Сделай Сам Свою Работу на 5

Электрохимические поля диффузионного





Происхождения в скважине

 

Естественное электрическое поле диффузионного происхожде­ния в скважине рассмотрим на примере пласта песчаника, за­легающего в глинах (рис. 30). На границах скважина — глина, скважина — песчаник и пласта песчаника с вмещающими его глинами возникают двойные слои, обусловленные диффузией солей, растворенных в пластовых водах и буровом растворе. Системы двойных слоев IIII или IIIV создают близ кровли и подошвы пласта замкнутые электрические контуры, по кото­рым циркулирует электрический ток i. Элементами этой цепи являются последовательно включенные эквивалентные сопротив­ления глин Rгл, пласта Rn и части скважины Rс. Для этого кон­тура справедливо соотношение

(1.36)

или

(1.37)

Алгебраическая сумма ЭДС в левой части уравнения (1.37) составляет статическую амплитуду аномалии UСП, которая бы­ла бы зарегистрирована при перемещении электрода М в сква­жине как скачок разности потенциалов ΔUСП против подошвы или кровли пласта песчаника при отсутствии тока в цепи (отсю­да название статическая):

. (1.38)

Эта величина, как будет показано ниже, отражает различие в литологии пласта песчаника и вмещающих пород, а также соотношение концентрации Св/Сф пластовых вод и фильтрата бурового раствора. Однако в скважине против границ пласта регистрируется скачок потенциала



(1.39)

который определяется падением напряжения, создаваемым при прохождении тока i на участке цепи, представленной скважиной, или разностью статической амплитуды Es и падением на­пряжения при прохождении тока i по породам.

 

 

Рис. 30. Естественное электрическое поле диффузионного про­исхождения в пласте песчаника, залегающего в глинах.

1 - вмещающие породы (глины); 2 - пласт песчаника; 3 - двойные электрические слои на границах скважина — глина, глина — песчаник, песчаник — скважина; 4 - замкнутый электрический контур — эквива­лентная электрическая схема поля СП в скважине; 5 - график Es; 6 — график UСП.

 

Таким образом, регистрируемая аномалия ΔUСП обычно меньше статической Es или равна ей в пластах большой мощности небольшого сопро­тивления, когда величина Rгл= Rп пренебрежимо мала по срав­нению с Rс.



При одинаковых скачках Егл п в кровле и подошве пласта аномалия ΔUСП в пласте симметрична, максимальное отклоне­ние от линии глин соответствует середине пласта, а границам пласта отвечают точки перегиба кривой (рис. 31).

Диаграмма UСП в отличие от диаграммы сопротивлений и диаграмм других методов ГИС не имеет нулевой линии, по­скольку при исследовании методом СП регистрируется разность потенциалов ΔUMN

, (1.40)

включающая, кроме разности потенциалов ΔUСП, отражающей естественное электрическое поле, значения электродных потен­циалов электродов М и N, которые обычно неизвестны (рис.31, а). При регистрации ΔUMN соблюдают условие постоянства значе­ний UM и UN, что обеспечивает тождество формы кривых ΔUMN и ΔUСП по разрезу скважины. Ввиду отсутствия на диаграмме линии нулевых значений потенциала ΔUСП в качестве условной нулевой линии используют «линию глин», проводя ее по значе­ниям ΔUс в глинистых породах, а вместо масштабной шкалы на диаграмме вверху помещают отре­зок длиной 2 см, указывая, сколько милливольт содержится в этом отрез­ке (рис. 31, б).

 

 

Соотношение между регистрируе­мой величиной ΔUСП и ее статическим (или приведенным) Es значением за­висит от мощности пласта и электри­ческой неоднородности среды. В об­щем случае чем меньше относительная мощность пласта h/dc, выраженная в диаметрах скважины dc, и чем боль­ше удельное сопротивление пласта ρп отличается от удельного сопротивления вмещающих пород ρвм и бурового раствора ρр, тем больше степень снижения At/c по сравнению с Es, характеризуемая отношением



Для геологической интерпретации диаграммы ΔUСП в каж­дом изучаемом пласте используют приведенное значение Es (свободное от влияния факторов, не характеризующих породу), вычисленное по формуле

(1.41)

При этом величину ΔUСП определяют по диаграмме, а значе­ние vСП находят по специальным палеткам для заданных значе­ний h/dc, ρп/ρр, ρп/ρвм (рис. 32). В пластах с h>2÷3 м значе­ние ΔUСП практически равно Es. Сущность величины Es стано­вится понятной, если рассмотреть электрохимическую аналогию электрической цепи, образованной замкнутым контуром на од­ной из границ пласта (рис. 33). Нетрудно показать, что алге­браическая сумма Ер гл, Егл и, Еп р равна алгебраической сумме диффузионно-адсорбционных ЭДС, измеренных на последова­тельно включенных электоохимических ячейках с образцом глины, разделяющим пластовую воду и фильтрат бурового раство­ра, и с образцом песчаника, разделяющим фильтрат бурового раствора и пластовую воду:

. (1.42)

В соответствии с выражениями (1.35), (1.42) можно записать

(1.43)

где КСП - коэффициент аномалии ΔUСП; ρв, ρФ - удельные со­противления пластовой воды и фильтрата бурового раствора.

Графически величину Es для заданных параметров пласта и вмещающих пород можно определить как расстояние по вертикали между зависимостями Едa = f(lg ρ2) (см. рис. 29) для пород с соответствующими параметрами qп при фиксированном значении, если ρ1=ρв. Значение Es соответствует для за данных величин ρ2 и ρФ расстоянию между зависимостями с параметрами qп = 0 и qп ≠ 0 на рис. 29.

 

Рис. 32, Пример палетки для опреде­ления vСП по заданным значениям

h/dc, ρп/ρвм, ρп/ρг.

ρвм/ρр= 5; D = dс. Шифр кривых — ρп/ρр

 

Анализ выражения (1.43) показывает следующее.

Величина статической аномалии Es тем больше, чем значительнёе контраст в литологии между пластом и вмещающими породами и чем больше различаются минерализации или удельные сопротивления пластовых вод и фильтрата бурового раствора.

Если различие в литологии между пластом и вмещающими породами отсутствует (Кд ап = Кда гл) или минерализации и удельные сопротивления пластовой воды и фильтрата; бурового раствора равны (Св = Сф и ρвф), отклонения кривой ΔUСП от «линии глин» не происходит и Еs = 0 (аномалия отсутствует).

Знак аномалии зависит от соотношения ρвф. Если ρвф и Св>Сф, что соответствует наиболее типичной ситуации для скважин нефтяных и газовых месторождений, пласты песчаника, залегающие в глинах, отмечаются отрицательными аномалиями Uсп (кривая отклоняется влево от «линии глин»). При ρвф и Св<Сф, что встречается сравнительно редко, аномалия UСП в пласте песчаника будет положительной (так назы

 

Пропущена страница

 

в своем продолжении отсекает на оси ординат значение αСП гр, соответствующее промышленно рентабельному значению ηпр.

При однородном составе глинистого цемента и постоянной минерализации пластовых вод в изучаемых продуктивных отло­жениях получают корреляционные связи αСП гр с коэффициентами пористости kп, глинистости kгл и проницаемости kпр, которые используют для оценки по диаграммам UСП указанных пара­метров в породах-коллекторах.

Область применения метода СП ограничена необсаженными скважинами, пробуренными на РВО (раствор на водной основе) с пресным фильтратом бурового раствора (ρфв). В скважи­нах с РВО, минерализация фильтрата которого близка к мине­рализации пластовых вод, диаграмма UСП, как это ясно из ска­занного выше, неинформативна. В скважинах, пробуренных с РНО (раствор на нефтяной основе), кривую UСП получить не­возможно.

 

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.