Поделиться Поделиться

Лекция 7. Индукционный каротаж

Для изучения электрических свойств (проводимости, диэлектрической проницаемости) наряду с электрическим каротажем применяется электромагнитный каротаж, основанный на измерении электромагнитного поля. Из разновидностей электромагнитного каротажа широкое практическое значение имеют диэлектрический и особенно индукционный каротаж.

Индукционный каротаж (ИК)предназначен для изучения удельной проводимости (удельного сопротивления) горных пород, пересеченных скважиной. Он основан на измерении напряженности переменного магнитного поля вихревых токов, возбужденных в породах полем опущенного в скважину источника.

 
  Лекция 7. Индукционный каротаж - Инвестирование - 1

Наиболее простой зонд состоит из двух катушек: генераторной и приемной, расположенных соосно на расстоянии, равном длине зонда L. Генераторная катушка питается от генератора переменным током частоты несколько десятков килогерц.

Создаваемое этим током первичное переменное магнитное поле возбуждает в окружающих породах вихревые токи. Эти токи создают вторичное переменное поле. Первичное и вторичное магнитные поля индуцируют в приемной катушке э.д.с. первичного поля компенсируется, вторичное поле пропорционально проводимости среды.

Лекция 7. Индукционный каротаж - Инвестирование - 2 Лекция 7. Индукционный каротаж - Инвестирование - 3 Лекция 7. Индукционный каротаж - Инвестирование - 4 ,

где: g - электропроводимость пласта ,м/м, rп – Ом м,Eв – В;

ku – коэффициент индукционного зонда.

Лекция 7. Индукционный каротаж - Инвестирование - 5 ,

где: f и I0 частота и амплитуда тока в генераторной катушке;

Sr и Sn площади витков генераторной и измерительной катушек;

nг и nn – число витков;

L длина зонда.

Лекция 7. Индукционный каротаж - Инвестирование - 6 кажущаяся удельная электропроводность.

Зонды с фокусированными катушками называются фокусированными индукционными зондами. В каждом фокусированном зонде имеются главные катушки (генераторная и измерительная). Результаты измерений относят к середине.

Фокусирующие катушки могут располагаться внутри или снаружи зонда. Основные задачи внешней фокусировки – снижение влияния вмещающих пород, задачей внутренней фокусировки – снижение влияния скважины и ЗП.

Зонд ИК обозначают шифром, первая цифра – число катушек, вторая – длина зонда 6Ф1 – шесть катушек, L – 1 м.

Специальным зондом ИК является зонд индукционного каротажа поперечной проводимости. Катушки располагаются горизонтально. Предназначен для изучения анизотропных сред (пластов).

Для зонда с фокусирующими катушками сигнал равен алгебраической сумме сигналов всех возможных пар измерительных и генераторных катушек зонда.

В случае неоднородной среды, состоящей из отдельных областей А,В,…N с удельным электропроводностями -gа,gb,…gn

gк=gаGA+gвGB+…+gnGn,

GA,GB,…Gn – геометрические факторы отдельных областей.

Для пласта конечной мощности с учетом влияния скважины, зоны проникновения.

gк=gсGc+gзпGзп+gnGn+gBMGBM или

Лекция 7. Индукционный каротаж - Инвестирование - 7 Таким образом, показания ИК являются суммой показаний от отдельных областей среды.

Зависимость геометрического фактора G бесконечного по длине цилиндра от его радиуса называется радиальной характеристикой зонда ИК.

 
  Лекция 7. Индукционный каротаж - Инвестирование - 8

Радиальные характеристики зондов индукционного каротажа. Пользуясь радиальными характеристиками ИК- зондов можно определить геометрический фактор скважины, ЗП и неизменной части пласта неограниченной мощности и затем для известного gк.

Зависимость геометрического фактора G от мощности пласта h называется вертикальной характеристикой ИК- зонда.

По вертикальной характеристике можно оценить влияние вмещающих пород ИК- зонда, когда середина зонда расположена против середины пласта.

Зонды ИК обладают (см. прошлую лекцию) большим радиусом исследования в случае повышающего проникновения фильтрата ПЖ.

При понижающем проникновении они уступают градиент – зондам большой и средней длины.

ИК применяют при исследовании проводящих жидкостей (на нефтяной основе), при бурении с продуктивным воздухом или газом, в сухих скважинах.

 
  Лекция 7. Индукционный каротаж - Инвестирование - 9

Кривые симметричны относительно середины пласта для зонда 6Ф1.

Форма кривых gк для других зондов ИК (8И1,4; 4И1; 4Ф1) несимметричны относительно середины пласта, т.к. точка записи не совпадает с серединой пласта.

 
  Лекция 7. Индукционный каротаж - Инвестирование - 10

В пластах высокого сопротивления значение gк заметно отличается от значения соответствующему пласту неограниченной мощности.

Основной задачей, решаемой при обработке данных ИК, является определение удельного сопротивления пластов.

Обработку производят в следующем порядке: выделение и отбивка границ пластов, отсчет существенных значений gк, определениеrп спомощью палеток ИК. Граница – половина высоты аномалии.

Существенное значение gк против пласта отсчитывают в интервале, уменьшенном на половину длины зонда со стороны кровли и подошвы пласта. При gк<10 мСм/м для ИК (кроме ВИК-1) gк не отсчитывается.

 
  Лекция 7. Индукционный каротаж - Инвестирование - 11

Интерпретация данных ИК производится по палеткам ИК аналогично с ЭК.

rвм=1 Ом м

Шифр кривых -rк¥ в Ом м.

Палетка для исправления показаний зонда 6Ф1 за влияние конечной мощности.

Диэлектрический каротаж.

Диэлектрический каротаж (ДК) предназначен для изучения диэлектрической проницаемости горных пород в разрезе скважин и основан на измерении характеристик высокочастотного магнитного поля, возбуждаемого зондом ДК.

Горные породы относятся к веществам, которые поляризуются. Поляризация является причиной возникновения дополнительного поля, складывающегося с первичным полем Е0.

Напряженность поля Е в веществе при наличии поляризации отличается от напряженности Е0 первичного поля

Лекция 7. Индукционный каротаж - Инвестирование - 12 , где x – безразмерный параметр, определяющий электрическую поляризуемость среды, называется диэлектрической восприимчивостью.

Диэлектрические свойства вещества характеризуются абсолютной диэлектрической проницаемостью.

Лекция 7. Индукционный каротаж - Инвестирование - 4 eа=e0(1+4px), где e0 – диэлектрическая постоянная, представляющую диэлектрическую проницаемость вакуума и являющаяся относительной единицей измерений.

e=eа/e0 – относительная диэлектрическая проницаемость.

Для основных породообразующих минералов e составляет 4-7. Для воды – 88., очень сильно зависит от температуры. С увеличением t от 273° до 373°К eв уменьшается с 88 до 55. eнефти изменяется от 2 до 3, у газа – близка к 1.

Диэлектрическая проницаемость горной породы определяется объемным содержанием и поляризуемостью минералов и пластовых флюидов (воды, нефти, газа), участвующих в строении породы.

Для нефтегазонасыщенных пород она изменяется от 4 до 12.

В чистых нефтегазонасыщенных породах (коллекторов) определяется в основном содержанием остаточной воды

e=(1-kп) eск+(kвeв+kнeн)kп, где kп, kв, kн – соответственно коэффициенты пористости, водонасыщенности, нефтенасыщенности, eск, eв, eн – диэлектрические проницаемости минерального скелета, воды и нефти.

Значительной диэлектрической проницаемостью обладают глины и аргиллиты (от 30 до 60).

       
  Лекция 7. Индукционный каротаж - Инвестирование - 14   Лекция 7. Индукционный каротаж - Инвестирование - 15
 

Водонасыщенные известняки обладают более высоким e по сравнению с водонасыщенными песчаниками.

На рис.50 (блок – схема аппаратуры АДК-1) генератор имеет f=43 МГц. Измеряют cosa. L=85¸87 см.

← Предыдущая страница | Следующая страница →