Файл: Исследования электрическими методами это геофизические исследования скважин, выполняемые с целью изучения геологических разрезов и выявления полезных ископаемых.docx
Добавлен: 10.11.2023
Просмотров: 44
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
| Введение…………………………………………………………………… | 3 |
| 1 Понятие и теория электрического каротажа…………………………… | 5 |
| 1.1 Теоретические основы метода КС………………………………… | 7 |
| 1.2 Зонды метода КС……………………………………………………… | 11 |
| 1.3 Микрокаротаж………………………………………………………… | 13 |
| 2 Интерпретация кривых КС……………………………………………… | 18 |
| Заключение………………………………………………………………... | 25 |
| Список использованных источников……………………………………. | 26 |
ВВЕДЕНИЕ
Исследования электрическими методами – это геофизические исследования скважин, выполняемые с целью изучения геологических разрезов и выявления полезных ископаемых. Электрокаротаж проводится в поисковых и разведочных скважинах до спуска эксплуатационной колонны труб. Время для проведения исследований, отведенное по проекту строительства скважины, составляет всего 2-3 суток после окончания бурения.
Записанные диаграммы используются в течение всего периода эксплуатации скважин (20-30 лет). Все геологические и технические работы в скважинах проводятся с обязательным использованием диаграмм электрического каротажа. По ним определяются многие параметры пластов, решаются различные геологические задачи: отмечаются глубинные границы каждого пласта с точностью до десятых долей метра, определяется литологическая характеристика пласта, выделяются пласты-коллекторы, в которых возможно содержание флюидов, определяется характер насыщения пластов-коллекторов (нефть, вода, газ) и величины емкостно-фильтрационных параметров (пористость, проницаемость) и коэффициент нефтенасыщенности пластов [1].
Электрический каротаж является обязательным для любой категории скважин. Без этой документации скважина не может быть сдана в эксплуатацию.
После спуска эксплуатационной колонны данные электрические методы не применимы, т.к. электрическое поле электродов скважинных приборов через металлическую колонну не проходит. Но на сегодняшний день существует электрокаротаж в колонне.
Из всех категорий геофизических методов исследования скважин электрометрия отличается самыми высокими скоростями записи диаграмм - около 2500 м/час.
Целью курсовой работы является описание теоретических основ методов электрического каротажа.
Задачами курсовой работы являются:
-
Выявить понятие электрического каротажа; -
Рассмотреть теоретические основы метода кажущегося сопротивления; -
Рассмотреть комплексную интерпретацию гефизических данных по результатам электрического каротажа.
1 Понятие и теория электрического каротажа
Электрический каротаж – геофизические исследования в скважинах, основанные на измерении электрического поля, возникающего самопроизвольно или создаваемого искусственно. Электрический каротаж используется для оценки литологического состава пород, слагающих стенки скважины, выделения в них нефтегазонасыщенных, рудных и водонасыщенных пластов, оценки их параметров, корреляции разрезов различных скважин, контроля технического состояния скважин и т.п. [1].
Впервые электрокаротаж был применен на небольших французских месторождениях нефти в Пешельбронне. В настоящее время проводится электрокаротаж любой скважины, пробуренной вращательным способом.
В зависимости от конкретных условий каротаж одних скважин производится на разных стадиях бурения, других ‑ только после его завершения [2].
Каротаж электрический – это непрерывная запись электрических свойств, вскрываемых скважиной: отложений и содержащихся в них флюидов. Измерения производятся в необсаженной трубами части ствола скважин, обычно при вращательном способе бурения, когда ствол заполнен буровым раствором. Они осуществляются с помощью скользящих электродов, помещенных в изолированную трубку, называемую зондом, которая опускается в скважину. Электроэнергия, вырабатываемая установленным на поверхности земли генератором, по одной из жил кабеля передается вниз к соответствующему электроду, который сообщает ее окружающим породам; в то же время соседние электроды, соединенные с другими жилами кабеля, принимают поступающий из пород заряд и направляют его к поверхности, где он фиксируется на ленте светочувствительной бумаги, которая движется синхронно с зондом, электрический каротаж перемещающимся по стволу скважины
[2].
Расстояние между принимающими заряд электродами в зонде (разнос электродов) меняется в зависимости от геологических особенностей и стратиграфических условий района бурения.
Электрический каротаж состоит в основном из двух модификаций: метода сопротивлений (КС) и метода самопроизвольно возникающего электрического поля (ПС). Основными видами каротажа по методу сопротивления являются каротаж нефокусированными (обычными) зондами потенциал зонд (ПЗ) и градиент зонд (ГЗ) , в том числе боковое каротажное зондирование (БКЗ), боковой каротаж (БК), микрокаротаж (МК).
Сущность электрического каротажа заключается в проведении измерений, показывающих изменения вдоль скважины кажущегося удельного сопротивления (КС) пород и естественных потенциалов (ПС) для изучения геологического разреза скважины. Результаты измерений изображаются в виде кривых изменения параметров КС и ПС вдоль ствола скважины [2].
В данной курсовой работе будут рассмотрены теоретические основы метода кажущегося сопротивления (КС).
-
Теоретические основы метода КС
При проведении исследований скважин электрическими методами изучают удельное электрическое сопротивление, естественную (собственную) и искусственно-вызванную электрохимические активности горных пород. На определение удельного электрического сопротивления основываются метод кажущихся сопротивлений (в том числе в модификации микрозондов и экранированного заземления) и индукционный метод исследования скважин [3].
Различие в естественной (собственной) электрохимической активности используют при исследованиях скважин методом потенциалов собственной поляризации (метод CП), а вызванную электрохимическую активность горных пород изучают методом потенциалов вызванной поляризации (метод BП).
1Известно, что электрическое сопротивление R проводника длиной l, состоящего из однородного материала и имеющего постоянное поперечное сечение s, можно определить по формуле 1:
 | (1) |
Коэффициент р в формуле называется удельным электрическим сопротивлением
и измеряется в прикладной геофизике в Ом-метра. Удельное электрическое сопротивление обратно пропорционально удельной электрической проводимости (электропроводности) горных пород [4].
Осадочные горные породы, слагающие разрезы нефтяных, газовых, угольных и многих рудных месторождений, состоят из породообразующих минералов и пустот (пор), заполненных водой, нефтью, газом или смесью этих флюидов. Большинство породообразующих минералов имеют очень большое сопротивление и практически не проводят электрического тока.
Для определения удельного сопротивления горных пород в скважине необходимо знать закономерности распространения электрического тока в трехмерном пространстве. В настоящем учебнике мы остановимся лишь на тех простейших особенностях поля постоянного тока в однородной и изотропной среде, знание которых необходимо для изложения последующего материала [4].
Предположим, что точечный электрод А, излучающий постоянный электрический ток с силой J, находится в однородной и изотропной среде с удельным сопротивлением р (рисунок 1).
Второй электрод В источника тока удален в бесконечность или столь далеко от электрода А, Е что влиянием электрического поля этого источника на поле электрода можно пренебречь [5].
Поскольку среда однородна и изотропна, то условия для протекания тока от электрода. А во всех направлениях одинаковы. Поэтому плотность тока j на расстоянии т от источника будет равна по формуле 2:
 | (2) |
Падение напряжения на элементарном участке равно по формуле 3:
 | (3) |
Рисунок 1 – Пояснение к выводу формулы для определения потенциала электрического поля постоянного тока в однородной среде.
Потенциал электрического поля в точке М, расположенной на расстоянии АМ ох источника тока, найдем интегрированием уравнения 4:
 | (4) |
Аналогично найдем потенциал точки N, находящейся на расстоянии AN ох источника тока А (формула 5):
 | (5) |
Разность потенциалов равна по формуле 6:
 | (6) |
Из уравнения потенциала электрического поля также следует, что в случае однородной и изотропной среды напряженность электрическом поля f можно определить по формуле 7:
 | (7) |
Все вышеперечисленные уравнения позволяют найти удельное сопротивление однородной среды по результатам измерения потенциалов, разности потенциалов для напряженности электрического поля по формулам 8,9:
 | (8) (9) |
Однако с практической точки зрения измерить потенциал напряженность в какой-либо точке среды значительно сложнее, чем разность потенциалов. Поэтому для изучения удельного сопротивления пород в скважинах применяют четырёхполюсные установки AMNB, использование которых основывается на измерении разности потенциалов электрического поля [5].
Схема проведения каротажа в методе КС.
Для замера сопротивления пород пересеченных скважиной, применяется 4-х электродная установка АМNB – каротажный зонд. Зонд КС состоит из нескольких электродов закрепленных на отрезке шлангового каротажного кабеля. Через электроды А и B, называемые токовыми, пропускают ток I, создающий электрическое поле в породе [6].
При помощи измерительных электродов М и