Боковой каротаж
Боковой каротаж как метод геофизических исследований в скважинах. Изучение разрезов скважин, заполненных высокопроводящими электрический ток жидкостями. Определение удельного сопротивления. Семиэлектродный и трёхэлетродный зонды, псевдобоковой каротаж.
| Рубрика | Геология, гидрология и геодезия |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 15.12.2013 |
| Размер файла | 1,3 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru
Содержание
Введение
Основы метода
Определение удельного сопротивления
Семиэлектродный зонд
Псевдобоковой каротаж
Трёхэлетродный зонд
Двойной боковой каротаж
Прибор БК со сферической фокусировкой (SFL)
Микробоковой каротаж
Приложения
Литература
Введение
Боковой каротаж - метод геофизических исследований в скважинах, основанный на изучении удельного электрического сопротивления горных пород при помощи зонда, обеспечивающего распространение тока перпендикулярно стенке скважины (рис. 4).
Боковой каротаж (БК) относится к фокусированным электрическим методам. БК был предложен Дахновым В. Н. в 1942 году.
БК получил широкое применение вследствие его характерных преимуществ, которыми являются:
возможность изучать тонкослоистые разрезы;
изучать разрезы скважин, заполненных высокопроводящими электрический ток жидкостями.
В данной курсовой работе будут рассмотрены общие сведения по боковому каротажу, а так же принципы действия аппаратуры и основы интерпретации, полученных с помощью метода данных.
Основы метода
Методом бокового каротажа исследуется кажущееся удельное сопротивление пластов. Этот метод входит в группу модификаций электрического каротажа, в которых используются зонды с управляемым электрическим полем. Боковой каротаж так же называют каротажем с зондами с фокусировкой тока.
Боковой каротаж проводят многоэлектродными (семь, девять электродов) и трёх электродными зондами. Применяют многоэлектродные зонды с электродами небольшого размера (точечными) и с кольцевыми электродами, установленными на изолированной трубе.
Отличается от каротажа обычными трёхэлектродными зондами тем, что кроме основного (центрального) питающего электрода А0, здесь используют дополнительные (экранирующие) электроды, через которые пропускают ток той же полярности, что и через питающий электрод А0. Сила тока через электроды автоматически регулируется так, чтобы ток, выходящий из электрода А0, в некоторых пределах распространялся в направлении, перпендикулярном оси скважины (при вертикальных скважинах-горизонтально), захватывая слой определённой толщины.
Благодаря применению экранирующих электродов с регулируемой силой тока через них уменьшается влияние на результаты измерений бурового раствора, заполняющего скважину, и вмещающих пород, и кажущееся сопротивление получается близким к удельному.
Определение удельного сопротивления
При оценке удельного сопротивления по данным бокового каротажа можно исходить из следующего.
При пресных буровых растворах боковой каротаж сравнительно точно даёт значение сопротивления нефтеносных и газоносных пластов.
Для точного определения удельного сопротивления по результатам измерения зондом бокового каротажа необходимо пользоваться расчётными кривыми зависимостями к от параметров среды.
При ограниченной мощности пласта необходимо вводить поправку на мощность пластов.
В общем случае удельное сопротивление пласта по данным одного зонда бокового каротажа определить затруднительно; следует провести измерения ещё одним или несколькими зондами.
При повышающем проникновении для уточнения удельного сопротивления пласта рекомендуется пользоваться показаниями грдиент-зонда A0 = 4, 25 м. При понижающем проникновении в комплекс зондов малого размера, с индукционным каротажем и др.
Рекомендуемая область применения бокового каротажа. Боковой каротаж следует применять в случае, если удельное сопротивление бурового раствора мало (менее 0, 5 Ом*м) или содержится большое число пластов малопористых пород (с удельным сопротивлением порядка нескольких сотен Ом*м). К таким разрезам относятся разрезы, в которых преобладают карбонатные породы.
Семиэлектродный зонд
Электрическое поле семиэлектродного бокового каротажа представляет собой сумму полей трёх электродов - одного основного и двух экранных. Для подсчёта кажущегося сопротивления для семиэлектродного зонда бокового каротажа в общем случае необходимо определить поле каждого токового электрода в отдельности; при этом сила тока через экранные и основной электроды должна удовлетворять условию, что составляющая напряжённости поля по оси скважины в области расположения измерительных электродов и в особенности условие, накладываемое на определение силы экранного тока, в случае пластов конечной мощности сильно усложняет решение задачи (рис. 2, б).
Семиэлектродный зонд имеет один центральный электрод А0 и три пары электродов, расположенных симметрично относительно него: M1 и M2, N1, и N2, A1 и A2; симметричные электроды соединены между собой. Электрод А0 - основной электрод, А1 и А2 - экранирующие (рис. 1, б).
Силы тока через электрод А0 сохраняют постоянной; силы тока через экранирующие электроды поддерживают такой, чтобы разность потенциалов между электродами M1 (M2) и N1 (N2), была равна нулю. Измеряют разность потенциалов U между измерительными электродами зонда и удалённым электродом N.
В результате измерений получают кажущееся удельное сопротивление к, оно определяется по формуле:
к=КUКС/I0,
где I0 сила тока через основной электрод А0; K-коэффициент зонда; он берётся таким, что бы в однородной среде кажущееся удельное сопротивление получалось равным удельному.
Определим коэффициент зонда. Если считать, что электроды точечные, то как легко видеть, в однородной среде с удельным сопротивлением п потенциалы точек M1 и N1, будут соответственно
где Iэ - сила тока через каждый экранный электрод A1 и A2.
Так как сила тока Iэ устанавливается такой, что UM1=UN1, то написанные для UM1 и UN1 выражения можно приравнять; отсюда после преобразования
Обозначая множитель при I0 через C и учитывая, что потенциал удалённой точки (электрода N) равен нулю, получим
Отсюда получим
Коэффициент зонда будет определятся следующим образом:
Результат измерений зондом бокового каротажа относят к точке A0; за длину L зонда принимают расстояние между точками O1 и O2 (серединами интервалов M1N1 и M2N2). Характеристиками для зонда являются также расстояние Lоб = A1A2, называемое общим размером зонда, и параметр фокусировки зонда q= (Lоб-L) /L.
Так как выполняется условие, что напряжение между измерительными электродами M1 и N1 (а также между M2 и N2) равно нулю, то сила тока на участке скважины M1N и M2N2 также равна нулю. Получается, что будто бы скважина и прилегающие к ней участки пласта над электродом A0 и под ним были замещены изолятором (рис 1). Ток, выходящий из электрода A0, распространяется на значительное расстояние в радиальном направлении (от скважины) слоем, перпендикулярным к оси скважины (горизонтально). Измеряемое напряжение UКС представляет собой падение потенциала по указанному слою от скважины до удалённой точки. Естественно, что на это падение потенциала скважина и вмещающие породы оказывают небольшое влияние. Это позволяет во многих случаях получить кажущееся удельное сопротивление, значительно более близкое к удельному сопротивлению, чем при обычных зондах; в частности, обеспечивается лучшая оценка удельного сопротивления тонких пластов.
Псевдобоковой каротаж
Для изучения ближней к скважине зоны пласта применяют девятиэлектродный зонд псевдобокового каротажа (рис. 2, в). Он получается путём добавления в семиэлектродный зонд двух обратных токовых электродов B1 и B2, расположенных вблизи электродов A1 и A2 с внешней стороны зонда симметрично относительно центрального электрода A0. (рис. 1, в (г)) Из-за наличия в зонде электродов B1 и B2 (через них замыкается цепь тока I0 и Iэ) слой тока I0 быстро расширяется с удалением от стенки скважины, поэтому измеряемое напряжение зависит в основном от удельного сопротивления прилегающей к скважине части пласта.
Предназначен для сопоставления разрезов скважин, определения удельного сопротивления плата, в отдельных случаях - удельного сопротивления зоны проникновения.
Трёхэлетродный зонд
боковой каротаж геофизическое исследование
Электрическое поле трёхэлектродного зонда представляет собой поле длинного цилиндрического (вытянутого элипсоида вращения) заземления (рис. 1, а).
Трёхэлектродный зонд представляет собой длинный цилиндрический электрод, разделённый изоляционными прослойками на три части. Имеется основной (центральный электрод) А0; симметрично по отношению к нему расположены соединённые между собой удлинённые экранирующие электроды А1 и А2 (рис. 2, а).
Обеспечивается одинаковое значение потенциала все6х электродов: а) автоматическим изменением силы тока через экранирующие электроды при сохранении постоянства силы тока I0 через основной электрод; б) соединением между собой всех электродов в) в этом случае сила тока I0 изменяется при измерении.
Измеряют потенциал U экранирующих электродов или непосредственно отношение
.
Для определения кажущегося сопротивления необходимо знать потенциал основного электрода - разность потенциалов Uкс между ним и удалённым на достаточно большое расстояние от зонда электродом N. Фактически измеряют потенциал экранного электрода; результат получается тот же самый, так как потенциал экранных и основного электрода одинаков.
Кажущееся удельное сопротивление подсчитывается по формуле
к=КUКС/I0
Если сила тока питания основного электрода поддерживается постоянной, то записывая изменение UКС, получают коэффициент трёхэлектродного бокового каротажа:
где L- длина основного электрода A0; Lоб- общая длина зонда; dз - диаметр зонда; C2=L2об - d2з.
Кажущееся сопротивление относят к середине электрода A0.
При трёхэлетродном зонде бокового каротажа, как и при семиэлетродном, в результате влияния поля экранирующих электродов ток, выходящий из основного электрода, на значительном расстоянии распространяется слоем, перпендикулярным к оси скважины, с толщиной приблизительно равной длине основного электрода. Вследствие этого влияние скважины и вмещающих пород сказывается на результатах измерений значительно меньше, чем при обычных зондах.
Зонд бокового каротажа аналогичен обычному потенциал-зонду; при этом трёхэдлектродный боковой каротаж соответствует варианту потенциал-зонда, при котором электрод A, имеющий большие размеры, совмещает функции токового и измерительного M электродов. Отличительной особенностью зонда бокового каротажа является применение фокусировки тока, что значительно улучшает результат измерений по сравнению с обычным потенциал-зондом.
Двойной боковой каротаж
Поскольку на результаты измерений зондов электрического каротажа оказывают влияние глинистая корка, зона проникновения и незатронутый проникновением пласт, для определения ппласта необходима комбинация результатов нескольких измерений с различной глубинностью. Это осуществляется приборами бокового каротажа, которые записывают одновременную кривую ГК.
Показания каждого зонда двойного БК записываются поочерёдно. Для их обработки нужны также измерения зондом с сферической фокусировкой, необходимые для определения зп. Одновременно с сопротивлением записывается кривая ГК или ПС.
Прибор БК со сферической фокусировкой (SFL)
В однородной изотропной среде эквипотенциальные поверхности электрического поля точечного источника представляют собой сферы. Если же происходит отклонение от сферической модели, что может быть вызвано присутствием скважины, полученные данные могут быть исправлены с помощью исходных (расчётных) графиков. В приборе SFL, наоборот, использованы фокусирующие токи, чтобы принудительно приблизить эквипотенциальные поверхности для широкого ряда диаметров скважин. Влияние скважины практически устанавливается при d 25см. Во всех случаях, кроме предельных, наибольшая чувствительность прибора соответтвует зоне проникновения.
Микробоковой каротаж
С помощью зондов этого типа измереяется удельное сопротивление прилегающей к стенке скважины части пласта.
На башмаке из изоляционного материала на стороне, обращёной к стенке скважины, монтируют небольшой зонд, сотоящий из центрального основного A0 и трёх кольцевых электродов - двух (M и N) измерительных и внешнего А1 экранирующего.
Расстояние между кольцевыми электродами 1, 25- 2, 5 см, электрод A1 обычно образован совокупностью небольших электродов, центры которых расположены по окружности.
Принцип действия установки такой же, как и установки семиэлектродного бокового каротажа, вариантом которой он является.
Приложения
Рисунок 1
Схемы трехэлектродного(а), семиэлектродного(б), девятиэлектродного нормализованного (в), девятиэлектродногопсевдоэкранироваиного(г) зондов метода СЭЗ савтоматической фокусировкой тока
Рисунок 2
Распределение токовых линий зондов БК в однородной среде: а - трехэлектродного, б - семиэлектродного, в - многоэлектродного, I0 - токовый слой центрального электрода A0 поля экранирующих электродов ток, выходящий из основного электрода
Рисунок 3
Схема бокового каротажа с трехэлектродным (а) и семиэлектродным (б) зондами
Рисунок 4
Распространение тока в скважине и окружающих её ГП
Рисунок 5. Пример кривой БК
Литература
Комаров С. Г. Геофизические методы исследования скважин. Изд. второе. М., «Недра» 1973
Дьяконов Д. И., Леонтьев Е. И., Кузнецов Г. С. «Общий курс геофизических исследований скважин» М., Недра 1977
Сайт http://www.ngpedia.ru
Сайт http://www.mining-enc.ru
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Обязательность электрического каротажа для любой категории скважин. Методы потенциалов самопроизвольной поляризации горных пород, их основание на изучении естественных электрохимических процессов. Боковой, индукционный, ядерно-магнитный каротаж.
реферат [1,7 M], добавлен 27.12.2016Цели и задачи геофизических исследований газовых скважин. Классификация основных методов исследования по виду и по назначению: акустический, электрический и радиоактивный каротаж скважин; кавернометрия. Схематическое изображение акустического зонда.
реферат [2,0 M], добавлен 21.02.2013Применение газового каротажа для геохимических исследований скважин. Газовый каротаж в процессе бурения и после бурения. Сбор и обработка комплексной геологической, геохимической, геофизической информации. Проведение суммарного и компонентного анализов.
реферат [442,0 K], добавлен 11.12.2014Организация проведения геофизических работ в скважине. Рациональная организация и планирование работ геофизической партии. Выбор рациональных методов и этапов проверки качества выполненных работ. Каротаж оборудования для геофизических исследований.
отчет по практике [40,3 K], добавлен 24.09.2019Цели, функции и задачи геолого-технологических исследований скважин в процессе бурения. Изучение количества и состава газа, попавшего в буровой раствор методом газового каротажа. Проведение исследований с применением известково-битумных растворов.
контрольная работа [516,4 K], добавлен 23.06.2011Понятие и условия применения гамма-гамма каротажа как метода исследования разрезов буровых скважин, основанного на измерении рассеянного g-излучения, возникающего при облучении горных пород g-квантами средний энергии. Оценка его преимуществ, недостатков.
презентация [251,0 K], добавлен 09.05.2016Виды нейтронных методов. Процессы рассеяния и поглощения. Нейтронные свойства горных пород. Импульсный нейтронный каротаж. Пространственно-временное распределение тепловых нейтронов. Интерпретационные параметры. Нейтронный активационный гамма-каротаж.
презентация [1,0 M], добавлен 28.10.2013Типовые геофизические комплексы для исследования скважин и выделения угольных пластов. Методы радиоактивного и нейтронного каротажа, электрометрии. Каротаж на основе сейсмоакустических полей. Задачи ГИС при поиске и разведке угольных месторождений.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 15.12.2016Физические свойства горных пород и петрофизические характеристики Мыльджинского месторождения. Геологическая интерпретация геофизических данных. Физико-геологические основы и спектрометрическая аппаратура литолого-плотностного гамма-гамма-каротажа.
дипломная работа [4,0 M], добавлен 22.03.2014Физические основы акустического каротажа по скорости и затуханию. Форма кривой при акустическом каротаже и определение границ пластов, аппаратура для проведения исследования поведения волн ультразвукового и звукового диапазона в горных породах.
контрольная работа [2,5 M], добавлен 15.09.2012Анализ Талнахского и Октябрьского месторождения медно-никелевых сульфидных руд в зоне Норильско-Хараелахского разлома: геологическое строение, изверженные горные породы района. Методы геофизического каротажа скважин, физико-геологические модели пластов.
курсовая работа [3,1 M], добавлен 13.02.2014Области исследования обычными и фокуссированными зондами. Схемы бокового каротажа с трехэлектродными и семиэлектродными зондами. Понятие интергального геометрического фактора в методе бокового каротажа. Модель к расчету общего сопротивления среды.
презентация [3,0 M], добавлен 28.10.2013Основы метода ядерно-магнитного каротажа. Изучение величин искусственного электромагнитного поля. Аппаратура ядерно-магнитного метода. Области применения и решаемые геологические задачи. Схема процессов, возникающих при исследованиях горных пород.
курсовая работа [395,8 K], добавлен 21.12.2014Географическое положение, климатические особенности Томского района, его характеристика, геологическое строение. Методика и техника проведения геофизических исследований в скважинах. Проведение геофизических работ, расчет и обоснование стоимости проекта.
дипломная работа [5,3 M], добавлен 19.05.2014Методы акустического каротажа, основанные на изучении характеристик упругих волн ультразвукового и звукового диапазона, прошедших через горные породы. Измерительные зонды АК. Эксплуатационные характеристики скважинных приборов. АК по скорости и затуханию.
реферат [687,8 K], добавлен 28.03.2017Способы возбуждения полей гамма-квантов с получением конкретных свойств среды: плотности и эффективного номера. Взаимодействие гамма-квантов с веществом. Плотностная модификация Гамма-Гамма каротажа. Селективная модификация Гамма-Гамма каротажа.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 05.02.2008Операции в скважинах. Методы электрического и радиоактивного каротажа. Измерение тепловых свойств стенок скважины. Измерительная аппаратура и спуско-подъемное оборудование. Устройства для регулировки, контроля и стабилизации питания скважинных приборов.
презентация [667,4 K], добавлен 10.02.2013Техника геофизических исследований. Расчленение разрезов, выделение реперов. Выделение коллекторов и определение их эффективных толщин. Определение коэффициентов глинистости, пористости и проницаемости коллекторов, нефтегазонасыщенности коллекторов.
курсовая работа [3,0 M], добавлен 02.04.2013Характеристика и применение нейтронных методов при облучении горных пород. Нейтрон-нейтронный каротаж в комплексе методов общих исследований. Определение влажности грунтов и почв. Изучение пористости горных пород. Анализ на нейтронопоглощающие элементы.
реферат [1,1 M], добавлен 22.12.2010Характеристика промыслово-геофизической аппаратуры и оборудования. Технология проведения промыслово-геофизических исследований скважин. Подготовительные работы для проведения геофизических работ. Способы измерения и регистрации геофизических параметров.
лабораторная работа [725,9 K], добавлен 24.03.2011
