Кривые кс обычных зондов

Рассмотрим кривые КС для одиночных однородных пластов при различных соотношениях размера зонда L и мощности пласта h, удельного сопротивления пласта р„ и вмещающих пород р_вм, истин­ные удельные сопротивления которых в кровле и подошве пласта равны. Кривые КС получены на основании теоретических и экспери­ментальных данных с учетом влияния скважины.

Форму кривых КС потенциал-зонда рассмотрим для мощного и тонкого пластов.

1. Пласт мощный (h ^> L_n3), высокого удельного сопротивления (Рп ^> Pbm)j выделяется максимумом р_к, симметричным относительно середины пласта (рис. 24, а). При значительном удалении зонда от подошвы пласта в нижнем полупространстве значение р_к близко к р_вм. При перемещении зонда снизу вверх и приближении его к пла­сту плотность тока в.. полупространстве от М до °о постепенно

возрастает за счет экранирования тока высокоомным пластом, и со­гласно формуле (50) величина КС увеличивается, достигая максимума в середине пласта. По мере подхода зонда к кровле пласта плотность

Кривые КС против одиночных однородных пластов разной мощности, полученные разными зондами (по С. Г. Комарову)

тока в области от М до оо уменьшается в связи с ответвлением,^ большей части его в проводящую покрывающую среду, и в соответ­ствии с формулой (50) р_к снижается. После пересечения электро­дами А ш М кровли пласта величина КС продолжает уменьшаться за счет включения в полупространство М°° низкоомной покрыва­ющей среды.

Границы высокоомного пласта большой мощности на кривой потенциал-зонда отмечаются следующим образом: кровля — на поло­вину длины зонда L_nJ2 = АМ/2 выше, а^подошва — на L_nJ2 ниже точек перехода от медленного к резкому изменению кривой р_к.

2. Пласт тонкий (h<]L_n3), высокого удельного сопротивления (Рп > Рим)- С приближением зонда к подошве пласта плотность тока возрастает в среде от М до °о за счет экранирования электрического поля заземления А высокоомным пластом и в соответствии с (50) р_к увеличивается, достигая максимума на расстоянии АМ/2 от нижней границы пласта (рис. 24, а). После пересечения электродом А по­ дошвы пласта и входа его в среду с сопротивлением р_п плотность тока в среде с р_вм постепенно уменьшается и, следовательно, вели­чина р_к снижается, достигая минимума в середине пласта.

По мере приближения зонда к кровле пласта р_к увеличивается в связи с возрастанием плотности тока в области электрода М. Ма­ксимум р_к фиксируется в момент выхода электрода М из пласта на расстоянии АМ/2 от его кровли. С удалением зонда от пласта р_к асимптотически приближается к р_вм.

Величина минимума р_к в центре пласта тем ниже, чем выше р_п. С уменьшением сопротивления пласта аномалии р_к экранных макси­мумов становятся менее выразительными и выделить пласт по кри­вым КС потенциал-зонда весьма сложно. Это ограничивает при­менение потенциал-зондов при изучении маломощных высоко-омных пластов.

3. Мощный пласт (h > L_n3) низкого удельного сопротивления (Рп <ЗРвм) выделяется минимумом р_к, симметричным относительно середины пласта (рис. 24, б). Границы пласта отмечаются на кри­ вой р_к по аналогии с определением границ для высокоомного пласта.

4. Тонкий пласт (h <J L_n) низкого удельного сопротивления (рп <3 Рвм) отмечается симметричным минимумом (рис. 24, б).

Форму кривых КС градиент-зонда для пластов различной мощ­ности рассмотрим на примере последовательного зонда.

1. Пласт мощный (h >■ L_r3), высокого сопротивления (р_п >> р_вм). Кривая КС асимметрична относительно середины пласта. При при­ближении зонда к пласту плотность тока в направлении электродов М и N постепенно возрастает за счет экранирования тока высокоомной покрывающей средой, и согласно (54) р_к увеличивается (рис. 24, в).

В случае пересечения электродами М и N нижней границы пласта на кривой КС будет наблюдаться максимум, величина р_к которого с возрастанием р_п стремится к удвоенному значению последнего. По мере удаления зонда вверх от подошвы пласта влияние нижней проводящей среды уменьшается, и плотность тока равномерно рас­пределяется в пласте, т. е. величина р_к приближается к р_п.

При приближении зонда к более проводящей покрывающей среде плотность тока в области измерительных электродов понижается за счет ответвления значительной его части во вмещающую среду, ж согласно (54) р_к постепенно уменьшается. В кровле пласта отмечается самое минимальное значение КС, не превышающее р_вм. При входе зонда в покрывающую среду и удалении его от кровли пласта величина КС постепенно стремится к р„_м.

Границы высокоомного пласта на кривой КС последовательного градиент-зонда отмечаются следующим образом: кровля — по мини­муму кривой р_к, подошва — по максимуму, причем самая кривая смещается по глубине вниз на половину расстояния между сбли­женными электродами (MN/2).

2. Пласт тонкий (h <^Ь_ГЗ), высокого сопротивления (р_п р> р_1М). Кривая КС асимметрична относительно середины пласта. В под­стилающей среде на расстоянии L_r3 = АО отмечается экранный максимум (рис. 24, в). При дальнейшем перемещении зонда вверх, когда токовый электрод А и электроды М и N будут находиться по разные стороны пласта, фиксируется минимальное значение КС — меньше р_вм- В этом случае сам пласт является экраном, ослабля­ющим плотность тока в области измерительных электродов. Подошва пласта отмечается основным максимумом р_к, кровля — пониженным значением р_к. При увеличении отношения LJh основные максимумы кривых КС смещаются к центру пласта и кривые становятся более симметричными. Границы низкоомного пласта большой мощности на кривой КС последовательного градиент-зонда фиксируются сле­дующим образом: кровля — по максимуму кривой р_к, подошва — по минимуму, смещенным по глубине вниз на MN/2 (рис. 24, г). Кривые КС, получаемые обращенным градиент-зондом, — зеркальное отображение кривых КС последовательного градиент-зонда. Границы высокоомного пласта большой мощности на кривой КС обращенного градиент-зонда отмечаются следующим образом: кровля — по максимуму кривой р_к, а подошва — по минимуму, смещенным по глубине вверх на MN/2. В низкоомном пласте„ш> максимуму отмечается подошва пласта, по минимуму — кровля, смещенные на MNI2 вверх,

В природных условиях разрезы скважин представлены череду­ющимися неоднородными пластами низкого и высокого сопротивле­ний. Взаимное влияние соседних пластов и их неоднородность об­условливают различный характер распределения электрического тока, следовательно, различные формы кривых КС и величины р_к. Чередование и неоднородность пластов нарушают плавность^ хода кривых р_к, делают их иззубренными, смещают граничные максимумы и минимумы или нивелируют их. Это затрудняет выделение границ пластов и приводит к ошибкам в отсчете значений р_к. Однако, не­смотря на это, в большинстве случаев на практике удается по фактиче­ским кривым КС установить границы пластов и тем самым расчленить разрез по удельному электрическому сопротивлению пород (рис. 25).