Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Сохранов Н.Н. Машинные методы обработки и интерпретации результатов геофизических исследований скважин

.pdf
Скачиваний:
7
Добавлен:
25.10.2023
Размер:
14.73 Mб
Скачать

определения удельного сопротивления пластов конечной мощности су­ щественно зависит от того, правильно ли найдены мощность и удель­ ное сопротивление р в м вмещающих пород. За удельное сопротивле­ ние вмещающей среды принимают удельное сопротивление среды, прилегающей к пласту со стороны удаленного электрода зонда. Удель­

ное сопротивление этой среды определяют обработкой

БК З или

оценивают по кажущимся удельным сопротивлениям,

замеренным

одним или двумя зондами [46, 51]. Методика оценки

р в м

рассчитана

 

 

 

 

на

однородность

удельного

сопро­

 

 

V Рк.Ом»

 

тивления и большую мощность вме­

 

 

 

 

щающих пород. Однако окружающая

 

 

 

 

пласт среда в основном предста­

 

 

 

 

вляет

собой

 

чередование

пластов

 

 

 

 

(прослоев)

пород с различным удель­

 

 

 

 

ным сопротивлением. В этих слу­

 

 

 

 

чаях

определение

 

мощности

вме­

 

 

 

 

щающей

среды

и

 

ее

 

удельного

 

 

 

 

сопротивления

связано

с

большими

 

 

 

 

трудностями.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Было

сделано

 

предположение,

 

 

 

 

что неоднородную вмещающую

среду

 

 

 

 

можно заменить однородной с удель­

 

 

 

 

ным сопротивлением,

равным

про­

 

 

 

 

дольному

сопротивлению

неодно­

 

 

 

 

родной среды, если ее коэффициент

 

 

 

 

анизотропии

не

превышает

 

неко­

 

 

 

 

торого

граничного

значения

А,вм г .

 

 

 

 

Продольное

сопротивление

неодно­

 

 

 

 

родной вмещающей среды может быть

 

 

 

 

определено

по

средним

сопротивле­

Рис. 55. Кривая

КС, получешіал па

ниям,

отсчитанным

 

с

кривых

КС

каротажпом интеграторе ЭКСМ зондом

зондов

Б К З

в

интервале

(1—2) Lj

длиной ь =

Lud для пласта высокого

в

сторону

 

удаленного

 

электрода,

сопротивления

(Я» = 8d

и р п =

 

 

= 2»РС ) в неоднородной

вмещающей

а

критерием

 

практической

 

одно­

 

среде.

 

родности этой среды

 

может служить

Л,, h2, . . . — мощности прослоев; р к 1 ,

 

выражение,

аналогичное

неравен­

р к 2 , . . . — соответствующие им экс­

тремальные

значения

кажущегося

ству (62).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сопротивления.

 

 

Для определения

 

граничного

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

значения

коэффициента

 

анизотро­

пии Я,вм

г было проведено моделирование кривых КС против

пласта

высокого

сопротивления (рп =

25рс ,

H = 8d) при различных

зна­

чениях кажущегося удельного сопротивления и мощности прослоев неоднородной вмещающей среды (рис. 55). В результате обработки

результатов моделирования было установлено, что Ц м .г =

1,1-^-1,15,

а следовательно,

критерием неоднородности

для определения гра­

ниц вмещающей

среды и ее мощности может

служить

неравенство

 

а.5.вм<1,1-1,15,

 

(74)

140

где

À?,. D M

— коэффициент

кажущейся

анизотропии,

определенный

по

формуле (61)

 

для

прослоев,

выделенных в интервале

Нвы (см.

рис.

55).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Наы

 

 

 

 

В тех случаях, когда мощность

вмещающих

пород соизме­

рима

с длиной

зонда

(2Lj

> Я 2

+

ІУВМ) и экранирующее

влияние

соседнего

пласта

 

(Н = Ы3)

зна­

 

 

 

 

чительно,

в существенные

значе­

 

 

 

 

ния

кажущегося

 

сопротивления,

 

 

 

 

отсчитываемые

против

 

интерпре­

 

 

 

 

тируемого пласта

 

высокого

сопро­

 

 

 

 

тивления,

вносят

поправку

на

 

 

 

 

экранирование.

Поправочный

ко­

 

 

 

 

эффициент

Кэ

равен отношению

 

 

 

 

.максимального

 

 

значения

pfnax,

 

 

 

 

снятого

с палетки

ЭКЗ,

к

факти­

 

 

 

 

ческому максимальному

значению

 

 

 

 

Ртах

 

против

 

 

экранируемого

 

 

 

 

пласта

высокого

 

сопротивления

 

 

 

 

э

=

Pmax/Pmax) и

МОЖвТ быТЬ П р И -

 

 

 

 

ближенно определен из табл. 11.

 

 

 

 

 

Разработаны алгоритмы и про­

 

 

 

 

граммы

определения

 

существен­

 

 

 

 

ных

значений кажущегося

удель­

 

 

 

 

ного

сопротивления.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О т с ч е т с у щ е с т в е н н ы х

 

 

 

 

з н а ч е н и й

 

КС в п л а с т е

 

 

 

 

ни з к о г о с о п р о т и в л е ­

ни я осуществляют по алгоритму, блок-схема которого показана на рис. 56. Отсчет производится сле­

дующим образом [46].

 

 

Т а б л и ц а

11

Поправочный

коэффициент

Кэ

 

на экранирование соседним

пластом

высокого

сопротивления

 

Р т а х ^ З Р в м

Р т а х > 3 Р в м

ч

 

 

 

 

1.2

0,80

0,65

 

1,4

0,85

0,75

 

1,7

0,90

0,85

Рис. 5G. Блок-схема отсчета существенных

2,0

0,95

0,90

значений КС против пластов низкого со-.

 

 

 

 

противления.

1. В начале обработки в ядейку R х ) засылают число, большее длины самого большого зонда, например 10.

2. Если содержимое ячейки R х ) при отбивке границ не было изменено (определенные по малому и большому зондам глубины,

141

границ пласта совпадают), то отсчет существенных значений для всех зондов производят без изменения мощности пластов:

а) для зондов с Lj =^ 0,ЗЛ х вычисляют оптимальные значения по формуле (70) по п = —^—— точкам, начиная с точки минимума

(a min/i z min /)і которую находят перед этим в интервале z n l ± 0,8 м; таким же образом определяют существенные значения с кривых КС,

полученных зондами с Lj =s 0,5Н1;

если удовлетворяется условие (72);

б) для

зондов, удовлетворяющих условиям

0 , 5 ^

<

Lj <<

СНг

и Lj < Нх

-|- 0,5#2 , а также для

зондов с 0,ЗЯ х

<• Lj

<

О.оЯ^

не

удовлетворяющих

условию (72), отсчитывают минимальные значе­

ния КС и

вносят

поправку на мощность.

 

 

 

 

3.Пласты с H і> 12 м могут служить для контроля качества из­ мерений КС различными зондами; они отмечаются знаком «минус» перед номером пласта.

4.Если содержимое ячейки R (С^) изменено, то существенные

значения КС для зондов с малым радиусом исследования (Lj < Сх ) отсчитывают с учетом кровли пласта, отбитой по данным основного

зонда. Для зондов с большим радиусом исследования

(Lj ^ L6)

с учетом

кровли, определенной по большому зонду,

существенные

значения

КС для промея^уточных зондов с Сг < Lj <; L 6

не отсчи­

тывают.

 

 

 

О т с ч е т с у щ е с т в е н н ы х з н а ч е н и й КС п р о т и в

п л а с т а

в ы с о к о г о с о п р о т и в л е н и я

осуществляют

по алгоритму, блок-схема которого показана на рис. 57. В случае совпадения глубин границ пласта, отбитых по обоим зондам, — со­ держимое ячейки R (С]) не изменено — существенные значения отсчи­

тывают для всех зондов без изменения

мощности пластов.

 

 

 

1. Для зондов с Lj sc 0,75#2 производят отсчет оптимальных

значений р о п т

по

формуле

(70),

начиная

с точки максимума

( а т а х / ,

zma.x/)>

которую

ищут вблизи

подошвы

(zn 2

± 0,8 м). Для

зондов

с Lj^>0,3B~2

полученные значения исправляют на влияние мощности.

2.

Для

зондов

с

Lj >> 0,75.0"2

отсчитывают максимальные

зна­

чения

 

р т а х .

 

 

 

значения,

снятые

с кривых КС зондов с

3.

Максимальные

Lj =^ 0,9.й"2,

исправляют

на влияние

мощности.

 

 

 

 

4.

Значения р т а

х ,

отсчитанные

для зондов с 0,5 2

+

Нвм)

 

<

 

5^0,85

(H2

+

 

-йвм). исправляют на экранирование

соседним

пластом

большого

с

сопротивления.

 

 

 

 

 

 

5.

Для

зондов

Lj j>0,85

2

+ Нвы)

отсчет не производят.

6.

Мощность вмещающих пород определяют по следующему

алгоритму:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

на кривой КС основного зонда находят к-ж экстремум

ЭКС

k ,

2 Э К С k) >

 

 

 

 

 

 

 

hk

 

 

 

 

 

 

 

б)

определяют

его мощность

и экстремальное значение р э

к с

k ;

в)

вычисляют величину Я* для пачки из к прослоев по формуле (61);

г)

сравнивают полученную величину А,* с предельным значением Я?<г.

Эти операции повторяют до тех пор, пока величина А.к будет больше,

m

Вход

Выход

Пласт для оценки Рс

Рис. 57. Блок-схема отсчета существенных значений КС против пластов высокого сопроти­ вления.

чем

Як г . В этом

случае

мощность

пачки

без последнего прослоя

принимают за

мощность

вмещающей среды

Нті.

 

7.

Пласты

с мощностью Я., л= 12 м отмечают как контрольные

для

проверки

качества

исходных

данных.

 

 

8.

Пласты с II.-, 5ä 3 м выделяют для уточнения удельного сопро­

тивления Pc бурового раствора.

 

 

 

 

9. Проверяют, был ли сделан отсчет для зонда длиной Lj,

рав­

ной длине кровельного

градиент-зонда LK

(рассматриваем случай,

когда БК З сделано подошвенными

зондами), и есть ли данные по

кровельному градиент-зонду. Если

отсчет не сделан и данные для

кровельного зонда

есть,

то производят отсчет

максимального

зна­

чения КС с внесением поправки на экранирование соседним пластом

в случае, когда 0,5

( Я х + Я 2 ) < Ьк <

0,85 ( Я 2 -|- II г ) .

(МБК).

10. Проверяют,

есть ли данные мпкробокового

каротажа

Если эти данные есть, то отсчитывают

среднее значение р с р в интер­

вале (z n 2 —0,5м) z r a i n v + 1 + 0,5м).

 

высокого

сопро­

11. При несовпадении глубин подошвы пласта

тивления, определенных по показаниям основного и большого зон­ дов (содержимое ячейки R (CJ изменено), существенные значения КС для зондов с малым радиусом исследования {Lj < 6\) отсчиты­ вают так же, как в рассмотренном ранее случае. Для зондов с боль­ шим радиусом исследования {Lj з= L6) существенные значения опре­ деляют с учетом подошвы, отбитой по большому зоиду. Существен­

ные значения

КС для промежуточных зондов (С х < L;- •< L 5 ) не

отсчитывают.

 

О т с ч е т

с у щ е с т в е н н ы х з н а ч е н и й КС п р о т и в

д в у х п л а с т о в н и з к о г о с о п р о т и в л е н и я с п о ­ в ы ш а ю щ и м п р о н и к н о в е н и е м в о д н о м и з н и х

отсчитывают следующим

образом

(рис. 58).

 

 

 

 

 

 

 

1. В пласте низкого сопротивления (условно без проникновения)

для зондов длиной меньше длины большого зонда

(Lj <zL6),

при­

мененного для отбивки

границ,

и

меньше

половины

мощности

Я, (Lj

За 0,51^) определяют оптимальное значение р о п т . С кривых КС,

полученных большими зондами (Lj ^

L6),

снимают

средние

значе­

ния р с р .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

<

 

2.

В пласте с повышающим проникновением для зондов с Lj

<

LG

отсчитывают

оптимальные

(Lj ^

0,75Я2 )

и

максимальные

(L6

>

Lj >-0,75Я2 )

значения так же, как против

пласта

высокого

сопротивления. Максимальные значения исправляют на

мощность.

Для

больших

зондов (Lj

3= L6),

удовлетворяющих

условию

Lj

=s

«S Я 2

+ Я в м ,

отсчитывают средние

значения

р с р .

 

Мощность

Я в м

вмещающей среды определяется так же, как описано в алгоритме отсчета существенных значений против пласта высокого сопроти­ вления.

3. Проверяют, есть ли данные микробокового каротажа. Если есть, то отсчитывают среднее значение р с р в интервале (z n 2 0,5м) —•

— ( z minv + l + 0,5м).

Программы определения существенных значений КС опробованы

144

совместно с программами выделения пластов и отбивки их границ. Существенные значения кажущегося удельного сопротивления, полу­ ченные на ЭВМ, проверялись сопоставлением их с результатами руч­ ной интерпретации. Среднее расхождение результатов отсчета суще­ ственных значений КС на ЭВМ и ручным способом равно 5% для

Вход

Рис. 58. Блок-схеиа отсчета существенных значений КС в пласте ішзкого сопротивле­ ния с повышающим проникновением в верхней части его.

пластов большого сопротивления. Расхождение больше 10% наблю­ дается в случае, когда на ЭВМ существенное значение кажущегося сопротивления исправлено на влияние мощности и поэтому точнее определенных вручную. Погрешность определения существенных значений КС против пластов низкого сопротивления значительно больше. Это объясняется значительными относительными ошибками преобразования (до 30% ) небольших отклонений (2—5 мм) кривых КС.

10 Заказ i l l

145

е,%

20. О П Р Е Д Е Л Е Н И Е УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ БУРОВОГО РАСТВОРА

Результаты интерпретации данных каротажа сопротивлений существенно зависят от точности определения удельного сопротивле­ ния рс бурового раствора. Известные способы измерения удельного сопротивления бурового раствора (скважинным или поверхностным резистивцметром) не дают надежных результатов. Поэтому на прак­ тике при определении удельного сопротивления пластов контроли­ руют, правильно ли найдено удельное сопротивление бурового рас­

твора и в случае необходи­ мости уточняют его.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На

основании

 

анализа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

различных

методов

контро­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ля

сопротивления

 

бурового

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

раствора

[32] для

алгоритма

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

этой

операции

был

выбран

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

итерационный

способ,

ис­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пользующий показания

двух

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

малых градиент-зондов

(АО—

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

0,55

и

1,05

м).

Он

сво­

Рис. 59.

Зависимость

величины

погрешноетиТе

дится

к

следующему.

 

 

определения

удельного

 

сопротивления

бурового

 

 

раствора р с

от удельного сопротивления пласта

р п

 

Взяв

какое-либо

прибли­

прп ошибках измерений КС противоположного

женное

значение

удельного

знака малыми градпепт-зондамн (величина

ошиб­

 

 

 

ки

± 1 0 % ) .

 

 

 

 

 

сопротивления

 

 

бурового

1 — ошибка измерения КС зондом

с АО =

2d по­

раствора,

по

показанию

р 2

ложительная, пласт без проникновения

раствора;

1' — то же, для пласта

с повышающим

проник­

зонда

большой

длины

и

при

новением

раствора

при

р з п / Р с =

10,

D/d

=

4;

помощи

двуслойной

палет­

1" — то же, при

р з

п / р с = 1 0 ,

D/d=&;

г

ошибка измерения КС зондом с АО =

2d

отри­

ки

Б К З

 

определяют услов­

цательная,

пласт без

 

проникновения;

2'

— то

ное

удельное

сопротивле­

же, для пласта с повышающим проникновением

раствора при

р з п

/ Р с = 10, D/d

=

4.

 

 

ние

р1у0)

пласта.

Принимая

 

 

 

 

 

 

 

р г

 

 

 

РУ5 за удельное сопротивле­

ние пласта, по

показанию

другого

зонда

(меньшей длины)

с по­

мощью двуслойной палетки находят следующее приближение удель­

ного сопротивления р£1} бурового раствора. Полученное значение

р у и

уточняют повторным вычислением величин ру Х ) по

показанию

р 2

и значению р£1} и р с 2 ' по показанию р х и значению р ( у и .

Определение

величины pcs> прекращают, как только расхождение между двумя последним приближениями р " " " и pc s ) окажется меньше заданной величины е. По полученным значениям pes) для различных пластов определяют среднее значение и принимают его за удельное сопротив­ ление бурового раствора. Для оценки р с этим способом можно исполь­ зовать пласты с H ^ 2,5 м, d =s І.І^н-

На результаты определения удельного сопротивления бурового раствора описанным способом значительное влияние оказывают ошибки измерения КС малыми зондами и зона проникновения рас­ твора в пласт. Величины возникающих при этом погрешностей пока­ заны на рис. 59. Анализ ошибок позволяет сделать следующие вы­ воды.

146

1. Большие ошибки в определении р с возникают при небольшом удельном сопротивлении пластов. Величина их уменьшается с уве­ личением модуля сопротивления и становится меньше 50%, если Рп/Рс Зэ 10 и ошибка измерения КС малым зондом (АО = 2d) не превышает 10%. Отсюда следует, что для определения рс описанным способом необходимо использовать пласты с р „ / р с ^ 10. Критерием отбора пластов может служить неравенство

р 2 / Р с - ^ 1 5 .

(75)

В высокоомных разрезах условие (75)

следует усилить: р2 С £ ^

Sä 50.

 

2. Значительное влияние на результат определения величины рс •оказывает неглубокое повышающее проникновение раствора в пласт низкого сопротивления (значение параметра эквивалентности U < < 20). Чтобы исключить из рассмотрения пласты с указанными параметрами зоны проникновения, достаточно потребовать выполне­ ния условия

р 2 > 1 , 2 Р і .

(76)

При большом удельном сопротивлении пласта повышающее про­ никновение не влияет на определение удельного сопротивления рас­ твора .

3. Понижающее проникновение раствора искажает результаты определения рс . При большом сопротивлении пласта (рп с > 1 0 000) •ошибка в определении величины р с достигает 100%. Чтобы умень­ шить величину ошибки в определении из-за влияния понижающего проникновения, необходимо исключить из рассмотрения величины

 

P c t < 0 , 5 p c t n a x ,

 

(77)

где Репах—максимальное значение р с і , удовлетворяющее

условиям

<75) и

177).

 

 

Однако могут встретиться определения, в которых большая

погрешность при оценке р с ; (больше 50%)

вызвана неточностью от­

счета

р 2 и рх, неоднородностью пласта,

погрешностями

в отбивке

границ и т. п. Такие ошибки имеют случайный характер и, чтобы

уменьшить их влияние, можно потребовать выполнения

условия

0 , 7 р С р < Р с г < 1 , 5 р с р ,

(78)

где рср —среднее значение р с 1 . \ На основе описанных выше критериев составлены алгоритм п

программа определения удельного сопротивления бурового раствора. Блок-схема этого алгоритма показана на рис. 60.

10*

147

Начало

Засылка (п^п^) 8 счетчик т;

Нет

'cprcp Jcp

1 в счетчик m

рг-рГиргс)ІЪ'!)

Вычисление I ПС) [S-D

 

т

Вычисление

(/> / ^ ) ( s )

Уееличение \ s на 1, засылка

<5)6 ячейку \ длярг (s-/)

иуточнение

Счетчик пп

Засылка р

 

ІП)

6 таалицу рг

Счетчик

п.

Засылка

6 таалицу pj/?

Ряс. 60. Блок-схема алгоритма определенпя удельного сопротивления бурового раствора.

1.

Сравнение глубины

подошвы пласта z n y с

граничной

глуби­

ной

zr. Граничные значения

должны

выделять

интервал

глубин

с пренебрегаемым изменением

р с из-за

температуры.

2,5

2.

Выбор пласта, для которого выполняются условия: H ^

<

р 2 > 1 , 2 р х .

 

 

 

 

 

3. Вычисление при помощи двуслойной палетки первого прибли­

жения модуля сопротивления пласта по величинам L2/d (L2 — длина

второго малого зонда) и

р 2 / р с -

 

 

 

 

4. Вычисление отношения (рі/рс ) по двуслойной палетке и вели­

чинам LJd

г

— длина первого малого

зонда), р у с и

определение

s-ro приближения

значения

р с .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

Проверка условия | (pc s _ 1 ) /pc s ) ) — 1 | < 0,025; при

его

выпол­

нении

значение p£s) принимается

за

удельное

сопротивление р с

бурового

раствора

і-то определения.

 

 

 

 

 

 

 

6.

Засылка

величины рС1- в таблицы значений рсѴ или ре1 /' в

зави­

симости

от

выполнения

условия

(75).

 

 

 

 

 

 

 

7.

Если

число

 

пг

определений

р с

і ,

удовлетворяющих

этому

условию,

больше

двух

(?гт

> 2 ) ,

то

производится:

 

 

 

а)

вычисление

среднего

значения

р ^ ;

 

 

 

 

 

 

б) выбор значений рс Ѵ, больших

O^pé1 ' и меньших

1,5р£р';

 

в)

определение

удельного

сопротивления

р с ,

равного

среднему

Еначеншо из рс Ѵ-

2,

то

производятся

те

же

операции для

всех:

8.

Если

?Zj s£

Р с / Ш л р ^ 3 ) - Указанный алгоритм положен в основу программы определения

сопротивления бурового раствора на ЭВМ. Программа оценки р с была опробована в высокоомном и низкоомном разрезах. Сопостав­ ление определений удельного сопротивления бурового раствора на ЭВМ и ручным способом показало, что в большинстве случаев (75%) расхождение между ними меньше 20% , а средняя погрешность опре­ деления е = 10%., Основная часть расхождений более 20% была связана с неточным определением рс ручным способом. Большая погрешность оценки р с на ЭВМ в остальных случаях вызвана пло­ хим качеством измерения КС малыми градиент-зондами Б К З .

21. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПЛАСТОВ И З О Н Ы П Р О Н И К Н О В Е Н И Я

Существующая методика определения удельного сопротивления пластов, рассчитанная в основном на данные бокового каротажногозондирования, заключается в сопоставлении фактических кривых, зависимости кажущегося удельного сопротивления от длины зонда с расчетными, т. е. сводится к поиску теоретической кривой зонди­ рования (теоретического вектора), минимально уклоняющейся от фактической. Для реализации этого способа на ЭВМ теоретйческие- (палеточные) кривые зондирования оцифровываются и представляются в виде таблиц (матриц), которые хранятся в памяти машины. Форма таблиц зависит от типа палеток и способа сравнения фактических.

149>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ