Геофизические исследования нефтегазовых скважин

ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НЕФТЕГАЗОВЫХ СКВАЖИН

Методические указания к лабораторным работам

 

(для бакалавров специальности 5В070600 «Геология и разведка МПИ»

 

 

Алматы 2013

 

 

УДК 550.83

 

СОСТАВИТЕЛИ: Борисенко Г.Т, Байгазиева Г.Т. Геофизические исследования нефтегазовых скважин. Методические указания к лабораторным работам.- Алматы: КазНТУ имени К.И.Сатпаева,2013.,с-74

 

 

Методические указания к лабораторным работам по геофизическим исследованиям нефтегазовых скважин предназначены бакалаврам Института геологии и нефтегазового дела. При проведении лабораторных работ по данным методическим указаниям обучающиеся изучают геофизические методы и решают геологические задачи по диаграммам комплекса геофизических методов исследования скважин ГИС. Методические указания написаны в соответствии с требованиями методического совета.

 

Ил. 37. Табл.4. Список лит. - 8 назв.

 

Рецензент Нурмагамбетов А., д-р геол-минерал. наук, проф.

 

© КазНТУ имени К.И. Сатпаева,2013г.

ВВЕДЕНИЕ

Методические указания предназначены для бакалавров специальности 5В070600-«Геология и разведка МПИ».

Лабораторные работы являются одной из важнейших составных частей курсов «Геофизические изучения нефтегазовых скважин». Тематика лабораторных охватывает основные разделы дисциплины: физические основы геофизических методов исследования нефтегазовых скважин, геологические задачи, решаемые геофизическими методами, методики изучения технического состояния стенок скважины, методики изучения разрезов скважин.

Методические указания составлены таким образом, чтобы задания выполнялись обучающимся самостоятельно. Для получения достаточных знаний каждая лабораторная работа сопровождается теоретической частью, что облегчает подготовку обучающихся к решению практических задач. При выполнении лабораторных работ обучающиеся приобретают навыки самостоятельно обрабатывать полученные диаграммы комплекса геофизических исследований по нефтегазовым скважинам. Фрагмент диаграмм по скважине показан на фотографии.

 

мент

 

 

Лабораторная работа №1

ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В СКВАЖИНАХ

Цель работы: ознакомление с промысловой геофизической аппаратурой и оборудованием, технологией проведения геофизических исследований в скважине, способами измерения и регистрации геофизических параметров.

Задание

1.1.1.Под руководством преподавателя ознакомьтесь с образцами наземной и глубинной скважинной аппаратуры, кабеля и элементами спуско - подъемного оборудования.

1.1.2.Изучите конструкцию и функциональную схему подъемника.

1.1.3.Изучите электрические схемы и конструкции датчика глубин, блок - баланса.

1.1.4.По рекомендации преподавателя зарисуйте отдельные образцы наземной и глубинной аппаратуры и оборудования.

1.2 Методические рекомендации.

Порядок выполнения лабораторной работы

1.3.1.Ознакомиться со схемой размещения лаборатории и подъемника.

1.3.2.Изучить функциональную схему измерительной аппаратуры каро-

тажной станции

1.3.3.Изучить функциональную схему компьютеризированной каротаж-

ной станции

1.3.4.Ознакомиться с конструкцией глубоких скважин.

Составление отчета

Отчет о проделанной работе должен содержать:

1.Задание

2.Цель работы.

3.Описание промыслово-геофизической аппаратуры

4.Описание технологии проведения геофизических исследований в скважи-

нах.

 

Рисунок 11. Схема системы LOGNET коммуникаций.

1.5 Контрольные вопросы

1.Дайте общую характеристику геофизической аппаратуры и оборудова-

ния.

2.Наземная аппаратура, скважинная геофизическая аппаратура.

3.Как производится спуск и подъем скважинных приборов?

4.Для чего нужен геофизический кабель?

5.Схема размещения лаборатории.

6.Что такое аналоговая регистрация диаграмм ГИС?

7. Что такое цифровая регистрация диаграмм ГИС?

8.Нарисуйте функциональную схему измерительной аппаратуры каротаж-

ной станции.

9.Нарисуйте функциональную схему компьютеризированной каротажной

станции.

10. Для решения каких задач предназначен регистратор каротажный Кар-

Сар-500?

Лабораторная работа № 2

ТИВЛЕНИЯ. БКЗ, МКЗ.

Цель работы: изучение зондов КС, их устройства, обозначения, классификации, расчет коэффициентов зондов, определение размеров зондов, изучение кавернометрии.

Задание

2.1.1.Изучите физические основы метода кажущегося сопротивления.

2.1.2.Изучите классификацию зондов метода КС.

2.1.3.По заданию, выданному преподавателем, определите типы зондов,

размеры, рассчитайте коэффициенты зондов КС

2.1.4.Изучите кавернограмму по предложенной скважине, найдите размы-

тые интервалы, интервалы с уменьшенным диаметром скважины и равным

номинальному.

2.1.5.По диаграммам, выданным преподавателем, сделайте вывод о техниче-

ском состоянии ствола скважины, выделите пласты-коллекторы.

2.2 Методические рекомендации.

2.2.1. Кавернометрия. В процессе бурения скважины из-за воздействия бурового инструмента и промывочной жидкости средний диаметр и форма сечения ствола скважины не сохраняются постоянными, а изменяются с глубиной. Стенки скважины на участках разреза, представленного глинами, глинистыми сланцами, песками, обычно обрушиваются, образуя каверны. Каверны наблюдаются также и против пластов каменной соли, которая растворяется под действием промывочной жидкости на водной основе. На участках скважины, сложенных проницаемыми разностями горных пород, из-за проникновения фильтрата промывочной жидкости в пласт и осаждения глинистых частиц на стенке скважины образуется глинистая корка. В плотных горных породах диаметр скважины обычно остается постоянным и равным номинальному диаметру. Пример записи диаграмм кавернометрии показан на рисунках 1,2.

Средний фактический диаметр скважины измеряется каверномерами. Сведения о фактических диаметрах скважин используются при интерпретации результатов большинства методов ГИС (нейтронных методов, гамма-метода, бокового электрического зондирования, термометрии скважин и т.д.). Знать диаметр скважины необходимо для уточнения геологического разреза, выделения проницаемых пластов, контроля технического состояния скважины, точного определения мест установки башмаков обсадных колонн, скважинных фильтров, подсчета объема затрубного пространства скважины, расчета количества тампонажной смеси и т.д.

При бурении наклонно-направленных скважин на стенке скважины образуются желоба, которые могут вызвать аварии при бурении и ГИС. В таких скважинах измеряют не только средний диаметр, но и форму сечения ее ствола. Профиль сечения ствола скважины измеряют профилемерами.

 

Рисунок 1.Пример записи диаграмм кавернометрии

 

 

 

Рисунок 2.Кавернометрия скважин

 

 

Исследованию кавернометрией-профилеметрией подлежат все скважины без исключения. Диапазон измерения диаметров скважины каверномером – от 100 до 800 мм. Диапазон измерения радиусов профилемером – от 25 до 400 мм.

Первичная обработка включает придание кавернограммам и профилеграммам физических масштабов, построение поперечных сечений скважины по результатам горизонтальной профилеметрии.

Требования к каверномерам:

-диапазон измерения диаметров скважины 100-800 мм;

-предел допускаемой основной погрешности ± 3-5 мм;

-дополнительные погрешности, вызванные изменением напряжения питания, изменением температуры окружающей среды на каждые 10°С и отклонением скважины от вертикали не должны превышать 0,5 значения основной погрешности.

Приборы комплексируют с другими приборами (модулями) без ограничений. Основным средством периодических калибровок является набор из пяти образцовых колец, которые воспроизводят значения диаметров в диапазоне от 100 до 800 мм с погрешностью не более ± 1 мм.

Интервал контрольной записи должен включать участок протяженностью не менее 50 м перед входом в обсадную колонну и не менее 20 м в колонне.

Расхождения кривых основной и контрольной записей не должны превышать 5 мм. Первичная обработка включает придание кавернограммам физических масштабов, построение поперечных сечений скважины.

КП-М. Прибор скважинный КП-М входит в состав скважинного аппаратурного комплекса МЕГА-Э и предназначен для проведения исследований диаметра скважины в открытом стволе нефтяных и газовых скважин диаметром от 150 до 400 мм, заполненных водной промывочной жидкостью, при максимальных значениях температуры окружающей среды 120˚С и гидростатического давления 80 МПа.Прибор может работать как в одиночном режиме, так и в составе сборки из нескольких приборов комплекса МЕГА- Э. Прибор измеряет одновременно 4 радиуса (шифр параметров RAD1, RAD2, RAD3, RAD4). Диапазон измерений радиусов от 50 до 300 мм.

Формула расчета среднего диаметра:

CALI = (RAD1+ RAD2+ RAD3+ RAD4) / 2.

Прибор состоит из электромеханического блока и электронного блока. Электромеханический блок обеспечивает открытие и закрытие четырех измерительных штанг, каждая из которых механически связана с реохордом переменного резистора, напряжение питания которого поступает с электронного блока. Снимаемое с каждого реохорда напряжение поступает в электронный блок, где преобразуется в цифровой код и передается по геофизическому кабелю на каротажную станцию.

Величина напряжения питания на головке прибора 30±0.5 В, сила тока, потребляемого прибором не более 160 мА. При работе в составе сборки с прибором (модулем) ЭК-М питание на ГК-М подается от стабилизатора ЭК-М, при работе в отдельном режиме или в составе сборки с модулями ИК-М, КП-М или МК-МН - от наземного источника питания «ИСТОК-1».

Диапазон температур окружающей среды от –10 до +120ºС.

Время установления рабочего режима прибора не более 15 мин с момента включения.

Прибор связан с наземным комплексом трехжильным грузонесущим кабелем, по первой жиле относительно оплетки которого осуществляется электрическое питание прибора постоянным электрическим напряжением. По второй и третьей жилам кабеля осуществляется прием команд и передача измерительной информации. Во время раскрытия или закрытия рычагов электромеханического блока постоянное электрическое напряжение с прибора снимается. Питание электродвигателя электромеханического блока осуществляется по 2 или 3 жиле кабеля переменным напряжением 220В 50 Гц от источника питания «ИСТОК-2», а контроль полного закрытия или открытия штанг осуществляется по 1 жиле кабеля.

Каверномер СКПД-3. Каверномер-профилемер скважинный СКПД-3 предназначен для одновременного измерения значений двух взаимно перпендикулярных поперечных размеров (диаметров) ствола скважины и их полусуммы (среднего диаметра) для нефтяных и газовых скважин.

Скважинный прибор СКПД-3 рассчитан на работу в скважинах при наибольшем значении температуры окружающей среды 180°С и наибольшем гидростатическом давлении 120 MПa.

Аппаратура работает в комплексе с трехжильным грузонесущим геофизическим кабелем типа КГ 3-60-180-1 длиной до 8000 м.

Диапазон измеряемых диаметров от 100 до 760 мм.

Управление измерительными рычагами многократное по команде с поверхности. Время раскрытия (закрытия) рычагов не более 2 мин.

2.2.2 Физические основы метода КС. Горные породы состоят из породообразующих минералов, которые имеют очень высокие значения электрического сопротивления. Однако присутствие в породах минерализованной воды в значительной степени снижает их сопротивление, так как насыщенные минерализованной водой горные породы обладают ионной проводимостью. Содержание воды в породе в общем случае зависит от значения коэффициента пористости горной породы (Кп), который выражается в %, т.е. показывает объем пустот в породе. Нефть и газ, которыми могут быть насыщенны пласты коллектора, также имеют очень высокое электрическое сопротивление, но при регистрации электрокаротажа пласты, насыщенные нефтью или газом не имеют бесконечно высокого сопротивления, поскольку нефть заполняет только центральную часть пор, а сами зерна минералов, которыми сложен пласт, всегда содержат на своей поверхности физически связанную воду. Поэтому пласты – коллекторы (т.е. пласты, содержащие в своих порах какой-либо флюид или газ и способные этот флюид через себя пропускать) отмечаются в разрезе скважины повышенными значениями удельного электрического сопротивления.

В основу метода кажущегося сопротивления положена возможность изучения и расчленения пород по их удельному электрическому сопротивлению.

Удельное электрическое сопротивление горных пород характеризует их способность пропускать электрический ток. Если горная порода представлена в виде куба, то ее способность пропускать электрический ток пропорциональна сопротивлению R (Ом), измеренному в направлении, перпендикулярном к сечению S, площади S(м²) и обратно пропорциональна длине L(м) ρ=RS/L(Ом*м).

Удельное электрическое сопротивление горных пород зависит от их минерального (химического) состава, структуры, пористости, проницаемости, нефте-, газо-, водонасыщенности, физических факторов (таких, как температура, давление и др.), воздействующих на горные породы, и изменяется от тысячных долей до многих десятков, сотен тысяч омметров.

Для измерения удельного сопротивления горных пород вскрытых скважиной применяют несколько электрических зондовых устройств. Пример простейшего зондового устройства для измерения удельного сопротивления в скважине показан на рисунке 3. При рассмотрении данной схемы видно, что устройства подобного вида включают в себя как минимум три вида каротажных зондов.

Поскольку электроды А и B являются токовыми, а электроды М и N измерительными данная схема позволяет проводить измерения не только непосредственно величины удельного электрического сопротивления за счет измерения величины падения силы тока между электродами A и B, но и измерять величину падения потенциалов между электродами M и N. Понятно, что в обоих случаях изменение регистрируемой величины всегда зависит напрямую от изменения удельного электрического сопротивления горных пород вскрытых скважиной. На практике для более детального изучения геологического строения горных пород применяются несколько типов каротажных зондов. Это в первую очередь связано с тем, что применяемые зонды имеют не только различную конфигурацию, но и различную длину, следовательно, различную глубинность исследования.

 

 

Рисунок 3.Схема измерения удельного сопротивления в скважине.

 

Регистрация удельного электрического сопротивления несколькими измерительными зондами называется боковым каротажным зондированием (БКЗ).

Удельное электрическое сопротивление горных пород определяется с помощью четырехэлектродной установки AMNB. Электрический ток вводится в породы через электроды (заземления), называемые токовыми и обозначаемые A и B. Разность потенциалов измеряется на некотором удалении от A и B между электродами M и N, называемыми измерительными. Электроды, имеющие одинаковое назначение (A и B или M и N), называют парными, а электроды разного назначения, например A и M, – непарными.

Для измерения удельного электрического сопротивления горных пород в нефтяных и газовых скважинах обычно помещают три электрода. Четвертый электрод B (при зонде AMN) или N (при зонде BAM) располагают около устья. Совокупность электродов A, M и N или B, A, M, закрепленных на заранее заданных расстояниях, называется обычным зондом кажущегося сопротивления.

Зонды описывают в виде последовательного (сверху вниз) сочетания буквенных обозначений электродов с указанием расстояний между ними в метрах. Например, зонд с расстояниями между электродами А и М 0,25 м, а между М и N 2,5 м записывается А0,25М2,5N, а зонд с расстояниями между электродами А и В 0,25 м и между А и М 2,5 м – В0,25А2,5М. Результаты измерений относятся к точке записи.

Удельное электрическое сопротивление горных пород обычно определяется по результатам измерения характеристик электрического поля, созданного в скважине источником тока силой I.

В однородном изотропном пространстве потенциалы электрического поля в точках M и N, расположенных соответственно на расстояниях АМ и АN от электрода А, рассчитываются по следующим выражениям:

U_M=ρI/4πAM

U_N=ρI/4πAN, (2.1)

 

а разность потенциалов ∆U между этими точками:

∆U=U_M - U_N =

 

или

∆U= (2.2)

 

Следовательно, по результатам измерений I и ∆U можно рассчитать:

 

(2.3)

где К – коэффициент зонда, зависящий только от расстояний между электродами. Коэффициент К имеет размерность длины и измеряется в метрах.

В соответствии с выражением (2.2) и в зависимости от вида используемого зонда коэффициент определяется по одной из следующих формул:

1) для обычного зонда КС:

K = 4π AM•AN/MN

K = 4π AM•BM/AB (2.4)

 

2) для четырехэлектродной установки ВАМN, когда четвертый электрод находится на расстоянии, соизмеримом с расстояниями между другими электродами:

 

K = K_AK_B/ (K_A+K_B),

где K_A, K_B – коэффициенты обычных зондов КС соответственно АМ и ВМ.

Удельное электрическое сопротивление, вычисленное по формуле (2.3), в случае однородной изотропной среды соответствует ее истинному удельному сопротивлению, а в неоднородных средах кажущемуся сопротивлению

ρ_К = К ∆U/I (2.5)

Кажущееся сопротивление неоднородной среды равно удельному электрическому сопротивлению эффективной однородной среды, создающей при заданных расстояниях между питающими и приемными электродами A, M, N и токе питания I такую же разность потенциалов ∆U, как и в однородной среде.

Кажущееся сопротивление зависит от расстояний между электродами зонда, формы и размеров неоднородностей окружающего зонд пространства: мощности пласта h_пл, диаметра скважины d_с, толщины глинистой корки h_гк, диаметра D_зп зоны проникновения фильтрата промывочной жидкости, удельных электрических сопротивлений промывочной жидкости ρ_с, глинистой корки ρ_гк, зоны проникновения ρ_зп, исследуемых ρ_п и вмещающих ρ_вм пород, может быть больше, меньше или равно удельному электрическому сопротивлению пласта. На рисунке 4 показано сечение вертикальной плоскостью интервала скважины, вскрывшей пласт коллектор, показаны факторы, влияющие на измерения в скважине.

 

Рисунок 4.Факторы, влияющие на измерения в скважине.

2.2.3 Классификация зондов. В зависимости от измеряемых характеристик электрического поля зонды метода кажущегося сопротивления подразделяются на потенциал - и градиент – зонды. Для обычных трехэлектродных зондов КС результат измерения связан с электрическими характеристиками (потенциалом и градиентом потенциала) в зависимости от соотношения расстояний АМ и MN (AB). На практике для более детального изучения геологического строения горных пород применяются несколько типов каротажных зондов. На рисунке 5 показаны основные типы применяемых в геофизике зондов.

Потенциал – зондом называется зонд, измеряемое кажущееся сопротивление которым определяется, в основном, потенциалом U_M электрода М. Полностью это условие может быть выполнено в том случае, если потенциал U_N удаленного электрода N стремится к нулю, т.е. если электрод N удален в бесконечность (в практике геофизических исследований он расположен около устья скважины). Такой зонд носит название предельного (идеального) потенциал-зонда. Разность потенциалов, измеряемая между электродами M и N предельного потенциал-зонда:

(2.6)

 

Отсюда кажущееся сопротивление, измеренное предельным потенциал-зондом:

, (2.7) где L_П =АМ – размер потенциал-зонда,

К_П =4π L_П – коэффициент предельного потенциал-зонда.

Приведенная формула подтверждает пропорциональность измеряемого кажущегося сопротивления ρ_К потенциалу U_M электрода М.

 

Рисунок 5.Типы зондов метода кажущегося сопротивления.

 

Предельный потенциал-зонд должен быть двухэлектродным (А и М), но результаты измерения таким зондом искажены взаимной индукцией между жилами кабеля, на которых опущены электроды А и М. В связи с этим в измерительную схему вводится еще одна жила кабеля с электродом N. Трех электродный потенциал-зонд должен удовлетворять условию АМ << MN.

Практическим целям удовлетворяют потенциал - зонды, при измерении которыми потенциал U_N точки N не превышает 5% потенциала U_M точки М, т.е. зонды с MN > 20 AM = 20 L_П.

Кажущееся сопротивление, измеряемое потенциал-зондом, относится к условной точке записи 0 – середине расстояния между электродами А и М.

При таком положении точки записи кривые ρ_К симметричны относительно середины пластов. Радиус исследования потенциал - зонда соответствует его удвоенному размеру, т.е. 2АМ.

Градиент - зондом называется зонд, измеряемое кажущееся сопротивление которым пропорционально градиенту потенциала grad U в точке, расположенной между измерительными электродами М и N, находящимися на некотором удалении от питающего электрода А.

В предельном (идеальном) градиент – зонде расстояние MN (т.е. ∆r) между измерительными электродами M и N стремится к нулю, поэтому:

 

(2.8)

Согласно выражению для напряженности электрического поля в однородном безграничном пространстве можно записать:

, (2.9)

где A0 – расстояние от электрода А до точки 0, расположенной посредине

между электродами М и N.

Из последней формулы следует, что кажущееся сопротивление, измеряемое предельным градиент - зондом:

, (2.10)

что подтверждает пропорциональность измеряемого кажущегося сопротивления градиенту потенциала. Из последнего выражения следует, что коэффициент предельного градиент - зонда Kr=4πA0².

В скважинах кажущееся сопротивление измеряется не идеальными градиент - зондами, так как нельзя установить электроды М и N (А и В) бесконечно близко друг к другу, и, кроме того, при значительном сближении электродов измеряемая разность потенциалов ∆U настолько уменьшается, что ее точное измерение становится невозможным.

Практически предельным считается градиент-зонд, у которого отношение ∆U/MN отличается более чем на 5% от значения напряженности Е электрического поля в точке 0. В однородной среде это условие соблюдается при расстоянии между сближенными электродами зонда l ≥ 0,436 Lr, где размер градиент – зонда:

(2.11)

Согласно принципу взаимности, значения кажущегося сопротивления не изменяются, если, сохранив расстояния между питающими и измерительными электродами, взаимно заменить их назначение, т.е. пропустить ток через электроды М и N и измерить разность потенциалов между электродами А и В. Зонды, состоящие из одного питающего и двух измерительных электродов, называются однополюсными или зондами прямого питания.

Зонды, состоящие из одного питающего и двух измерительных электродов, называются однополюсными или зондами прямого питания. Зонды, состоящие из двух питающих и одного измерительного электрода, называется двухполюсными или зондами взаимного питания.

Рисунок 8. Диаграммы комплекса ГИС в терригенном разрезе.

Составление отчета

Отчет о проделанной работе должен содержать:

1.Задание

2.Цель работы.

3.Описание промыслово-геофизической аппаратуры

4.Описание технологии проведения геофизических исследований в сква-

жине

5.Результаты расчетов коэффициентов зондов и их размеры привести в

виде таблицы.

2.5 Контрольные вопросы

1 Физические основы метода КС.

2 Что такое кажущееся удельное электрическое сопротивление?

3. Для чего используются зонды разной длины?

4.Дайте определение градиент - зонду и потенциал - зонду.

5.Какие зонды называются последовательными и обращенными?

6.Как определяется длина потенциал - зонда и градиент - зонда?

7.Назовите размеры МПЗ и МГЗ.

8.Задачи, решаемые по диаграммам микрозондирования.

9. Сущность БЭЗ? Зонды метода.

10 Что изучает кавернограмма?

11.Физические основы кавернометрии.

12.По каким признакам на диаграммах кавернометрии выделяются проницае-

мые и непроницаемые пласты?

13.Для чего нужно знать фактический диаметр скважины?

14. По таблице 1(лаб.3) определить глубинность, вертикальное разрешение

микрозондирования.

Лабораторная работа № 3

Задание

3.1.1.По диаграммам бокового каротажа провести расчленение разреза скважины.

3.1.2.Выделить в разрезе пласты-коллекторы по диаграммам БК и МБК.

3.1.3.Определить границы пластов-коллекторов и характер насыщения

3.1.4.По диаграммам индукционного метода провести расчленение разреза скважины

 

3.2 Методические рекомендации.

3.2.1.Фокусированные зонды. Основным недостатком при регистрации комплекса БЭЗ является то, что при проведении исследований в пластах с очень высоким удельным сопротивлением или наоборот с очень низким сопротивлением, либо в разрезах с частым чередованием пластов с высокими и низкими сопротивлениям для обработки получаемых результатов требовалось вводить очень большое количество поправочных коэффициентов. Подобная ситуация связана прежде всего с тем, что при регистрации зондами БКЗ линии тока от питающих электродов распространяются во все стороны и направление их движения невозможно контролировать. Соответственно, основной поток линий устремляется в зоны наименьшего сопротивления, а при применении буровых растворов с высокой степенью минерализации происходит шунтирование линий тока только по буровому раствору. Т.е. зонды БКЗ являются нефокусированными.

Для устранения подобной ситуации для измерения удельного сопротивления горных пород применяются фокусированные зонды.

3.2.2.Боковой каротаж (БК) - электрические исследования фокусированными зондами с фокусировкой тока в радиальном направлении с помощью экранных электродов. Измеряемая величина - кажущееся удельное электрическое сопротивление. Единица измерения - Ом*м. Для проведения БК применяют одно - и многозондовые приборы, а также комплексные приборы, содержащие зонды БК и других методов ЭК и ЭМК. Регистрация кривой сопротивления фокусированными зондами называется боковым каротажем (БК).

При регистрации БК применяют трех -, семи - и девятиэлектродные зонды. Наибольшее распространение получил трехэлектродный зонд (рисунок.1) Боковой трехэлектродный зонд состоит из центрального электрода А₀ и двух экранных А_1-0 и А _1-1, разделенных изолирующими промежутками. При производстве ГИС на все три электрода подается одинаковое напряжение и измеряется величина падения напряжения между центральным электродом А₀ и удаленным электродом расположенным на корпусе прибора. Поскольку на все электроды зонда БК подается одинаковый ток, происходит фокусировка силовых линий тока центрального электрода по оси перпендикулярной оси скважины и ток направляется в пласт.

Микробоковой каротаж (МБК).МБК относится к основным исследованиям, проводится во всех поисковых и разведочных скважинах, в открытом стволе, в интервалах детальных исследований, совместно с комплексом БКЗ.

Такая установка по принципу действия аналогична зонду трехэлектродного бокового каротажа. Электроды Аэ и Ао питаются одинаковым переменным током так, что в любой момент времени их потенциалы равны. Благодаря этому ток электрода Ао распространяется перпендикулярно оси башмака и стенки скважины в виде цилиндрического пучка, расходящегося в породе на расстояние 8 – 10 см.

 

Рисунок 1. Схема распределений линий тока в боковом каротаже

Микробоковой каротаж (МБК).МБК относится к основным исследованиям, проводится во всех поисковых и разведочных скважинах, в открытом стволе, в интервалах детальных исследований, совместно с комплексом БКЗ.

Такая установка по принципу действия аналогична зонду трехэлектродного бокового каротажа. Электроды Аэ и Ао питаются одинаковым переменным током так, что в любой момент времени их потенциалы равны. Благодаря этому ток электрода Ао распространяется перпендикулярно оси башмака и стенки скважины в виде цилиндрического пучка, расходящегося в породе на расстояние 8 – 10 см.

В боковом микрокаротаже (МБК) измеряется сопротивление прискважинной части пласта (промытой зоны) двухэлектродной установкой, состоящей из центрального токового электрода Ао и окружающего его экранного электрода Аэ, укрепленных на внешней поверхности измерительного башмака, прижимаемого к стенке скважины (рисунок.2)

Диаграммы метода бокового микрокаротажа применяют для выделения коллекторов в разрезе скважины, оценки их пористости.

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2.Схема зонда микробокового каротажа

 

МБК и МКВ самостоятельно решают следующие геофизические задачи:

Определение УЭС ближней зоны пласта (промытой зоны) при толщине глинистой корки менее 10-15 мм с пропорциональным снижением УЭС по мере роста толщины глинистой корки;данные о диаметре ствола скважины с разрешением по вертикали 20-30 см.

МБК и МКВ необходимы при решении следующих геологических задач:

-ориентировочные сведения о Кп по УЭС промытой зоны неглинистых терригенных коллекторов;

-ориентировочные данные о коэффициенте остаточного нефтенасыщения по УЭС промытой зоны (с подтверждением по лабораторным анализам керна);

получение прямых качественных признаков на выделение коллекторов по МКВ (наличие или отсутствие глинистой корки);

-получение прямых качественных признаков на выделение коллекторов по МБК с разрешением по вертикали 20-30 см (совместно с БК);

- определение эффективной мощности коллектора по разнице значений УЭС нормированных диаграмм БК и МБК с разрешением по вертикали от 0,4-0,6 м и выше;

-выделение плотных непроницаемых прослоев, в том числе в среде коллекторов;

-выделение размываемых глин-покрышек, дающих значительные каверны;

- выделение зон частого чередования участков разреза тонкослоистого строения с ухудшенными коллекторными свойствами, зонами глинизации или представленные неколлекторами.

Сущность МБК заключается в измерении удельного сопротивления прискважинной части пласта (промытой зоны) при помощи трехэлектродной установки, состоящей из центрального электрода А₀, окружающего его измерительного электрода N и экранного электрода А_Э (рисунок 2).

 

Составление отчета

Отчет о проделанной работе должен содержать:

1.Задание

2.Цель работы.

3.Описание диаграмм, масштабы глубин, записи.

4.Описание методик интерпретации диаграмм ГИС.

5.Результаты обработки свести в таблицу.

3.5. Контрольные вопросы

1 Что такое кажущееся удельное электрическое сопротивление?

2. Физические основы бокового каротажа.

3. Физические основы микробокового каротажа.

4.Характеристика плотных пород по диаграммам электрокаротажа.

5. Характеристика пористых пород по диаграммам электрокаротажа.

6. Характеристика глинистых пород по диаграммам электрокаротажа.

7. Какие модули включает базовая сборка комплекса МЕГА-Э?

8.По таблице 1 какую глубинность и вертикальное разрешение имеет БК?

 

Рисунок 3. Комплекс МЕГА - Э

 

Таблица 1. Методы, глубинность и вертикальное разрешение

Лабораторная работа № 4

ПОЛЯРИЗАЦИИ.

Цель работы: изучить физические основы методов ИК и ПС, методики проведения исследований, обработки и интерпретации результатов.

 

Задание

4.1.1. Изучите физические основы индукционного каротажа.

4.1.2. Изучите физические основы метода ПС.

4.1.3. По диаграммам метода ПС провести литологическое расчленение разреза

скважины

4.1.4.Определите границы пластов по диаграммам ПС.ИК.

4.1.5.Рассчитать статический потенциал по наблюденному потенциалу ПС.

4.1.6. Провести линию глин по интервалу скважины.

4.1.7.Определить глинистость пластов коллекторов.

4.2 Методические рекомендации.

4.2.1 Индукционный каротаж (ИК). При проведении индукционного каротажа (ИК) изучается удельная электрическая проводимость горных пород посредством индуцированных (наведенных) токов. Для этого в скважину опускается прибор (зонд) имеющий в своем составе генераторную (Г) и измерительную (И) катушки. Расстояние между генераторной и измерительной катушками называется длиной зонда

При проведении измерений в генераторной катушке с помощью переменного тока устанавливается переменное магнитное поле. Согласно закону Фарадея, в это время в горной породе возникают электромагнитные' вихревые токи, которые фиксируются измерительной катушкой зонда. Величина вихревых токов, возникающих в горной породе, зависит от величины её удельной электропроводности.

Применение метода ограничивается: при высоком содержании в промывочной жидкости компонент с сильными магнитными свойствами; если значения удельного электрического сопротивления пород превышают 500 Ом*м, для малоглубинных зондов ИК и зондов со слабым исключением влияния скважины - на высокоминерализированных промывочных жидкостях.

Длина зонда ИК - расстояние между основными генераторной и измерительной катушками. Точку на оси зонда, для которой проходящая через нее и перпендикулярная оси зонда плоскость делит все пространство на два полупространства с равными геометрическими факторами, принимают за точку записи.

Прибор (модуль) ИК комплексируют с модулями других методов ГИС без ограничений. Индукционный каротаж (ИК) основан на измерении кажущейся удельной электрической проводимости пород в переменном электромагнитном поле в частотном диапазоне от десятков до сотен килогерц.

Индукционные методы применяются для исследования вторичного электромагнитного п