и приёмники упругих волн, а также акустические изоляторы, предотвращающие распространение упругих волн по корпусу глубинного прибора. Излучателями служат магнитострикционные преобразователи, изменяющие радиус металлическими (пермендюр, никель) цилиндра под действием переменного магнитного поля, или пьезоэлектрические преобразователи из титаната бария, цирконата свинца, создающие колебания в результате воздействия переменного электрического поля. Приёмники — пьезоэлектрические элементы, преобразующие механическую энергию упругих волн в электрические импульсы.

При проведении акустического каротажа электрические импульсы поступают из блока синхронизации и управления в излучатели, где преобразуются в импульсы упругих колебаний длительностью 5-10 мс; преобладающая энергия этих импульсов сосредоточена в полосе частот 10-15 кГц. Измеряют времена пробега основных типов волн и коэффициент затухания. По результатам измерений строят геоакустические модели разрезов скважин для интерпретации данных сейсморазведки, проводят оценку пористости продуктивных пластов, определяют упругие модули горных пород (модули Юнга, сдвига, объёмного расширения), выявляют зоны повышенной трещиноватости и кавернозности. Совместное использование данных акустического, электрического и радиоактивного каротажа позволяет осуществлять литологическое расчленение разрезов, выявлять коллекторы нефти, газа, определять коэффициент насыщения, контролировать разработку месторождений нефти и газа.