Метод бокового каротажного зондирования (БКЗ)

Боковое каротажные зондирование (БКЗ) – это основной нефокусированный метод определения УЭС горных пород в условиях буровых скважин.

Сущность метода заключается в измерении кажущегося сопротивления горных пород зондами одного типа, но разной длины, чем обеспечивается различная глубина исследования разреза. Зонд БКЗ представляет собой «косу» с вмонтированными в нее электродами. Конструкция установки позволяет, при переключении питания с одного электрода на другой, получать зонд другой длины и типа. Как правило, в комплект БКЗ входят пять зондов: А0.45М0.1N, А1.0М0.1N, А2.0М0.5N, А4.0М0.5N, А8.0М1.0N (рисунок 1).

Рисунок 1 – Зонды БКЗ и стандартного каротажа

Для повышения производительности измерений применяют так называемые комплексные приборы электрического каротажа. БКЗ, как правило, выполняют только в продуктивной части разреза нефтяных скважин, где по УЭС оценивают характер насыщения коллекторов. Всю остальную часть разреза каротируют стандартным каротажем КС (Стандартный каротаж - обычно для исследования нефтяных и газовых скважин в качестве стандартного исполь­зуют градиент-зонд длиной около 2,5 м и потенциал-зонд дли­ной 0,5 м. Стандартный каротаж проводился сразу после бурения скважины по всему стволу в масштабе глубин 1:500.).

Одновременно с кривыми БКЗ регистрируются 1 зонд, «перевернутый» по отношению к остальным (N0.5M2.0A), 1 потенциал-зонд, ПС, резистивиметр и каверномер в масштабе глубин 1:200. Масштаб регистрации БКЗ – 1, 5, 25 Омм/см.

В БКЗ изучают изменение ρ_к с увеличением глубины проникновения тока, т.е. по мере увеличения длины зонда (рис. 1). При малых зондах L < d_скв ток замыкается в малом объеме, внутри скважины, и получаемое ρ_к определяется, в основном, сопротивлением бурового раствора ρ_с. С увеличением длины зонда ток проникает все дальше от оси скважины, захватывая сначала зону проникновения бурового раствора с сопротивлением ρ_зп, а затем и неизмененную часть пласта с сопротивлением ρ_п. Соответственно, меняются и получаемые значения ρ_к.

Основное достоинство метода БКЗ в сравнении с другими методами сопротивления БК и ИК – наибольший радиус исследования и может регистрировать сопротивление неизменной части пласта с глубокой зоной проникновения.

Данные БКЗ позволяют решать следующие геологические задачи:

- определение истинного удельного сопротивления пласта,

- определение сопротивления промытой части пласта,

- определение диаметра зоны проникновения, чем больше радиус проникновения бурового раствора, тем больше пористость пород и лучше их коллекторные свойства,

- определение пористости пород в карбонатном разрезе,

- оценка характера насыщающего флюида,

- отбивка границы газоносного и водоносного пластов.

Недостатки и ограничения метода БКЗ:

- продолжительная обработка и интерпретация,

- экранные максимумы и минимумы КС, которые являются ложными, и их значения при интерпретации не снимают,

- большое шунтирующее влияние скважины при ρ_п/ρ_с> 200 (столб бурового раствора служит шунтом),

- высокая погрешность в определении ρ_п пластов малой мощности при ρ_п/ρ_вм > 20 (ток ответвляется во вмещающие породы);

- неоднородность разреза (тонкое чередование прослоев с различным ρ_п).

В случае горизонтально залегающего мощного (Н = 5АО) однородного пласта высокого сопротивления на кривой кровельного градиент-зонда регистрируется асимметричный максимум (рисунок 2а). Кровля пласта выделяется по максимуму кривой, подошва пласта – по минимуму.

Тонкий пласт высокого сопротивления отмечается на кривой кровельного градиент-зонда максимумом кривой сопротивления (рисунок 2б). Над пластом на расстоянии, равном размеру зонда, находится экранный максимум, между экранным максимумом и основной аномалией – экранный минимум. Формирование экранных максимума и минимума связано с эффектом экранирования электрического тока пластом высокого сопротивления. Границы пласта определяют приближенно по точкам перегиба основной аномалии кривой сопротивления.

Рисунок 2. Примеры определения границ однородных пластов высокого удельного сопротивления по кривым кажущего сопротивления (по С.Г.Комарову). Кривые обращенного градиент - зонда: а- толстый пласт (h - 5АО); б - тонкий пласт (h=0,25АО). Кривые потенциал - зонда: в - толстый пласт (h=10 AM); г - тонкий пласт (h=0,3АМ)

Обработка диаграмм сводится к нахождению границ пластов и снятию показаний. Результат БКЗ представляет собой кривую зависимости ρ_к = f(L), построенную в билогарифмическом масштабе.

Кривые БКЗ интерпретируются с помощью специальных теоретических кривых (палеток БКЗ). Существуют двухслойные и трехслойные палетки БКЗ. Двухслойные кривые БКЗ рассчитаны для условий, когда проникновение промывочной жидкости в пласт отсутствует. Трехслойные кривые БКЗ рассчитаны для случая проникновения жидкости в пласт (рисунок 7,8). При проникновении фильтрата промывочной жидкости в пласт возможны два случая: снижение удельного сопротивления (понижающее проникновение) и, наоборот, увеличение его (повышающее проникновение).

В результате получают истинное сопротивление пород, зоны проникновения и оценивают глубину проникновения бурового раствора в среду. Однозначно определяются толщины мощных пластов (длина зонда меньше мощности пластов). Для пластов малой мощности определение границ затруднено.