Метод микрозондов (микрокаротаж)

Микрокаротаж предназначен для выделения очень тонких пластов и исследования пород на небольшую глубину, и поэтому размеры микроустановок должны быть меньше диаметра скважи- ны. Чтобы скважина, заполненная буровым раствором, имеющим достаточно низкое сопротивление по сравнению с породой, не ока- зывала сглаживающего влияния на результаты измерений, элек- троды микрозондов размещают на башмаке, который прижимается к стенке скважины рессорной пружиной.

Поскольку размеры микрозондов малы, сфера исследования их ограничивается частью пласта (промытой зоной), непосредст- венно прилегающей к стенке скважины. Микрозонды применяют в двух вариантах – в виде трехэлектродных нефокусированных стандартных зондов и зондов с радиальной фокусировкой (экрани- рованные микрозонды). В первом случае на изолирующей пласти- не (башмаке) размещают три электрода на расстоянии 25 мм один от другого.

Их используют для одновременной регистрации диаграмм двух зондов (рис. 21) – микроградиент-зонда (МГЗ) А 0,025 М 0,025 N с размером АО = 37 мм и микропотенциал-зонда (МПЗ) А 0,05 М с АМ = 50 мм. Регистрируемое микрозондом кажущееся сопро- тивление вычисляется по формуле ρ = K (∆ U / I), а коэффициент микрозонда K определяется экспериментально. Радиус исследова- ния для МГЗ равен его длине (примерно 4 см), а для МПЗ – удвоен- ной длине зонда (10–12 см).

Рис. 21. Принципиальная схема измерений микрозондами:

а – общий вид микрозонда: 1 – электроды; 2 – башмак; 3 – кабель; б – схема записи: Г1, Г2 – приборы для регистрации кривых

По диаграммам МГЗ и МПЗ выделяются породы трех типов (рис. 22). Типы пород определяются характером контакта башмака микрозонда с породой, что, в свою очередь, зависит от состояния стенки скважины.

Рис. 22. Выделение коллекторов в терригенном разрезе по комплексу ГИС: 1 – коллектор нефтеносный; 2 – коллектор водоносный;

3 – алевролит глинистый; 4 – песчаник плотный; 5 – аргиллит; 6 – участки диаграмм, соответствующие коллектору

К породам первого типа относятся фильтрующие коллекторы, имеющие межзерновую пористость (пески, песчаники, проницае- мые карбонатные породы и т. п.). Малым зондом (МГЗ) исследуют в основном глинистую корку, выстилающую стенку скважины

в интервале коллектора. Зондом с большим радиусом исследования (МПЗ) изучают не только глинистую корку, но и часть коллектора, расположенную за ней (промытую зону с удельным сопротивлени- ем ρ_пп). Поскольку ρ_гк < ρ_пп, показания МГЗ меньше показаний МПЗ. Такое превышение сопротивления получило название поло- жительного приращения и характерно для проницаемых пластов.

Вторая разновидность пород, выделяемая по кривым МЗ, – это плотные породы, которые не изменяются при контакте с буро- вым раствором, диаметр скважины d _с в них остается равным но- минальному d _ном. За счет шероховатости стенки скважины и, сле- довательно, неравномерного контакта зонда с породой диаграммы микрозондов в этих интервалах чрезвычайно изрезаны при общем достаточно высоком уровне показаний.

К третьему типу относятся глины, которые набухают и раз- мываются при контакте с буровым раствором, образуя значитель- ное увеличение диаметра скважины. Показания МПЗ и МГЗ в этих интервалах практически совпадают и равны сопротивлению буро- вого раствора.

Границы пластов уверенно выделяются по кривым МЗ по наиболее крутому подъему кривых. Диаграммы экранированных микрозондов (см. ниже метод МБК) также позволяют выделять границы пластов с большой точностью.

Для оценки удельного сопротивления проницаемой части пла- ста (промытой зоны ρ_пп) по результатам измерений МЗ использу- ются специальные палетки, которые составлены на основании мо- дельных расчетов.

3.8. Резистивиметрия скважин и определение r_с

По палеткам БКЗ

Под резистивиметрией понимают измерение удельного элек- трического сопротивления жидкости ρ_с, заполняющей скважину, с помощью скважинного резистивиметра. Значения сопротивления промывочной жидкости необходимы при вычислении истинных удельных сопротивлений пород на основании кажущихся.

Сопротивление жидкости замеряют и при определении места притока воды в скважину (глава 12). Т. к. удельное сопротивле- ние ρ_с сильно зависит от температуры, измерение удельного сопро- тивления сопровождается измерением ее температуры.

Скважинный резистивиметр представляет собой обычный ка- ротажный зонд малых размеров (расстояние между электродами 2–3 см). Электродная установка резистивиметра в наиболее про- стом случае помещается в трубу из изолирующего материала с от- крытыми торцами, по внутренней поверхности которой располо- жены три кольцевых электрода А, М и N, образующих однополюс- ный градиент-зонд.

При перемещении резистивиметра по скважине жидкость свободно циркулирует через трубу, которая служит изолирую- щим экраном, исключающим влияние среды за пределами опре- деленного объема жидкости (стенки скважины, обсадной ко- лонны). Измерения резистивиметром выполняют по схеме, ана- логичной замеру при обычном электрическом каротаже методом сопротивления. Для более точного определения сопротивления бурового раствора ρ_с используют данные электрозондирования (БКЗ). Для этого в разрезе выбирают пласт, для которого кривая зондирования является заведомо двухслойной (плотная порода). Желательно, чтобы мощность такого пласта была велика (h / d _с > 16) и сопротивление существенно отличалось от сопротивления бу- рового раствора.

На бланк, где построена кривая этого пласта, наносят линию диаметра скважины, которую затем совмещают с линией диамет- ра двухслойной палетки. Бланк перемещают вверх или вниз от- носительно оси ординат палетки до тех пор, пока точки интерпрети- руемой кривой не согласуются с кривыми двухслойной палетки. При фиксированном положении кривой на бланке определяют по- ложение ее левой и правой асимптот (ρ_к = ρ_с и ρ_к = ρ_п). Величину ρ_к = ρ_с дает крест палетки, перенесенный на бланк, а ρ_к = ρ_п опре- деляется как точка пересечения интерпретируемой кривой с кри-

вой А. Аналогично для определения с по данным БКЗ могут быть использованы палетки ЭКЗ, если кривые кажущегося сопротив- ления данного пласта ограниченной мощности не искажены эк- ранированием.