Конфигурация кривых кажущегося сопротивлении: кривые КС градиент- и потенциал-зондов для пластов высокого сопротивления большой и малой мощности

Метод кажущегося сопротивления: физические основы, принцип измерения КС в скважине (кажущееся сопротивление и его связь с истинным удельным сопротивлением горных пород; электрическое поле точечного источника в однородной изотропной среде).

 

AB – токовые электроды, MN – измерительные.

Кажущееся сопротивление: ρ_К = K·ΔU/I [Омм], где K – коэффициент зонда.

В однородной среде кажущееся сопротивление равно удельному сопротивлению среды. В скважине среда неоднородна и кажущееся сопротивление зависит от многих факторов.

 

Поле точечного источника в однородной изотропной среде.

Точечный электрод A излучает постоянный ток I в среде с удельным сопротивлением ρ. Электрод B удалён на бесконечность. Среда однородна, условия для протекания тока во всех направлениях одинаковы и плотность тока: j = I / 4πr². Падение напряжения на элементарном участке dr: . Потенциал электрического поля в М, расположенной на расстоянии AM, найдём интегрированием:

. Аналогично для N: . Тогда разность потенциалов: . Также, в случае однородной изотропной среды напряжённость электрического поля E можно определить: , где r и AO – расстояние от источника до точки, где определяем E.

Итого, из всего вышенаписанного можем получить: . На практике измерить потенциал в одной точке сложнее, чем разность потенциалов. Поэтому используют четырёхполюсные установки AMNB, которые измеряют разность потенциалов электрического поля.

Зонды методов КС: основы теории зондов, их классификация, обозначение, наименование, точки записи, длина зонда (вывод выражения для потенциала электрического поля точечного источника в однородной среде; вывод выражения для коэффициента обычного зонда метода КС).

Потенциал зонды: расстояние между парными электродами больше.

1 – последовательный (кровельный) зонд (парные ниже непарных).

2 – обращённый (подошвенный) зонд (парные выше непарных).

 

Точка записи – середина AM.

Длина зонда – расстояние L между удалённым электродом и точкой записи.

Радиус исследования – двойной размер зонда.

 

Градиент зонды: расстояние между парными электродами меньше.

1 – последовательный (кровельный) зонд (парные ниже непарных).

2 – обращённый (подошвенный) зонд (парные выше непарных).

 

Радиус исследования – размер зонда.

 

Поле точечного источника в однородной изотропной среде.

Точечный электрод A излучает постоянный ток I в среде с удельным сопротивлением ρ. Электрод B удалён на бесконечность. Среда однородна, условия для протекания тока во всех направлениях одинаковы и плотность тока: j = I / 4πr². Падение напряжения на элементарном участке dr: . Потенциал электрического поля в М, расположенной на расстоянии AM, найдём интегрированием: . Аналогично для N: . Тогда разность потенциалов: . Также, в случае однородной изотропной среды напряжённость электрического поля E можно определить: , где r и AO – расстояние от источника до точки, где определяем E.

Итого, из всего вышенаписанного можем получить: . На практике измерить потенциал в одной точке сложнее, чем разность потенциалов. Поэтому используют четырёхполюсные установки AMNB, которые измеряют разность потенциалов электрического поля.

Коэффициент зонда .

 

 

Конфигурация кривых кажущегося сопротивлении: кривые КС градиент- и потенциал-зондов для пластов высокого сопротивления большой и малой мощности.

 

Измеренное значение ρ_К зависит от удельного сопротивления изучаемого пласта, вмещающих пород, мощности пластов, диаметра скважины, бурового раствора, зоны проникновения и типа зонда.

Пласты высокого удельного сопротивления. а), б) - кровельный градиент-зонд; в) г) – потенциал-зонд.

 

Кровельный градиент зонд. Мощный пласт высокого сопротивления - асимметричный максимум (максимум – на кровле, минимум – на подошве). Тонкий пласт высокого сопротивления – симметричный максимум, но над пластом на расстоянии L экранный максимум и между ним и основным максимумом – экранный минимум (из-за явления экранирования тока пластом высокого сопротивления).

Подошвенный градиент зонд. Кривые являются зеркальным отражением относительно горизонтальной плоскости, проходящей через середину пласта. Границы пласта определяют по основанию спада и подъёма кривой.

 

Потенциал зонд. Даёт кривые, симметричные относительно горизонтальной плоскости через середину пласта. Мощный пласт высокого сопротивления – симметричный максимум; границы пласта определяют по точкам изгиба кривой. Тонкий пласт высокого сопротивления – симметричный минимум, и по обе стороны есть два небольших максимума, удалённых от кровли и подошвы на ½ AM.