Дисциплина «Геофизические исследования скважин». Интерпретация диаграмм КС 1

СКВАЖИНА - ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЙ ГИС 2 не обсаженный ствол скважины обсаженный ствол скважины Диаметр скважины Диаметр каверны Диаметр зоны проникновения Диаметр промытой зоны h Мощность пласта Диаметр обсадной колонны -известняк плотный - глина -песчаник проницаемый -зона проникновения фильтрата промывочной жидкости -промытая зона - цемент - колонна dcdc dкdк Dзп Dпп h гк d ок толщина глинистой корки

Интерпретация диаграмм КС Интерпретация диаграмм КС заключается в определении положения контактов пластов различного электрического сопротивления и в определении их истинного сопротивления. Правила интерпретации зависят от типа зонда КС и соотношения между мощностью пласта и длиной зонда Интерпретация данных КС начинается с визуального выделения на диаграммах КС аномалий ρ k, по которым определяют глубину залегания слоев с разными удельными электрическими сопротивлениями. Форма и характерные особенности кривых КС определяются не только сопротивлением и мощностью слоев, но и диаметром скважины, минерализацией бурового раствора, радиусом его проникновения в породу, а также типом и размерами зонда, с помощью которого получена диаграмма.

Типы зондов КС Градиент-зонд - сближены парные электроды Последовательны зонд - парные электроды располагаются ниже непарного Обращенный зонд - парные электроды располагаются выше непарного Однополюсные (зонды прямого питания) - с одним питающим электродом Двуполюсные (зонды взаимного питания) - с двумя питающими электродами Потенциал-зонд - сближены непарные электроды

Радиус исследования Радиус исследования пород вокруг скважины: для градиент-зонда примерно равен размеру зонда; для потенциал-зонда примерно в 2 раза больше длины зонда. Потенциал- и градиент-зонды обладают различной глубинностью исследования: у потенциал-зонда она в 2-5 раза больше, чем у градиент-зонда такой же длины

Теоретические основы интерпретации кривых КС В теории метода КС рассчитаны формулы и построены графики кажущихся сопротивлений против слоев разной мощности и сопротивления для любых зондов. Кривые КС, полученные потенциал-зондом, отличаются симметричной формой. Максимумами выделяются центры слоя с повышенными сопротивлениями, а минимумами - с пониженными. Подошвенный градиент-зонд четким максимумом на кривой КС отбивает подошву пласта повышенного и кровлю пласта пониженного сопротивления Кровельный градиент-зонд максимумом КС выявляет кровлю пласта повышенного и подошву пласта пониженного сопротивления. С помощью градиент-зонда легко выявить кровлю или подошву пласта, но трудно определить его мощность и местоположение середины. По графикам КС двух зондов - кровельного и подошвенного - определяются достаточно точно как положение, так и мощность пласта. Пласты малой по сравнению с длиной зонда мощностью как высокого, так и низкого сопротивления отмечаются трудно расшифровываемыми аномалиями. По значениям КС стандартного зонда, а также в результате интерпретации кривых БКЗ можно получить истинные значения сопротивлений окружающих пород и оценить коллекторские свойства пород.

Определение мощного пласта высокого сопротивления (ВС) Пласт считается мощным, если при формировании кривой КС на одной его границе можно пренебречь влиянием другой границы. На практике пласт считается мощным, если h>5L.

Форма кривых КС над мощным пластом ВС (потенциал-зонд)

В позиции 3 р к > р 1. При наличии бурового раствора в скважине нет площадок равного сопротивления, но заметны точки резкого возрастания кривой КС, отложив от которых АM/2 в стороны от максимума КС, можно найти положение контактов пласта. Также используется правило "удвоенного сопротивления вмещающих пород". Если положить, что пласт имеет сопротивление p 2, то на площадках равного сопротивления, против середины которых располагаются контакты пласта, Это означает, что КС на границах пласта не может быть больше удвоенного сопротивления вмещающих пород, поэтому положение границы пласта определяют по точкам пересечения диаграммы КС с горизонтальными линиями, соответствующими сопротивлению вмещающих пород, значение которого находят, средняя кривую КС выше и ниже аномалии от пласта. Величину истинного сопротивления пласта ВС большой мощности на диаграмме потенциал-зонда можно считать приблизительно равной р max k. Поскольку КС на площадках мало превышает сопротивление вмещающих пород, то при сравнении ширины отчетливой части аномалий и мощности пласта можно заметить, что для пластов ВС большой мощности ширина аномалии меньше мощности пласта на размер зонда.

Тонкие пласты ВС (обращенный градиент-зонд)

В методе КС пласты считаются тонкими, если их мощность меньше длины зонда (h<L). Когда зонд располагается ниже пласта (1 и 2), формирование кривой КС происходит так же, как и для мощного пласта. Когда точка записи входит в пласт (3), вместо площадки равных сопротивлений получается наклонная площадка с возрастанием к кровле пласта из-за того, что перекрывающая пласт низкоомная среда втягивает в себя ток и, тем самым, увеличивает плотность тока в области приемных электродов. Когда точка записи выходит из пласта в перекрывающую среду (4), между питающим и приемными электродами оказывается высокоомный пласт, который экранирует приемные электроды от источника тока, плотность тока падает, и на кривой КС формируется зона экранного минимума По мере удаления электрода А от подошвы пласта, все большая часть тока будет втягиваться верхней средой Когда электрод А пересекает кровлю пласта, на кривой КС формируется экранный максимум, расстояние которого от кровли пласта равно длине зонда Величину сопротивления пласта можно оценить по приближенной формуле.

Пласты средней мощности высокого (ВС) и низкого (НС) сопротивления

Пласты средней мощности В методе КС пласты считаются имеющими среднюю мощность при соотношении L<h<5L. Теоретические кривые КС над пластами средней мощности отличаются тем, что вместо площадок равных сопротивлений, характерных для мощных пластов, на них получаются наклонные площадки из- за того, что при положении зонда у одной границы пласта на формирование кривой влияет и другая граница. Интерпретируются эти кривые по тем же правилам, что и для мощных пластов.

Второй этап интерпретации Второй этап интерпретации - корреляция похожих аномалий по кривым КС соседних скважин. Сначала выделяют четкие, характерные для изучаемого района, приуроченные к стратиграфическому горизонту большой мощности и выдержанного простирания аномалии - реперы. Затем выделяют промежуточные горизонты и строят геолого-геофизические разрезы. Метод КС применяется для: геологической документации скважин, выделения пластов разного литологического состава, определения их глубины залегания и мощности, оценки пористости и других коллекторских свойств пород, выявления полезных ископаемых, в том числе нефтегазоносных и водоносных пластов.

Сущность метода БЭЗ(БКЗ) БЭЗ(БКЗ) - это основной метод определения УЭС горных пород в условиях буровых скважин. Сущность метода заключается в измерении кажущегося сопротивления горных пород зондами разной длины и типа.

Аналогия методов БЭЗ(БКЗ) и ВЭЗ Метод БЭЗ аналогичен методу ВЭЗ в электроразведке. В ВЭЗ изучают изменение р к с увеличением разносов питающей установки В БЭЗ также изучают изменение р к с увеличением длины зонда. При малых зондах L< d определяется, в основном, сопротивление бурового раствора р 0. С увеличением длины зонда определяют сопротивление зоны проникновения бурового раствора р ', а затем сопротивление пласта р. Результат БКЗ представляет собой кривую зависимости р к = f(L) Такие же кривые р к = f(AB/2) строят и в ВЭЗ.

Особенности БЭЗ(БКЗ) Границы слоев с разным сопротивлением цилиндрические, коаксиальные (соосные) Количество слоев не может быть более 3: скважина, зона проникновения бурового раствора, пласт. Сопротивление всей зоны проникновения всегда больше чем сопротивление самого раствора: р'> р 0.

Методика БЭЗ(БКЗ) Используют набор из 4-6 зондов одного типа, причем каждый последующий зонд примерно вдвое длиннее предыдущего. В комплект зондов БКЗ включают еще 1 зонд, "перевернутый" по отношению к остальным, 1 потенциал-зонд и резистивиметр. Записывают также диаграмму ПС и кавернограмму. Для повышения производительности применяют комплексные приборы электрического каротажа, состоящие из многоэлектродного зонда с резистивиметром и электронного блока. Такой прибор позволяет за 1 спуско-подъемную операцию записать 3 диаграммы КС с разными зондами и ПС. Передача 3 сигналов КС по одной линии связи достигается за счет применения частотной модуляции на разных несущих частотах (7,8; 14,0; 25,7 к Гц); сигнал ПС передается постоянным током. При построении кривых БКЗ используют средние значения р к, которые считывают с диаграмм КС.

Интерпретация данных БКЗ(БЭЗ) При интерпретации данных БКЗ исключается влияние скважины, зоны проникновения, вмещающей среды и определяется истинное сопротивление пласта. Обрабатывают материалы БКЗ путем сопоставления их с палетками БКЗ для определения истинного удельного сопротивления пластов при отсутствии проникновения фильтрата промывочной жидкости - двухслойные палетки и при его наличии - трехслойные палетки. Для интерпретации данных БКЗ необходимо знать сопротивление промывочной жидкости и диаметр скважины.

Задачи, решаемые БКЗ(БЭЗ) БКЗ применяют для исследования всех типов разрезов с целью определения: радиального градиента электрического сопротивления пород и выделения на этой основе пород-коллекторов, в которые происходит проникновение промывочной жидкости; УЭС неизмененной части пластов и зон проникновения; Оценки глубины проникновения.

Резистивиметрия Определение сопротивления бурового раствора или воды в скважине. Резистивиметр - зонд малых размеров, расстояния между электродами которого настолько малы, что ток замыкается внутри бурового раствора, и стенки скважины не влияют на результаты измерений. Регистрация проводится так же, как и в методе КС. В отличие от зондов КС, коэффициент резистивиметра не рассчитывают, а определяют экспериментально, проводя измерения в растворах с известным сопротивлением. Результаты резистивиметрии используют при количественной интерпретации данных других методов каротажа - электрического и радиоактивного (НТК, ННК). По ним можно фиксировать момент вскрытия скважиной водоносных пластов, определять положение мест притока и поглощения жидкости в скважинах, изучать скорости фильтрации подземных вод и т. д.

Микрозондирование (МКЗ) Метод предназначен для выделения коллекторов в разрезах скважин, изучения их строения и определения сопротивления зоны проникновения бурового раствора р'.

Сущность МКЗ Измерение кажущегося сопротивления двумя зондами с очень малыми расстояниями между электродами, которые установлены на "башмаке" из нефтестойкой резины, прижимаемом к стенке скважины. Расстояние между центрами электродов - 2,5 см. Из трех электродов на "башмаке" собирают 2 микрозонда: микроградиент-зонд AMN и микропотенциал-зонд AM, диаграммы которых регистрируют одновременно. Существуют микрозонды на трехжильном и одножильном кабеле. Коэффициенты зондов определяют экспериментально при измерениях в жидкости с известным сопротивлением

Конструкция микрозонда и схема записи

МКЗ применим при решении следующих геологических задач: Положительными приращениями на диаграммах МКЗ выделяются коллекторы со средней и высокой пористостью, при условии, что измеряемые сопротивления, не более чем в 5 раз превышают значения УЭС промывочной жидкости. Определение эффективной мощности коллекторов с достоверным выделением отдельных проницаемых прослоев толщиной от 0,4 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; При незначительном проникновении или его отсутствии возможно разделение газонасыщенных и водонасыщенных участков пласта; Для привязке керна к глубине; Как вспомогательный материал при детальных литостратиграфических расчленениях и других геологических построениях, при детальном изучении строения и свойств объекта.