ЛК-8-ПС

Дисциплина
«Геофизические исследования
скважин».
МЕТОД ПОТЕНЦИАЛОВ
СОБСТВЕННОЙ
ПОЛЯРИЗАЦИИ (ПС)
1
ПРИРОДА ЕСТЕСТВЕННЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ
ПОТЕНЦИАЛОВ В СКВАЖИНЕ
• окислительно-восстановительный потенциал
(на контакте металлического электрода и
бурового раствора-электролита) - Uов.
• фильтрационный потенциал (фильтрация
флюида-электролита из пласта в скважину или
наоборот) - Uф.
• диффузионно-адсорбционный потенциал ( на
границе растворов разной концентрации) – Uда .
2
диффузионно-адсорбционный потенциал
На контакте двух разных растворов возникает э.д.с,
называемая диффузионным потенциалом и определяемая
формулой Нернста
C1
C1
2
U  V 2.3RT
Есп 

 lg
 K cп lg
 K сп lg
,
U V
hF
C2
C2
1
где U и V – подвижности катионов (+) и анионов (-); Т –
температура по Кельвину; R –газовая постоянная; F – число
Фарадея; h – валентность ионов; С1 и С2 – концентрации,
соответственно, более и менее концентрированного растворов;
Ксп – коэффициент диффузионного потенциала контакта
растворов;
ρ1 и ρ2 – удельные сопротивления растворов.
08.05.2016
3
диффузионно-адсорбционный потенциал 1 мкм = 10 -6 м
Толщиной диффузного слоя (d) это
расстояние между центрами тяжести
зарядов потенциалопределяющего и
диффузного слоя
- центры тяжести ионов;
1 – твердое тело;
2 – электролит;
где R – газовая постоянная, F –
постоянная Фарадея, Т — температура
в градусах Кельвина;
ε - диэлектрическая проницаемость в
относительных единицах;
Со — концентрация раствора в
моль/см3; Z1 и Z2 - валентности ионов.
4
СХЕМА ВОЗНИКНОВЕНИЯ ДИФФУЗИОННО-АДСОРБЦИОННОГО
ПОТЕНЦИАЛА В ПЛАСТЕ
5
Диффузионно-адсорбционный потенциал
Токи ПС диффузионного-адсорбционного происхождения
возникают в скважинах при наличии двух предпосылок:
1) присутствии контакта различных по литологическим
особенностям (глинистости) пород;
2) разница в минерализации пластовой воды и бурового
раствора.
Электродвижущая сила ПС диффузионного происхождения
определяется формулой
Uда = К да lg ( Св / Сф ) = К да lg ( ρв / ρф ),
где К да—коэффициент диффузионного-адсорбционного
потенциала; Сф , ρф — минерализация, удельное
сопротивление фильтрата бурового раствора; Св , ρв —
минерализация, удельное сопротивление пластовой воды.
08.05.2016
6
ВОЗНИКНОВЕНИЕ
ДИФФУЗИОННОАДСОРБЦИОННОГО
ПОТЕНЦИАЛА В
СКВАЖИНЕ
Es = i (Rгл + Rп + Rc).
∆U = i Rc =
= Es - i (Rгл + Rп ).
7
Схема каротажа ПС.
1 - блок-баланс, 2 - регистратор, 3 - наземный электрод,
4 - лебедка с коллектором,
диаграмма естественных потенциалов по стволу скважины: I (почва)
и III (известняки) - пласты со слабой электрохимической
активностью,
II (суглинки) и V (глины) - пласты с положительными аномалиями
8 для
ПС, IV - пласт с отрицательной аномалией ПС, характерной
проницаемых слоев
ГИС в процессе бурения
СКВАЖИННЫЙ
ПРИБОР КС , БЭЗ,
БК И ПС.
ГИС в процессе буре ния разв едочных и эксплуатационных скважин выполняют комплексные партии.
В открытом стволе:
• Стандартный каротаж, ПС, резистивиметрия (К1А-723)
• Боковое каротажное зондирование (К1А-723)
• Боковой каротаж (К1А-723)
• Индукционный каротаж (К1А-723, АИК-5М, ИК-КАС)
• Высокочастотное индукционное каротажное
изопараметрическое зондирование (ВИКИЗ)
• Микрозондирование, микрокавернометрия
(МКГ)
• Кавернометрия, профилеметрия (СКПД-3, СКПД-Ц)
• Радиоактивный каротаж естественной и наведенной
активности (РКС-3, РК5-76)
• Плотностной гамма-гамма каротаж (СГП-2 АГАТ)
• Волновой широкополосный акустический каротаж
(АКВ-1, АКШ-42)
• Инклинометрия (ИОН, ИОН-ГК)
• Термометрия
В обсаженном стволе:
• Акустический контроль определения качества
цементирования (АКВ-1, АКШ-42)
• Плотностная цементометрия (ЦМ-8-12, СГДТ-НВ)
• Радиоактивный каротаж (РКС-3, РК-5-76, СРК-М)
• Инклинометрия (ИОН, ИОН-ГК)
• Термометрия
Электрический каротаж
Стандартный каротаж
Выполняется тр емя ста ндартным и зондам и (А2.0М0.5 N,
N0.5M2.0A, N6.0M0.5A) в комплексе с кривой ПС.
Регистра ция вып олняется во всех скважинах с целью
сопоставлен ия р азрезов скваж ин, стратиг рафи ческого
расчлене ния
по род,
пересече нных
скважи нно й,
выделения проницаемых интервалов.
Боковое каротажное зондирование (БКЗ)
Представляет собой изм ере ние в скваж ине кажущ егося
сопроти вления го рных по род пятью градиент-зондами
разной длины (A0.4M0.1N, A1.0M0.1 N, A2.0M0.5N,
A4.0M0.5N, A8.0M1.0N). БКЗ проводят в комплексе с
измере нием
диаметр а
скважины,
сопроти вления
бурового раствора (резистивиметрия) и записью ПС.
решаемые задачи:
 определение границ пластов
 выделение коллекторов
 определение пористости пластов
 определение нефтегазонасыщенности
Боковой каротаж
Отличается от каротаж а обычн ыми тр ехэлектродными
зондами, при мен ени ем двух симм етрич но р асположенных экрани рующих электродов с регулируемой
силой тока в них. Пр име нен ие этой сх емы ум еньша ет
влияние в мещающих по род и пр омыв очн ой жидкости на
результаты измере ния. Получае мые зна чен ия КС
близки к удельному электрическому соп ротивле нию
горных пород.
решаемые задачи:
расчленение разреза, в том числе определение границ
маломощных пластов
определение УЭС пластов в скважинах с минерализованным буровым раствором
определение УЭС в высокоомных разрезах
16
ПС (собственный потенциал)
Решаемые задачи:
расчленение разреза, выделение коллекторов
определение коллекторских свойств пластов
определение степени глинизации коллекторов
определение коэффициента пористости
Резистивиметрия бурового раствора:
данные
по
со противле нию
буров ого
раств ора
используются при обработке БКЗ.
Прибор комплексного электрического
каротажа К1А-723-М
Резистивиметр
Предназн ачен
для
проведения
геофизич еских
исследован ий
в
нефтяных и газовых скважин. При бор
обесп ечив ает возможн ость за один
проход по интерв алу исследований
выполнить измер ени я комплексом
зондов БКЗ, зондом КС, зондом
трехэлектродного БК, зондом ИК,
резистивиметром, ПС.
Прим еняется
для
исследования
необс ажен ных скважи н, заполне нных
промы вочн ой жидкостью на водной
Электрод
основе.
ПС
Отличается малым диаметром, что
позволяет его исп ользовать при
проведе нии
исследов ани й
через
буров ой
инструм ент,
обладает
высокой
п роизводительн остью
и
надежностью, удобен в эксплуатации.
Основные технические характеристики
Измеряемый
параметр
Зонд БКЗ
Единица
измерения
Ом.м
Диапазон
0,2 – 5000
Зонд КС
Зонд БК
Зонд ИК
ПС
Резистивиметр
Ом.м
Ом.м
МСм/м
В
0,2 – 1000
0,2 – 1000
10 – 2500
-0.5 - +0,5
Ом.м
0,05 - 5
Общие технические данные
Длина (с зондом)
Максимальный диаметр
Масса
Макс. рабочая температура
Макс. рабочее давление
Скорость каротажа
Россия 634061 г.Томск пр-т Фрунзе 77
тел: (3822) - 26-23-83 / факс: 52-05-83 / E-mail: tggf@post.tomica.ru
20470 мм
73 мм
80 кг
120°С
80 МПа
2000 м/ч
9
ДИАГРАММЫ МЕТОДА
ПС
10
ЗАВИСИМОСТЬ КОЭФФИЦИЕНТА ОСЛАБЛЕНИЯ АМПЛИТУДЫ ПС.
Es = ∆Uсп / ύсп
11
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ АМПЛИТУДЫ
АНОМАЛИИ ПС -
άсп
άсп = Es / Es max
12
НОМОГРАММА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ГЛИНИСТОСТИ
ПО ВЕЛИЧИНЕ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ АМПЛИТУДЫ АНОМАЛИИ ПС (
Rп/Rзп = CONST
άпс).
13
ОЦЕНКА ПРОДУКТИВНОСТИ ОБЪЕКТА ГИС ПО
άпс
И
Kп
14
Область применения метода ПС
1. Необсаженные
скважины.
2. РВО.
3. Сф меньше Св.
15
Порядок интерпретации диаграмм СП
• 1. Расчленение разреза на пласты
• 2. Снятие отсчетов аномалии Uсп
• 3. Расчет статической амплитуды Есп
• 4. Введение поправки за температуру
• 5. Расчет относительной амплитуды
άпс
• 6. Оценка глинистости пласта Кгл
• 7. Определение литологии пласта
16
ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ДИАГРАММ ПС. Расчленение разреза на пласты
17
ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ДИАГРАММ ПС. Снятие отсчетов аномалии Uсп.
18
ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ДИАГРАММ ПС. Расчет статической амплитуды Есп
19
ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ДИАГРАММ ПС.
Введение поправки за температуру
20
ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ДИАГРАММ ПС.
Расчет относительной амплитуды
άпс
21
ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ДИАГРАММ ПС . Оценка глинистости пласта Кгл.
Rп/Rзп = CONST
22
ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ДИАГРАММ ПС . Оценка глинистости пласта Кгл.
II – ЗАПАДНАЯ СИБИРЬ.
23
Интерпретация диаграмм ПС.
Определение литологии пласта
Nп/п
Кгл
Литология
1
0 – 0,1
Крупнозернистый песчаник (КЗП)
2
0,1 – 0,2
Среднезернистый песчаник (СЗП)
3
0,2 – 0,3
Мелкозернистый песчаник (МЗП)
4
0,3- 0,4
Тонкозернистый песчаник (ТЗП)
5
0,4 – 0,5
Крупнозернистый алевролит (КЗА)
6
0,5 – 0,6
Среднезернистый алевролит (СЗА)
7
0,6- 0,7
Мелкозернисты алевролит (МЗА)
8
0,7 – 0,8
Тонкозернистый алевролит (ТЗА)
больше 0,8
Аргилллит
24