Преимущества и недостатки метода индукционного каротажа викиз. Выделение коллекторов по кривым викиз. Определение характера насыщения

Высокочастотное индукционное каротажное изопараметрическое зондирование (ВИКИЗ) представляет собой измерение параметров магнитного поля трехкатушечными зондами, обладающими геометрическим и электродинамическим подобием. Каждый зонд состоит из одной генераторной и двух приемных катушек. За одну спускоподъемную операцию регистрируются показания пяти разноглубинных зондов индукционного каротажа и потенциала самопроизвольной поляризации (СП) пород.

Длины зондов уменьшаются последовательно, начиная с зонда двухметровой длины; коэффициент уменьшения – корень квадратный из двух. Самый короткий зонд имеет длину 0,5м. В измерительном зонде все излучающие и приемные катушки коротких зондов размещены межлу излучающей и приемной катушками двухметрового зонда. База измерения равна расстоянию между приемниками и составляет пятую часть от длины.

Изучение разрезов скважин индукционным методом основано на различии в электропроводности горных пород – величине, обратной удельному электрическому сопротивлению.

При пропускании через генераторную катушку переменного тока с частотой 20-50 кГц (в зависимости от типа аппаратуры). Генераторная катушка питается током, постоянным по ампли­туде, частотой 20-50 кГц. Переменный ток, протекающий по генераторной катушке, создает переменное магнитное поле (прямое или первичное), индуцирующее вихревые токи в окру­жающей зонд среде, которые тем больше, чем больше проводи­мость. При малых расстояниях и проводимости вихревые токи сдвинуты по фазе относительно тока в генераторной ка­тушке на угол π/2, в противном случае фаза отличается от π/2. Вихревые токи в породах, в свою очередь, создают вто­ричное магнитное поле. Прямое и вторичное поля индуцируют ЭДС в измерительной катушке. ЭДС, индуцированная прямым полем, компенсируется путем введения равной и проти­воположной по фазе ЭДС с помощью дополнительных катушек. Остаю­щаяся в измерительной цепи ЭДС усиливается и подается на фазочувствительный элемент.

Фазочувствительный элемент регулируется так, чтобы сигнал на выходе прибора был прямо пропорционален электропроводно­сти среды. Однако при большой проводимости выходной сигнал увеличивается медленнее, чем электропроводность среды, что связано со взаимодействием вихревых токов и обычно назы­вается скин-эффектом.

Измеряемой величиной в методе ВИКИЗ является разность фаз гармонического магнитного поля Δφ (наведенного в измерительных катушках), распространяющегося в проводящей среде от источника излучения до приемников, удаленных от источника на различные расстояния (база измерения). Разность фаз определяется пространственным распределением удельного электрического сопротивления окружающей среды и характеризует удельное электрическое сопротивление пород и электрические неоднородности прискважинной зоны.

Зонды отличаются радиальной глубинностью исследования. Это позволяет по данным ВИКИЗ обнаруживать радиальный градиент сопротивления и выделять по этому признаку пласты, в которые происходит проникновение промывочной жидкости (коллекторы), определять удельное электрическое сопротивление частей пластов, незатронутых проникновением, зон проникновения и окаймлящих их зон с одновременной оценкой глубины измененной части пласта. По данным об удельном электрическом сопротивлении (УЭС) пластов также определяют характер насыщения пород и положение флюидальных контактов и протяженности переходных зон.

Благоприятные условия для ВИКИЗ - скважины, заполненные пресной промывочной жидкостью и промывочной жидкостью на нефтяной основе. Исследования не проводят в скважинах, заполненных сильно минерализованной промывочной жидкостью, удельное сопротивление которой менее 0,02 Ом·м. Метод может быть применен также в скважинах, обсаженных диэлектрическими трубами. Диапазон измерения удельных сопротивлений пород от 1 до 200 Ом·м.

Обработка данных ВИКИЗ проводится по интерпретационным зависимостям. Интепретациоными параметрами являются: УЭС пластов ограниченной толщины с учетом скин-эффекта, диаметра скважины, УЭС промывочной жидкости и вмещающих пород при отсутствии проникновения, диаметр и УЭС зоны проникновения в пластах неограниченной толщины. Электрические неоднородности прискважинной зоны учитывают итерационным подбором интерпретационных моделей.

В аппаратуре ВИКИЗ используется набор из пяти трехкатушечных зондов. Конструктивно зондовое устройство выполнено на едином стержне и все катушки размещены соосно. Геометрические характеристики зондов представлены в таблице 7.2.

Таблица 7.2 Геометрические характеристики зондов

Схема зонда	Длина, м	База, м	Точка записи,м
И6 0,40 И5 1,60 Г5	2,00	0,40	3,28
И5 0,28 И4 1,13 Г4	1,41	0,28	2,88
И4 0,20 И3 0,80 Г3	1,00	0,20	2,60
И3 0,140 И2 0,57 Г2	0,71	0,14	2,40
И2 0,10 И1 0,40 Г1	0,50	0,10	2,26
ПС			3,72

На рис.7.9 показана схема размещения катушек на зондовом устройстве. Здесь приняты следующие обозначения: Г₁, Г₂, Г₃, Г₄, Г₅ – генераторные катушки; И₁, И₂, И₃, И₄, И₅ – измерительные катушки.

Все генераторные и измерительные катушки зондов меньшей длины размещены между кушками двухметрового зонда.

Рисунок 7.9 – Пятизондовая система

Анализ диаграмм ВИКИЗ, бокового каротажа (БК-3) и потенциал-зонда показывает их высокую корреляцию при расчленении разреза. Отличительной чертой зонда ВИКИЗ является хорошее вертикальное разрешение в интервалах относительно низкого удельного сопротивления. Следует отметить более высокое разрешение электромагнитных зондов по сравнению с потенциал-зондом при выделении пластов с малыми и средними значениями УЭС. Границы пластов, выделенных по диаграммам ВИКИЗ, находятся в полном соответствии с данными БК.

Для зонда ВИКИЗ характерна более высокая детальность расчленения разреза. Значения их кажущихся удельных сопротивлений различаются, но для зонда ВИКИЗ значения ρ_к ближе к истинным УЭС пластов. Этот факт подтверждается результатами инверсии. Литологическое расчленение терригенных разрезов на качественном уровне становится более достоверным, если диаграммы ВИКИЗ и ПС дополнены данными радиоактивных методов – ННКТ и ГК. Методика комплексного использования этих методов общеизвестна. При дальнейшем обсуждении результатов интерпретации диаграмм ВИКИЗ и ПС будут привлекаться данные радиоактивных методов.

В толще глин выделяются уплотненные непроницаемые пропластки, вероятно, песчаников, которые характеризуются высокими значениями удельного со­противления, низким содержанием водорода (по данным ННК-Т) и низким значением ес­тественной радиоактивности (по ГК), а также отрицательной аномалией ПС. Такие пропластки можно увидеть на диаграммах (рисунках 7.10). Учитывая низкое водородосодержание в этих пропластках по данным ННК-Т, можно констатировать, что песчанистые ин­тервалы зацементированы.

Аналогично выделяются уплотненные пласты в интервале продуктивных и водо­носных песчаников. Так, продуктивная часть пласта АС_7-8 разделена за­цементированным прослоем (рисунок 7.10 а, пикет 2115 м), который отмечается высоки­ми значениями кажущихся сопротивлений, чрезвычайно низким значением пористости по ННКТ, низким уровнем седиментационной пелитности минерального состава по ГК и ПС.

Рисунок 7.10 - Сравнение электрических и электромагнитных методов каротажа:

а – 1 – ВИКИЗ (0,5 м), верхняя шкала, 2 – боковой микрозонд, 3 – потенциал-зонд (АМ=0,5 м), нижняя шкала; б – 1 – ВИКИЗ (0,7 м), верхняя шкала, 2 – боковой зонд, 3 – потенциал-зонд (АМ=0,5 м), нижняя шкала; в – 1 – ВИКИЗ (2,0 м), верхняя шкала, 2 – индукционный зонд, нижняя шкала; г – 1 – 5 – зонды ВИКИЗ (0,5, 0,7, 1,0, 1,4, 2,0 м соответственно); 6 – ПС.

Аналогичный пласт находится в водонасыщенном песчанике (рисунок 2.7 в,пикет 2134 м).

Достоверность литологического расчленения по диаграммам ВИКИЗ подтверждается высокой степенью корреляции между данными различных методов.