6.1.1 Метод природньої електричної поляризації

(САМОЧИННА ПОЛЯРИЗАЦІЯ) - ПС

Джерелом потенціалів U є: потенціали фільтрації, дифузійно-абсорбційні потенціали і окислювально-відновні потенціали. Зонд для реєстрації потенціалов U складається з двох електродів, один з яких знаходиться на поверхні, другий - на кабелі, що опускається в свердловину.

Для пористих і проникних шарів, які насичені мінералізованою пластовою водою ( < ), характерні від`ємні потенціали. Лінія, яка відповідає потенціалу в глинах, має назву «нульова лінія глин». Крива U не має нуля і розміщується довільно у відведеній для неї смузі діаграми.

«Нульова лінія глин» проводиться як дотична до максимальних значень потенціала U проти потужніх однорідних глинистих товщ. Ця умовна лінія зазвичай знаходиться на діаграмі праворуч.

Величина і знаки потенціалів визначаються співвідношенням мінералізації пластових вод і промивної рідини, мінеральним складом і структурою гірських порід, товщиною пластів та інших факторів. Форми кривих U для різних геологічних умов приведені на рис. 6.1.

Границі пластів, товщина яких більше 2-4 діаметрів свердловини, на діаграмі потенціала Uпс визначаються по точках аномалії U , які рівні половині максимальної аномалії, що відповідає центру пласта.

Рисунок 6.1 - Форма кривої U для шарів питомого опору

1 - проникний шар; 2 - непроникний шар.

6.1.2 Метод позірного опору

( метод звичайних зондів)

Метод позірного опору заснований на вивченні і розчленуванні порід за їх електричним опором і пов`язаним з ним параметром - позірним опором, що вимірюється у свердловині. Для визначення позірного опору гірських порід застосовують чотирьохелектродну установку AMNB (зонд). Між електродами M і N вимірюють різницю потенціалів ( ) або градієнт потенціалів (Е).

Зонди методу ПО (позірного опору) призначенні для вимірювання електричного опору гірських порід, завдяки створення електричного поля в них, за допомогою електродів струму (А, В) і виміру значення потенціалів, різниці потенціалів, градієнту потенціалів (U , U , E) за допомогою електродів М, N.

Зонд методу ПО - набір електродів А, В, М, N, які розташовані на різних віддалях між собою по одній лінії на ізольованому каркасі.

На практиці в момент вимірювання електричного опору в свердловині знаходяться три електроди А, М, N або М, А, В. Четвертий електрод В або N знаходиться на поверхні біля гирла свердловини.

В залежності від комбінації розташування електродів між собою можемо мати: потенціал-зонди, градієнт-зонди, послідовні (підошвенні), обернені (кровельні), двополюсні (взаємного живлення), однополюсні (прямого живлення), ідеальні, неідеальні (реальні).

Крім цього зонди характеризуються: коефіцієнтом, розміром, точкою запису.

В (табл. 6.1) приведена класифікація зондів методу ПО.

Таблиця 6.1 - Класифікація зондів методу електричного опору

Потенціал - зонди				Градієнт - зонди
Послідовні		Обернені		Послідовні		Обернені
Одно- полю- сні	Дво- полю- сні	Одно- полю- сні	Дво- полю- сні	Одно- полю- сні	Дво- полю- сні	Одно- полю- сні	Дво- полю- сні
А * М l N	M * L A l B	N l M * A	B l A * L N	A l M * l N	N l A * l B	N * l M A	B * l A L M

де:

 електроди (A, B, M, N);

* - точка запису;

l - віддаль між одноіменними електродами А і В або М і N, м;

L - віддаль між різноіменними електродами А і М, м.

Із таблиці (6.1) видно, що потенціал-зонди - такі, в яких

віддаль між одноіменними (парними) електродами А, В або М, N набагато більша (в 5 - 10 разів), ніж між різноіменними (непарними) А і М (L), тобто l>>L.

Градієнт-зонди - такі, для яких l<<L.

Послідовні зонди - такі, у яких одноіменні електроди знаходяться нижче від різноіменного.

Обернені (покрівельні) зонди - такі, у яких одноіменні електроди заходяться вище від різноіменного.

Однополюсні - такі, у яких в свердловині знаходиться один електрод струму (А).

Двополюсні - такі, у яких в свердловині знаходяться два електроди струму А і В.

Ідеальний потенціал-зонд - такий, у якого l .

Ідеальний градієнт-зонд - такий, у якого l 0.

Точка запису у потенціал-зонді знаходиться на середині між різноіменними електродами:

. (6.1)

Точка запису у градієнт-зонді знаходиться на середині між одноіменними електродами:

або (6.2)

Розмір потенціал-зонда Lз - віддаль в метрах між різноіменними електродами (L), тобто:

L =L . (6.3)

Розмір градієнт-зонда Lз - віддаль між точкою запису і різ-

ноіменним електродом (А або М), тобто:

. (6.4)

Коефіцієнт зонда вираховується за формулами:

Для однополюсного зонда:

. (6.5)

Для двополюсного зонда:

. (6.6)

Розмірність коефіцієнта в метрах.

Електричний опір гірських порід визначається за формулою:

(6.7)

Форми кривих методу опору. Форма кривої методу електричного опору може мати різне зображення проти пласта в залежності від багатьох факторів (типу зонда, співвідношення між розміром зонда і товщиною пласта) і т. п. Форма кривої потенціал-зонда має симетричний характер, тобто екстремальні значення (максимальні або мінімальні) - в центрі пласта і різка зміна при підході до границь пласта (рис. 6.2).

Для градієнт-зондів форма кривої має несиметричний характер, тобто екстремальі значення в підошві (максимальне) і в покрівлі (мінімальне) для послідовних зондів (рис.6.2) для випадку коли вивчаємо високоомний пласт; і зеркальне відображення форми кривої має місце для оберненого (покрівельного) градієнт-зонда.

Визначення границь пластів і їх товщини за даними форми кривої ПО. Виходячи з аналізу поведінки форми кривої ПО для різних зондів (рис.6.2), щоб визначити границі пластів, доцільно використовувати градієнт-зонд, для якого розмір менший товщини пласта L < h.

Підошва і покрівля високоомного пласта можуть бути визначені за формулами:

; або

(6.8)

; ;

тоді: h = Hпід.- Hпокр.

h= - +l= - = , (6.9)

де: - глибина для максимального значення позірного опору послідовного градієнт-зонда,

- глибина для мінімального значення позірного опору оберненого градієнт-зонда.

Визначення значень геофізичних параметрів пласта. Значення геофізичних параметрів пласта можна вирахувати, знаючи величину відхилення кривої («l» в см) від лінії відліку з врахуванням горизонтального масштабу реєстрації:

Г =l * M (6.10)

де:Г - значення геофізичного параметру пласта;

l - відхилення кривої від лінії відліку в см;

М - горизонтальний масштаб реєстрації геофізичного параметру ( Омм/см).

Для кривих геофізичних параметрів, які мають симетричний характер, відхилення кривої (l) береться напроти середини пласта (рис. 6.3).

Для градієнт-зондів, враховуючи несиметричний характер кривої, проти пласта можемо мати різне значення геофізичного параметру (позірного опору): - максимальне, - мінімальне,

- середнє, - оптимальне.

В залежності від співвідношення товщини пласта (h) до розміру зонда (L ) - слід визначити таким чином:

1. якщо >3, то

2. якщо 1.2 < < 3, то

3. якщо < 1.2 , то .

Оптимальне значення ПО (по) береться в точці на кривій, яка знаходиться на відстані від середини пласта - вниз для послідовного, або вверх - для оберненого зонда (покрівельного).

Середнє значення визначається за формулою:

= ; *h=S, (6.11)

де: S - площа проти пласта охопленої кривою ПО - без інтервалу екранування (L ).

Максимальне значення знаходиться в підошві, або в покрівлі пласта.

Рисунок 6.3 - Приклад зняття оптимального, середнього та екстремальних значень позірного опору