Лабораторная работа №7

Лабораторная работа № 7

ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ДИАГРАММ ЭЛЕКТРОМЕТРИИ.

Введение

Электрический каротаж основан на измерении электрического поля, возникающего самопроизвольно или создаваемого искусственно. Данный вид каротажа составляет основу комплекса геофизических исследований поисковых, разведочных и эксплуатационных скважин. Задачами исследований методами электрического каротажа являются: расчленение разреза на пласты с разными электрическими свойствами; изучение распределение удельного сопротивления в промытой зоне, зоне проникновения и неизмененной части пласта; выделение пластовколлекторов; в благоприятных условиях – определение подсчетных параметров продуктивных пластов.

Различные модификации электрических методов обладают разной глубинностью исследования, что позволяет исследовать в пластах коллекторах радиальное распределение сопротивления, образующееся в процессе проникновения фильтрата бурового раствора в пласт.

Изучение радиального сопротивления в плате позволяет сделать выводы о его коллекторских свойствах.

Интерпретация диаграмм микрозондов

При микрозондировании в скважине измеряют кажущееся электрическое сопротивление зондами малого размера. Электроды микрозондов установлены на наружной стороне изолирующего башмака зонда, который специальной пружиной плотно прижимается к стенке скважины. Микрозонды обладают высокой разрешающей способностью при выделении пластов h≥0.4 м и малой глубинной исследования. Что позволяет детально изучить изменение кажущегося сопротивления горных пород, прилегающих к стенке скважины, в коллекторах это чаще всего сопротивление зоны проникновения, или сопротивление так

1

называемой полностью промытой зоны фильтратом бурового раствора.

Выделяются одновременно измерения градиентмикрозондом А0.025М0.025N и потенциал-микрозондом А0.05М.

При прижатии башмака зонда к стенке скважины против плотных высокоомных пород оба зонда отражают примерно одинаковое кажущееся сопротивление горной породы. Однако вследствие ограничения разрешающей способности микрозондов по сопротивлению ρк˂˂ρп, в области высоких значений ρп/ρр˃20 регистрируемое ρк остается постоянным при изменении ρп в широких пределах. Следовательно, оценка ρп высокоомных пластов становиться невозможной.

Против пластов коллекторов на показания микроградиентзонда большое влияние оказывает толщина и сопротивление глинистой корки, а на показания микропотенциал-зонда, учитывая больший радиус исследования, удельное сопротивление части пласта, промытой фильтратом бурового раствора. Таким образом, против платов коллекторов в подавляющем большинстве фиксируется разница показаний микропотенциал- и микрогра- диент-зондов. Учитывая, что коэффициент пористости раствора, глинистой корки и горной породы соответственно: 85-90%, 70-

80% и от 1-2до 40%, а также соотношение ρр˂ρгк˂ρп, против пластов коллекторов получим ρкМГЗ˂ρкМПЗ и Δρк=ρкМПЗ - ρкМГЗ˃0.

По микрозондам возможно определение удельного электрического сопротивления полностью промытой зоны плата коллектора. При бурении на опресненном растворе и наличии достоверной информации о толщине глинистой корки hгк и ее сопротивлении ρгк по диаграмма микрозондов возможна оценка

удельного электрического сопротивления промытой зоны пласта

– ρпп по зависимости ρкМГЗ/ ρгк=f(ρкМПЗ/ ρгк), шифр кривых ρпп/ρр и hгк. Величины ρкМГЗ, ρкМПЗ снимают с диаграмм, сопротивление глинистой корки ρгк оценивают по зависимости ρгк=f(ρр), hгк определяют по кавернограмме.

2

Интерпретация диаграмм бокового электрического зондирования (БКЗ)

Боковое электрическое зондирвание (БКЗ, БЭЗ) заключается в исследовании разрезов скважин комплектом однотипных зондов КС различной длины с целью определения удельного электрического сопротивления неизмененной части пласта ρп и параметров зоны проникновения: ее диаметра D и сопротивле-

ния ρзп.

В комплект зондов БКЗ входят обычно 5 последовательных градиент зондов и один обращенный. Размеры зондов меняются от 0.3 м до 8 м. По соотношению сопротивлений зоны проникновения ρзп и неизмененной части пласта ρп различают:

повышающее (ρзп ˃ ρп), понижающее (ρзп ˂ ρп) и нейтральное (ρзп = ρп) проникновение фильтрата бурового раствора в пласт.

Принцип интерпретации результатов бокового электрического зондирования состоит в построении фактической кривой БКЗ и сопоставлении ее с теоретическими кривыми, полученными для определения параметров среды. В случае совпадения кривых параметры среды теоретической кривой присваиваются исследуемому пласту.

Теоретическая кривая БЭЗ – это график зависимости от-

ношений кажущегося удельного электрического сопротивления

ксопротивлению бурового раствора и отношений размера зонда

кдиаметру скважины, характеризующийся своим модулем

μ=ρп/ρр – отношением удельного электрического сопротивления пласта к удельному электрическому сопротивлению бурового раствора. Кривые БЭЗ группируются в палетки БЭЗ.

Для пластов неограниченной толщины рассчитаны двухслойные и трехслойные палетки, объединяющие кривые БЭЗ для разреза включающего соответственно две среды (скважина и пласт) или три среды (скважина, зона проникновения и незатронутая часть пласта). Трехслойные кривые БЭЗ имеют различный вид в зависимости от характера проникновения, также они собраны в семейство «дробных» палеток, каждая из которых построена для определения параметров зоны проникновения:

D/dc=2,4,8,16 и ρзп /ρр=5,10,20,40,100,200. Двухслойные кривые БЭЗ сведены в двухслойные палетки БКЗ-1а для пластов высо-

3

ИГиНГТ КФУ Лабораторная работа №7

кого сопротивления (ρп ˃ ρр) и БКЗ-1б для пластов низкого сопротивления(ρп ˂ ρр).

Для пластов конечной толщины по экстремальным значениям кажущегося удельного сопротивления построены палетки ЭКЗ (экстремальных кривых зондирования).

Фактические кривые зондирования БЭЗ строятся в коор-

динатах ρк=f(АО), где АО радиус исследования зонда малого размера, на билогарифмическом бланке, модуль шкалы которого 6.25 см. Значения кажущегося сопротивления откладываются в Ом*м на оси ординат, соответствующие им размеры зондов в метрах на оси абсцисс. На бланке дополнительно наносится:

крест скважины (ρк=ρр и АО=dс) при использовании палеток для пластов неограниченной толщины;

крест скважины (ρк=ρр и АО=dс) и точка учета толщины пласта (пересечение линии ρк=ρвм и АО=h) при использовании палеток ЭКЗ.

Установление типа кривой зондирования

При интерпретации данных БКЗ используется прием совмещения фактической кривой зондирования с палеточными (расчетными) кривыми, подходящими для интерпретируемого случая. Чтобы выбрать соответствующую палетку, необходимо установить тип фактической кривой зондирования На рисунке 1 изображены распространенные типы кривых зондирования.

1.Двухслойные кривые наблюдаются в плотных породах,

вколлекторах с глубокой зоной проникновения (D>>dc), в коллекторах, где ρзп= ρп при некотором сочетании удельного сопротивления фильтрата промывочной жидкости и остаточной

нефтенасыщенности, когда (Рн,зп/Рн) (ρф / ρв) ≈ 1 и скачок на контакте зоны проникновения и неизмененной части пласта отсутствует.

При наложении на двухслойные палетки интерпретируемая кривая хорошо согласуется с палеточными (см. рисунок 1, кривая 1).

2.Трехслойные кривые при наличии проникновения, по-

вышающего сопротивления пласта (ρр<ρзп>ρп), наблюдаются чаще всего в водоносных коллекторах с межзерновой пористостью, когда ρф > ρв, и в нефтеносных и газоносных пластах, если

4

(Рн,зп/Рн) (ρф / ρв)>1, что свойственно коллекторам с невысоким начальным нефте-, газонасыщением при вскрытии их при пресном фильтрате промывочной жидкости.

Кривые второго типа при наложении на двухслойные палетки пересекают теоретические, переходя от кривых с высокими к кривым с более низкими модулями – секут их сверху вниз (см. рисунок 1 кривая 2).

3. Трехслойные кривые при наличии проникновения, понижающего сопротивление пласта (ρр<ρзп<ρп), наблюдаются в продуктивных нефте-, газонасыщенных коллекторах при (Рн,зп/Рн) (ρф / ρв) <1. Теоретически они также могут наблюдаться при условии ρф < ρв, что встречается редко. При совмещении с двухслойными палетками отмечается, что правая ветвь кривой, а иногда и вся кривая, сечет теоретические, переходя от низких к высоким модулям – снизу вверх (см. рисунок 1 кривая 3).

Рисунок 1 - Типы кривых бокового каротажного зондирования. Пунктирные кривые— двухслойные палеточные кривые; типичные фактические кривые зондирования: зелёная - двухслойная кривая, синяя - ρр<ρзп>ρп, красная - ρр<ρзп<ρп; кривая А— геометрическое место точек на палетке, где ρк/ρр=ρп/ρр

5

Интерпретация двухслойных кривых

Бланк билогарифмической бумаги с нанесенными на него точками фактической кривой зондирования, имеющими координаты АО и ρк, совмещается с палеткой двухслойных кривых. При совмещении крестов бланка и палетки точки фактической кривой зондирования либо совмещаются с одной из палеточных кривых, либо располагаются согласованно между двумя кривыми палетки. Значение ρп/ρр находится по пересечению фактической кривой зондирования с кривой А. Зная сопротивление раствора можно найти сопротивление пласта.

При этом используется преимущество логарифмической сетки, позволяющее отношение и произведение выражать через разность и сумму логарифмов соответствующих чисел. Кривая зондирования, построенная на логарифмическом бланке в системе координат lgρк и lgАО, должна быть совмещена с одной из кривых палетки в системе координат lgρk/ρp=lgρk-lgρр и lgAO/dc=lgAO-lgdc. Системы координат бланка и палетки различаются на величины отрезков lg ρр и lg dc. Следовательно, для совмещения кривой зондирования с палеточной кривой достаточно совместить точку с координатами ρр и dc, отмеченную на бланке и называемую крестом бланка или крестом фактической кривой зондирования, с крестом палетки, координаты ко-

торого ρк/ρр = 1 или ρк = ρр и АО/ dc = 1 или AO = dc.

Интерпретация трехслойных кривых

При интерпретации фактическая кривая зондирования условно делится на правую и левую ветви. Левую ветвь обычно отождествляют с точками ρк, соответствующими малым зондам, характеризующим зону проникновения, а правую — со значениями ρк, записанными большими зондами и определяемыми удельным сопротивлением пласта.

При совмещении фактической кривой зондирования с двухслойной палеточной находится модуль левой ветви или отношение ρзп/ρр. Последнее позволяет выбрать группу соответствующих палеток трехслойных кривых с таким же или близким

6

модулем ρзп/ρр. Из данной группы по лучшему совпадению с фактической кривой зондирования подбирается палетка с наиболее близкими значениями модуля D/dc. Удельное сопротивление пласта находится по точке (ρк = ρп) пересечения фактической кривой зондирования с кривой А палетки.

Параметры зоны проникновения ρзп и D определяются по соответствующим модулям выбранной палетки трехслойных кривых — ρзп/ρр и D/dc или в результате интерполяции между двумя ближайшими палетками.

Интерпретация диаграмм высокочастотного индукционного каротажного изопараметрического зондирования (ВИКИЗ)

ВИКИЗ является вариантом боковых коротажных зондирований (БКЗ) в индукционном исполнении. В методе используется принцип частотно-геометрического зондирования, в котором увеличение глубины исследования достигается, во-первых, за счет увеличения длины зонда и, во-вторых, за счет уменьшения частоты электромагнитного поля.

Аппаратура ВИКИЗ содержит 5 трехкатушечных зондов разной длины, что позволяет исследовать распределение радиального сопротивление в пластах коллекторах.

Совмещение диаграммы ВИКИЗ дают наглядное представление о возможности выделения коллекторов по радиальному изменению удельных сопротивлений. Наличие радиального сопротивления является одним из главных признаков пластаколлектора. В силу изопараметричности зондов их показания в однородной среде совпадают между собой ( с учетом погрешности измерений).

Существенные изменения значений ρк с последовательным уменьшением от короткого зонда к длинному являются характерным признаком водонасыщенных коллекторов (соленость пластовых вод превышает соленость фильтрата). Нефтеносные пласты-коллекторы отмечаются меньшим расхождением кривых и повышенным значением ρк.

Практическая часть

Каждый студент должен выполнить следующие задания:

7

1.Интерпретация данных МКЗ:

Выделить по данным микрозандов объект интерпретации (пласт коллектор).

Определить сопротивление раствора по данным резистивиметра.

Определить температуру пласта коллектора из учета того, что температура на поверхности равна 20°С, а геотермический градиент изменяется с глубиной на 3 градуса за 100 метров.

Определить сопротивление глинистой корки ρгк, оценив его по зависимости ρгк=f(ρр) используя палетку в приложении 1.

Определить толщину глинистой корки hгк по показаниям каверномера против объекта интерпретации.

Определить сопротивление полностью промытой зоны в

пласте коллекторе. Для обработки данных пользуйтесь палетками ρкМГЗ/ ρгк=f(ρкМПЗ/ ρгк) в приложениях 2,3.

Результаты работы с данными микрозондов занести в таблицу:

2.Интерпретация данных БКЗ:

по данным зондов БКЗ выделить объект интерпретации (пласт коллектор), определить толщину пласта;

снять отсчета кажущегося электрического сопротивления с каждого зонда БКЗ;

определить диаметр скважины (по долоту для коллекторов, по кавернограмме против глин и солей);

определить удельное электрическое сопротивление бурового раствора по данным резистивиметра;

построить фактическую кривую БЭЗ;

выбрать нужную палетку;

8

ИГиНГТ КФУ Лабораторная работа №7

3. Обработка данных ВИКИЗ:

по данным зондов ВИКИЗ выделить объект интерпрета-

Контрольные вопросы

1.Как характеризуется пласт-коллектор на диаграммах микрозондов?

2.Как влияет сопротивление бурового раствора и глинистой корки на показания микрозондов?

3.Можно ли по данным микрозондов оценить ρп в пластеколлекторе, в плотном пласте?

4.Как строится фактическая кривая БЭЗ?

5.Что такое крест палетки?

9

6.Как по форме кривой БЭЗ определить характер проникновения фильтрата промывочной жидкости в пласт?

7.Как производится выбор палеток БЭЗ?

8.Как производится интерпретация кривых БЭЗ по палеткам?

9.Как определить характер проникновения фильтрата промывочной жидкости в пласт по кривым ВИКИЗ?

10.Как будут вести себя кривые ВИКИЗ в плотном пласте, в пласте –коллекторе насыщенном нефтью (водой)?

Список использованных источников

1.Золоева Г.М., Петров Л.П., Хохлова М.С. Интерпретация результатов геофизических исследований скважин. - М.: МАКС Пресс, 2009. – 180с.

2.Эпов М.И., Антонов Ю.Н. Технология исследования нефтегазовых скважин на основе ВИКИЗ. – Новосибирск: НИЦ ОИГГМ СО РАН, Издательство СО РАН, 2000. – 121 с.

3.Валиуллин Р.А., Кнеллер Л.Е. Геофизические исследования скважин: в 7т. Т.1. Промысловая геофизика. – Уфа: Информре-

клама, 2010. – 172 с.

10