Фізичні основи інтерпретації результатів електричного каротажу

Вимірювання електричного опору гірських порід проводиться в неоднорідному середовищі, тому фактично ми реєструємо уявний опір гірських порід.

, (9.16)

де К — коефіцієнт зонда; — різниця потенціалів між вимірювальними електродами потенціал і градієнт зондів; І — сила струму, який живить зонд.

Уявний опір в цьому випадку залежить від (_п,h, _ф, d_св, _зп,) і встановлюється для обмеженого числа простих випадків:

— однорідне ізотропне безмежне середовище;

— однорідне анізотропне безмежне середовище;

— середовище, яке складається із плоскопаралельних шарів різного питомого опору і потужності;

— кооксіально нескінчено довгих циліндричних шарів.

Для більш складних умов залягання порід характер розподілу уявного опору отриманий шляхом модулювання. Однак, число кривих, які отримуємо в процесі досліджень, недостатнє для вивчення різних випадків. Тому в процесі інтерпретації часто використовуються теоретичні криві, розраховані для двох граничних випадків, коли свердловина має нескінченно малий діаметр і коли питомий опір пласта нескінченно великий. Криві _у в реальних умовах для будь-яких пластів високого опору обмеженої потужності, які пересікає свердловина, мають вигляд проміжний між кривими для вказаних граничних значень. Чим вищий питомий опір пласта і більший діаметр свердловини, тим ближче крива уявного опору підходить по конфігурації до кривої _у у пластах нескінченно високого опору із врахуванням впливу свердловини.

На практиці часто приходиться зустрічатися із випадками перешаруванням пластів різної товщини та питомого опору. В таких умовах криві _у мають бути побудовані за допомогою залежності, що визначає зв’язок між уявним опором і питомим опором _пMN середовища у якому знаходяться вимірювальні електроди.

, (9.17)

де j — дійсне значення густини струму між електродами M i N; j₀ — густина струму в нескінченому ізотропному просторі.

Криві уявного опору в пластах різної потужності і опорів при відсутності впливу глинистого розчину

У пластах різної товщини уявний питомий опір залежить від положення зонда відносно границь пласта (міняється із зміною довжини зонда). Криві уявного опору при пересіченні пластів обмеженої потужності мають суттєво відмінну від нормальних кривих конфігурацію в залежності від розміру зонда L. Пласти з потужністю hL умовно називають потужними пластами, а з потужністю hL — пластами малої потужності.

1. Пласти великої потужності. Обернений градієнт-зонд hL, ₁=₃, l_г0 (Рис. 9.1).

Рисунок – 9.1 Крива _у при перетині пласта високого опору (d_c=0)

Обернений градієнт-зонд

Із зменшенням потужності пласта спостерігається менш різкий мінімум _у під підошвою пласта. При пересіченні електродами M і N цієї границі 1, 2 (Рис. 9.1) для кривої на ділянці (вс) різко збільшується _у і перевищує вираз тим більше, чим менше відношення h/L_г. Далі на ділянці cd, яка рівна розміру зонда L_г_у плавно виростає. Такий зріст уявного опору буде тим інтенсивніший, чим _у менше відношення h/L_г. Пояснюється це впливом зверху накриваючого середовища на густину струму між електродами M i N.

Після пересічення підошви пласта, електродом живлення А уявний опір різко зростає (ділянка def), ріст _у трохи зменшується і знову починає зростати в міру перетину електродами MN покрівлі пласта, після чого _у різко падає (ділянка fд) і на ділянці дh знову трохи зростає.

Після перетину покрівлі пласта електродом живлення А, _у понижується і асомптматично досягає значення _у (ділянка де h=1.5-2 L_г). На кривих _у видно, що покрівля і підошва пласта великого опору відповідають точкам максимуму і мінімуму _у.