Каротаж сопротивления (каротаж КС)

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«тюменский государственный нефтегазовый университет»

НЕФТЕГАЗОВЫЙ КОЛЛЕДЖ имени Ю.Г.Эрвье

Е.О.Подкорытова

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ПО ДИСЦИПЛИНЕ: «ПРОМЫСЛОВАЯ ГЕОФИЗИКА»

Для студентов специализации

Тюмень 2012 г.

Теоретическая часть

Введение

Геофизика - комплекс наук, исследующих физическими методами строение Земли. Геофизика в широком смысле изучает физику твердой Земли, физику океанов, поверхностных вод суши и подземных вод, а также физику атмосферы. Одним из видов получения геологопромысловой информации является корреляция – выделение границ геологических объектов. Одним из видов корреляции является каротаж - геофизические исследования скважин, выполняемые с целью изучения геологических разрезов и выявления полезных ископаемых. Вместо каротажа в научно-технической литературе также используются термины: геофизические методы исследования скважин, промысловая геофизика, буровая геофизика.

Первые геофизические исследования в скважинах — измерения температуры — были выполнены Д. В. Голубятиковым в 1908 на нефтяных промыслах в Баку. Суть каротажа – нахождение max и min на каротажных кривых (реперов) с целью выделения продуктивных пластов (горизонтов).

Существуют следующие метода каротажа:

1. Электрический

2. Индукционный (Магнитный)

3. Боковой

4. Акустический

5. Радиоактивный

6. Микрокаротаж

Ниже приводится описание каждого метода каротажа.

Стандартный электрокаротаж

В 1926 братьями Шлюмберже (Франция) был предложен электрический К. скважин (метод кажущегося сопротивления). Высокая эффективность электрического К. обеспечила его быстрое внедрение в нефтяную промышленность и дала толчок для создания др. методов исследования скважин. В Сов. Союзе большой вклад в разработку теории, методики и техники К. внесли Л. М. Альпин, М. И. Бальзамов, Г. В. Горшков, В. Н. Дахнов, А. И. Заборовский, А. А. Коржев, С. Г. Комаров, Б. Понтекорво, А. С. Семенов, М. М. Соколов, В. А. Фок, В. А. Шпак и др. Важные исследования в области теории и методики К. выполнены в США (Г. Арчи, Г. Гюйо, И. Деваном, Г. Доллем, М. Мартеном, В. Расселом, М. Уайли и др.).

Электрическим каротажем называют электрические исследования в скважинах, служащие для определения состава, состояния и мощности слоев, пересеченных скважиной. Электрические исследования состоят в изучении удельного сопротивления пород (каротаж сопротивления) или электрического поля, самопроизвольно возникающего в скважине (каротаж ПС), либо наведенного искусственно в скважине и около нее (каротаж ВП).

Измеряемые величины в электрокаротаже - это кажущееся удельное сопротивление пород, потенциал естественного электрического поля в скважине, потенциал вызванной поляризации в скважине.

Каротаж сопротивления (каротаж КС)

Каротаж сопротивления (КС) проводится в целях:

•литологического расчленения разреза по скважине;

•определения мощности слоев;

•выявления трещиноватых и ослабленных интервалов разреза;

•оценки степени водонасыщенности пород.

Каротаж КС является наиболее универсальным скважинным методом. Он может применяться как в гидрогеологических, так и инженерно-геологических скважинах, преимущественно заполненных водой или фильтратом промывочной жидкости (буровым раствором). При наличии специального зонда с прижимными или удавливаемыми в стенки скважины электродами каротаж КС допускается применять для измерения кажущегося сопротивления в "сухих" скважинах.

Длину электродов следует брать исходя из следующих соотношений:

Расстояние между электродами, см Длина электрода, см

>50 4-5

50-10 2

Тип и длина зонда выбираются из условия четкого выделения на кривых КС большинства слоев и прослоев, а также максимального приближения измеряемой величины кажущегося удельного сопротивления к удельному сопротивлению пород.

Типоразмеры стандартного зонда подбираются на основе опытных работ по данным БКЗ.

Для каротажа инженерно-геологических скважин рекомендуется кровельный градиент-зонд N 0,1, МО, 95А и потенциал-зонд с AM, равным 0,2-0,3 м, и М N не менее 2-3 м.

Для каротажа гидрогеологических скважин рекомендуются следующие размеры градиент зондов: в скважинах диаметром более 200мм - М2АО, 25В, менее 200мм - M 1 AO, 1 B.

При записи кривой КС необходимо стабилизировать силу тока в цепи питания токовых электродов или контролировать постоянство силы тока и в случае необходимости поддерживать установленную силу тока, регулируя сопротивление цепи или напряжение источника питания. Допустимое отклонение силы тока от номинального значения - 5 %.

Для каждого района в зависимости от величины кажущегося удельного сопротивления необходимо устанавливать масштаб записи кривых КС, исходя из условия обеспечения записи кривой в интервале с минимальным значением сопротивления.

Основной масштаб записи кривой КС должен быть таким, чтобы в водоносных пластах низкого сопротивления (r к £ 1 Ом м) отклонение кривой от линии нуля составляло не менее 1 см.

При непрерывной записи кривых КС в начале и в конце записи, а также при каждом изменении масштаба регистрации на каротажной диаграмме отмечается положение нулевой линии.

Наименьшее допустимое сопротивление изоляции каждой из жил многожильного кабеля, применяемого для электрического каротажа, составляет: в процессе измерения 2 МОм; на поверхности с учетом возможного снижения изоляции в скважине 5 МОм.

Наименьшее допустимое сопротивление изоляции жилы одножильного кабеля в процессе измерения равно 1 МОм.

При записи КС необходимо принимать меры к предотвращению искажения результатов измерений помехами, возникающими вследствие индуктивной и емкостной связи питающей и измерительной цепи (индуктивные помехи).

При работе с многожильными кабелями и длине кабеля на лебедке более 200 м или чувствительности канала по эквивалентному сопротивлению S более 10 * рекомендуется применять уравновешенные схемы включения жил кабеля (две жилы токовые, одна измерительная или одна токовая, две измерительные).

* Эквивалентное сопротивление - это отношение коэффициента зонда К(м) к масштабу записи п. (Ом м/см).

В процессе записи КС необходимо контролировать получаемые значения и своевременно отмечать появление помех из-за нарушения изоляции, индуктивных помех и других искажений, чтобы принять меры к их устранению и обеспечить получение результатов измерений.

Важнейшие признаки помех следующие:

•отсутствие повторяемости кривых;

•незакономерные колебания и скачки измеряемых разностей потенциалов, как при перемещении кабеля, так и во время его остановок;

•смещение нулевой линии кривой КС;

•наличие заметных отклонений при расположении зонда в обсадной колонне;

•"отрицательное сопротивление" - изменение знака измеряемой разности потенциалов без перемены полярности тока;

•изменение разности потенциалов при изменении частоты тока питания электродов.

Кривые КС могут быть получены только в необсаженном интервале скважины. Кажущееся сопротивление в обсадкой колонне практически равно нулю. Независимо от глубины исследуемого интервала в обсадной колонне проводится контрольная запись в интервале не менее 3 - 5 м.

Кривые КС искажены характерным образом вблизи металлических тел (башмака обсадной колонны, бурильного инструмента и т.д.), что используется для определения возмущающих тел. Это искажение наблюдается:

◦для потенциал зонда - при расстоянии от точки записи до ближайшего края металлического тела, меньшем трехкратной длины зонда;

◦для градиент зонда - при расстоянии от непарного электрода до ближайшего края металлического тела, меньшем двух кратной длины зонда.

Погрешность измерения r к не должна превышать 5% измеряемой величины при максимально допустимом смещении нулевой линии 2 мм и при нестабильности градуировочных отклонений от контрольного шунта (при работе с аппаратной на трехжильном кабеле) или стандарт сигнала (при работе с аппаратурой на одножильном кабеле) не более 3 %.

Поиск по сайту: