загрузка...
загрузка...
На головну

Індукційний каротаж.

  1. ВАКУУМНИЙ ІНДУКЦІЙНИЙ переплав
  2. Предіндукціонний період
  3. Радіоактивний каротаж. Гамма-гамма каротаж

Одним з характерних фізичних властивостей гірських порід, яке широко використовується при вивченні геологічного розрізу свердловин, є здатність гірських порід проводити електричний струм. Для вивчення таких електричних властивостей гірських порід як провідність і діелектрична проникність застосовується електромагнітний каротаж, заснований на вимірюванні елементів електромагнітного поля. З різновидів електромагнітного каротажу широке практичне застосування знаходить індукційний каротаж (ІК). Він призначений для вивчення питомої електропровідності (питомого опору) гірських порід, пересічених свердловиною.

Електричний опір R провідника, що складається з однорідного речовини з постійною площею поперечного перерізу S, прямо пропорційно довжині провідника l і обернено пропорційно площі S. Воно визначається по формулі

 , (7.1)

де ? - коефіцієнт, що характеризує здатність речовини пропускати електричний струм, його називають питомим електричним опором (УЕС, питомим опором).

Фізичний сенс і розмірність УЕС випливають з наступного: якщо взяти зразок породи в формі куба з ребром 1 м, то, підставляючи в формулу (1.1) l = 1 м і S = 1 м? і висловлюючи R в Омах, отримаємо

 . (7.2)

Таким чином, УЕС гірської породи - це опір гірської породи проходить через неї електричного струму, віднесена до одиниці поперечного перерізу і довжини зразка породи.

При ЕК поряд з питомим опором застосовують також його зворотну величину - питому електропровідність

 , (7.3)

яка характеризує здатність гірської породи проводити електричний струм. Це властивість отримало назву електропровідності.

Одиницею вимірювання електропровідності є сіменс (Див, або  ). За аналогією з (1.2) питома електропровідність виражається в См / м і являє собою електропровідність між двома протилежними гранями куба породи з ребром 1 м.

Питома електропровідність порід в нафтових і газових свердловинах найчастіше змінюється від десятих до тисячних часток См / м, що відповідає одиницям і сотням  . Так як дробові числа незручні при обчисленнях і нанесенні масштабів на каротажні криві, на практиці користуються тисячними частками основної одиниці питомої електропровідності - мСм / м. Таким чином, маємо:

Таблиця 1. Порівняльна характеристика питомої опору і електропровідності

 Питомий опір, Ом * м
 Питома електропровідність, См / м  0,1  0,01  0,001
 Питома електропровідність, мСм / м

значення  , Одержувані для ІК для різних випадків неоднорідності середовища, можуть бути визначені за допомогою ЕОМ шляхом суворого рішення прямої задачі електромагнітного поля (знаходження теоретичних значень  для середовища із заданими властивостями) з урахуванням ефекту взаємодії вихрових струмів. Однак для наближених оцінок досить точна і зручна теорія ІК без урахування скін-ефекту, розроблена Г. Г. Долем. У наближеною теорії ІК вимірювана ЕРС  , Індукована в вимірювальній котушці, представляється сумою ЕРС, що наводяться вихровими струмами, що протікають в різних ділянках середовища з осьової симетрією.

Вихрові струми, що виникають при ІК, утворюють навколо осі свердловини замкнуті кільця, розташовані в площині нашарування порід. Завдяки осьової симетрії середовища, кожна струмовий лінія проходить тільки в одній ділянці середовища, не перетинаючи кордону розділу ділянок з різною питомою провідністю.

Системою співвісних (коаксіальних) циліндрів і горизонтальних площин весь простір розбивається на елементарні об'ємні кільця. ЕРС від кожного з елементарних кілець дорівнює добутку  в межах кільця на коефіцієнт, який визначається геометричними параметрами кільця - його розмірами і положенням щодо зонда. Цей коефіцієнт називають геометричним фактором G. Вираз для геометричного фактора вибрано таким чином, що сума геометричних факторів всіх елементарних кілець, на які розбито простір, дорівнює одиниці.

Для зонда з фокусирующими котушками сигнал дорівнює сумі алгебри сигналів всіх можливих пар вимірювальних і генераторних котушок зонда. Відповідно з цим ускладнюється і вираз геометричного фактора для окремих областей середовища.

Розташування системи елементарних об'ємних кілець в проникному пласті

1 - глиниста кірка; 2 - промита зона; 3 - перехідна і оздоблює зона; 4 - незмінна частина пласта; D - Діаметр зони проникнення;  - Діаметр промитої частини пласта;  - Діаметр свердловини;  - Товщина глинистої кірки; h - Потужність пласта

У загальному випадку неоднорідного середовища, що складається з окремих областей A, B, ..., N з питомою електропровідністю ,  , ..., ,

=  , (7.4)

де ,  , ...,  - Геометричні фактори окремих областей, на які розбито простір, одержувані підсумовуванням геометричних факторів елементарних кілець, з яких складається кожна область.

Відповідно до цього здається питома електропровідність для пласта кінцевої потужності з ЗП буде

 , (7.5)

де , , , , ,  - Відповідно питомі електропровідності і геометричні фактори свердловини, зони проникнення, незміненій частині пласта і порід, що вміщають, сума яких дорівнює одиниці.

За аналогією з (1.5) для кожного питомої опору можна написати

 . (7.6)

Таким чином, показання зонда ІК є сумою показань від окремих областей середовища. Частка показань, обумовлена ??будь-якої областю середовища (свердловиною, ЗП), приблизно дорівнює добутку її питомої електропровідності на геометричний фактор.

Залежність геометричного фактора G нескінченного по довжині циліндра від його радіуса r називають радіальної характеристикою індукційного каротажного зонда. (А)

Користуючись радіальної характеристикою, для даного зонда ІК можна визначити геометричний фактор свердловини, ЗП, і незміненій частині пласта необмеженої потужності і потім для відомого значення  або  по (7.5) або (7.6) розрахувати частку показань, обумовлену кожної з цих середовищ. Або, навпаки, по , , и , ,  можна розрахувати и  пласта необмеженої потужності для даного зонда ІК.

Залежність геометричного фактора G від потужності пласта h називають вертикальною характеристикою індукційного каротажного зонда (б).

За вертикальної характеристиці можна оцінити вплив вміщуючих порід

на свідчення зонда ІК, коли середина зонда розташована на рівні середини пласта.

Малюнок 7.2-Характеристики зондів індукційного каротажу без участі скін-ефекту

а - Радіальні характеристики: 1 - двухкатушечний зонд, 2 - 6Ф1 (апаратура АІК-3), 3-6ФФ40 і 6Е1 (апаратура фірми «Шлюмберже» і Е4), 4 - 4Ф1 (апаратура ВІК-1), 5 - 8І1,4 ( апаратура АІК-4), 6 - 4І1 (апаратура ПІК-1);

б - Вертикальні характеристики: 1 - 6Ф1, 2 - 6ФФ40, 3 - двухкатушечний зонд з L = 1 м.

 



Попередня   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21   Наступна

Бічне каротажне зондування. Суть методу. Палетки і номограми, необхідні для визначення справжнього питомої опору | зняття значень | виділення колекторів | Переваги та недоліки даного методу ГІС | Встановлення типу фактичної кривої зондування | Відбиття кордонів пластів | зняття значень | Переваги і недоліки методу індукційного каротажу ВІКІЗ. Виділення колекторів по кривим ВІКІЗ. Визначення характеру насичення | Візуальна якісна інтерпретація даних ВІКІЗ | лекція 11 |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати