книги из ГПНТБ / Заворотько Ю.М. Методика и техника геофизических исследований скважин учеб. пособие

Потенциалы гальванокоррозии

Они создаются в скважине при применении грузов из разнород­ ных металлов.

Поскольку металлы имеют различные электродные потенциалы, то между частями полиметаллического груза образуются электри­ ческие токи, под действием которых в цепи электродов ПС возникают разности потенциалов, пропорциональные удельному сопротивлению пород (как в методе КС). Поэтому кривая ПС прямо или зеркально повторяет кривую КС последовательного градиент-зонда. При этом аномалии ПС смещаются относительно кривой КС иа величину рас­ стояния от электрода М до средней точки между разпометаллическими частями груза. Для уменьшения потенциалов гальваиокоррозии груз следует располагать возможно дальше от электрода М или пользоваться изолированными грузами.

Потенциалы блуждающих и теллурических токов

Блуждающие токи связаны с работой агрегатов постоянного тока (трамвайная электросеть, электрические железные дороги), расположенных вблизи скважины.

Возникновение теллурических токов обусловлено изменениями ионизации верхних слоев стратосферы под действием солнечного и космического излучения, переносом электрических зарядов осад­ ками и воздушными потоками, различным нагревом участков земной коры, электрохимическими процессами и другими причинами. Протекая по земле, теллурические и блуждающие токи создают в измерительной цепи ПС разности потенциалов, пропорциональные расстоянию между электродами М и N и среднему удельному со­ противлению пород в месте нахождения электродов. Особенно сильное искажающее влияние этих токов наблюдается в глубоких скважинах, разрезы которых представлены породами высокого сопротивления. Помехи, обусловленные теллурическими и блужда­ ющими токами, легко обнаруживаются в скважине при неподвижном зонде.

Для уменьшения этих помех необходимо следующее:

1)проводить измерения в то время, когда влияние теллури­ ческих и блуждающих токов минимально (обычно ночью);

2)применять зонды специального назначения (например, ста­ бильный зонд, состоящий из обычного электрода М и электрода N длиной 50—100 м) или использовать в качестве электрода N броню кабеля;

3)регистрировать кривую градиента ПС (благодаря малому расстоянию между электродами М и IV разность потенциалов, об­ условленная теллурическими и блуждающими токами, становится ничтожной).

Помехи, связанные с намагниченностью лебедки

В случае проведения измерений приборами, работающими на постоянном токе, барабан лебедки может намагничиваться. При записи ПС в измерительной цепи наводится переменная э. д. с. с периодом, равным обороту барабана, т. е. кривая ПС будет пред­ ставлять собой искаженную синусоиду. Это особенно четко про­ является при записи кривой ПС в крупном масштабе потенциала и малых амплитудах аномалий.

Для исключения влияния этой помехи лебедку необходимо размагнитить, пропуская через кабель при вращении барабана ток частотой 0,5—1,0 Гц с постепенным уменьшением его величины до нуля. Влияние намагниченности лебедки можно уменьшить путем снижения скорости подъема зонда.

Потенциалы оседания (катафоретические потенциалы)

Обычно они наблюдаются в призабойной части скважины, за­ полненной недостаточно качественным раствором или водой. По­ скольку глинистые частицы и частицы породы обладают свойством адсорбировать отрицательные ионы солей одно- и двухвалентных металлов, то призабойная часть скважины, где наблюдается наиболее интенсивный процесс оседания частиц, будет отмечаться уменьше­ нием электрического потенциала.

Погрешности измерения ПС, обусловленные указанными поме­ хами, не должны превышать величин, указанных в § 10.

'§ 26. ДРУГИЕ ПОМЕХИ

Флуктуационные и импульсные помехи в электронных схемах аппаратуры

Эти помехи устраняются путем подбора определенного порога - срабатывания электронной схемы (например, минимальные сигналы, которые могут быть зарегистрированы аппаратурой типа КСП, должны отклонять пишущее устройство на 0,2 см) и компенсации выходного сигнала при отсутствии сигнала на входе (компенсация нуль-сигнала).

Помехи, обусловенные явлениями насыщения в электронных схемах

Каждая электронная схема' может усиливать входной сигнал только до определенного максимального уровня, начиная _с которого нарушается пропорциональность между входным и выходным сигна­ лами (см. § 3). Обычно такие искажения легко устраняются путем уменьшения величины входного сигнала (аппаратура КСП-1, МДО-2, ТБК), перехода на более грубый предел измерения в скважинном

И 6

приборе, уменьшения размера детектора или мощности истопника,, а также их экранирования (аппаратура РК), частичной компенсации; выходного сигнала (аппаратура ТСМК-40).

Взаимовлияние каналов

Эти помехи устраняются изменением частоты питающего тока и подбором дополнительной шунтирующей емкости в канале ПС (при одновременной записи КС и ПС), точной настройкой фильтров в измерительных каналах скважинных приборов и наземных пане­ лей (аппаратура КСП-1, ИПЧМ, ТСМК-40), установкой оптималь­ ного уровня дискриминации и усиления измеряемого сигнала (аппа­ ратура РК, АКЦ-1).

Помехи переменного тока промышленной частоты

Обычно измерительные каналы станций защищены от этих помех соответствующими фильтрами. В аппаратуре ИГН-4 и АКЦ-1 они устраняются регулировкой фантомной схемы питания скважинных приборов.

Помехи, обусловленные неотрегулированностью пишущих устройств регистраторов

Устранение этих помех в потенциометре типа ПАСК достигается регулировкой демпфирования ползунка рео'хорда, а в фоторегистра­ торе — регулировкой затухания гальванометров.

§ 27. МЕРЫ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ПОМЕХ

2.Проверять перед измерениями сопротивления изоляции жил кабеля и отдельных узлов аппаратуры и оборудования.

3.Перед подсоединением скважинных приборов к кабелю тща­ тельно очищать от грязи их головки, полумуфты, кабельные нако­ нечники й смазывать резиновые кольца вазелиновым маслом.

4.Поддерживать высокую изоляцию цепей аппаратуры и жил

кабеля, не допуская ее снижения ниже допустимых пределов.

5.Обеспечивать надежные контакты на разъемных соединениях.

6.Заземлять аппаратуру станции, лебедку подъемника и панели управления скважинных приборов; заземление «ЗП» следует удалять

от общего заземления на расстояние 10—15 м.

7. Готовить аппаратуру к работе таким образом, чтобы она ра­ ботала в оптимальном режиме.

117Г

ЧАСТЬ ВТОРАЯ

МЕТОДЫ РАДИОАКТИВНОГО КАРОТАЖА

Г л а в а IX

ГАММА-КАРОТАЖ

§29. МЕТОДИКА РАБОТ

Область применения метода

Сущность гамма-каротажа (ГК) заключается в изучении есте­ ственной радиоактивности / т горных пород и полезных ископаемых но стволу скважины путем регистрации интенсивности гамма-излу­ чения, возникающего при самопроизвольном распаде радиоактивных элементов (урана, тория, актиноурана) и продуктов их распада, изотопов 40К, 87Rb и некоторых других.

Гамма-каротаж является основным методом поисков и разведки урановых руд и калийных солей, применяется для литологического расчленения различных типов горных пород, выделения полезных ископаемых и корреляции разрезов скважин, сложенных террнгенными отложениями, дифференцируя последние по содержанию

вних глинистого материала, что позволяет оценивать коллекторские свойства пластов в нефтяных, газовых и гидрологических скважинах.

При определении глинистости пород в скважинах с буровым раствором повышенной минерализации метод ГК обладает неоспо­ римым преимуществом перед методом ПС, так как его показания,

вотличие от метода ПС, не зависят от минерализации бурового раствора и пластовых вод. Однако по данным ГК невозможно оценить глинистость полимиктовых, аркозовых, глауконитовых и карнотптовых песчаников, так как их скелеты имеют повышенную ра­

диоактивность.

Данные ГК используются для выделения бокситов, апатитов, фосфоритов, марганцевых, железных, свинцовых руд, кварцевых жил, зон окварцевания и т. д. На месторождениях каменных углей

иантрацитов метод ГК позволяет определять мощность, строение

иглубину залегания угольных пластов сравнительно простого строения, в которых мощность прослоев породы превышает 0,2—0,3 м.

Поскольку показания ГК стабильныво времени, они могут быть использованы для привязки к разрезу результатов исследования других методов каротажа, интервалов перфорации, гидроразрыва пласта и т. д.

121

Гамма-лучи, испускаемые горными породами, имеют в среднем энергию от 1 до 1,5 Мэв, при которой радиус исследования метода ГК составляет в водонасыщениых песчаниках и известняках при­ мерно 30—40 см, в буровом растворе и воде 50—60 см.

Выбор режима измерений

Выбор режима измерейий при записи кривых ГК имеет решающее

.значение для получения качественных полевых материалов. При выборе режима исходят из геолого-геофизических условий, предпо­ лагаемой интенсивности гамма-излучения, мощностей пластов, име­ ющейся аппаратуры, требуемой точности измерений и т. д.

Выбор скорости перемещения прибора и постоянной времени и нтегратора

Выбор оптимальной скорости ѵ перемещения скважинного при­ бора и постоянной времени т интегратора имеет особо важное значе­ ние не только в методе ГК, но и в других методах радиоактивного каротажа, так как от величины произведения ѵх зависят форма, амплитуда и положение аномалий против исследуемых пластов.

При слишком больших значениях ѵх амплитуды аномалий ГК уменьшаются и становятся асимметричными, точки кривых, соот­ ветствующие границам пластов, значительно смещаются в сторону движения скважинного прибора, увеличивается фиктивная мощ­ ность пластов, не исключается пропуск пластов малой мощности. Уменьшение ѵх приводит к искажению кривых за счет статистических флуктуаций, в результате чего кривые становятся слишком изре­ занными, отсутствует их повторяемость в пределах допустимых погрешностей [19].

Величины Vи т выбирают в' зависимости от цели радиометрических ■исследований, типа применяемого радиометра, размеров кристаллов, диаметров скважин и мощностей пластов.

исходя при этом из условия, что детектор должен находиться против пласта минимальной мощности h, подлежащего выделению на диа­ грамме, в течение времени 2т.

122

Обычно в практике радиометрии скважин величины ѵ и т выби­

рают в соответствии с табл. 10 [31].

Т а б л и ц а 10

Величины V и т, принятые при измерениях в поисковом масштабе глубин

Выбор диапазона панели РК и масштаба записи кривой ГК

Диапазон панели РК выбирается в зависимости от максимальной скорости счета, обусловленной гамма-излучением пород в разрезах

скважии.

Максимальная скорость счета в канале радиометра не должна превышать предельной величины иа выбранном диапазоне, опре­ деляемой заводской схемой (табл. 11).

Т*а б л и ц а 11

Максимальные скорости счета аппаратуры ДРСТ-2

Если этого не учитывать, то работа капала ГК будет происходить иа нелинейном участке его характеристики, что приведет к суще­ ственным ошибкам при измерении интенсивности гамма-излучения.

Обычно кривую ГК записывают на диапазоне 1—2 панели ДРСТ (для кристаллов размером 30 X 40 и 30 X 70 мм) иа пределе «Л-20» с использованием потенциометра «Умножить» регистратора ПАСК или при коэффициенте ослабления 1—2 измерительной панели станции типа АКС.

Масштаб записи гет кривой ГК выбирают таким, чтобы обеспе­ чивалась достаточная ее дифференциация и амплитуды были воз­ можно больше. Устанавливают масштаб записи щ при подаче на вход канала радиометра известного количества импульсов от ка­ либратора.

123

Если калибратор задает NK имп/мии, то отклонение пишущего устройства, соответствующее масштабу щ (имп/мин• см),

Обычно число импульсов Агк выбирается равным или меньше скорости счета на выбранном диапазоне. При этом отклонение I должно быть достаточно большим (от 5 до 15 см в зависимости от длины шкалы регистратора).

Поскольку запись кривой производится эталонированной аппа­ ратурой, то масштаб тгт обычно выражают в мкР/ч-см.

Этому масштабу соответствует отклонение от калибратора

он принят кратным определенному числу мкР/ч, то его устанавли­ вают по известной интенсивности / т вблизи детектора, которую находят следующим образом. Закрепляют скважинный прибор на градуировочной установке и при максимальном выходе интегратора

При неизменном положении эталона находят полную интенсив­ ность / т = Jfф + / тэ = нТ1 (Цф + АI) и на диапазоне, на котором будет регистрироваться кривая по стволу скважины, потенциометром Ч(Выход» интегратора устанавливают основной масштаб записи по формуле

лученным отклонением пользуются при установке масштаба п на скважине. Регулятор «Выход» заливается быстросохнущей краской. Требуемого отклонения от калибратора при работе на скважине добиваются изменением постоянной по напряжению в измерительном канале станции.

В практике каротажа масштаб записи кривой ГК выбирают в зависимости от литологии разреза: 0,5 или 0,75 мкР/ч-см в карбо­ натных породах, полимиктовых песчаниках и 1 мкР/ч-см в песчано-

124