ОТБИВКА ГРАНИЦ ПЛАСТОВ

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Лабораторная работа №1

ФОРМА КРИВЫХ КАРОТАЖА, ОТБИВКА ГРАНИЦ ПЛАСТОВ И СНЯТИЕ ОТСЧЕТОВ.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ.

Введение

По каротажным кривым легко выделить различные породы («пласты»). При этом под «пластом» понимается интервал на каротажной кривой, характеристика которого отлична от соседних интервалов. Границы данного интервала могут не совпадать с границами литологически однородных пластов. Примером такой ситуации может служить форма кривой сопротивления в пласте песчаника, в верхней части насыщенного нефтью, а в нижней – водой (т.е. выделяется водо-нефтяной контакт ВНК). В такой ситуации литологически однородный пласт песчаника будет разбит на два «пласта» по кривой сопротивления. При этом на других каротажных кривых (например, на кривой самопроизвольной поляризации ПС) данный пласт может выделяться как единый интервал.

На начальном этапе пласты выделяются для каждой каротажной кривой в отдельности (индивидуальная интерпретация), а затем проводится совместный анализ с целью получения общего массива границ для всего проведенного комплекса ГИС (комплексная интерпретация).

По форме кривые электрического каротажа можно подразделить на симметричные (ПС, ПЗ, микрозонды, БК, ИК, ВИКИЗ) и несимметричные (кривые градиент-зондов в БКЗ).

При выделении пластов часто оперируют понятиями «тонкий» и «мощный» пласт. Под «мощным» в практике интерпретации данных каротажа понимают пласт, толщина которого соответствует либо превышает длину зонда. «Тонким» называется пласт, толщина которого меньше длины зонда.

Форма кривых каротажа и определение границ пластов

Для кривой каротажа самопроизвольной поляризации (ПС) границы мощного пласта (толщина больше 1 м) следует отмечать в точках, соответствующих половине амплитуды отклонения кривой ПС.

1

vk.com/club152685050ИГиНГТ КФУ | vk.com/id446425943Лабораторная работа №1

Границы тонкого пласта отмечаются в точках, смещенных относительно половинной амплитуды отклонения кривой ПС к экстремуму; смещение должно быть тем больше, чем меньше мощность пласта. Пример отбивки границ в пластах различной мощности по кривым ПС представлен на рисунке 1.

Рисунок 1 - Теоретические кривые ПС в пластах различной мощности.

Для кривой потенциал зонда (ПЗ) пласт, мощность которого превышает длину зонда, отмечается симметричным относительно середины пласта максимумом. Границы пласта проводятся симметрично относительно максимума, кровля — на половину длины зонда выше, а подошва — на ту же величину ниже точки перехода от плавного к более крутому подъему кривой сопротивления (рисунок 2,а).

Пласт, мощность которого меньше длины зонда, отмечается снижением сопротивления; некоторое повышение сопротивления наблюдается выше кровли и ниже подошвы пласта на расстоянии половины длины зонда вследствие экранных явлений. Выделение границ пластов невозможно (рисунок 2, б).

2

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943Лабораторная работа №1

Рисунок 2 - Пример определения границ пластов в мощном и тонком пласте по кривой потенциал зонда: А – мощный высокомный пласт; Б – тонкий высокоомный пласт; В – мощный низкоомный пласт; Г – тонкий низкоомный пласт.

Пласт низкого сопротивления отмечается на кривой потен- циал-зонда симметричным относительно середины пласта минимумом. Границы пласта проводятся по точкам перехода от крутого спада кривой к ее плавному пониженному участку с учетом того, что эти точки смещены относительно кровли и подошвы на половину длины зонда. Таким образом, ширина минимума превышает мощность пласта на длину зонда (рисунок 2, в). Выделение границ тонкого пласта малого сопротивления в этом случае становится затруднительным (рисунок 2, г).

3

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943Лабораторная работа №1

На практике смещением границы на половину длины зонда часто пренебрегают. Этому есть несколько причин. Во-первых, например, для зонда N11.0M0.5A половина длины зонда будет составлять 0.25 м, т.е. всего один шаг квантования на каротажной кривой. Во-вторых, при комплексной интерпретации, когда анализируется уже группа каротажных кривых, границы пласта могут несколько смещаться по глубине.

Кривая бокового каротажа (БК) против пластов высокого сопротивления симметрична относительно середины пласта, если вмещающие горные породы имеют одинаковое удельное сопротивление.

Для определения границ пластов по кривым семиэлектродного зонда находят точки максимального градиента ρк (точки перегиба кривой), которые приурочены примерно к половине высоты аномалий. От этих точек в масштабе глубин откладывают вниз и вверх расстояние, равное половине длины зонда. Параллельные прямые-линии, проведенные на этих глубинах, укажут положение кровли и подошвы пласта (рисунок 3, а).

Границы пласта по кривым трехэлектродного зонда определяют по началу наиболее крутого подъема и окончанию спада кривой ρк, т. е. на уровне основания аномалии (рисунок 3, б).

Если сопротивления вмещающих пород неодинаковы, кривая теряет симметрию и появляется максимум, смещенный в сторону вмещающих пород с большим удельным сопротивлением. В этом случае производится оценка положения для каждой границы в отдельности (рисунок 4).

Кривая индукционного каротажа (ИК) симметрична отно-

сительно центра пласта, если вмещающие породы имеют одинаковую электропроводность (сопротивление). Середины отклонений кривой (половина амплитуды) для пластов большой мощности соответствуют границам пласта. Для тонких пластов выделение границ по данным ИК производится на уровне 2/3 от амплитуды со смещением к экстремуму (рисунок 5).

4

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943Лабораторная работа №1

Рисунок 3 - Кривые БК против пластов высокого сопротивления: А – трехэлектродным зондом; Б - семиэлектродным зондом.

Рисунок 4 - Форма кривых сопротивления бокового каротажа в случае неодинакового удельного сопротивления вмещающих пластов.

5

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943Лабораторная работа №1

Рисунок 5 - Форма кривых сопротивления индукционного каротажа.

На кривых градиент зонда (ГЗ) высокоомный мощный пласт отмечается асимметричным максимумом. Для подошвенного градиент-зонда кровля пласта отмечается по точке минимального сопротивления, а подошва — по точке максимального сопротивления со смещением от центра пласта на половину расстояния между сближенными электродами (рисунок 6, а).

На практике смещением на половину расстояния между сближенными электродами пренебрегают и выделяют подошву высокоомного пласта по точке максимальных показаний.

Тонкий высокоомный пласт отмечается на кривой градиентзонда почти симметричным максимумом (рисунок 6, б). На расстоянии длины зонда ниже подошвы пласта наблюдается повышение сопротивления, вызванное экранным максимумом. Границы пласта находятся по точкам с наиболее крутым подъемом или спадом кривой.

6

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943Лабораторная работа №1

Рисунок 6 - Кривые градиент зонда в высокоомном пласте: А – мощный пласт; Б – тонкий пласт.

Мощный пласт низкого сопротивления отмечается на кривой сопротивления асимметричным минимумом. На кривой подошвенного градиент-зонда кровля пласта отмечается по точке, расположенной ниже максимума на половину расстояния между сближенными электродами. Подошва пласта отмечается по точке минимумальных показаний (рисунок 7, а).

Рисунок 7 - Кривые градиент зонда в низкоомном пласте:

А – мощный пласт; Б – тонкий пласт.

7

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943Лабораторная работа №1

Тонкий проводящий пласт отмечается четким минимумом, по мощности равным мощности пласта. Границы определяются по границам минимума. На расстоянии длины зонда от кровли пласта наблюдается экранный минимум (рисунок 7,б).

По аналогии с мощным высокоомным пластом, смещением на половину расстояния между сближенными электродами пренебрегают и выделяют кровлю низкоомного пласта по точке максимальных показаний.

Кривые кровельного (обращенного) градиент-зонда являются зеркальным отражением кривых, полученных подошвенным градиент-зондом. Определение границ пласта при кровельном гра- диент-зонде производится по тем же правилам, что и в случае подошвенного градиент-зонда, но с учетом обратного хода кривой.

Показанные выше теоретические кривые потенциал и градиент-зондов рассчитаны для случая пласта находящегося в бесконечной однородной среде. Экранные эффекты, указанные на них, в реальных условиях выделить чрезвычайно затруднительно, вследствие влияния чередования пластов.

Пачка пластов. В природе геологический разрез представляет собой чередование пластов высокого и низкого удельного сопротивления. В этих условиях при изучении каждого пласта необходимо помнить о возможном влиянии соседних пластов, которое проявляется в экранировании электрического тока соседними пластами высокого удельного сопротивления чаще всего при измерениях с градиент-зондом. Наибольшее влияние на кривые кажущегося сопротивления в исследуемом пласте оказывают пласты высокого сопротивления, находящиеся со стороны удаленного электрода зонда на расстоянии, меньшем 1—2 размеров зонда. Явления экранирования в очень неоднородном разрезе часто делают невозможным количественное определение удельного сопротивления пластов.

8

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943Лабораторная работа №1

При исследовании разреза, представленного пачкой тонких пластов высокого и низкого сопротивления, явления экранирования электрического тока в ряде случаев могут вызвать изменение не только величины, но и формы аномалии кажущегося сопротивления. Наиболее ярко это наблюдается при изучении пачек пластов, представленных чередованием тонких прослоев высокого и низкого сопротивления (рисунок 8). На этом рисунке видно, что наименьшее искажение кривых и лучшая расчленяющая способность наблюдаются при использовании зондов малых размеров. На кривых потенциал-зондов маломощные прослои выделяются менее четко, чем на кривых градиент-зондов. Для определения границ тонких пропластков используются те же правила, что и для определения границ тонких одиночных пластов.

Рисунок 8 - Кривые кажущегося сопротивления в пачках тонких пластов бесконечно высокого сопротивления одинаковой мощности h = dc (по В.Н. Дахнову). Кривые: а — градиент-зондов; б — потенциал-зондов

Для кривых микрозондов (МГЗ, МПЗ, МБК) форма кривых и правила определения границ подчиняются тем же правилам, что и в зондах обычного размера, с «поправкой» на их малые размеры. Исключением здесь является кривая микроградиент-зонда. Границы пласта для него обычно определяют по точкам перегиба, т.е. как для случая симметричной кривой.

9

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943Лабораторная работа №1

Снятие отсчетов с каротажных кривых

При интерпретации каротажных кривых после выделения границ интерпретатор снимает показания данного метода напротив пласта. Правила снятия показаний для симметричных кривых каротажа (БК, ИК, ПС, микрокаротаж и др.) сходны для различных методов. В пластах небольшой мощности снимаются экстремальные значения (min или max). В мощных пластах отсчитывается среднее показание в пласте.

При определении наблюдаемой амплитуды аномалии ΔUсп принято отсчитывать величину амплитуды от условного нуля, соответствующего показаниям против пластов глин («линия глин»).

Для снятия отсчетов с кривых градиент зондов следует придерживаться следующих правил (рисунок 9):

1. При ρп˃ρвм, а h/dc ˃ 16-25 наиболее целесообразно снимать оптимальные и максимальные значения. Максимальные значения снимают против точки кривой КС, имеющей наибольшее значение кmax. За оптимальное значение берется среднее кажущееся сопротивление в интервале пласта равном разности (h-AO). Интервал экранирования равный длине зонда (АО), вычитается из мощности пласта со стороны минимума (от кровли пласта при последова-

тельном градиент-зонде и подошвы – при обращенном).

2.При ρп мало отличающемся от вмещающих пород, и h/dc ˂ 16-25 следует принимать среднее значение ρкср в средней части пласта.

3.При h˃16dc снимаются экстремальные значения: кmax , если

ρп˃ρвм и кmin, если ρп˂ρвм.

10