Краткие теоретические основы метода потенциалов самопроизвольной поляризации бокового каротажного зондирования

Метод основан на измерении в скважине потенциалов самопроизвольной поляризации (ПС или СП). В скважине, заполненной глинистым раствором или водой, и вокруг нее самопроизвольно возникают электрические поля, названные самопроизвольной или собственной поляризацией (естественные потенциалы). Измерение кривой ПС производится обычно одновременно с записью кривой КС стандартным градиент- или потенциал-зондом, размеры которых устанавливаются в зависимости от геолого-геофизических условий района. Операция совместной регистрации таких кривых получила название – стандартный электрический каротаж.

Разность потенциалов ПС измеряется в милливольтах (в мВ). Обычно применяются масштабы 5, 10 и 12.5 мВ/см. Масштабы глубин устанавливаются в соответствии с масштабом, применяемым для кривой КС, и в зависимости от детальности регистрации равен 1:500; 1:200 и в редком случае 1:50.

Определение относительной амплитуды ПС (а_пс)

Определение относительной амплитуды ПС проводится следующим способом: в изучаемом разрезе выделяется мощный однородный водоносный пласт с минимальной глинистостью и максимальным значением ПС.

Максимальная амплитуда ПС в изучаемом пласте определяется по формуле:

Е _пс ^макс ₌

где: Н_пл - глубина изучаемого пласта;

Н_опор - глубина опорного пласта;

Е_опор - значение ПС в опорном пласте.

Величина относительной амплитуды ПС определяется по формуле:

a_пс=

где: - U_пс - наблюденная ПС.

Боковое каротажное зондирование (БКЗ)

Важнейшей задачей электрического каротажа в нефтяных и газовых скважинах является определение удельного электрического сопротивления пластов (ρ_п) по кажущеемуся удельному сопротивлению (ρ_к). Сопротивление ρ_п является исходной величиной для определения коэффициента нефтегазонасыщенности и коллекторских свойств пластов. Определить ρ_п по кривым КС стандартного каротажа возможно только в отдельных случаях: пласт имеет большую мощность (более 4 м) проникновение фильтра промывочной жидкости в него отсутствует, и скважина заполнена промывочной жидкостью с известным удельным сопротивлением p_с. Наиболее точно ρ_п может быть определено с помощью БКЗ, которое заключается в проведении измерений несколькими градиент-зондами разной длины.

Применение зондов различной длины позволяет исключить влияние бурового раствора на величину кажущегося сопротивления, изучить характер изменения сопротивления от стенок скважины в глубь пласта, определить глубину проникновения фильтрата бурового раствора в пласт и найти истинное сопротивление пласта. Одновременно с БКЗ определяют диаметр скважины и удельное сопротивление бурового раствора.

Принципиальная возможность определения ρ _зп и ρ _п по данным измерений зондами разной длины основана на том, что они имеют разный радиус исследования (глубинность). Показания малого зонда определяются удельным сопротивлением ближайшего к нему участка среды, т.е. скважиной и примыкающей к ней частью пласта. На ρ _к, замеренное большим зондом, основное влияние оказывает удельное сопротивление удаленных от зонда участков среды и практически не влияют диаметр скважины, ρ _с и ρ _зп .

Размер зондов изменяется от 1 - 2 до 20 - 30 размеров диаметра скважины. Для исследования нефтяных и газовых скважин используют следующие подошвенные градиент-зонды:

1) А_0,4М_0,1N; 2) А_1,0М_0,1N; 3) А_2,0М_0,5N; 4) А_4,0М_0,5N; 5) A_8,0M_1,0N;

дополнительным зондом в этом комплекте является кровельный градиент-зонд М_0,5N₄A, служащий для уточнения отбивки пласта.

Для интерпретации данных БКЗ необходимо знать d_с и ρ_с в пределах исследуемого интервала. Поэтому совместно с БКЗ обязательно проводят измерение этих величин в скважине – кавернометрию и резистивиметрию.