Лабораторная работа №7
.pdfЛабораторная работа № 7
ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ДИАГРАММ ЭЛЕКТРОМЕТРИИ.
Введение
Электрический каротаж основан на измерении электрического поля, возникающего самопроизвольно или создаваемого искусственно. Данный вид каротажа составляет основу комплекса геофизических исследований поисковых, разведочных и эксплуатационных скважин. Задачами исследований методами электрического каротажа являются: расчленение разреза на пласты с разными электрическими свойствами; изучение распределение удельного сопротивления в промытой зоне, зоне проникновения и неизмененной части пласта; выделение пластовколлекторов; в благоприятных условиях – определение подсчетных параметров продуктивных пластов.
Различные модификации электрических методов обладают разной глубинностью исследования, что позволяет исследовать в пластах коллекторах радиальное распределение сопротивления, образующееся в процессе проникновения фильтрата бурового раствора в пласт.
Изучение радиального сопротивления в плате позволяет сделать выводы о его коллекторских свойствах.
Интерпретация диаграмм микрозондов
При микрозондировании в скважине измеряют кажущееся электрическое сопротивление зондами малого размера. Электроды микрозондов установлены на наружной стороне изолирующего башмака зонда, который специальной пружиной плотно прижимается к стенке скважины. Микрозонды обладают высокой разрешающей способностью при выделении пластов h≥0.4 м и малой глубинной исследования. Что позволяет детально изучить изменение кажущегося сопротивления горных пород, прилегающих к стенке скважины, в коллекторах это чаще всего сопротивление зоны проникновения, или сопротивление так
1
ИГиНГТ КФУ |
Лабораторная работа №7 |
называемой полностью промытой зоны фильтратом бурового раствора.
Выделяются одновременно измерения градиентмикрозондом А0.025М0.025N и потенциал-микрозондом А0.05М.
При прижатии башмака зонда к стенке скважины против плотных высокоомных пород оба зонда отражают примерно одинаковое кажущееся сопротивление горной породы. Однако вследствие ограничения разрешающей способности микрозондов по сопротивлению ρк˂˂ρп, в области высоких значений ρп/ρр˃20 регистрируемое ρк остается постоянным при изменении ρп в широких пределах. Следовательно, оценка ρп высокоомных пластов становиться невозможной.
Против пластов коллекторов на показания микроградиентзонда большое влияние оказывает толщина и сопротивление глинистой корки, а на показания микропотенциал-зонда, учитывая больший радиус исследования, удельное сопротивление части пласта, промытой фильтратом бурового раствора. Таким образом, против платов коллекторов в подавляющем большинстве фиксируется разница показаний микропотенциал- и микрогра- диент-зондов. Учитывая, что коэффициент пористости раствора, глинистой корки и горной породы соответственно: 85-90%, 70-
80% и от 1-2до 40%, а также соотношение ρр˂ρгк˂ρп, против пластов коллекторов получим ρкМГЗ˂ρкМПЗ и Δρк=ρкМПЗ - ρкМГЗ˃0.
По микрозондам возможно определение удельного электрического сопротивления полностью промытой зоны плата коллектора. При бурении на опресненном растворе и наличии достоверной информации о толщине глинистой корки hгк и ее сопротивлении ρгк по диаграмма микрозондов возможна оценка
удельного электрического сопротивления промытой зоны пласта
– ρпп по зависимости ρкМГЗ/ ρгк=f(ρкМПЗ/ ρгк), шифр кривых ρпп/ρр и hгк. Величины ρкМГЗ, ρкМПЗ снимают с диаграмм, сопротивление глинистой корки ρгк оценивают по зависимости ρгк=f(ρр), hгк определяют по кавернограмме.
2
ИГиНГТ КФУ |
Лабораторная работа №7 |
Интерпретация диаграмм бокового электрического зондирования (БКЗ)
Боковое электрическое зондирвание (БКЗ, БЭЗ) заключается в исследовании разрезов скважин комплектом однотипных зондов КС различной длины с целью определения удельного электрического сопротивления неизмененной части пласта ρп и параметров зоны проникновения: ее диаметра D и сопротивле-
ния ρзп.
В комплект зондов БКЗ входят обычно 5 последовательных градиент зондов и один обращенный. Размеры зондов меняются от 0.3 м до 8 м. По соотношению сопротивлений зоны проникновения ρзп и неизмененной части пласта ρп различают:
повышающее (ρзп ˃ ρп), понижающее (ρзп ˂ ρп) и нейтральное (ρзп = ρп) проникновение фильтрата бурового раствора в пласт.
Принцип интерпретации результатов бокового электрического зондирования состоит в построении фактической кривой БКЗ и сопоставлении ее с теоретическими кривыми, полученными для определения параметров среды. В случае совпадения кривых параметры среды теоретической кривой присваиваются исследуемому пласту.
Теоретическая кривая БЭЗ – это график зависимости от-
ношений кажущегося удельного электрического сопротивления
ксопротивлению бурового раствора и отношений размера зонда
кдиаметру скважины, характеризующийся своим модулем
μ=ρп/ρр – отношением удельного электрического сопротивления пласта к удельному электрическому сопротивлению бурового раствора. Кривые БЭЗ группируются в палетки БЭЗ.
Для пластов неограниченной толщины рассчитаны двухслойные и трехслойные палетки, объединяющие кривые БЭЗ для разреза включающего соответственно две среды (скважина и пласт) или три среды (скважина, зона проникновения и незатронутая часть пласта). Трехслойные кривые БЭЗ имеют различный вид в зависимости от характера проникновения, также они собраны в семейство «дробных» палеток, каждая из которых построена для определения параметров зоны проникновения:
D/dc=2,4,8,16 и ρзп /ρр=5,10,20,40,100,200. Двухслойные кривые БЭЗ сведены в двухслойные палетки БКЗ-1а для пластов высо-
3
ИГиНГТ КФУ Лабораторная работа №7
кого сопротивления (ρп ˃ ρр) и БКЗ-1б для пластов низкого сопротивления(ρп ˂ ρр).
Для пластов конечной толщины по экстремальным значениям кажущегося удельного сопротивления построены палетки ЭКЗ (экстремальных кривых зондирования).
Фактические кривые зондирования БЭЗ строятся в коор-
динатах ρк=f(АО), где АО радиус исследования зонда малого размера, на билогарифмическом бланке, модуль шкалы которого 6.25 см. Значения кажущегося сопротивления откладываются в Ом*м на оси ординат, соответствующие им размеры зондов в метрах на оси абсцисс. На бланке дополнительно наносится:
крест скважины (ρк=ρр и АО=dс) при использовании палеток для пластов неограниченной толщины;
крест скважины (ρк=ρр и АО=dс) и точка учета толщины пласта (пересечение линии ρк=ρвм и АО=h) при использовании палеток ЭКЗ.
Установление типа кривой зондирования
При интерпретации данных БКЗ используется прием совмещения фактической кривой зондирования с палеточными (расчетными) кривыми, подходящими для интерпретируемого случая. Чтобы выбрать соответствующую палетку, необходимо установить тип фактической кривой зондирования На рисунке 1 изображены распространенные типы кривых зондирования.
1.Двухслойные кривые наблюдаются в плотных породах,
вколлекторах с глубокой зоной проникновения (D>>dc), в коллекторах, где ρзп= ρп при некотором сочетании удельного сопротивления фильтрата промывочной жидкости и остаточной
нефтенасыщенности, когда (Рн,зп/Рн) (ρф / ρв) ≈ 1 и скачок на контакте зоны проникновения и неизмененной части пласта отсутствует.
При наложении на двухслойные палетки интерпретируемая кривая хорошо согласуется с палеточными (см. рисунок 1, кривая 1).
2.Трехслойные кривые при наличии проникновения, по-
вышающего сопротивления пласта (ρр<ρзп>ρп), наблюдаются чаще всего в водоносных коллекторах с межзерновой пористостью, когда ρф > ρв, и в нефтеносных и газоносных пластах, если
4
ИГиНГТ КФУ |
Лабораторная работа №7 |
(Рн,зп/Рн) (ρф / ρв)>1, что свойственно коллекторам с невысоким начальным нефте-, газонасыщением при вскрытии их при пресном фильтрате промывочной жидкости.
Кривые второго типа при наложении на двухслойные палетки пересекают теоретические, переходя от кривых с высокими к кривым с более низкими модулями – секут их сверху вниз (см. рисунок 1 кривая 2).
3. Трехслойные кривые при наличии проникновения, понижающего сопротивление пласта (ρр<ρзп<ρп), наблюдаются в продуктивных нефте-, газонасыщенных коллекторах при (Рн,зп/Рн) (ρф / ρв) <1. Теоретически они также могут наблюдаться при условии ρф < ρв, что встречается редко. При совмещении с двухслойными палетками отмечается, что правая ветвь кривой, а иногда и вся кривая, сечет теоретические, переходя от низких к высоким модулям – снизу вверх (см. рисунок 1 кривая 3).
Рисунок 1 - Типы кривых бокового каротажного зондирования. Пунктирные кривые— двухслойные палеточные кривые; типичные фактические кривые зондирования: зелёная - двухслойная кривая, синяя - ρр<ρзп>ρп, красная - ρр<ρзп<ρп; кривая А— геометрическое место точек на палетке, где ρк/ρр=ρп/ρр
5
ИГиНГТ КФУ |
Лабораторная работа №7 |
Интерпретация двухслойных кривых
Бланк билогарифмической бумаги с нанесенными на него точками фактической кривой зондирования, имеющими координаты АО и ρк, совмещается с палеткой двухслойных кривых. При совмещении крестов бланка и палетки точки фактической кривой зондирования либо совмещаются с одной из палеточных кривых, либо располагаются согласованно между двумя кривыми палетки. Значение ρп/ρр находится по пересечению фактической кривой зондирования с кривой А. Зная сопротивление раствора можно найти сопротивление пласта.
При этом используется преимущество логарифмической сетки, позволяющее отношение и произведение выражать через разность и сумму логарифмов соответствующих чисел. Кривая зондирования, построенная на логарифмическом бланке в системе координат lgρк и lgАО, должна быть совмещена с одной из кривых палетки в системе координат lgρk/ρp=lgρk-lgρр и lgAO/dc=lgAO-lgdc. Системы координат бланка и палетки различаются на величины отрезков lg ρр и lg dc. Следовательно, для совмещения кривой зондирования с палеточной кривой достаточно совместить точку с координатами ρр и dc, отмеченную на бланке и называемую крестом бланка или крестом фактической кривой зондирования, с крестом палетки, координаты ко-
торого ρк/ρр = 1 или ρк = ρр и АО/ dc = 1 или AO = dc.
Интерпретация трехслойных кривых
При интерпретации фактическая кривая зондирования условно делится на правую и левую ветви. Левую ветвь обычно отождествляют с точками ρк, соответствующими малым зондам, характеризующим зону проникновения, а правую — со значениями ρк, записанными большими зондами и определяемыми удельным сопротивлением пласта.
При совмещении фактической кривой зондирования с двухслойной палеточной находится модуль левой ветви или отношение ρзп/ρр. Последнее позволяет выбрать группу соответствующих палеток трехслойных кривых с таким же или близким
6
ИГиНГТ КФУ |
Лабораторная работа №7 |
модулем ρзп/ρр. Из данной группы по лучшему совпадению с фактической кривой зондирования подбирается палетка с наиболее близкими значениями модуля D/dc. Удельное сопротивление пласта находится по точке (ρк = ρп) пересечения фактической кривой зондирования с кривой А палетки.
Параметры зоны проникновения ρзп и D определяются по соответствующим модулям выбранной палетки трехслойных кривых — ρзп/ρр и D/dc или в результате интерполяции между двумя ближайшими палетками.
Интерпретация диаграмм высокочастотного индукционного каротажного изопараметрического зондирования (ВИКИЗ)
ВИКИЗ является вариантом боковых коротажных зондирований (БКЗ) в индукционном исполнении. В методе используется принцип частотно-геометрического зондирования, в котором увеличение глубины исследования достигается, во-первых, за счет увеличения длины зонда и, во-вторых, за счет уменьшения частоты электромагнитного поля.
Аппаратура ВИКИЗ содержит 5 трехкатушечных зондов разной длины, что позволяет исследовать распределение радиального сопротивление в пластах коллекторах.
Совмещение диаграммы ВИКИЗ дают наглядное представление о возможности выделения коллекторов по радиальному изменению удельных сопротивлений. Наличие радиального сопротивления является одним из главных признаков пластаколлектора. В силу изопараметричности зондов их показания в однородной среде совпадают между собой ( с учетом погрешности измерений).
Существенные изменения значений ρк с последовательным уменьшением от короткого зонда к длинному являются характерным признаком водонасыщенных коллекторов (соленость пластовых вод превышает соленость фильтрата). Нефтеносные пласты-коллекторы отмечаются меньшим расхождением кривых и повышенным значением ρк.
Практическая часть
Каждый студент должен выполнить следующие задания:
7
ИГиНГТ КФУ |
Лабораторная работа №7 |
1.Интерпретация данных МКЗ:
Выделить по данным микрозандов объект интерпретации (пласт коллектор).
Определить сопротивление раствора по данным резистивиметра.
Определить температуру пласта коллектора из учета того, что температура на поверхности равна 20°С, а геотермический градиент изменяется с глубиной на 3 градуса за 100 метров.
Определить сопротивление глинистой корки ρгк, оценив его по зависимости ρгк=f(ρр) используя палетку в приложении 1.
Определить толщину глинистой корки hгк по показаниям каверномера против объекта интерпретации.
Определить сопротивление полностью промытой зоны в
пласте коллекторе. Для обработки данных пользуйтесь палетками ρкМГЗ/ ρгк=f(ρкМПЗ/ ρгк) в приложениях 2,3.
Результаты работы с данными микрозондов занести в таблицу:
|
, м |
Ом*м |
|
|
, Ом*м |
, Ом*м |
, Ом*м |
гк |
гк |
|
, Ом*м |
|
|
, см |
/ ρ |
/ ρ |
гк |
||||||
|
°С |
/ ρ |
|||||||||
№ |
Интервал |
, |
, |
гк |
гк |
МГЗ к |
МПЗ к |
МГЗ к |
МПЗ к |
пп |
пп |
р |
п |
||||||||||
ρ |
t |
h |
ρ |
ρ |
ρ |
ρ |
ρ |
ρ |
ρ |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.Интерпретация данных БКЗ:
по данным зондов БКЗ выделить объект интерпретации (пласт коллектор), определить толщину пласта;
снять отсчета кажущегося электрического сопротивления с каждого зонда БКЗ;
определить диаметр скважины (по долоту для коллекторов, по кавернограмме против глин и солей);
определить удельное электрическое сопротивление бурового раствора по данным резистивиметра;
построить фактическую кривую БЭЗ;
выбрать нужную палетку;
8
ИГиНГТ КФУ Лабораторная работа №7
|
|
заполнить таблицу |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
№ |
интервал |
м,h |
м,сd |
ρ |
АО |
АО |
АО |
АО |
АО |
ρ |
ρ |
D/d |
палеткиШифр |
проникВид - новения |
|
|
|
|
|
|
ρк, Ом*м |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
Омм* |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Омм* |
,Омм* |
c |
|
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
|
|
п |
зп |
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. Обработка данных ВИКИЗ:
по данным зондов ВИКИЗ выделить объект интерпрета-
|
ции (пласт коллектор), определить толщину пласта; |
|||||||||
|
снять отсчета кажущегося электрического сопротивле- |
|||||||||
|
ния с каждого зонда ВИКИЗ; |
|||||||||
|
построить фактическую кривую зондирования и срав- |
|||||||||
|
нить ее с фактической кривой зондирования БКЗ; |
|||||||||
|
заполнить таблицу: |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ρк, Ом*м |
|
|
|||
|
|
, м |
|
1 |
2 |
|
3 |
4 |
5 |
|
|
№ |
Интервал |
h,м |
ИК |
ИК |
|
ИК |
ИК |
ИК |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Контрольные вопросы
1.Как характеризуется пласт-коллектор на диаграммах микрозондов?
2.Как влияет сопротивление бурового раствора и глинистой корки на показания микрозондов?
3.Можно ли по данным микрозондов оценить ρп в пластеколлекторе, в плотном пласте?
4.Как строится фактическая кривая БЭЗ?
5.Что такое крест палетки?
9
ИГиНГТ КФУ |
Лабораторная работа №7 |
6.Как по форме кривой БЭЗ определить характер проникновения фильтрата промывочной жидкости в пласт?
7.Как производится выбор палеток БЭЗ?
8.Как производится интерпретация кривых БЭЗ по палеткам?
9.Как определить характер проникновения фильтрата промывочной жидкости в пласт по кривым ВИКИЗ?
10.Как будут вести себя кривые ВИКИЗ в плотном пласте, в пласте –коллекторе насыщенном нефтью (водой)?
Список использованных источников
1.Золоева Г.М., Петров Л.П., Хохлова М.С. Интерпретация результатов геофизических исследований скважин. - М.: МАКС Пресс, 2009. – 180с.
2.Эпов М.И., Антонов Ю.Н. Технология исследования нефтегазовых скважин на основе ВИКИЗ. – Новосибирск: НИЦ ОИГГМ СО РАН, Издательство СО РАН, 2000. – 121 с.
3.Валиуллин Р.А., Кнеллер Л.Е. Геофизические исследования скважин: в 7т. Т.1. Промысловая геофизика. – Уфа: Информре-
клама, 2010. – 172 с.
10