Потенциалы собственной поляризации

На контакте глина-раствор, песчаник-раствор и глина-песчаник возникают двойные эл слои, обусловленные диффузией солей, растворенных в пластовых водах. Системы двойных слоев вблизи кровли и подошвы пласта создают замкнутые эл контуры, по которым течет эл ток i_сп. Элементы контура: R_п, R_гл, R_с. Т.о. суммарная ЭДС = E_{р гл}+Е_{р п}+Е_{п гл}=i_сп*(R_п+R_гл+R_с), E_{р гл}+Е_{р п}+Е_{п гл}=Е_сп

Алгебраическая сумма ЭДС в левой части называется статической амплитудой потенциала СП.

Статическая амплитуда м.б. зарегистрирована в скв. при движении электрода М как скачок Δφ против подошвы и кровли пласта при отсутствии тока в цепи.

Есп=Ксп*lg(ρ_ф/ρ_в)

Ксп-литологический коэф, зависит от адсорбционных свойств

0<Ксп<70 мВ, Ксп=0 – в глинах, Ксп=70 – в чистых песчаниках

Регистрируем ΔU_сп=i_спR_c. Наблюденная амплитуда – часть статической. ΔU_сп определяется падением напряжения, создаваемом при прохождении тока i_сп на участке, представленном скв.

ΔU_сп=i_спR_c =Есп – i_сп (Rп +Rгл)

Е_сп^{t пл}=К_сп²⁰lg(ρ_ф/ρ_в) К_сп^t=(t+273)/293

Статическая амплитуда Е_сп убывает по абсолютной величине в след случаях:

1. При увеличении глинистости песчаника, контактирующего с глиной.

2. При уменьшении адсорб способности глин.

3. При уменьшении различия в концентрации солей С_р и С_в.

В скв находятся электрод М, а N- на поверхности. Измеряется Δφ. ΔU_сп=U_M-U_N=U_M-const. На диаграммах СП нет нулевой линии. Точкой записи является М. На диаграммах масштаб задается в виде отрезка длиной 2 см, на котором указана полярность и значение. В качестве нулевой линии используют линию глин (условный ноль) или линию чистых песчаников.

Е_сп может изменять знак при отсчете от линии глин в случае меняющейся минерализации пластовых вод. («-» в формуле – отсчет от линии глин)

Если ρ_ф>ρ_в, то Е_сп<0, ρ_ф<ρ_в, то Есп>0, ρ_ф=ρ_в, то Е_сп=0

ΔU_сп=i_спR_c=E_сп-Е_сп(R_п+R_гл). ΔU_сп≤E_cп R=ρl/S

Если h_пл à∞ h_гл à∞, то S – большая, и R_п и R_гл à0. Отсюда ΔU_сп=Е_сп

Если h_пл песчаника небольшая, и его сопротивление достаточно высокое, то ΔU_сп≤E_cп

Для расчета Е_сп по ΔU_сп вводится поправка ν_сп. Е_сп=ΔU_сп/ ν_сп. ν_сп=f(ρ_п/ρ_р, ρ_зп/ρ_р, ρ_вм/ρ_р, h/d_c, Д_зп/d_c).

Особенности кривой ΔU_сп.

1. Ветви кривой представляют плавный переход от мах к мин значениям против кровли и подошвы пласта песчаника.

2. Против границ пласта наблюдается мах плотность тока U_сп в скв., создающая мах градиент потенциала U_сп

3. Наблюдаемая амплитуда ΔU_спв пластах малой толщины высокого сопротивления всегда меньше статической амплитуды Е_сп.

При количественной интерпретации ГИС чаще всего пользуются параметром α_сп относительная амплитуда потен СП. α_сп=Е_сппл/Е_спмах=К_{сп пл}*lg(ρ_ф/ρ_в)/К_{сп оп}*lg(ρ_ф/ρ_в)

В мощных пластах низкого и среднего сопротивления показания снимаются по середине аномалий. ΔU_сп à E_cп= ΔU_сп/ ν_сп à α_сп= Е_{сп пл}/Е_{сп мах}