Электрический каротаж обычными зондами

Для измерения удельного сопротивления пород широко ис­пользуются трехэлектродные установки, с помощью которых исследуются практически все скважины независимо от их на­значения. В результате этих измерений получают кривые изме­нения кажущегося удельного сопротивления и самопро­извольного потенциала по стволу скважины. Основным элементом измерительной установки является трехэлектродный скважинный зонд, состоящий из двух токовых и одного измери­тельного либо из одного токового и двух измерительных элек­тродов (рис. 4). Четвертый электрод обычно выносится на устье скважины.

Рисунок 4 – Основные типы применяемых в геофизике зондов

Парными (одноименными) электродами зонда при­нято называть электроды, включенные в одноименную электри­ческую цепь (токовые электроды А и В или измерительные электроды М и N).

Непарные электроды зонда — А и М, В и N или А и N, В и М.

Зонд с двумя питающими и одним измерительным электро­дом называют двухполюсным, а зонд с двумя измерительтельный и одним питающим электродом – однополюсным. Двуполюсный и однополюсный зонды одного размера взаимозаменяемы. В практике чаще применяют однополюсные зонды. Зонд, в котором расстояние между парными электродами в 5 – 10 раз больше расстояния между непарными электродами, называют потенциал-зондом. В идеальном потенциал зонде удаленный электрод находится в бесконечности (двух электродный зонд). Зонд, в котором расстояние между сбли­женными парными электродами мало по сравнению с расстоянием между непарными, называют градиент-зондом.  В идеальном градиент-зонде расстояние между парными электродами MN или АВ стремится к нулю.

Тип зонда обозначается буквами, соответствующими электродам А, В, М, N, расположенным сверху вниз, и цифрами указывающими расстояние между ними (см. рис. 4) в метрах, например A7,5MO,75N или М7,5АО,75В.

Зонды с расположением парных электродов ниже удален­ного называют подошвенными (или последовательными), а зонды с расположением парных электродов вверху – кро­вельными (или обращенными).

Длина (размер) градиент-зонда – расстояние от не­парного электрода до середины расстояния между парными (сближенными) электродами. Длина потенциал-зон­да – расстояние между сближенными электродами (AM).

Точка записи, к которой относят результаты измере­ний – точка, находящаяся посередине между сближенными электродами (см. рис. 4).

«Мертвым» концом зонда называют расстояние от точки записи до нижнего конца груза или скважинного при­бора. Равный этому расстоянию интервал, находящийся выше забоя скважины, остается недоступным для исследований дан­ным зондом. Расстояния от точки записи до первой метки на кабеле, от которой идет отсчет глубин, называется ценой метки установки.

Электроды зонда в расчетах принимают точечными, поэтому их длина не должна превышать 1/10 расстояния между сбли­женными электродами. Погрешности определения расстояний между электродами и цены метки зонда могут привести к браку в работе. Каждый зонд или прибор имеет свой номер, а все данные о размерах зонда после их промера актируются, и акт передается в интерпретационную партию.

Кажущееся удельное сопротивление измеряют с помощью стандартного зонда, размеры которого для каждого района под­бирают экспериментальным путем. Обычно для исследования нефтяных и газовых скважин в качестве стандартного исполь­зуют градиент-зонд длиной около 2,5 м или потенциал-зонд дли­ной 0,5 м. Потенциал-зонды трехэлектродных установок имеют размеры от 0,2 до 1 м, а градиент-зонды — от 0,2 до 8 м. Зонды большего размера применяются реже.

Для измерения удельного электрического сопротивления промывочной жидкости, заполняющей ствол скважины, приме­няется микроустановка — скважинный резистивиметр (2). Во избежание влияния на результаты измерений удель­ного сопротивления пород электроды резистивиметра уда­лены от стенки скважины и окружены металлическим экра­ном.

Коэффициент К резистивиметров определяют опытным путем в баке, заполненном раствором с известным удельным электрическим сопротивлением.

Как уже отмечалось, на измеряемые при электрическом ка­ротаже величины, кроме сопротивления пласта, влияют сопро­тивления заполняющей скважину жидкости, вмещающих пород и зоны проникновения фильтрата промывочной жидкости. Часто для оценки истинного удельного сопротивления пород в реаль­ных условиях одного стандартного каротажа оказывается не­достаточно.

Кривые градиент-зонда не симметричны и зависят от сопротивления пласта, соотношения h_ПЛ/L. Как правило, в пластах большой толщины и высокого сопротивления, значения экстремумов кривой превышают истинные значения, а в пластах малой толщины значения экстремумов кривой занижают истинные значения.

Кривые потенциал-зонда симметричны, и их форма также зависит от сопротивления пласта и соотношения h_ПЛ/L. Как правило, значения экстремумов кривой занижают истинные значения в пластах высокого сопротивления и завышают в низкоомных пластах.

Фактические кривые сопротивления, по­лученные в результате замера в скважине, имеют значительно более сложную форму, чем расчетные или измеренные на моделях. Сложность формы фактической кривой со­противления обусловлена неоднородностью пласта и вмещающих пород, изменением диаметра скважины и зоны проникнове­ния фильтрата бурового раствора в пласт, не перпендикулярностью оси скважины к плоскостям напластования.

Несмотря на обилие факторов, влияющих на показания обычных зондов, в ряде случаев, при благоприятных условиях, по кривым КС, полученным обычными зондами, можно определить границы пласта, оценить коллекторские свойства и характер насыщения пласта.

Наиболее эффективно данные задачи решаются с использованием градиент зонда А2.0М0.5N и потенциал зонда N11,0M2,0А, принятыми для Величаевского месторождения в качестве стандартных.

В зависимости от типа градиент-зонда, границы пластов (кровля или подошва) по кривым определяются как зоны максимальных значений.

Кривые потенциал зондов симметричны относительно середины пласта, границы которого определяются как середина интервала максимального роста кривой.