Контрольная работа по "Геодезии"

 

Как по кривой метода собственных потенциалов выделить коллектор в разрезе скважины?

Метод потенциалов собственной (самопроизвольной, естественной) поляризации (метод СП, ПС, PS) горных пород был предложен: французским ученым К. Шлюмберже в 1926 г. для изучения разрезов нефтяных скважин. На основании результатов наблюдений; методом ПС, выполненных на нефтяных скважинах Азнефтив 1931 г., была впервые установлена зависимость потенциалов естественной' поляризации от литологии пород, вскрываемых скважиной. В начале 30-х годов началось широкое внедрение этого метода, как в Советском Союзе, так и за рубежом. Первые работы по анализу диаграмм, полученных в скважинах, а также по изучению потенциалов диффузионного и фильтрационного происхождения на образцах пород в лаборатории были выполнены в 30-х годах советскими специалистами: В. Н. Дахновым,В. А. Сулиным, А. Н. Снарским, И. Я. Фурманом, С. Г. Комаровым, Т. М. Шаниной, А. Г. Самарцевым и В. В. Остроумовым. В этот же период В. Р. Бурсианом, Л. М. Альпиным и С. М. Шейнманом, были созданы основы теории естественных электрических полей в скважине.

Более глубокие исследования природы потенциалов диффузнойного, фильтрационного и окислительно-восстановительного происхождения и методики геологической интерпретации диаграмм этого параметра были проведены в 40—60-е годы настоящего столетия. Эти работы обеспечили возможность широкого использования метода потенциалов собственной поляризации для изучения геологических разрезов скважин, при подсчетах запасов нефти и газа, составлении проектов разработки месторождений этих ископаемых и сооружении подземных хранилищ газа и т. п. Среди этих работ следует отметить исследования, выполненные В. Н. Кобрановой, Б. Ю. Венделыптейном, В. М. Добрыниным, И. А. Колосовым и др. под руководством В. Н. Дахнова. Диаграмма метода потенциалов собственной поляризации является одним из важнейших документов о разрезе скважины.                 Данные этого метода в комплексе с диаграммами других методов промысловой геофизики используются для литологического расчленения разрезов скважин.

Метод ПС служит для измерения естественных электрических потенциалов в стволе скважины в функции глубины. Это один из самых широко используемых сегодня методов. Он наиболее чувствителен к размерам гранул пород, проницаемости и содержанию флюида. ПС больше относится к методам качественной оценки, однако, если им пользоваться с умом, из него можно извлечь огромное количество информации.

В терригенном разрезе при благоприятных условиях диаграммы ПС используются также для определения коэффициента пористости коллекторов. В чистых неглинистых терригенных и карбонатных породах по диаграммам ПС можно оценивать минерализацию пластовых вод. Кроме того, данные метода потенциалов собственной поляризации широко используются при корреляции разрезов скважин, анализе циклов седиментации, составление карт фаций и при других работах по геологическому обобщению результатов промыслово-геофизических исследований.

- отделение проницаемых  пластов от непроницаемых

- определение границ и  мощностей пластов

- определение сопротивления пластовой воды, Rw

- может быть использован  для подсчета сопротивления воды  в водоносном пласте

- оценка объема глин, Vsh

Основные принципы измерения.

Метод ПС представляет собой измерение разницы потенциалов между пассивными движущимися в стволе  электродом и питающим электродом, расположенным на поверхности (в луже воды, прикрепленная к устью скважины или опущенная в морскую воду, если исследования ведутся на море). Существует 3 возможных источника электропотенциалов, вносящих вклад в показания СП:

Электрохимический потенциал Eс, состоящий из диффузионного и абсорбционного потенциалов.

Электрокинетический потенциал Ек (иногда его называют движущимся или фильтрационным)

  Сумма этих потенциалов является результатом измерения относительной величины СП.

А - Схема каротажа ПС. 1 - блок-баланс, 2 - регистратор, 3 - наземный электрод, 4 - лебедка с коллектором,

Б - 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 ПС, IV - пласт с отрицательной аномалией ПС, характерной для проницаемых слоев

 

Скважинные исследования методом ПС служат для расчленения геологических разрезов и корреляции по соседним скважинам отдельных пластов, выявления плохо проницаемых сланцев, глин и хорошо проницаемых песков, пористых известняков, выделения сульфидных, полиметаллических руд, угля, графита, оценки пористости и проницаемости пород.

В результате работ получаются графики естественных потенциалов, измеряемые в милливольтах. По аномалиям на диаграммах ПС выделяются пласты с разной электрохимической активностью. Однозначная литологическая интерпретация диаграмм ПС затруднена, т.к. естественное электрическое поле зависит от многих факторов. Чаще всего против глинистых пород наблюдаются положительные аномалии потенциала ПС, а около пористых проницаемых пластов - отрицательные. Интенсивными аномалиями положительного и отрицательного знака выделяются сульфидные залежи, пласты антрацита, графита. Слабыми аномалиями (единицы милливольт) отличаются массивные, плотные, плохо проницаемые песчаники, известняки, вулканические породы.

 

 

Кривые ПС не имеют нулевой линии. На диаграммах кривых ПС могут быть нанесены условные “нулевые” линии - линия глин и линия песчаников. Линия глин проводится по максимальным значениям ПС против мощных однородных глинистых пластов. От уровня линии глин отсчитывается величина ПС.

 

 

Оценка качества.

Погрешность измерений ПС не должна превышать 5 % от регистрируемой амплитуды. Искажения кривой ПС из-за намагниченности лебедки, гальванокоррозии, блуждающих токов, перематывания кабеля не должны выходить за предел этой погрешности.

Сползание “линии глин” на кривой ПС, вызванное поляризацией электродов, не должно превышать 10 мВ на 100 м.

Для проведения ПС используются следующие скважинные приборы:

- ЭК-1.

 Выделение коллекторов по повторным замерам ПС при цементных заливках.

В основе способа лежит обнаружение интервалов смещения кривой ПС на повторных замерах после цементации заливок.

Чаще всего цементные заливки назначают для изоляции проницаемых трещиновато-кавернозных пород, интенсивно поглощающих ПЖ, и глинистых интервалов, склонных к размывам и обвалообразованиям. В интервалах заливок цемент внедряется в породы с высокими коллекторскими свойствами, прежде всего в кавернозно-трещинные, трещинные и закарстованные, образуя в них зоны кольматации пород цементными частицами. В интервалах с увеличенными диаметрами на стенках скважины образуется непроницаемая цементная корка («цементный стакан») .

Выделению коллекторов способствует одна важная особенность цементного камня – его аномально низкая электрохимическая активность. Поэтому внедрение цемента в проницаемые породы, образование цементной корки или заполнение цементом каверн в стволе скважины вызывают смещение кривой ПС в область отрицательных значений. Смещение тем значительнее, чем больше цемента присутствует на данном участке скважины. Фактически на кривых ПС величина смещения изменяется от -5до-75 мВ при наиболее часто встречающихся значениях в 10 – 20 мВ при рс >Ом*м. Сдвиг в область отрицательных значений увеличивается с ростом числа трещин и каверн, однако четкой связи между  величиной сдвига и вторичной пористостью не установлено. В гранулярных породах кривые ПС не изменяются, так как глубина проникновения глинистых и цементых частиц в межзерновые поры незначительна, вследствие чего за незначительной по глубине зоной кольматации находятся только фильтрат ПЖ и невытесненные пластовые флюиды.

Искажения кривых ПС, вызванные внедрением цемента в породы, позволяют установить интервалы залегания высокопроницаемых трещино-каверновых коллекторов. Лучшие результаты получают по кривым повторных замеров ПС, выполненных на ПЖ с рс >0.5 Ом*м до цементной заливки и после разбуривания мостов. При высокой минерализации ПЖ (кривая ПС слабо дифференцирована), при неоднородном сопротивлении ПЖ по стволу скважины и при изменяющемся по разрезу сопротивлении пластовых вод выделение трещиновато-кавернозных пород с проникшим в них цементом по повторным замерам ПС затруднено или невозможно.

 

Принципы обработки диаграмм любого метода одинаковы и сводятся к выделению аномалий: максимумов, минимумов, изрезанных интервалов и др. на нормальном фоне. По ним можно определить местоположение пластов, их мощности. Для симметричных зондов, например, по графику потенциалов и пропорциональных ему параметров поля, центр пласта находится напротив экстремумов, а границы - на участках перегиба. Для несимметричных зондов, измеряющих градиент потенциала и пропорциональные ему параметры, экстремумами на диаграммах выделяются кровля или подошва пласта. Качественная интерпретация диаграмм ГИС включает как подобную обработку каждой диаграммы, так и их межметодную и межскважинную корреляцию. Количественная геолого-геофизическая интерпретация в каждом методе своя, но наиболее достоверная информация получается при комплексировании нескольких методов. Наличие одной АКС (АГИС) с большинством зондов создает возможность проводить комплексирование быстро и дешево. Этим ГИС резко отличается от полевых методов геофизики

 

Типичные диаграммы электрического и ядерного методов ГИС