3. Виды и методы геофизических исследований и работ

Электрический и электромагнитный каротаж — исследования скважин, основанные на изучении электрических и электромагнитных свойств горных пород и насыщающих их флюидов.

Электрический каротаж (ЭК) - исследования горных пород, основанные на регистрации параметров естественного или искусственного постоянного электрических полей.

Электрический каротаж, основанный на регистрации параметров естественного электрического поля, представляет собой каротаж потенциалов самопроизвольной поляризации (ПС). Измеряемой величиной является потенциал электрического поля ПС (U_пс) или разность потенциалов(U_пc). Единица измерения - милливольт (мВ).

Электрический каротаж, основанный на регистрации параметров постоянного искусственного электрического поля, включает следующие виды: боковое каротажное зондирование (БКЗ), боковой (БК), боковой микро- (БМК) и микрокаротаж (МК), каротаж вызванных потенциалов (ВП), токовую резистивиметрию (Рез.). Они объединяются под общим названием «каротаж сопротивлений» (КС). Измеряемой величиной является кажущееся удельное электрическое сопротивление (_к) среды. Единица измерения - ом-метр (Ом·м).

Стандартный каротаж - исследования, включающие регистрацию потенциалов ПС и кажущихся сопротивлений одним или двумя не фокусированными (потенциал- и градиент-зонд) зондами, дойны которых выбраны постоянными для данного района работ.

Электрический каротаж не выполняют в скважинах с промывочной жидкостью на непроводящей основе.

Электромагнитный каротаж (ЭМК) — исследования горных пород, основанные на измерении параметров искусственного переменного электромагнитного поля.

Электромагнитный каротаж в области низких частот (десятки и первые сотни кГц), в которой слабо проявляются волновые свойства (фазовые сдвиги, затухание) регистрируемого поля, носит название индукционного каротажа (ИК), а в варианте зондирования — индукционного каротажного зондирования (ИКЗ). Измеряемой величиной является кажущаяся удельная электрическая проводимость (_к, _к). Единица измерения - миллисименс на метр (мСм/м).

Электромагнитный каротаж в области частот от нескольких сотен кГц до десятков МГц — это высокочастотный индукционный каротаж (ВИК) и диэлектрический каротаж (ДК). Измеряемыми величинами являются характеристики электромагнитного поля (фазовые и относительные, амплитудные), которые определяются преимущественно удельной электрической проводимостью (ВИК) или диэлектрической проницаемостью пород (ДК). Расчетной величиной для ВИК служит удельная электрическая проводимость пород (, ). Для ДК — относительная диэлектрическая проницаемость пород (). Единица измерения  — относительная единица.

Вариант ВИК, основанный на измерении затухания электромагнитного поля, — электромагнитный каротаж по затуханию (ЭМКЗ).

Каротаж потенциалов самопроизвольной поляризации (ПС) предусматривает измерение потенциала или градиента потенциала естественного электрического поля, вызванного самопроизвольной поляризацией горных пород, относительно потенциала на дневной поверхности. Единица измерения — милливольт (мВ).

Микрокаротаж (МК) — электрические исследования двумя микрозондами (градиент-микрозондом и потенциал-микрозондом) существенно малой длины, установленными на прижимном изоляционном башмаке. Измеряемая величина — кажущееся удельное электрическое сопротивление прискважинной зоны в пределах радиуса исследования каждого зонда. Единица измерения — ом-метр (Ом·м).

Каротаж потенциалов вызванной поляризации в варианте электрического каротажа (ВП) — это электрические исследования, основанные на измерении разности потенциалов, вызванных электрической поляризацией горных пород под действием первичного поляризующего поля.

Исследования применяют для выявления пород, содержащих вкрапленные минералы с электронной проводимостью (участки пиритизации и др.), и связанных с ними специфичных интервалов разреза — битуминозных отложений, зон окисленной нефти, контактов «вода-углеводороды», в том числе палеоконтактов, поверхностей несогласий и др.; выделения пластов с различным содержанием углистого материала.

Боковой каротаж (БК) — электрические исследования фокусированными зондами с фокусировкой тока в радиальном направлении с помощью экранных электродов. Измеряемая величина — кажущееся удельное электрическое сопротивление. Единица измерения — ом-метр (Ом·м).

Боковой микрокаротаж (БМК) — электрические исследования фокусированным микрозондом, установленном на прижимном изоляционном башмаке. Измеряемая величина - кажущееся удельное электрическое сопротивление прискважинноп зоны в пределах радиуса исследования зонда. Единица измерения — ом-метр (Ом·м).

Электромагнитный каротаж по затуханию (ЭМКЗ) основан на измерении затухания высокочастотного электромагнитного поля, возбуждаемого генераторными катушками.

ЭМКЗ применяют для определения электрической проводимости пород, с которой связано затухание электромагнитного поля.

Диэлектрический каротаж (ДК) основан на измерении амплитудных и/или фазовых характеристик высокочастотного магнитного поля, возбуждаемого генераторной катушкой зонда в частотном диапазоне выше первых десятков мегагерц.

Радиоактивный каротаж (РК) - исследования, основанные на измерении параметров полей ионизирующих частиц (нейтронов и гамма-квантов) с целью определения ядерно-физических свойств и элементного состава горных пород.

Акустический каротаж (АК) предназначен для измерения интервальных времен t (t=l/v, где v - скорость распространения волны, м/с), амплитуд А и коэффициентов эффективного затухания  преломленных продольной, поперечной, Лэмба и Стоунли упругих волн, распространяющихся в горных породах, обсадной колонне и по границе жидкости, заполняющей скважину, с горными породами или обсадной колонной. Единицы измерения — микросекунда на метр (мкс/м), безразмерная (для А) и децибелл на метр (дБ/м) соответственно.

Ядерно-магнитный каротаж (ЯМК) в земном магнитном поле основан на измерении параметров свободной ядерной прецессии (СП) протонов, возникающей после выключения поляризующего поля.

Измеряемые величины — несколько (как правило, три) значений U₁, U₂, U₃ огибающей сигнала СП, которые регистрируют через фиксированные промежутки времени после выключения поля, а также время T₁ продольной релаксации протонов. Определяемыми параметрами являются индекс свободного флюида (ИСФ), в процентах, и время Т₁, в секундах.

Магнитный каротаж основан на изучении магнитных характеристик горных пород и напряженности геомагнитного поля в породах, вскрытых скважиной.