Электрические методы исследования скважин

Электрический каротаж на сегодняшний день является наиболее развитым методом ГИС. Основываясь на характере происхождения электрического поля и его изменения во времени – на частоте, основана классификация электрических методов исследования скважин (рис. 1).

Рис. 1. Классификация электрических методов исследования скважин[1].

Для определения сопротивления горных пород необходим источник тока, который создает в окружающей среде электрическое поле. Так как основные породообразующие минералы являются изоляторами (удельное электрическое сопротивление кварца, полевого шпата, ангидрита, галита изменяется от 108 до 1015 Ом*м), то удельное электрическое сопротивление определятся присутствием воды в порах (УЭС воды от 102 до 101 Ом*м). В случае, когда поры частично заполонены газом или нефтью, удельное сопротивление горных пород будет значительно отличатся, поскольку нефть и газ являются изоляторами (УЭС до 1016 Ом*м).

Таким образом, проводимость горных пород обеспечивается за счет присутствия в порах горных пород пластовой воды. В случае когда все поровое пространство насыщено водой, УЭС породы ρвп будет пропорционально удельному сопротивлению проводящей компоненты ρв; и будет зависеть от объема этой воды, т.е коэффициента пористости:

ρвп=Рп*ρв, где Рп – параметр пористости породы, зависящей от пористости Кп и типа порового пространства – извилистости поровых каналов или степени цементации породы.

В случае, когда поровое пространство горной породы частично заполнено нефтью или газом ρ нп , ее сопротивление будет отличаться в Р н раз от случая, когда поры этой же породы полностью насыщены водой. Таким образом, Р н будет зависеть от коэффициента водонасыщенности (Кв).

Рн = ρнп / ρвп= ρнп / Рпρв.

В качестве примера рассмотрим метод самопроизвольной поляризации (ПС) (рис. 2). Представленная схема содержит 2 приемных электрода и измерительный канал регистратора. Дополнительно в схему вводят градуированный компенсатор поляризации ГКП предназначенный для вы- бора масштаба записи. При этом, кроме разности потенциалов ПС, между электродами Mи N в скважине возникает разность потенциалов, обусловленная токами помех различного происхождения: поляризация электродов, намагниченность лебедки и др.

Измерительный канал регистратора

РКП

■ песчаник -^=- глина

Рис. 2. Схема регистрации диаграмм ПС

Форма и амплитуда отклонения кривой ПС зависит – от мощности пласта, диаметра скважины, сопротивления пласта, вмещающих пород, ПЖ и пластовой воды, проникающего фильтрата глинистого раствора в пласт и др. В качестве нуля при определении амплитуды аномалии ПС берется линия глин, которая проводится напротив мощных пластов глин, где амплитуда кривой ПС близка к величине ЭДС E пс .

Наиболее благоприятным для изучения методом ПС является песчано-глинистый разрез. Песчано-алевролитовые пласты будут отмечаться минимумами потенциа- ла. Против нефтегазоносных чистых песчано-алевритовых пластов отрицательная аномалия ПС такая же, как и против водоносных.

Таким образом, исследования, основанные на определение УЭС горных пород в скважинах, включают в себя различные модификации методов сопротивления. Метод ПС при этом является одним из важнейших в комплексе ГИС, и широко применятся для решения геологических задач, таких как, установление границ пластов, их корреляция, расчленение разреза и выделение коллекторских интервалов.