14.9 Индукционный каротаж

14.9.1 Индукционный каротаж (ИК) основан на измерении кажущейся удельной электрической проводимости _к пород в переменном электромагнитном поле в частотном диапазоне от десятков до сотен килогерц.

Реализованы варианты измерения как активной компоненты кажущейся удельной электрической проводимости , которая пропорциональна ЭДС, синфазной току генераторной цепи зонда, так и реактивной компоненты , пропорциональной ЭДС, сдвинутой по фазе относительно тока генераторной цепи зонда на величину /2. Единица измерения — сименс на метр (См/м), дробная —миллисименс на метр (мСм/м).

14.9.1.1 Основное назначение ИК, выполненного с помощью многозондовых приборов, состоит в определении геоэлектрических характеристик разреза — УЭС неизмененной части пласта и зоны проникновения, а также глубины зоны проникновения. При использовании однозондовых приборов решение этих задач может достигаться комплексированием данных ИК с данными БКЗ и БК.

14.9.1.2 Типовые условия применения метода — скважины, заполненные любой промывочной жидкостью и вскрывшие породы с удельным электрическим сопротивлением менее 500 Ом·м.

14.9.1.3 Применение метода ограничивается: при высоком содержании в промывочной жидкости компонент с сильными магнитными свойствами; если значения удельного электрического сопротивления пород превышают 500 Ом·м, для малоглубинных зондов ИК и зондов со слабым исключением влияния скважины — на высокоминерализованных промывочных жидкостях.

14.9.2 Простейший измерительный зонд ИК состоит из генераторной и измерительной цепей, содержащих, по крайней мере, по одной катушке — генераторной и измерительной. Реально общее число катушек зонда ИК, как правило, не меньше 3 и не больше 8. При построении многозондовых приборов ИК одну из цепей (генераторную или измерительную) выбирают общей для всех зондов.

Длина зонда ИК — расстояние между основными генераторной и измерительной катушками. Точку на оси зонда, для которой проходящая через нее и перпендикулярная оси зонда плоскость делит все пространство на два полупространства с равными геометрическими факторами, принимают за точку записи.

14.9.2.1 Прибор (модуль) ИК комплексируют с модулями других методов ГИС без ограничений.

14.9.2.2 Требования к скважинному прибору (модулю) ИК:

- диапазон измерений удельной электрической проводимости — 2-2500 мСм/м;

- коэффициент фазовой отстройки активной компоненты от реактивной — не менее 20;

- предел допускаемой основной погрешности измерений -не более (0,03_к ± 1) мСм/м, где _к — измеренное значение кажущейся проводимости;

- допускаемая дополнительная погрешность измерений, вызванная изменением температуры среды, не более 0,2 от основной погрешности на каждые 10 °С относительно стандартного значения температуры, равного 20 °С;

- допускаемая дополнительная погрешность, вызванная изменением тока питания на ±10 % от номинального, — не более 0,5 от основной погрешности;

- стабильность нулевого уровня в нормальных условиях — не хуже ±2 мСм/м для активной компоненты сигнала и ±4 мСм/м для реактивной компоненты;

- тест-кольцо (полевой калибратор) должно воспроизводить значения эквивалентных проводимостей в диапазоне 2-2500 мСм/м с погрешностью по активной и реактивной компонентам сигнала не более ± 2 % по модулю сигнала и ±0,02 рад по его фазе.

14.9.2.3 Минимальные требования к методическому обеспечению заключаются в наличии зависимостей, отражающих влияние на показания зонда: диаметра скважины и удельного сопротивления промывочной жидкости; скин-эффекта; ограниченной толщины пласта без проникновения; параметров зоны проникновения для пласта неограниченной толщины с проникновением.

14.9.3 Первичную, периодическую и полевую калибровки выполняют согласно общим требованиям раздела 6.

14.9.3.1 Перечень контролируемых параметров общий для скважинных приборов ЭК и ЭМК (пп. 14.1.5.1).

14.9.3.2 Основным средством калибровки является тест-кольцо с набором тест-вставок, имитирующих фиксированные значения показаний зонда в диапазоне измеряемых величин.

14.9.3.3 При использовании наземных панелей и оцифровке сигнала с помощью регистратора полевую калибровку прибора на скважине проводят измерением до и после каротажа нуль- и стандарт-сигналов в воздухе на достаточном удалении от металлических предметов. Допускается проведение полевой калибровки с помощью тест-кольца.

14.9.4 Исследования в скважинах прибором ИК проводят согласно требованиям п. 14.1.7 непосредственно после проведения БКЗ, БК или одновременно с ними.

14.9.5 Контроль качества первичных данных осуществляется согласно требованиям п. 6.6.3 и п. 14.1.8. Кроме того:

14.9.5.1 Смещение нуля, определяемое как разность нуль-сигналов при полевых калибровках до и после каротажа, не должно превышать ±6 мСм/м для активного и ±10 мСм/м для реактивного каналов каждого из зондов.

14.9.5.2 Относительные расхождения значений стандарт-сигналов, зарегистрированные до и после проведения каротажа и при последней периодической калибровке, должны отличаться не более чем на ±5 %.

14.9.5.3 Расхождения между основным и повторным замерами не должны превышать ±3 мСм/м плюс 5 % от текущего значения для активной компоненты сигнала и ±5 мСм/м плюс 5 % от текущего значения для реактивной компоненты сигнала.

14.9.5.4 В непроницаемых пластах большой толщины после введения поправок за скин-эффект значения кажущегося сопротивления, вычисленные по активной и реактивной компонентам для различных зондов ИК, не должны различаться более чем на ±10 % при сопротивлении пород менее 20 Ом·м. В таких пластах значения сопротивлений, найденные по данным ИК, не должны различаться от сопротивлений, определенных по другим методам электрического каротажа (БКЗ, БК), более чем на ±20 %. Возможны несколько меньшие значения сопротивления по ИК вследствие влияния анизотропии на показания зондов БКЗ и БК.

14.9.5.5 Активные компоненты кажущихся проводимостей могут иметь отрицательные аномалии только в экстраординарных случаях: в интервалах протяженностью не более 1 м на границах пластов с высокой контрастностью УЭС; при сильной кавернозности ствола скважины, заполненной высокоминерализованной промывочной жидкостью; для некоторых зондов в пластах с низкими значениями УЭС в результате инверсии кривой скин-эффекта.

Отрицательные значения на кривых активных компонент в других случаях обусловлены «сдвигом нуля» прибора, что должно быть скорректировано при первичной обработке данных.

14.9.5.6 При высоком УЭС однородной среды (_п > 200 Ом·м) активная компонента кажущейся проводимости практически равна удельной электрической проводимости среды (_п); реактивная компонента кажущейся проводимости практически равна нулю при _п >40-100 Ом·м. Эти факты можно использовать при оценке «сдвига нуля» измеряемых сигналов.

14.9.5.7 Количество сбоев цифровой записи первичных данных в интервале исследований не должно превышать двух на 100 точек записи.

14.9.6 На твердых копиях результаты измерений проводимости представляют в линейном масштабе в треке Т2 стандарта API, а при их выводе как кривых сопротивлений — в логарифмическом масштабе в том же треке (рис.1).