Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Принцип вимірів питомого електричного опору гірських порід в свердловинних умовах. Класифікація зондів ПО




Розрахований за формулами (38)-(40) питомий опір буде відповідати істинному питомому електричному опору лише у випадку однорідного ізотропного середовища. Але середовище, що оточує вимірювальний прилад в свердловині, не являється однорідним та ізотропним. Питомий опір середовища змінюється як у вертикальному, так і в горизонтальному напрямках. Тому питомий електричний опір реального неоднорідного середовища, розрахований за формулами для однорідного ізотропного середовища, буде являти собою не істинний, а позірний опір (ПО).

Позірний питомий електричний опір – це істинний питомий опір такого фіктивного однорідного ізотропного середовища, в якому при постійних відстанях між електродами зонда і постійній силі струму виникає така сама різниця потенціалів, як і в досліджуваному неоднорідному середовищі.

Виміри позірного опору в свердловині проводяться за допомогою так званих звичайних зондів ПО – приладів, що складаються з чотирьох електродів. Зазвичай три електроди знаходяться безпосередньо в свердловині, а четвертий заземлюється на поверхні (див. рис. 20). Два електроди A і B слугують для створення електричного поля і називаються струмовими або живильними, електроди M і N призначені для вимірів потенціалів наведеного електричного поля та називаються вимірювальними або приймальними. Однотипні електроди (A, B та, відповідно, M, N) називаються парними. Відстань між електродами вимірюється в метрах.

В залежності від співвідношення відстаней між електродами зонди поділяються на потенціал-зонди та градієнт-зонди (рис. 19).

 

 

Рис. 19. Схематичні позначення потенціал- та градієнт-зондів різних типів із винесенням довжин зондів та точок запису.

Потенціал-зондами називаються установки, в яких відстань між парними електродами (наприклад, M і N) є більшою, ніж відстань між непарними електродами (A і M). У граничному випадку, коли один з парних електродів (наприклад, N) віднесений на нескінченість, потенціал-зонд буде називатися ідеальним потенціал-зондом.

Дійсно, згідно виразу (33), при віднесенні точки (електроду) N на нескінченість () її потенціал буде прямувати до нуля. Тоді отримаємо:

Градієнт-зондами називаються установки, в яких відстань між парними електродами (наприклад, M і N) є набагато меншою, ніж відстань між непарними електродами (A і M). У граничному випадку, коли відстань між парними електродами прямує до нуля, градієнт-зонд називається ідеальним градієнт-зондом.

Розділимо праву і ліву частини виразу (34) на відстань між електродами M і N:

При , отримаємо класичне визначення градієнту:

,

де .

За кількістю електродів різного призначення, що розташовуються в свердловині, зонди можуть бути однополюсними або прямого живлення (в свердловині знаходиться один живильний електрод A і два вимірювальних – M і N) і двополюсними або взаємного живлення (в свердловині два живильних електроди A і B і один вимірювальний – M). У відповідності з принципом взаємності (див. далі) при збереженні відстаней між електродами зонда даного типу величина , зареєстрована установками прямого і взаємного живлення, буде одна і та сама.

За порядком розташуванням парних та непарних електродів по вісі свердловини зонди поділяються на послідовні та обернені. Зонди, в котрих парні електроди (M, N або A, B) розташовані нижче від непарного (відповідно, A або M), називаються послідовними. Зонди, в котрих парні електроди розташовані вище від непарного, називаються оберненими. Послідовні градієнт-зонди називаються також підошовними, а обернені – покрівельними.

Важливими характеристиками установки є: коефіцієнт зонду (K), довжина зонду (L) та точка запису (O) – точка, до якої відноситься результат запису вимірюваної величини.

В загальному випадку позірний опір гірських порід, виміряний реальним зондом в свердловинних умовах, визначається за формулою:

, (41)

де – коефіцієнт реального зонда, величина якого визначається тільки відстанями між електродами.

Для ідеальних установок (потенціал- або градієнт-зондів) маємо:

(42)

(43)

Тут – коефіцієнт ідеального потенціал-зонда, – коефіцієнт ідеального градієнт-зонда.

Поняттям «ідеальні зонди» користуються для розробки теорії електричних методів. В практиці ГДС при визначенні (за формулою (41)) використовують реальні градієнт- та потенціал-зонди з фіксованими відстанями між електродами. Різниця потенціалів вимірюється в мілівольтах [мВ], сила струму I – в міліамперах [мА], коефіцієнт зонда K – в метрах [м], позірний опір – в омметрах [Ом·м].

Результат вимірювань відносять до певної точки, що називається «точкою запису». Для градієнт-зондів вона знаходиться посередині між парними електродами (M, N або A, B). Для потенціал-зондів точка запису знаходиться посередині між непарними електродами (між A і M).

Важливою характеристикою зонду є його довжина L, що обумовлює радіус (глибинність) досліджень. Більшій довжині зонду відповідає більший радіус досліджень. Для градієнт-зондів за довжину приймається відстань від непарного електроду до точки запису: AO – для однополюсного градієнт-зонду, MO – для двополюсного. Для потенціал-зондів довжиною зонда слугує відстань між непарними електродами – AM.

 

 

Рис. 20. Деякі схеми комутації електродних установок: а) однополюсний послідовний (підошовний) градієнт-зонд; б) двополюсний послідовний (підошовний) градієнт-зонд; в) однополюсний обернений потенціал-зонд; г) двополюсний послідовний потенціал-зонд. Г – генератор змінного струму, ФЧВ – фазочутливий випрямляч, РП – реєструючий пристрій.

 

Зонди ПО позначаються великими літерами A, B, M, N у порядку розміщення електродів згори до низу. Між літерами позначаються цифрами міжелектродні відстані в метрах. Наприклад, – однополюсний послідовний градієнт-зонд, у якому верхній електрод A є струмовим, нижче, на відстані 2 м, розташований перший вимірювальний електрод M і, на відстані 0.5 м, – другий вимірювальний електрод N. Другий струмовий електрод B розміщений на значній відстані від зазначених електродів. Розмір такого зонду м, коефіцієнт зонду м.

 

Принцип взаємності

Принцип взаємності полягає у тому, що при збереженні відстані між електродами зонду і заміни їх призначення (тобто якщо пропускати струм через електроди M і N, а різницю потенціалів вимірювати між електродами A і B) величина позірного опору буде незмінною.

Справедливість принципу взаємності легко продемонструвати на прикладі однорідного ізотропного середовища. Нехай в середовищі з питомим опором знаходиться ідеальний потенціал-зонд AM. Через електрод A пропускається електричний струм силою . Тоді, згідно формули (31), в точці M (вимірювальний електрод) потенціал дорівнює

Змінимо призначення електродів: через електрод M пропустимо струм такої самої сили , а в точці A будемо вимірювати потенціал :

Оскільки і , то .

Коефіцієнт зонду K залишається сталим.

Отже, питомі опори, визначені за формулами і , будуть рівними. Звідси випливає, що зміна призначення електродів не змінює результатів визначення питомого опору , що і є доведенням справедливості принципу взаємності.

Принцип взаємності має велике практичне значення. Наприклад, для проведення комплексних вимірів у свердловинах (методами СП та ПО) вибирається двополюсна схема зонду, за якої завади електромагнітної природи є мінімальними.

 

§11. СТАНДАРТНА ЕЛЕКТРОМЕТРІЯ (СТАНДАРТНИЙ КАРОТАЖ)

Стандартний зонд

Як було показано вище, зонди методу ПО можуть мати різні розміри, коефіцієнт установки та різне розташування точки запису. Все це призводить до відмінностей у зареєстрованих кривих напроти одного і того самого пласта, а саме: величина амплітуди, форма кривої, положення характерних точок кривої, за якими визначається потужність досліджуваного пласта (рис. 21). Отже, використання різнотипних зондів ПО в різних свердловинах при одних і тих самих умовах вимірів ускладнює співставлення отриманих результатів.

 

 

Рис. 21. Форми кривих різних зондів ПО напроти пласта високого опору в однорідному низькоомному середовищі.

 

Для порівняння між собою діаграм ПО, отриманих в окремих свердловинах різних площ, або регіонів, із специфічними геологічними умовами та умовами вимірів, розрізи свердловин досліджуються зондом одного і того ж типу та розміру, котрий називається стандартним. Цей зонд повинен задовольняти наступним умовам:

  • крива ПО повинна бути достатньо диференційованою, тобто на ній повинна виділятися можливо більша кількість пластів у розрізі;
  • на кривій повинні чітко відмічатися границі пластів різних питомих опорів;
  • виміряні значення проти окремих пластів не повинні значно відрізнятися від їхнього істинного значення .

Зазначені вище вимоги суперечать одна одній. Так, при зменшенні довжини зонду () результуюча крива стає більш диференційованою, що дає змогу виділити малопотужні прошарки. Але в той же час крива суттєво спотворюється впливом свердловини та зоною проникнення промивальної рідини і не відображує істинні значення питомого опору гірських порід. Натомість, суттєве збільшення довжини зонду () дає змогу достатньо точно оцінити значення напроти потужних однорідних пластів (), але в той же час це призводить до згладжування кривої , і унеможливлює виділення тонких прошарків.

При виборі стандартного зонду має значення не тільки його розмір, але і тип зонду. Наприклад, за кривими градієнт-зондів впевнено виділяються границі пластів, зокрема, підошва пласта високого опору відмічається на кривій послідовного градієнт-зонда чіткім максимумом, а покрівля – мінімумом (для оберненого градієнт-зонду – навпаки). У той же час, границі того самого пласта на кривих потенціал-зонду будуть виділятися нечітко (і тим гірше, чим тоншим є пласт), але виміряні потенціал-зондом значення будуть більше відповідати істинному питомому опору (і тим краще, чим більш потужним є пласт).

На практиці існують два підходи до вибору стандартного зонду: спосіб аналогій та підбору. Перший полягає у виборі в якості стандартного зонду такої самої установки, яка раніше була ефективно використана на площах, що мають схожі геологічну будову та умови вимірів у свердловинах. Другий спосіб застосовується в умовах відсутності аналогів для досліджуваної площі і передбачає просте випробування різних зондових установок з урахуванням вище викладених вимог та умов вимірювань в свердловинах.

В якості стандартного зонду найбільш часто використовують градієнт-зонд. Так, наприклад, в нафтогазоносних провінціях, розрізи яких складені теригенними відкладами, в якості стандартного зонду найчастіше за все використовують послідовний (підошовний) градієнт-зонд, який дозволяє не тільки розчленовувати розріз на окремі пласти, але і вирішувати таку важливу задачу, як відбиття водонафтового контакту, який чітко відмічається на кривій максимумом, що відповідає підошві нафтонасиченої частини пласта-колектора.

В районах, розрізи котрих представлені карбонатними високоомними відкладами, в якості стандартного використовується потенціал-зонд, за діаграмами якого, як було зазначено вище, можливо більш точно визначити питомий опір потужних високоомних пластів (тобто пластів, потужність котрих ).

Таким чином, виходячи з мінімальної потужності пласта h, який необхідно виділити за діаграмами , підбирають відповідний розмір зонду L.

У деяких випадках, коли досліджуваний геологічний розріз є достатньо неоднорідним як за потужністю пластів, так і за їх літологією (теригенно-карбонатний розріз), в якості стандартних доводиться вибирати одночасно два зонди – градієнт- та потенціал-зонд.

У більшості нафтогазоносних провінцій (наприклад, Західно-Сибірській, Дніпрово-Донецькій, Передкавказькій та ін.) в якості стандартного застосовується послідовний градієнт-зонд в однополюсному A2M0.5N, або двополюсному M2A0.5B варіантах, та потенціал-зонд A0.5M8N.

Обраний стандартний зонд залишається незмінним в процесі вивчення геологічної будови даної площі (родовища).

 





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-10-27; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 637 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Студенческая общага - это место, где меня научили готовить 20 блюд из макарон и 40 из доширака. А майонез - это вообще десерт. © Неизвестно
==> читать все изречения...

4399 - | 4295 -


© 2015-2026 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.01 с.