Электрический и электромагнитный каротаж.

Электрический (ЭК) и электромагнитный (ЭМК) каротаж основаны на измерении элек-трического поля, самопроизвольно возникающего в скважине или создаваемого в скважине искусственно.

Электрический каротаж составляет основу комплекса ГИС; основное ограничение его - не-возможность проведения исследования скважин, закрепленных обсадной колонной.

Каротаж потенциалов самопроизвольной поляризации и вызванных потенциалов. Самопроизвольное образование электрического поля в скважине и вблизи нее, называют самопроизвольной поляризацией (ПС) Потенциалы самопроизвольной поляризации U_пс возникают благодаря явлению диффузии, в меньшей степени-фильтрации, а также в связи с окислительно- восстановительными процессами. Промывочная жидкость и пластовая вода имеют различную минерализацию, причем минерализация пластовой воды выше. В связи с этим на границе " скважина - горная порода " возникает д и ф ф у з и о н н о - а д с о р б ц и о н н ы й п о т е н ц и а л самопроизвольной поляризации (ПС).

Измеряют потенциал U_пс при помощи двухэлектродной схемы: электрод N находится на поверхности, электрод M передвигается вдоль скважины, а прибор U регистрирует их разность потенциалов в милливольтах. Т о ч к о й з а п и с и кривой является электрод М. Относительно условно проведенной интерпретатором на кривой ПС л и н и и г л и н отсчитывают амплитуды ПС.

Наибольшие амплитуды наблюдаются против мощных (H> > 4d) и чистых неглинистых пластов. С уменьшением мощности пласта и повышением глинистости амплитуда Uпс падает.

Для проведения каротажа ПС благоприятны песчано-глинистые разрезы с небольшим УЭС пород и пресными промывочными жидкостями. В таких породах кривая ПС - надежное средство выделения песчаных пластов - коллекторов и корреляции разрезов скважин.

Плохо дифференцированные кривые ПС получаются при высоких УЭС пород (карбонатный разрез), но особенно при наличии в разрезе пластов каменной соли. Соль, растворяясь в промывочной жидкости, повышает ее минерализацию до значений, характерных для пластовых вод. В районах, где скважины бурят на высокоминерализованных промывочных жидкостях, каротаж ПС не проводят.

В угольных и рудных скважинах ПС возникает в связи с окислительно-восстановительными процессами. На контакте пород и руд, обладающих естественной электронной проводимостью, с вмещающими породами и буровым раствором возникает электродный потенциал как на контакте металла с электролитом. На этом основан метод электродных потенциалов (ЭП), предназначенный для изучения пересеченных скважиной сульфидных рудных тел и пластов антрацита. Зонд метода ЭП состоит из центрального щеточного электрода М, скользящего по стенке скважины, и электрода сравнения N, расположенного выше и ниже электрода М и не касающегося стенки скважины. Наблюдаемая обычно разность потенциалов между электродами М и N невелика. При соприкосновении с рудным телом электрод М воспринимает его потенциал и разность потенциалов возрастает в десятки раз.

Для выделения в разрезе скважин вкрапленных руд с электронной проводимостью, например сульфидных, используют каротаж вызванных потенциалов (ВП).

При каротаже ВП используют 4-х электродную установку АМNB. Если через токовые электроды АВ пропустить постоянный ток, а затем его выключить, то электрическое поле исчезнет не сразу, а между измерительными электродами будет наблюдаться быстро уменьшающаяся во времени разность потенциалов, которую называют в ы з в а н н ы м п о т е н ц и а л о м.. Образование вызванных потенциалов объясняется тем, что под действием электрического поля на контакте руды и вмещающей породы образуется разность потенциалов, так как проводимость руды электронная, а породы - ионная. Против вкрапленных руд получаются большие аномалии ВП, что связано с большой суммарной поверхностью частичек руды.

Одноэлектродный (токовый) каротаж (ТК) - простейшая разновидность электрического каротажа, применяемая в скважинах угольных и рудных месторождений. Электрод В установлен на поверхности и имеет постоянное сопротивление заземления. Электрод А передвигается по скважине и, следовательно, сила тока в цепи питания пропорциональна сопротивлению заземления электрода А. При его передвижении вдоль пластов антрацита и рудных тел сили тока, регистрируемая при помощи мостовой схемы, резко возрастает.

Такая же измерительная схема используется при исследовании рудных скважин м е т о д о м с к о л ь з я щ и х к о н т а к т о в (СК). Скважинный зонд выполнен в виде деревянной или эбонитовой болванки, снабженной тремя рессорами - фонарями. На каждой из рессор установлен изолированный от корпуса зонда токовый электрод. Применяют также щеточный электрод из стальных проволок, зажатых так, чтобы они расходились по радиусу от оси прибора. При каротаже СК токовый электрод скользит вдоль стенки скважины, а измерительная схема регистрирует сопротивление его заземления; последнее резко падает при соприкосновении электрода с сульфидами и антрацитами.

Зонды, применяемые при ТК и СК часто изготавливаются в геофизических партиях, кривые измерений в скважинах не масштабированы и могут применяться только для качественных определений - обнаружения и оценки размеров рудных тел и рудных подсечений.

К а р о т а ж с о п р о т и в л е н и я - это электрический каротаж, основанный на изучении

у д е л ь н о г о э л е к т р и ч е с к о г о с о п р о т и в л е н и я (УЭС) горных пород.

УЭС горных пород изменяется от долей до n 100 000 ом м в зависимости от электрических свойств твердого минерального скелета и строения порового пространства ( пустоты между минеральными зернами, трещины, каверны). Отношение объема пустот к общему объему горной породы называют коэффициентом пористости k _п.

Пористое пространство заполнено пластовой водой, сопротивление которой r _пв в основном определяет УЭС породы.Водонасыщенные породы с удельным сопротивлением r _ВП

характеризуются относительным сопротивлением Р = r _ВП/ r _пв, Оно связано с пористостью зависимостью, известной под названием формулы Арчи:

Р = 1/ k _n^m,

где m - показатель степени пористости, изменяющийся в зависимости от типа пород.

По относительному удельному сопротивлению породы, определенному по данным каротажа сопротивления, можно оценить ее пористость, пользуясь формулой Арчи или соответствующей номограммой. Поэтому Р называют также п а р а м е т р о м п о р и с т о с т и.

Каротаж сопротивления проводят при помощи к а р о т а ж н о г о з о н д а, состоящего из 4-х электродов А, М, N, В. Через токовые электроды АВ в скважину и окружающие породы вводится ток I, создающий электрическое поле. Между измерительными электродами М и N измеряется разность потенциалов DU. Разность потенциалов DU пропорциональна УЭС cреды, в которой расположен зонд. Поскольку эта cреда неоднородна, показания зонда не равны истинному УЭС изучаемого пласта, а в некоторой степени усреднены и называются кажущимся у д е л ь н ы м с о п р о т и в л е н и е м ( измеряется в ом м )

r_к = К DU/ I,

где К- коэффициент зонда, зависящий от размеров и взаимного расположения электродов.

Кривая изменения кажущегося сопротивления при передвижении зонда по скважине имеет характерную форму, связанную с мощностью и УЭС пласта ( см рис.WW1). Кривые, полученные

г р а д и е н т - з о н д о м не симметричны относительно пластов, но отмечают их границы минимумами и максимумами. Кривые, полученные п о т е н ц и а л - з о н д о м, сглаженные, но не симметричные относительно середины пласта.

Стандатный каротаж включает измерения r к одним-двумя стандартными зондами, каротаж ПС и гамма-каротаж в масштабе 1: 500 по всему стволу скважины. В качестве стандартных зондов выбирают оптимальтные для каждого района- обычно короткий потенциал-зонд - для выделения пласта - и длинный градиент-зонд для оценки их удельного сопротивления. Диаграммы стандартного каротажа применяют для корреляции разрезов и выделения в них коллекторов.

⇐ Предыдущая9101112131415161718Следующая ⇒

Поделиться: