Определение удельного электрического сопротивления пластов по диаграммам индукционного каротажа

Индукционный каротаж (ИК) является разновидностью электромагнитного каротажа (ЭМК). Он основан на измерении в скважине напряжённости переменного магнитного поля вихревых токов, возбуждённых в породах генераторами катушек зондами ИК. Метод предназначен для определения электрической проводимости (удельной проводимости) горных пород в скважинах, заполненных обычной промывочной жидкостью (проводящей ток), а также в скважинах с не проводящей электрический ток ПЖ (приготовленной на нефтяной основе), или воздухом, газом. Сигнал, измеряемый при индукционном каротаже (кажущаяся электрическая проводимость σк), зависит от электропроводности пород, промывочной жидкости и зоны проникновения, мощности пластов, диаметров скважины и зоны проникновения, типа и размера зонда, тока питания и частоты поля. Согласно приближённой теории индукционного каротажа, измеряемое напряжение (сигнал) представляет собой сумму ЭДС, наводимых в измерительной катушке вихревыми токами, протекающими в элементарных кольцах, на которые разбивается пространство системой коаксиальных цилиндров и плоскостей , перпендикулярных к оси скважины. Электродвижущая сила каждого элементарного кольца равна произведению его удельной электрической проводимости σп на геометрический фактор g. В скважинах, заполненных ПЖ, проводящей электрический ток (кажущаяся проводимость σк), в измерительных катушках возбуждается ЭДС, определяемая суммой ЭДС, возникающих в отдельных составных частях изучаемой среды: в стволе скважины (σс), зоне проникновения (σзп), неизменной части пласта (σп) и вмещающей породе (σвм). σк =1/ρк = Gc*σс+Gзп*σзп+Gп*σп+Gвм*σвм

Влияние скважины на показания индукционного каротажа определяется диаметром скважины (её геометрическим фактором Gc) и удельной проводимостью ПЖ σс. С увеличением dс и σс влияние скважины возрастает. Влияние вмещающих пород в индукционном каротаже существенно меньше. В пластах конечной мощности (менее 3 – 4 м) существенные значения σк необходимо приводить к показаниям против пластов неограниченной мощности. Поправочный коэффициент за мощность определяют с помощью палеток. С помощью таких палеток определяют кажущиеся сопротивления, приведённое к условиям неограниченной мощности пласта ρк∞. В пластах без проникновения фильтрата ПЖ ρк∞ = ρп. Влияние зоны проникновения на результаты ИК фиксирующими зондами невелико при повышающим проникновении. Понижающие проникновение оказывает значительное влияние, начиная уже с проникновения ПЖ на глубину, превышающую три диаметра скважины.

Основной задачей интерпретации кривой ИК является определение удельного сопротивления пластов. При отсутствии проникновения фильтрата ПЖ в пласт определение ρп по данным одной кривой ИК сводится к учёту влияния скважины, скин-эффекта и ограниченной мощности пласта, что легко осуществляется с помощью специальных палеток. Определение ρп с помощью этих палеток ведётся по следующей схеме: 1) определяются h, σк и σвм против исследуемого пласта (σвм равно среднеарифметическому из отсчётов против покрывающих и подстилающих пластов); 2) вводят поправку на влияние скважины ∆σс = σс*Gc, где σс – электропроводность ПЖ с мСм/м, Gc определяют по палетке для известных dc и ε, исправленное значение σк₁ = σк - ∆σс; 3)зная σк₁ переходят к ρк, при этом учитывают и скин-эффект; 4) выбирают палетки с наиболее близким шифром ρвм и по данным ρк и h находят ρк∞; 5) если измеренное значение ρвм* более чем на 20% отличается от ρвм шифра палеток, измеренное значение ρк приводят к палеточным условиям.

При наличии зоны проникновения, когда ρзп отличается от ρп неизменной части пласта , показания ИК интерпретируются с помощью трехслойных однозондовых или комплексных палеток. Однозондовые палетки рассчитаны для пластов неограниченной мощности и представляют собой графики зависимости ρк/ρс от ρп/ρс для известных значений dc и ρзп/ρс. Палетка снабжена кривыми для фиксированных значений D/dc и ρс. Для выбора нужной палетки и определения параметров D/dc и ρзп/ρс. Это достигается проведением измерений ИК в комплексе с другими электрическими методами сопротивлений (боковой каротаж БК, боковой каротаж малым зондом БКм, боковой каротаж большим зондом БКб, потенциал зонды и градиент зонды). При повышающем проникновении комплекс зондов (боковой каротаж малым зондом БКм, потенциал зонды, градиент зонды, ПС, индукционный каротаж большим зондом ИКб и индукционный каротаж средним зондом ИКс ) дает возможность с достаточной надёжностью выделить пласты-коллектора и определять параметры D, ρзп и ρп. При понижающем проникновении определение D, ρзп и ρп затрудняется. Это вызвано уменьшением глубинности исследования зондов ИК и увеличением глубинности зонда БК при ρзп < ρп. В результате расхождения в значениях показаний большого ИКб и малого БКм зондов становятся значительно меньше, чем в случае повышающего проникновения. В условиях понижающего проникновения более надёжные результаты определения параметров D, ρзп и ρп возможны при использовании в комплексе зондов вместо малого зонда БКм зондов БКЗ и БК.