Тонкослоистые пласты

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Рис. 13. Кривые сопротивления для однородного пласта с большим (а, б) и малым (в, г) сопротивлениями:

а, в – подошвенный градиент-зонд; б, г – потенциал-зонд

55

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Внекоторых случаях при образовании зоны проникновения

впродуктивном пласте происходит значительное осолонение вытесняющего нефть или газ фильтрата бурового раствора. Это приводит кобразованиюокаймляющейзонынизкогоудельногосопротивления.

Коллекторы со сложной структурой порового пространства (трещинные, кавернозные) существенно отличаются от фильтрующих коллекторов с межзерновой пористостью. При вскрытии таких коллекторов трещинами и кавернами поглощается буровой раствор, а не его фильтрат, поэтому глинистая корка не образуется. Зона проникновения раствора и фильтрата в пласт обычно очень велика и не может быть зафиксирована.

3.4.Примеры кривых сопротивлений и определение границ и толщин пластов потенциал- и градиент-зондами

Величина кажущегося удельного электрического сопротивления, определяющая форму кривой КС, зависит от мощности пласта, типа и размера зонда, его положения относительно границ пласта. На рис. 13 приведены кривые ГИС, полученные в результате экспериментальных и теоретических исследований для обычных зондов против однородных пластов ограниченной мощности и различного удельного сопротивления. Условно принято считать пласт мощным, если его размер превышает размеры зонда, если его толщина меньше или равна его размерам. Если удельное сопротивление пласта соответственно больше или меньше удельного сопротивления вмещающей среды, то пласт квалифицируется как пласт высокого или низкого сопротивления.

Градиент-зонд. Пласт высокого сопротивления. На кривой КС такой пласт отмечается асимметричным максимумом. При замерах подошвенным градиент-зондом кровля пласта соответствует минимальному сопротивлению, а подошва – максимальному. В действительности для реального зонда граница подошвы пласта фиксируется ниже максимума на половину расстояния между сближенными электродами. Тонкому пласту соответствует максимум со слабо выраженной асимметрией. Кровля его находится против точки наибо-

56

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

лее крутого подъема кривой, а подошва – несколько ниже максимума. Ниже подошвы пласта на длину зонда наблюдается повышение сопротивления, вызванное экранным максимумом (рис. 13, а, б).

Пласт низкого сопротивления. Мощный пласт фиксируется на кривой сопротивления асимметричным минимумом. При замерах подошвенным градиент-зондом кровля пласта приблизительно отмечается максимумом, а точнее – ниже него на половину расстояния между сближенными электродами, подошва – минимумом. Для тонких пластов подошва на кривой КС фиксируется по переходу кривой сопротивления от пониженных значений к максимальным (рис. 13, в, г).

При измерениях кровельным градиент-зондом кривые сопротивления являются зеркальным отражением кривых, полученных подошвенным градиент-зондом. Определение границ пласта кровельным градиент-зондом производится по тем же правилам, что и в случае подошвенного, но с учетом обратного хода кривой.

Потенциал-зонд. Пласт высокого сопротивления. Мощный пласт отмечается на кривой КС максимумом, симметричным относительно середины пласта. Его границы проводятся симметрично относительно максимума, кровля – на половину длины зонда выше точки перехода от плавного к более крутому подъему кривой, а подошва – на ту же величину ниже этой точки. Тонкий пласт высокого сопротивления фиксируется снижением сопротивления: некоторое повышение последнего наблюдается выше кровли и ниже подошвы пласта на расстояниях, равных половине длины зонда изза экранных явлений (см. рис. 13, б).

Пласт низкого сопротивления. Такой пласт на кривой ка-

жущегося сопротивления отмечается минимумом, симметричным относительно середины пласта. Его границы проводятся по точкам перехода от крутого спада к плавному пониженному участку кривой с учетом того, что эти точки смещены относительно кровли и подошвы на половину длины зонда. Таким образом, ширина минимума превышает толщину пласта на длину зонда. Выделение границ тонкого пласта малого сопротивления в этом случае затруднено (см. рис. 13, г).

57

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

При чередовании пластов, имеющих различные сопротивления, обычное распределение плотности тока в скважине нарушается, происходит перераспределение силовых линий тока, и возникают явления экранирования, которые оказывают влияние на величины кажущихся сопротивлений и должны учитываться при интерпретации кривых КС. Пример определения границ пластов высокого удельного сопротивления по фактическим кривым градиент- и по- тенциал-зондов приведен на рис. 14.

Рис. 14. Определение границ пластов высокого удельного сопротивления по диаграммам КС.

Пласты: 1 – высокого сопротивления; 2 – низкого сопротивления; 3 – интервалы экранирования

На измерения градиент-зондом значительное влияние оказывает соседний пласт высокого сопротивления, расположенный со стороны удаленного электрода. Если расстояние между серединами соседних пластов больше длины зонда, то происходит повышение кажущихся сопротивлений, а если меньше – понижение по сравнению с теми, которые наблюдались бы в случае одиночного пласта (рис. 15).

Кажущееся удельное сопротивление различно против разных точек пласта. Для определения истинного удельного сопротивления необходимо выбрать наиболее характерные (существенные) значения КС, за которые принято считать среднее ρкср, максимальное ρкmax или

58

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Рис. 15. Кривые сопротивления для двух пластов, мощность которых меньше длины зонда h, записанные подошвенным градиент-зондом (ρп = 10 ρс; ρвм = ρс). Мощность прослоя малого сопротивления

для а–в соответственно h; 1,5h; 4h (занижающее экранирование); г – 8h (завышающее экранирование);

АМ = 7,5 h; MN = h

минимальное ρкmin и оптимальное ρкопт (рис. 16). Среднее значение КС соответствует отношению площади, ограниченной нулевой линией диаграммы и кривой КС против пласта, к его мощности. На практике визуально проводится линия, параллельная нулевой и отсекающая прямоугольник с основанием у нулевой линии, равной мощности пласта. Если площадь полученного прямоугольника равновелика искомой, то высота его соответствует среднему значению КС.

Максимальные и минимальные значения КС (экстремальные сопротивления) отсчитывают для пластов, удельные сопротивления которых соответственно больше или меньше, чем у вмещающих пород.

59

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Рис. 16. Пример отсчета среднего, максимального и оптимального сопротивления кровельного градиент-зонда

По кривой сопротивления, полученной потенциал-зондом, максимальные и минимальные значения КС отсчитывают против средней части пласта. По кривым КС, полученным кровельным и подошвенным градиент-зондами, максимальное значение сопротивления отсчитывают соответственно в кровле пласта и его подошве, а минимальное – у границы пласта, расположенной со стороны удаленного электрода.

Оптимальное значение КС наиболее близко к истинному сопротивлению пласта. Оно соответствует величине ρк в точке, расположенной выше или ниже середины пласта приблизительно на половине длины зонда при использовании соответственно кровельного или подошвенного градиент-зонда. Величина кажущегося удельного сопротивления пласта конечной мощности зависит от его сопротивления, типа зонда, соотношения длины зонда и толщины пласта. Для пласта высокого сопротивления наибольший интерес представляют средние и максимальные величины ρк, измеренные градиент-зондом, и максимальные – потенциал-зондом.

Фактические кривые сопротивления, записанные в скважине, имеют более сложную форму, чем расчетные или полученные на мо-

60

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

делях, из-за неоднородности пласта и вмещающих пород, изменением dскв и зоны проникновения фильтрата бурового раствора в пласт, угла наклона между осью скважины и плоскостью напластования.

3.5. Определение удельного сопротивления пластов горных пород с помощью палеток БКЗ

Результаты расчета кажущегося удельного сопротивления для пласта неограниченной мощности (Л. М. Альпин, С. Г. Комаров) представлены в виде кривых, выражающих зависимость ρк от различных определяющих его параметров:

– для непроницаемого пласта – от удельных сопротивлений пласта ρп и промывочной жидкости ρс, диаметра скважины d и длины зонда Lз;

–для проницаемого пласта при наличии зоны проникновения, кроме перечисленных параметров, – от удельного сопротивления зоны проникновения ρзп и ее диаметра D.

Эти кривые называются кривыми бокового каротажного зондирования (БКЗ). Такие кривые, сгруппированные по определенному признаку (двухслойные, трехслойные) и выражающие зависимость ρк/ρс от Lз/dс для пласта неограниченной мощности, называются палетками БКЗ. Различают кривые БКЗ двух основных типов – двухслойные и трехслойные.

Двухслойные кривые БКЗ (рис. 17) рассчитаны для условий, когда проникновение промывочной жидкости в пласт отсутствует. При этом возможно, что

–сопротивление промывочной жидкости, заполняющей скважину, меньше сопротивления пласта (ρс < ρп);

–сопротивлениежидкостибольшесопротивленияпласта(ρс> ρп). Двухслойные расчетные кривые БКЗ сгруппированы в палет-

ки, обозначаемые БКЗ-1А (при ρп > ρс ) и БКЗ-1Б (при ρп < ρс ). Как видно на рис. 17, кривые палетки БКЗ-1А в своей правой части асимптотически приближаются к значениям удельного сопротив-

61

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

ления пласта. Изображенная на палетках кривая А характеризует геометрическое место точек пересечения кривых БКЗ с их правыми асимптотами, кривая В – геометрическое место точек (максимумом и минимумов) кривых. Двухслойные кривые БКЗ обозначают одним относительным параметром ρп /ρс, который называется модулем кривой БКЗ и является ее шифром.

Рис. 17. Палетка БКЗ-1А для градиент-зондов при ρс<ρп

Трехслойные кривые БКЗ рассчитаны для случая проникновения промывочной жидкости в пласт. При этом в примыкающей к скважине части пласта образуется зона проникновения, условно принимаемая за цилиндрическую, диаметром D и с удельным сопротивлением ρзп с промежуточным значением между ρс и неизменная часть пласта ρп.

62

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Трехслойные кривые БКЗ определяются пятью параметрами: ρп, ρзп, ρс, D и dс. Но в связи с тем, что кривые БКЗ строятся в двойном логарифмическом масштабе на специальных прозрачных бланках, их форма и положение на палетках зависят от трех относительных параметров: ρзп /ρс, D/dс и ρп / ρс.

При проникновении фильтрата промывочной жидкости в пласт возможны два случая: снижение удельного сопротивления (понижающее проникновение) и, наоборот, увеличение его сопротивления (повышающее проникновение).

Рис. 18. Палетка БКЗ-420 для градиент-зондов (по Л. М. Альпину, С. Г. Комарову)

63

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Принадлежность кривой БКЗ к повышающему либо понижающему проникновению промывочной жидкости определяется величиной ρп/ρзп. Если ρп/ρзп < 1, то наблюдается повышающее проникновение, при ρп /ρзп > 1 – понижающее.

Обычно на одну и ту же палетку наносят кривые, соответствующие повышающему и понижающему проникновению фильтрата промывочной жидкости. Каждая кривая на трехслойной палетке БКЗ изображает зависимость ρк/ρс от относительного размера зонда Lз/dс при заданных параметрах D/dс, ρзп/ρс и ρп/ρс, из которых первые два отражают шифр палетки, а третий – шифр кривой. Например, палетка БКЗ с шифром 4/20 означает, что на ней представлен набор кривых зависимости ρк/ρс от Lз/dс при

D/dс = 4 и ρзп/ρс = 20 (рис. 18).

При повышающем проникновении фильтрата промывочной жидкости в пласт удовлетворяется условие ρс < ρзп > ρп, при понижающем ρс < ρзп < ρп.

3.6. Определение истинного удельного сопротивления пласта

Боковое каротажное зондирование проводят для определения истинного удельного сопротивления пластов и выявления проникновения фильтрата промывочной жидкости в пласт.

На практике БКЗ проводят градиент-зондами, размеры которых соответствуют 1–30 диаметрам скважины (рис. 19). Для равномерного расположения точек на бумаге с логарифмическим масштабом увеличение размеров зонда производится по геометрической прогрессии с показателем 2 или 2,5.

При проведении БКЗ наиболее часто используются подошвенные или кровельные градиент-зонды длиной 0,45 (0,65); 1,05;

2,25; 4,25 и 8 м.

Один из зондов БКЗ соответствует стандартному зонду для данного района (в Пермском крае – 2-метровый). В интервале проведения БКЗ необходимо определять удельное сопротивление резистивиметром и диаметр скважины каверномером, а также проводить измерение микрозондами.

64