Методика и техника проведения исследований в скважине. Электрическим каротажём называют исследования электрического поля, самопроизвольно возникающего в скважине и около неё

Электрическим каротажём называют исследования электрического поля, самопроизвольно возникающего в скважине и около неё, и удельного сопротивления пересечённой скважиной пород, имеющие целью изучение геологического разреза скважины. Электрический каротаж по существу состоит из 2-х методов: метода самопроизвольно возникающего электрического поля (самопроизвольной поляризации) и метода сопротивления. При электрическом каротаже возникает необходимость иметь контакт электрической цепи с землёй или горной породой. Такой контакт осуществляется при помощи электрода – металлического проводника (стержня, спирали из проволоки, цилиндра), погружённого в заполняющий скважину буровой раствор или введённого во влажную землю. При таком погружении устанавливается некоторая разность потенциалов – электродный потенциал. Это связано с тем, что при погружении электрода в раствор атомы металла переходят в него в виде положительно заряженных ионов (катионов); избыточные электроны атомов, перешедших в раствор, остаются в электроде и сообщают ему отрицательный потенциал. Этот процесс является обратимым; в конечном итоге устанавливается некоторое равновесное состояние. Составляемая при электрическом каротаже измерительная цепь изменяет два электрода. Если бы электроды, а так же растворы, в которые они погружены, обладали совершенно одинаковыми свойствами, то потенциалы электродов были бы также одинаковыми и при включении в цепь навстречу один другому взаимно уравновесились бы. Токовые линии поля ПС идут так, как это показано на рисунке (Рис.9.4); они представляют собой кривые, замыкающиеся около окружности, получаемой вместе пересечения стенки скважины с поверхностью раздела границ пластов.

По распределению токовых линий можно установить изменение потенциала поля ПС, в частности по оси скважины (ход кривой ПС) величина потенциала уменьшается в направлении движении электрического тока, причём в местах с наибольшей густотой токовых линий изменение потенциала будет наибольшим. Измерение ПС производится при помощи схемы (Рис.9.5,а), состоящей из регистрирующего прибора, один выход которого подключён к электроду М каротажного зонда, а другой – к неподвижному электроду N (иногда обозначают N’) на поверхности; записывается изменение разности потенциалов в милливольтах при

Рисунок 9.4. Токовые лини поля ПС. Кривая измерения потенциалов по оси скважины (кривая ПС)

1. песчаный пласт

2. глина

перемещении электрода М по скважине. Результат измерений относят к электроду М, являющемуся точкой записи ПС. Полученная кривая изменения потенциала поля ПС по скважине называется кривой самопроизвольной поляризации или сокращённо кривой ПС.

Прибор, служащий для введения ПС в измерительную цепь разности потенциалов постоянного тока, называют компенсатором поляризации (Рис.9.6). Изменение вводимой им в измерительную цепь разности потенциалов обеспечивается переменным резистором или декадными магазинами R2; предусматривается возможность изменения полярности разности потенциалов, подаваемой компенсатором поляризации в измерительную цепь.

В скважинах, бурящихся для разведки угольных и рудных месторождений, вместо потенциала ПС или в дополнение к нему (при сильных блуждающих токах или при необходимости более чётко отметить границы пластов) регистрируют разность потенциалов электрического поля самопроизвольной поляризации между двумя электродами М и N зонда, находящимися на небольшом расстоянии (0,1-1м) один от другого (Рис. 9.5 б). Измеряемая в данном случае величина является усреднённой на некотором интервале компонентной градиента потенциала электрического поля ПС по оси скважины.