Методика выделения нефтегазовых пластов с глубокими зонами проникновения по данным геофизических исследований скважин Яковлев Геннадий Евгеньевич

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Физико-геологическое обоснование применения градиент-зондов большого размера для определения характера насыщения коллекторов с глубокими зонами проникновения 12

1.1. Краткий обзор современного состояния изучения коллекторов со сложным строением по-рового пространства 12

1.2. Сравнительный анализ характеристик некоторых зондов электрометрии 22

Глава 2. Вопросы теории электрометрии скваш в однородном электрическом поле 37

2.1. Об асимптотических значениях р и предельных радиусах исследования 37

2.2. Характеристики градиент-зондов бесконечно большого размера 67

2.3. Об условиях создания квазиоднородного электрического поля установками с конечными разносами питающих электродов . 80

Глава 3. Влияние реальных условий измерения на показания градиент-зондов большого размера 111

3.1. Влияние ствола скважины 112

3.2. Влияние конечного.расстояния между парными электродами 126

3.3. Влияние экранирования 133

3.4. Влияние анизотропии разреза 152

Глава 4. Результаты моделирования 173

4.1. Электролитическое моделирование 174

4.2. Моделирование на электроинтеграторе ЭКСМ 199

4.3. Некоторые результаты моделирования на ЭВМ. 216

Глава 5. Интерпретация диаграмм кс, зарегистрированных четырехэлектродными градиент-зондами большого размера 230

5.1. Определение границ пластов 231

5.2. Определение характера насыщения коллекторов 233

5.3. Определение удельного сопротивления пластов 239

Глава 6. Техническая реажзация измерении в сквашлнах четырехэлектродными градиент-зондами большого размера 268

6.1. Условия измерений и основные требования к аппаратуре 268

6.2. Описание аппаратуры ЗКІ-8ІЗ (ПЗБЗ-І-КГУ) 281

6.3. Результаты испытаний аппаратуры 287

Глава 7. Определение характера насыщения коллекторов с глубокими зонами проникновения комплексом гис 292

7.1. Краткая характеристика коллекторов карбонатных отложений Татарии 292

7.2. Примеры решения геологических задач 309

7.3. Результаты статистической обработки измерений 355

Заключение 364

Литература 372

• Сравнительный анализ характеристик некоторых зондов электрометрии
• Об условиях создания квазиоднородного электрического поля установками с конечными разносами питающих электродов
• Влияние конечного.расстояния между парными электродами
• Определение удельного сопротивления пластов

Введение к работе

Высокие темпы развития топливно-энергетической базы страны ставят задачу существенного повышения информативности геофизических методов исследования скважин (ГИС), являющихся ныне ос -новным способом изучения геологических разрезов, вскрытых бурением. При этом одной из наиболее сложных задач, стоящих перед промысловой геофизикой, является определение характера насыщения коллекторов, что связано, в частности, с образованием в них в ряде случаев глубоких зон проникновения промывочной жидкости. Особенно часто это наблюдается в карбонатных коллекторах со сложной структурой порового пространства, в районах с аномально низкими пластовыми давлениями (АНПД), при увеличении глубины скважин свыше 3 тыс.м, на поздней стадии эксплуатации нефтяных и газовых месторождений, при вскрытии продуктивных отложений на промывочной жидкости с высокой водоотдачей, а также при использовании в качестве последней естественных водных суспензий (ЕВС) и поверхностно-активных веществ (ПАВ).

Наличие глубоких зон проникновения промывочной жидкости приводит к пропуску нефтеносных пластов, ложным заключениям о нефтенаснщенности водоносных пластов, ошибкам в определении положения водо-нефтяного контакта (ВНК) и т.п., поскольку традиционно используемые методы промысловой геофизики обладают недостаточной глубинностью исследования для надежного определения типа флюида, насыщающего неизмененную проникновением часть плас-тов«коллекторов. В свою очередь, это вызывает задержку ввода в эксплуатацию новых скважин, увеличение количества их испытаний, что, в конечном счете, существенно удорожает стоимость геологоразведочных работ на нефть и газ.

В связи с этим чрезвычайно актуальной и важной является разработка методов промысловой геофизики, обладающих большей,по сравнению с существующими, глубинностью исследования и позволяющих, благодаря этому, определять параметры пластов при наличии глубокого проникновения промывочной жидкости.

По своим физическим основам к наиболее глубинным методам промысловой геофизики относятся методы электрометрии. Кроме того, они являются, по существу, единственными, позволяющими оценивать характер флюида, насыщающего пласты коллекторы. Поэтому самым перспективным представляется совершенствование методов электрометрии.

Максимальная глубинность исследования мощных однородных по сопротивлению толщ была достигнута А.Н,Африкяном и А.М.Залуцким в Волгоградском Поволжье путем увеличения размеров обычного потенциал-зонда [25] . Однако для изучения разрезов, сложенных пластами ограниченной мощности, потенциал-зонды большого размера непригодны из-за низкой расчленяющей способности.

Сопоставление характеристик зондов разных методов электрометрии показало, что наиболее просто и эффективно существенное увеличение глубинности исследования при сохранении высокой раз -решающей способности по вертикали достигается применением градиент-зондов большого размера с малыми разносами между измерительными электродами. Однако при увеличении размера трехэлектрод-ного градиент-зонда пропорционально увеличивается и интервал,на котором сказывается экранирование электрическими неоднородностя-ми разреза, расположенными в районе питающих электродов. Для уменьшения амплитуды экранирования было предложено вместо трех - 6 электродных использовать четырехэлектродные градиент-зонды типа AMNB. Применение в зонде второго питающего электрода заставляет ток, вытекающий из электрода А, замыкаться на электрод В,препятствуя тем самым его рассеиванию на границах раздела сред с различными удельными сопротивлениями, что приводит к резкому снижению влияния экранирования и упрощению конфигурации кривых КС.

Следует отметить, что четырехэлектродные градиент-зонды сами по себе не являются новшеством. Они упоминаются Г.ГДоллєм в работе, опубликованной еще в 1934 г., а также вошли в классификацию зондов электрометрии, данную В«НДахновым в 1955 г. Однако из-за отсутствия в то время многожильного кабеля и недостаточно высокого уровня развития измерительной техники они не нашли практического применения. Отсутствие возможности технической реализации четыре хэлектродных градиент зондов привело к тому, что работы по изучению их характеристик не проводились несмотря на наличие явных преимуществ перед трехэлектродными.

Максимальный положительный эффект от применения четырехэле-ктродных градиентаондов достигается при большом расстоянии между питающими электродами. В этом случае в районе точки записи образуется достаточно обширная область квазиоднородного электрического поля, в которой эквипотенциальные поверхности являются плоскостями, практически нормальными к оси скважины, вследствие чего падение потенциала на интервале MN в пласте такое же, как и в скважине [Т7] . Это, наряду с малым (порядка 0,5 м) расстоянием между измерительными электродами, обеспечивает высокую дифференциацию регистрируемых диаграмм КС.

В слоистом разрезе, представленном частым чередованием пластов разного удельного сопротивления, который в первом приближении можно аппроксимировать однородной анизотропной средой,токо - 7 вые линии питающего диполя и область квазиоднородного поля вытягиваются по радиусу от скважины тем больше, чем больше коэффициент макроанизотропии; происходит своеобразная фокусировка тока за счет того, что продольная проводимость среды больше поперечной. В результате этого глубинность исследования в слоистом разрезе, с которым обычно приходится сталкиваться при измерениях большими установками, увеличивается по сравнению с однородной изотропной средой. Четкость выделения пластов малой мощности при этом не снижается благодаря существованию области квазиоднородного электрического поля и малому расстоянию между измерительными электродами.

Большое расстояние между питающими электродами четырехэлек-тродного градиент-зонда при сохранении малых разносов MN приводит к снижению измеряемых разностей потенциалов до первых десятков микровольт. Выделить полезные сигналы такой величины на фоне весьма значительных помех, а также измерить их с помощью общепринятой методики регистрации кривых КС не представляется возможным. Поэтому для технической реализации измерений в скважи -нах четырехэлектродными градиент-зондами большого размера необходимо наличие специальной аппаратуры, совместимой с современными промыслово-геофизическими станциями.

Таким образом, целью диссертационной работы являлась разработка эффективной методики определения истинного характера насыщения пластов-коллекторов с глубокими зонами проникновения на базе создания метода электрометрии скважин четырехэлектродными градиент«зондами большого размера. Актуальность и практическая значимость этой работы подтверждается тем, что она выполнялась в рамках целевой комплексной программы ГКНТ СССР по решению научно-технической проблемы 0.50.01 "Осуществить комполексное изу - 8 чение глубинного строения земной коры глубокими и сверхглубокими скважинами и геолого-геофизическими методами и определить перспективы нефтегазоносности и рудоносности основных районов страны" (постановление ГКНТ, Госплана и АН СССР № 468/247/130 от 9ДП-1980 г.).

Для достижения указанной цели необходимо было решить следующие основные задачи:

1. На базе изучения современного состояния определения характера насыщения коллекторов промыслово-геофизическими методами обосновать разработку метода электрометрии скважин четырехэлек-тродными градиент«зондами большого размера.

2. Разработать теорию электрометрии скважин четырехэлект-родными градиент-зондами, установить зависимость их показаний от параметров разреза, скважины и измерительной установки и на этой основе создать методику качественной и количественной ин -терпретации получаемых материалов.

3. Проанализировать условия измерений в скважинах малых разностей потенциалов и разработать аппаратуру для технической реализации метода.

4. Апробировать методику определения характера насыщения пластов-коллекторов четырехэлектродными градиент зондами в сква« жинах и продемонстрировать ее высокую эффективность.

Исследования автора базировались на основополагающих работах по теории электрометрии на постоянном токе Л.М.Альпина, В.Р. Бурсиана, В.Н.Дахнова, Г.Г.Долля, А.Й.Заборовского, С.Г.Комарова, А.Н. Краева, А.А.Петровского и др.

Опробование разработанного метода электрометрии скважин осуществлялось в глубоких скважинах нефтяных месторождений востока Татарии преимущественно в карбонатных отложениях. При этом, несмотря на сравнительно хорошую изученность геологического разреза этих районов, с помощью четырехэлектродных градиент зондов большого размера было выявлено большое количество пропущенных нефтеносных пластов как в карбонатной, так и в терригенной частях разреза, установлены случаи ложного заключения о нефтенасы-щении водоносных коллекторов по данным стандартного комплекса ГНС, уточнено положение ВНК и т.п. В связи с этим для более ши« рокого внедрения метода в производство было изготовлено и передано в трест "Татнефтегеофизика" пять комплектов аппаратуры для исследования скважин четырехэлектродными градиент-зондами большого размера. Указанной аппаратурой за период 1979-83 гг. было исследовано свыше 300 скважин. Результаты исследований используются для оперативной интерпретации и выдачи заключений о характере насыщения пластов«!КОллекторов. В 1984 г. началось внедрение метода в тресте "Пермнефтегеофизика".

Особенно эффективны четырехэлектродные градиент«зонды большого размера при определении характера насыщения коллекторов ограниченной мощности, залегающих в разрезах, сложенных частым чередованием пластов высокого и низкого сопротивления, т.е. при решении наиболее сложной задачи, которая существующими методами в настоящее время не может надежно решаться ни в СССР, ни за рубежом. Перспективны исследования четырехэлектродными градиент-зондами на поздней стадии эксплуатации нефтяных месторождений, когда падает пластовое давление, а также при увеличении глубины скважин и, следовательно, статического давления столба промывочной жидкости. И то и другое приводит к увеличению диаметра зоны проникновения в пластах-коллекторах.

Применение четырехэлектродных градиент-зондов большого размера сулит большой экономический эффект, связанный с выявлением пропущенных нефтенасыщенных пластов, в результате чего увеличивается прирост разведанных запасов нефти, а также с сокращением количества испытаний водоносных пластов- коллекторов, по которым было дано ошибочное заключение о нефтенасыщении в результате образования глубоких зон повышающего проникновения и относительно малой глубинности исследования методов стандартного комплекса ГИС. Так, например, только 2 скважины (№ 2437 Акташской и № 2508 Ямашинской площадей Татарской АССР), эксплуатирующие с августа 1979 г. нефтеносные пласты бобриковских отложений, выявленные в результате исследований четырехэлектродными градиент«зондами большого размера, дали на ІД1 - 82 г. 8,1 тыс. тонн нефти, что по средним мировым ценам, равным 240,5 руб. за тонну, составляет 1,95 млн.руб. дополнительной прибыли. 

Результаты исследований, по мере их выполнения, докладывались на ежегодных научных конференциях Казанского государствен-ного университета им. В.И.Ульянова«Ленина, техсоветах трестов "Татнефтегеофизика" (г.Бугульма), "Пермнефтегеофизика" (г.Пермь) и "Краснодарнефтегеофизика" (г.Краснодар), годичных совещаниях геологической службы объединения "Татнефть" (г.Альметьевск),координационных совещаниях по научно-исследовательской работе Мин-нефтепрома (гг. Уфа, Волгоград, Туапсе, Геленджик), Ученом совете ВНИИнефтепромгеофизики (г.Уфа), семинарах кафедры промысловой геофизики МННХ и ГП (г.Москва) и НПО "Союзтермнефть" (г.Краснодар), техническом совещании в СКТБ ПГ (г.Грозный), научно-технических конференциях "Поиски, разведка и разработка нефтяных и газовых месторождений Западного Урала и Приуралья" и "Вопросы совершенствования методов поисков, разведки и разработки нефтяных месторождений Пермского Прикамья" (г.Пермь), научно-производственном семинаре Тюменского геофизического треста по интерпре - II тации данных ГИС (г.Тюмень). Ряд положений диссертационной работы включен в курсы лекций, читаемых студентам геофизической специальности в Казанском государственном университете, МИНХ и ГП им. И.М.Губкина и Тюменском индустриальном институте. Метод и предназначенная для его реализации аппаратура дважды (в 1981 и 1983 84 гг.) экспонировались на ВДНХ СССР и удостоены Диплома Почета и двух медалей - серебряной и бронзовой.

Основные положения и результаты диссертационной работы освещены в 23 статьях и одной монографии, написанных лично и в соавторстве и опубликованных в центральной печати и издательстве Казанского университета.

Успешная разработка методики выделения продуктивных пластов четырехэлектродными градиент-зондами большого размера была бы невозможна без энтузиазма и творческой активности непосредственных сотрудников автора Л.А.Ивлиева, В.Н.Леванова, Р.И.Ситдико-вой, Э.Е.Шабашвили и других. Опытно методические работы и внедрение метода в производство осуществлялось в тесном содружестве с коллективом треста "Татнефтегеофизика" во главе с Э.П.Халабудой благодаря участию В.А.Горгуна, Е.Б.Груниса, Г.М.Донова, А.Г.Кор-жиневского, В.Г.Рогожина, Р.Ш.Хайретдинова и других. Всем им автор выражает свою искреннюю признательность.

За неизменную поддержку при постановке исследований автор глубоко благодарен проф. Л.М;Альпину, проф. В.Н.Дахнову и всему коллективу кафедры ГИС МИНХ и ГП им. И.М.Губкина, М«Т.-Бондаренко, Г.Н.Звереву, А.С.Кашику, В.В.Лаптеву, РД.Муслимову, А.А.Му-херу, Н.Н.Сохранову, а также всем, кто в той или иной мере способствовал выполнению настоящей работы.

Особую признательность автор испытывает к своему учителю Ю.АДикгофу, ценными советами и помощью которого он пользовался вплоть до его безвременной кончины.  

Сравнительный анализ характеристик некоторых зондов электрометрии

Вопросам увеличения глубинности зондов электрометрии уделяется большое внимание, так как радиус исследования современных зондов, в том числе фокусированных, пока недостаточен для изучения коллекторов с глубоким проникновением промывочной жидкости. Рассмотрим возможности и ограничения применения наиболее глубинных на сегодняшний день зондов электрометрии. К ним относятся зонды индукционного метода 6ФІ и 6Ф1м [I69,I70] , зонды бокового метода БКб и L Зоц [116,194], зонд электромагнитного метода ЭМКЗ [104] , а также градиент-зонды длиной АО 4 м. Как известно, свойства того или иного зонда электрометрии определяются его характеристиками, основными из которых являются следующие: 1. Разрешающая способность по сопротивлению - зависимость кажущегося сопротивления пласта неограниченной мощности без проникновения от его удельного сопротивления 2. Вертикальная характеристика, представляющая собой зависи-мость - Ь = тітгі » где г - кажущееся сопротивление пласта ограниченной мощности К, , а Р - кажущееся сопротивление пласта неограниченной мощности с тем же удельным электрическим сопротивлением. Она отражает влияние вмещающей среды на показания зонда против пластов ограниченной мощности. 3. Радиальная характеристика, представляющая собой зависи-мость - = / (-pi , где у - кажущееся сопротивление пласта при наличии зоны проникновения, а у - кажущееся сопротивление того же пласта без проникновения. Она характеризует собой глубинность исследования зонда при наличии в пласте зоны проникновения с удельным сопротивлением Р и диа -метром На рис.1,1 приведено сопоставление кривых разрешающей спо собности по сопротивлению. Кривые -Jf-= fro1) для 30HZl0B БКб и L3 4 заимствованы из [194] , для зонда 6ФІ - в [16 » для зонда 6Ф1м - в [170] и, наконец, для градиент-зондов с АО/о/ = 20 и 125 - в [13]. Как видно из рис.1,1, кривая разрешающей способности по сопротивлению зонда LJ H В пластах неограниченной мощности без проникновения нелинейна практически при любом значении сопротивления пласта.

Зонд БКб с этой точки зрения значительно лучше. Зависимость между удельным сопротивлением среды Р и регистрируемым им кажущимся сопротивлением к весьма близка к линейной в очень широком диапазоне n . Для зондов индукционного метода 6ФІ и 6Ф1м линейный харак -тер зависимости между Рк и уп наблюдается при повышенных сопротивлениях пласта. При сопротивлениях пласта ниже 10 Омм линейность за счет влияния скин-эффекта нарушается и регистрируемые этими зондами кажущиеся сопротивления превышают удельные тем больше, чем меньше 9п Для градиент-зондов больших размеров между кажущимся и удельным сопротивлениями в широком диапазоне изменения последнего наблюдается прямая пропорциональность. При этом с увеличением AO/d интервал линейной зависимости ft от п расширяется. Лишь при очень высоком удельном сопротивлении среды прямая пропорциональность между fK и Рп нарушается, причем fK превышает р Перейдем далее к рассмотрению вертикальных характеристик зондов электрометрии с большой глубинностью исследования, представленных на рис.1,2. Кривые для зондов бокового метода взяты из [41,194] , для зондов индукционного метода рассчитаны с помощью вертикального геометрического фактора [169,170) , для градиент-зонда с АО = 25 м (125 d ) кривая построена с помощью палетки ТП-2 [13] , для градиент-зонда с АО = Ц м (20 d ) - с помощью палеток ЭКЗ [Ю] и для градиент-зонда бесконечно большого размера рассчитана по методике, изложенной в работе [85].

Об условиях создания квазиоднородного электрического поля установками с конечными разносами питающих электродов

Как следует из материалов, приведенных в предыдущих разде -лах, для получения максимально возможной глубинности исследования в окружающей скважину среде необходимо создать однородное электрическое поле. В принципе этого можно достичь путем использования градиент-зонда достаточно большого размера.

Для оценки размеров градиент-зонда, обеспечивающего конфигурацию поля в области измерений, близкую к однородному, воспользуемся палеткой ТП-2 [13] . Хотя последняя и не учитывает влияния скважины, это не является препятствием для решения указанной задачи, ибо, как показано в [17] , при размерах зонда 50-100 d уменьшение плотности тока в окружающей среде за счет ее увеличения в скважине невелико (табл.3,3). В 2,1 было показано, что в однородном электрическом поле рк непроницаемых пластов ограниченной мощности при отсутствии влияния скважины равно (р . Кривые -&-= т( пГ") палетки ТП-2, как известно, правой асимптотой имеют тоже удельное сопротивление. Следовательно, выход кривых палетки ТП-2 на асимптоту и будет соответствовать размеру зонда, создающего однородное поле в заданном геоэлектрическом разрезе.

Из рассмотрения палетки ТП-2 следует, что с увеличением удельного сопротивления пласта по сравнению с удельным сопротивлением вмещающих пород размер градиент-зонда, при котором образуется однородное электрическое поле в районе исследуемого пласта, все более возрастает по сравнению с его мощностью, достигая весьма значительных величин. Например, при — = 2,5 -г- , при котором кривая QK - { 14р-) еще на 10$ не доходит до.асимп-тоты, составляет б, а при - - = 10 - уже 65. Это значит, что при мощности пласта 2 м для измерения его удельного сопротивления с точностью 10$ необходимо в первом случае использовать зонд с АО = 12 м, а во втором - с АО = 130 м.

Очевидно, что в реальных условиях скважины использование установок с такими разносами сопряжено с непреодолимыми на сегодняшний день техническими трудностями. Поэтому размеры зондов приходится ограничивать, оставляя их все же достаточно большими для того, чтобы обеспечить необходимую глубинность исследования. В связи с этим важно оценить глубинность исследования градиент-зондов конечного размера.

В работе [152] на основе решения интегральных уравнений для поверхностной плотности зарядов, возникающих в электрическом поле точечного источника на контакте сред с различными удельными сопротивлениями, дано определение радиуса исследования одной границы раздела двух сред градиент-установками произвольного размера. Аналитическое выражение имеет следующий вид: 3-д и iw - координаты питающего электрода и точки измерения градиент-зонда по оси 2 (в долях радиуса скважины), отсчитываемые от плоскости контакта. При этом под глубинностью исследования понимается радиус области, дающей 90$ вклада от поля всей

Если вместо одной границы раздела взять две, а точку измерений поместить против середины получившегося таким образом пласта (рис.2,17), то, очевидно, глубинность исследования такого пласта в равной степени будет определяться глубинностью исследования каждой из его границ. Но границы пласта I и II находятся на разных расстояниях от электрода А. Поэтому в соответствии с уравнением (2,27) глубинность исследования каждой из границ будет различной и понятие глубинности исследования пласта для градиент-зонда АО конечного размера становится неопределенным.Лишь при очень большом по сравнению с мощностью пласта размере градиент-зонда, когда углы X и А на рис.2,17 становятся практически одинаковыми, глубинности исследования каждой из границ будут равны друг другу и вследствие этого понятие радиуса исследования пласта трехэлектродными градиент-зондами становится вполне конкретным и соответствующим данному выше определению.

Помимо неопределенности понятия глубинности исследования трехэлектродные градиент-зонды конечного размера обладают еще одним существенным недостатком: асимметрией регистрируемых кривых кажущегося сопротивления, в результате чего против однородного пласта повышенного или пониженного сопротивления наиболее четко отмечается лишь одна граница пласта, тогда как другая отбивается обычно недостаточно уверенно. Такая асимметрия затрудняет чтение и обработку диаграмм, регистрируемых трехэлектродными градиент-зондами.

Влияние конечного.расстояния между парными электродами

В четырехэлектродных зондах типа АМЛПЗ приходится иметь дело с двумя системами парных электродов: токовыми и измерительными. Общеизвестно, что расстояние между токовыми электродами определяет собой размер зонда, от которого зависит глубинность исследования, тогда как от разносов IVW зависит четкость выделения в разрезе отдельных пластов [73] . Для получения в процессе измерений истинных удельных или асимптотических кажущихся сопротивлений наиболее предпочтительным является зонд с бесконечно большим расстоянием между токовыми электродами. При отсутствии влияния скважины и пластов с про никновением такой зонд создает между электродами А и В однородное электрическое поле, так как во всех пластах разреза при любой их дифференциации по электрическим сопротивлениям плотность тока остается неизменной. Поэтому при отсутствии влияния скважины таким зондом регистрировались бы истинные удельные сопротивления, а при наличии ее - асимптотические кажущиеся сопротивления. Однако совершенно очевидно, что в настоящее время практически невозможно применять зонды с АВ —»- с = . Поэтому, как было показано в 2,3, для достижения наибольшей глубинности исследования необходимо использовать максимально возможные по техническим соображениям расстояния между токовыми электродами зонда. Для выяснения влияния конечного расстояния между токовыми электродами четырехэлектродных зондов на f , регистрируемые против одиночных пластов ограниченной мощности, на ЭВМ с помощью программы, составленной в КО ВНИЙГИС Е.В.Чаадаевым, была рассчитана палетка зависимостей /о ц /к) где Р " ка жущееся сопротивление, характерное для середины пласта) при »п/р = Consi , аналогичная палетке ТП-2 (рис.3,4). Из рассмот рения этой палетки видно, что кажущиеся сопротивления занижают ся по сравнению с удельными при Р О и завышаются при )П ) вид. 9 9„ . Величина этого завышения и занижения определяется отношениями "у о и //г. Сравнение/кривых . )к-=//- -), рассчитанных для четырех -электродных зондов, и аналогичных кривых палетки ТП-2, приве -денное на рис.3,5, показывает, что в левой части теоретические кривые палетки ТП-2 располагаются выше, чем соответствующие им по модулю кривые палетки - - = і (--) . Это вызвано тем, что кривые палетки ТП-2 построены по максимальным значениям О , а кривые палетки для четырехолектродных зондов - по кажущимся сопротивлениям, соответствующим середине пласта. При небольших отношениях у/і последние меньше у . В случае больших значений V/t максимум кривой КС трехэлектродного зонда смещается к центру пласта, а сама она становится более симметричной [73] . Вследствие этого при больших отношениях //j, кривые палеток ТП-2 и - -=if [—) сближаются и теоретически должны слиться друг с другом при I - оо . Связано это с тем, что при увеличении размера трехэлектродного зонда создаваемое им электрическое поле все более приближается к однородному.

Таким образом, из проведенного сравнения следует, что зависимость регистрируемых четырехэлектродными грациент«зондами большого размера кажущихся сопротивлений от параметров разреза качественно аналогична таковой для трехэлектродных зондов. Количественно эти зависимости для соответствующих зондов определяют ся палетками На конфигурации кривых КС четырехолектродных градиент-зондов большого размера конечное расстояние между токовыми электродами (при L k ) практически не сказывается. Это связано с тем, что, как было показано в предыдущем разделе, начиная с L =1,5-2 , в скважину из окружающей среды независимо от размера зонда ответвляется одна и та же доля тока, текущего на уровне точки измерения. Поэтому искажения участков кривой КС, приуроченных к границам пласта и обусловленных влиянием скважины, остаются неизменными вне зависимости от расстояния между токовыми электродами зонда (см. гл.4). Перейдем теперь к рассмотрению влияния конечного расстояния между измерительными электродами градиент-зондов. Как известно, применение градиент-зондов с конечными, а не бесконечно малыми расстояниями между измерительными электродами обусловлено необходимостью получения достаточно больших измеряемых разностей потенциалов. Поэтому, например, при проведении исследований методом БЭЗ наряду с увеличением размеров зонда неизбежно приходится увеличивать и расстояние между измерительными электродами. Конечное расстояние между измерительными электродами градиент-зонда приводит к сглаживанию кривой КС на участках ее резких изломов. Вследствие этого даже при отсутствии влияния скважины на границах пластов с разными удельными сопротивлениями вместо скачкообразного изменения р на диаграммах наблюдались , бы зоны плавного изменения кажущегося сопротивления, ширина которых равна удвоенному расстоянию между измерительными электродами градиент-зонда. Иными словами, неидеальность градиент-зонда сказывается на конфигурации кривых КС качественно так же,как и ствол скважины.

На величине кажущегося сопротивления, отсчи -тываемого против середины пласта достаточно большой мощности ( к 2МЛО, неидеальность градиент-зонда, особенно большого размера, практически не сказывается [I8lj . При больших размерах градиент-зондов и использовании обычной методики измерений для получения достаточно больших разностей потенциалов пришлось бы использовать значительные расстояния между измерительными электродами, что привело бы к соответствующему расширению зон плавных изменений рк на границах пластов и к резкому искажению кажущихся сопротивлений пластов, мощность которых меньше удвоенного расстояния между измерительными электродами. Поэтому необходимым условием использования градиент-зондов большого размера является наличие специальной аппаратуры,обладающей высокой чувствительностью измерительного канала, что позволяет сократить расстояние между измерительными электродами до 0,5 м и тем самым повысить разрешающую способность их по вертикали и исключить погрешности регистрации кажущегося сопротивления против тонких пластов. Таким образом, конечное расстояние между измерительными электродами градиент-зондов сказывается лишь на конфигурации кри -вых КС в районе границ пластов. При этом его влияние качественно проявляется так же, как и влияние ствола скважины. Что касается влияния на результаты измерений конечных размеров самих электродов зонда, то при относительно больших ( по сравнению с d ) расстояниях между ними они практически не вносят погрешностей в регистрируемые кажущиеся сопротивления [167] .

Определение удельного сопротивления пластов

Количественная интерпретация является завершающим этапом обработки промыслово-геофизической информации. Она заключается в определении численных значений геометрических и физических па -раметров пластов, слагающих разрез.

Чаще всего эта задача решается с помощью соответствующих палеток. Однако имеющиеся в настоящее время палетки УКЗ И ЭКЗТ для интерпретации кривых электрического зондирования в одиночных пластах ограниченной мощности [II] имеют слишком короткие правые ветви, что не позволяет использовать их для интерпретации данных, получаемых градиент-зондами большого размера. Палетка ТП-2 [13], предназначенная специально для интерпретации правых ветвей кривых зондирования, составлена для достаточно больших отношений

Но она не учитывает влияние ствола скважины и поэтому ее применение также ограничено. Поэтому ниже предлагается графический способ построения теоретических кривых зондирования с продленными правыми ветвями без и с проникновением промывочной жидкости, основанный на особенностях влияния ствола скважины на кажущиеся сопротивления, регистрируемые градиент-зондами большого размера в пластах ограниченной мощности, хотя в настоящее время и появилась удовлетворительная программа для расчета на ЭВМ кажущихся сопротивлений для больших размеров зондов в пластах ограниченной мощности с учетом влияния скважины и зоны проникновения [94] .

Как было установлено в гл.2 и в [16,20,91] , при наличии . ствола скважины с увеличением размера градиент-зонда L до бесконечности регистрируемое им в пластах ограниченной мощности кажущееся сопротивление стремится к некоторому асимптотическому значению Р , отличному от удельного сопротивления пласта и зависящему от отношений Id , /Р и /9 В гл.З было показано, что так как при отсутствии скважины кажущееся сопротивление пласта ограниченной мощности с увеличением размера зонда стремится к его удельному сопротивлению, а при наличии влияния скважины - к асимптотическому кажущемуся сопротивлению, то разница между ними является количественной мерой влияния скважины для пласта данной мощности и сопротивления. Кроме того, там же было установлено, что при постоянном отношении в пластах ограниченной мощности ствол скважины оказывает одинаковое относительное влияние на О , регистрируемые градиент-зондами с L к независимо от размеров последних. Иными словами, правая ветвь кривой зондирования для пласта малой мощности при наличии скважины идет параллельно аналогичной кривой без учета влияния скважины. А это значит, что закономерность изме -нения /9 в зависимости от отношения /К (при L Я ) одинакова для пластов без и с учетом влияния скважины.

Из этих двух положений вытекает весьма простой способ построения правых ветвей теоретических кривых зондирования с учетом влияния скважины. Если имеется палетка правых ветвей кривых зондирования без учета влияния скважины (например, ТП-2) и численные значения 9ас для различных соотношений параметров разреза ( 79 /о, ), то для учета влияния скважины палетку необходимо смес -тить относительно оси абсцисс билогарифмического бланка, на котором ведется построение новой палетки, на величину, определяемую отношением /уп Практически поступают следующим образом: На прозрачном билогарифмическом бланке со стандартным моду лем, на котором хотят построить палетку с учетом влияния сква жины для постоянных значений /о и Id , в правой части на носят штрихами величины 9 Для всех отношений /О . для которых имеются кривые на палетке без учета влияния скважины. Затем бланк накладывается на палетку так, чтобы их оси координат совпали.