ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

–некорректный учет нуля проводимости;

–влияние скважины (диаметр скважины, проводимость промывочной жидкости) с учетом положения зонда (на стенке скважины или по ее центру);

–скин-эффект;

–влияние вмещающих пород без учета угла вскрытия пластов скважиной.

Результат обработки МИК – определение сопротивления неизменной части пласта и зоны проникновения, а также радиуса зоны проникновения.

Метод многочастотной диэлектрической интроскопии (MFDI)

Метод МFDI основан на зависимости поглощения электромагнитной энергии от электрических свойств пород в околоскважинном пространстве. Измерения электромагнитного поля проводятся на нескольких частотах в диапазоне 1,25–50,0 МГц. Источником гармонического сигнала является излучатель, нагруженный на осевую электрическую антенну. На некотором расстоянии L от излучающей антенны, называемым разносом установки, располагается приемник с электрической антенной такой же конструкции. Измеряемой величиной является амплитуда сигнала на выходе приемной антенны.

Аппаратура представляет собой скважинную измерительную систему, состоящую из 4 зондов (рис. 4.9): большой зонд (4,5 м), малый зонд (2 м), градиент-зонд (измерение разностных параметров большого и малого зондов), микрозонд – скважинный излучатель, измеряемые параметры излучения которого определяются свойствами среды в ближней зоне. Вся установка перемещается по скважине с помощью каротажного кабеля, позволяя непрерывно изучать электрические свойства пород в естественном залегании. Данные от скважинных приборов через оптическую развязку передаются по каротажному кабелю на поверхность, где регистрируются с помощью компьютера.

221

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Рис. 4.9. Схема измерений MFDI (ДИ-МЧ):

1 – антенна; 2 – скважинный приемник; 3 – блок оптической развязки; 4 – компьютер; 5 – ретранслятор; 6 – каротажный подъемник; 7 – излучатель; 8 (Z0) – разнос установки

Методика измерений обеспечивает детальность исследований околоскважинного пространства как по стволу скважины (дискретность непрерывных измерений – 0,1 м), так и в радиальном направлении – от 0,5 до 2,0 м.

Исходная запись прибора представляет набор данных с излучающей и приемной антенны по 50 частотам – от 1,25 до 50,0 МГц. В программе регистрации данные представлены в виде каротажных кривых и в виде графиков зависимости регистрируемого параметра от частоты (рис. 4.10).

222

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Регистрируемые параметры:

–на излучающем диполе: Z (F) – сила тока, стекающего

сизлучающего диполя (если в скважине высокоомный раствор – излучатель работает как малый зонд); Fi (F) – разность фаз между током и напряжением (в вакууме 900, в воде близко к 900, в плотных породах и в нефти падает), U (F) – напряжение;

–на приемном диполе регистрируется только энергия поля E в мкВ. Для учета влияния скважины в расчетах эффективных параметров ρ и ε используются нормированные значения на силу тока E/Z или E/I.

Принимаемый сигнал E можно аппроксимировать полем электрического диполя:

Рис. 4.10. Вид записи MFDI (поточечный режим)

в программе регистрации RVGI

223

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Волновое число:

где f – частота электромагнитного излучения (Гц); ρ – электрическое сопротивление среды (Ом·м); ε – относительная диэлектрическая проницаемость среды.

ε0 = 361π10−9 Ф/м, μ0 = 4π10−7 Г/м,

E0 = Ilп lи k,

где I – ток в источнике (А); lп, lи – эффективная длина соответственно приемного и излучающего диполя, k – аппаратурный коэффициент.

Как видно из формулы (1), после получения данных об изменении энергии с частотой неизвестными остаются параметры ε и ρ. Вычисления эффективных значений ε и ρ проводятся итерационно методом подбора путем сравнения измеренного поля с расчетным, полученным по формуле (1). Подбор осуществляется на всех измеренных частотах одновременно путем минимизации функционала (рис. 4.11). Результаты измерений представляются в виде диаграмм частотных спектров по каждому из разно-

Eтеор были максимально близки к зарегистрированным значениям. На рис. 4.11 представлены теоретические графики зависимости энергии от частоты и фактические данные для случая исследования скважины, обсаженной стеклопластиковыми обсадными трубами (СПОТ). По этим зависимостям видно, что изменения поля энергий с частотой значительно отличаются для

нефте- и водонасыщенных коллекторов.

224

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Рис. 4.11. Частотные зависимости поля Е при разном характере насыщения коллекторов. Сибирское месторождение, скважины Х (СПОТ)

По результатам комплексной обработки данных МИК

иMFDI определяется радиальное распределение сопротивлений

ивлияние проникновения промывочной жидкости в пласт, а по значениям εэф и ρ – характер насыщения коллекторов. В перспективе комплекс позволяет количественно оценивать влияние литологии и связанной воды на результаты измерений.

Объединение аппаратуры ДИ-МЧ и 5ИК, реализующей методы MFDI и МИК, в единый измерительно-методический комплекс предоставляет возможность перекрыть необходимый частотный диапазон и получить максимальную радиальную глубинность исследования по сравнению с прочей как оте-

чественной, так и зарубежной аппаратурой. Аппаратура ДИ-МЧ

и«КарСар 5ИК» отличаются способом создания поля, рабочими частотами, размерами зондов и каждый имеет свои преимущества и ограничения.

Результаты измерений представлены в виде спектров, где по вертикальной оси отложена глубина по скважине, по горизонтальной значение рабочей частоты, а цветом выделены интенсивность измеренного поля, сопротивление антенны излуча-

225

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

теля и фаза тока в излучателе. На спектры наложены интервалы коллекторов, выделенных по комплексу радиоактивных методов (ННК–ГК). Высокие значения поля залиты красным и характерны для уплотненных неколлекторов и нефтенасыщенных коллекторов. Низкие значения залиты синим и сине-зеленым и характерны для гидрофильных глин и водонасыщенных коллекто-

ров (рис. 4.12).

Данные моногозондового индукционного каротажа представлены в виде радиального распределения сопротивлений с увеличением длины зонда, максимальное проникновение токов в водонасыщенных коллекторах (до 3,5 м), минимальное в непроницаемой части турнейских отложений (~ 1 м). По максимальному изменению сопротивления с глубиной определяется радиус зоны проникновения.

В качестве иллюстрации возможностей комплекса рассмотрим результаты, полученные в скважине, пробуренной на непроводящем буровом растворе типа ИЭР. Исследовались терригенные и карбонатные коллекторы(рис. 4.13).

По характеру изменения поля E с частотой по MFDI даже на качественном уровне коллекторы легко разделить по характеру насыщения. Более низкие значения поля Е характерны для водонасыщенных коллекторов (терригенная часть 1780 м, карбонатная 1820 м), высокие – для нефтенасыщенных (терригенная часть – 1702 м, карбонатная– 1792 м). По результатам исследования данной скважины комплексом MFDI–МИК было рекомендовано провести опробование интервала 1791–1793 м в пласте Т1, в котором ВНК не было установлено. По результатам освоения получен приток безводной нефти. По стандартному комплексу было выдано заключение о том, что интервал водонасыщенный, запись ИННК недаларезультата(насыщениенеясно).

Методы МИК и MFDI хорошо зарекомендовали себя не только в скважинах, заполненных непроводящим буровым раствором, но и в скважинах со стеклопластиковой обсадкой (СПОТ). В условиях стеклопластиковой обсадки для определения

226

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Рис. 4.12. Сравнение уровней значений ε и ρ для разных литологических разностей и характера насыщения пород

227

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Рис. 4.13. Характеристика терригенных и карбонатных отложений по комплексу МИК-МFDI (промывочная жидкость на нефтяной основе)

228

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

характера насыщения электромагнитные методы более предпочтительны, чем радиоактивные. Например, при записи метода ИННК винтервале СПОТ (относительно скважин, обсаженных стальными трубами) регистрируется значительно меньший счет импульсов вторичных нейтронов и текущая насыщенность пластов-коллекторов этим методом однозначно не определяется. Винтервалах перфорации ИННК за счет малого радиуса исследований не всегда дает объективнуюинформациюонасыщенииколлектора.

На рис. 4.14 приведены результаты исследований с помощью приборов МИК–MFDI, полученные в скважине, обсаженной СПОТ. Промывочная жидкость – техническая вода, СПОТ перфорирована лишь частично.

При анализе полученных результатов исследованную область можно разделить на три части: СПОТ с наличием перфорации и низкими значениями EPS (ниже 10 отн. ед.) – 2164 – 2184,0 м, СПОТ с наличием перфорации и повышенными значениями EPS (10–30 отн. ед.) – 2184,0–2202,0 м и СПОТ без перфорации – 2202,0–2135,0 м.

В неперфорированной части отмечается четкое разделение на водонасыщенные коллекторы и коллекторы смешанного насыщения, коллектор 2204,0–2204,8 м нефтенасыщенный. Отличительной особенностью неперфорированного интервала является отсутствие заметных отличий поля на разных разносах

иМИК, что говорит о расформировании зоны проникновения (хорошо видно по МИК). В интервале СПОТ имеются значительные различия в представлении распределения поля энергий по MFDI на разных разносах, связанные с разной глубиной внедрения промывочной жидкости и, по-видимому, с разным насыщением. По МИК видны непроницаемые (вероятно неприточные) интервалы.

Максимальную глубину исследования имеет MFDI на разносе 4,5 м. По нему коллекторы разделены на нефтенасыщенные

ичастично промытые нефтенасыщенные с содержанием воды закачки (при этом в коллекторы проникла и вода из скважины),

229

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Рис. 4.14. Исследования скважины со стеклопластиковой обсадкой (СПОТ) методами МИК и MFDI

230