№ 10. Метод кажущегося сопротивления: физические основы, принцип измерения КС в скважине (кажущееся сопротивление и его связь с истинным удельным сопротивлением горных пород; электрическое поле точечного источника в однородной изотропной среде).

AB – токовые электроды, MN – измерительные.

Кажущееся сопротивление: ρ_К = K·ΔU/I [Омм], где K – коэффициент зонда.

В однородной среде кажущееся сопротивление равно удельному сопротивлению среды. В скважине среда неоднородна и кажущееся сопротивление зависит от многих факторов.

Поле точечного источника в однородной изотропной среде.

Т очечный электрод A излучает постоянный ток I в среде с удельным сопротивлением ρ. Электрод B удалён на бесконечность. Среда однородна, условия для протекания тока во всех направлениях одинаковы и плотность тока: j = I / 4πr². Падение напряжения на элементарном участке dr: . Потенциал электрического поля в М, расположенной на расстоянии AM, найдём интегрированием:

. Аналогично для N: . Тогда разность потенциалов: . Также, в случае однородной изотропной среды напряжённость электрического поля E можно определить: , где r и AO – расстояние от источника до точки, где определяем E.

Итого, из всего вышенаписанного можем получить: . На практике измерить потенциал в одной точке сложнее, чем разность потенциалов. Поэтому используют четырёхполюсные установки AMNB, которые измеряют разность потенциалов электрического поля.

№ 41. Зонды методов КС: основы теории зондов, их классификация, обозначение, наименование, точки записи, длина зонда (вывод выражения для потенциала электрического поля точечного источника в однородной среде; вывод выражения для коэффициента обычного зонда метода КС).

Потенциал зонды: расстояние между парными электродами больше.

1 – последовательный (кровельный) зонд (парные ниже непарных).

2 – обращённый (подошвенный) зонд (парные выше непарных).

Точка записи – середина AM.

Длина зонда – расстояние L между удалённым электродом и точкой записи.

Радиус исследования – двойной размер зонда.

Градиент зонды: расстояние между парными электродами меньше.

1 – последовательный (кровельный) зонд (парные ниже непарных).

2 – обращённый (подошвенный) зонд (парные выше непарных).

Радиус исследования – размер зонда.

Поле точечного источника в однородной изотропной среде.

Т очечный электрод A излучает постоянный ток I в среде с удельным сопротивлением ρ. Электрод B удалён на бесконечность. Среда однородна, условия для протекания тока во всех направлениях одинаковы и плотность тока: j = I / 4πr². Падение напряжения на элементарном участке dr: . Потенциал электрического поля в М, расположенной на расстоянии AM, найдём интегрированием: . Аналогично для N: . Тогда разность потенциалов: . Также, в случае однородной изотропной среды напряжённость электрического поля E можно определить: , где r и AO – расстояние от источника до точки, где определяем E.

Итого, из всего вышенаписанного можем получить: . На практике измерить потенциал в одной точке сложнее, чем разность потенциалов. Поэтому используют четырёхполюсные установки AMNB, которые измеряют разность потенциалов электрического поля.

Коэффициент зонда .

№ 43. Конфигурация кривых кажущегося сопротивлении : кривые КС градиент- и потенциал-зондов для пластов высокого сопротивления большой и малой мощности.

Измеренное значение ρ_К зависит от удельного сопротивления изучаемого пласта, вмещающих пород, мощности пластов, диаметра скважины, бурового раствора, зоны проникновения и типа зонда.

Пласты высокого удельного сопротивления. а), б) - кровельный градиент-зонд; в) г) – потенциал-зонд.

Кровельный градиент зонд. Мощный пласт высокого сопротивления - асимметричный максимум (максимум – на кровле, минимум – на подошве). Тонкий пласт высокого сопротивления – симметричный максимум, но над пластом на расстоянии L экранный максимум и между ним и основным максимумом – экранный минимум (из-за явления экранирования тока пластом высокого сопротивления).

Подошвенный градиент зонд. Кривые являются зеркальным отражением относительно горизонтальной плоскости, проходящей через середину пласта. Границы пласта определяют по основанию спада и подъёма кривой.

Потенциал зонд. Даёт кривые, симметричные относительно горизонтальной плоскости через середину пласта. Мощный пласт высокого сопротивления – симметричный максимум; границы пласта определяют по точкам изгиба кривой. Тонкий пласт высокого сопротивления – симметричный минимум, и по обе стороны есть два небольших максимума, удалённых от кровли и подошвы на ½ AM.

№ 15. Боковое электрическое зондирование: его назначение, решаемые задачи. Типы кривых бокового электрического зондирования.

БЭЗ – измерение ρ_К несколькими (5-7) градиент-зондами разной длины. Это позволяет учесть влияние бурового раствора, найти истинное ρ, установить наличие зоны проникновения. Для интерпретации также необходимо иметь кавернограмму и кривую изменения ρ_{РАСТВОРА}. Стандартный набор градиент-зондов: 1) A0,4M0,1N 2) A1,0M0,1N 3) A2,0M0,5N 4) A4,0M0,5N 5) A8,0M1,0N 6) N0,5M4,0A (обращённый зонд для уточнения границ).

По результатам измерений строят кривую – ρ_К от L-зонда в двойном логарифмическом масштабе. Полученные кривые сопоставляют с палеточными (с известными ρ_ПЛАСТА и глубиной зоны проникновения фильтрата бурового раствора). Для этого на бланк с наблюдаемой кривой наносят «крест» - по ординате это ρ_{РАСТВОРА}, по абсциссе d_СКВ.

Четыре основных типа кривых БЭЗ:

1 – двухслойные кривые (скважина-пласт):

Литологически: плотные непроницаемые известняки, аргиллиты, плотные непроницаемые песчаники. Могут быть в коллекторах трещиноватого типа при глубоком проникновении раствора – характерны для нефтенасыщенных коллекторов.

1а – ρ_ПЛАСТА > ρ_{РАСТВОРА}.

1б – ρ_ПЛАСТА < ρ_{РАСТВОРА}.

2 – трёхслойная кривая (скважина-зона проникновения-пласт), при понижающем проникновении. Характерны для мощных пластов-коллекторов. Литологически: проницаемые нефтегазонасыщенными породами.

3 – трёхслойная кривая при повышающем проникновении. Характерны для мощных пластов-коллекторов. Литологически: проницаемые песчаники и известняки с гранулярным типом пористости, насыщенными минерализованной водой.

4 – тонкий пласт высокого сопротивления при наблюдении градиент-зондом. Литологически: плотные или проницаемые пласты.

5 – крест кривой.

38. Типы экранированных зондов, используемых в практике ГИС. Способы фокусировки.

Семиэлектродный зонд. Электроды смонтированы на гибком кабеле. Зонд имеет три однополярных токовых электрода A₀, A₁, A₂ и две пары измерительных электродов M₁N₁, M₂N₂. Через центральный электрод A₀ и через фокусирующие электроды A₁ и A₂ пропускают ток одной полярности. Силу тока через фокусирующие электроды регулируют, чтобы обеспечить равенство потенциалов A₀, A₁, A₂. Это условие будет выполняться, если разность потенциалов между M₁N₁ и M₂N₂ равна нулю. В этом случае ток не сможет течь вдоль скважины.

Измеряют ρ_ЭКВ – имеет такой же физический смысл, как и ρ_К. Вычисляется по формуле: , где K – коэффициент зонда, ΔU – разность потенциалов между одним из измерительных электродов (M₁ или N₁) и удалённым электродом N, I₀ – ток через электрод A₀.

Длина L = O₁O₂ – расстояние между серединами M₁N₁ и M₂N₂. Общая длина L_ОБ = A₁A₂. Параметр фокусировки q = (L_ОБ - L) / L. С увеличением параметра фокусировки уменьшается влияние ближней зоны (скважины, зоны проникновения), увеличивается влияние мощности пласта на показания.

Т рёхэлектродный зонд. Длинный электрод, разделённый двумя изолирующими промежутками: центральный электрод A₀ и два экранных A₁, A₂. Пропускают ток одной полярности, разность потенциалов между тремя электродами поддерживают равной нулю.

Длина L – расстояние между серединами изолирующих промежутков. L_ОБ – общая длина.