для каких пород применяется двухслойная палетка бкз

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

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 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.

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.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Источник

Кажущееся удельное сопротивление пласта неограниченной мощности. Палетки БКЗ.

Двухслойные кривые БКЗ рассчитаны для условий, когда проникновение промывочной жидкости в пласт отсутствует. При этом возможны следующие случаи:

а) сопротивление промывочной жидкости, заполняющей скважину, меньше сопротивления пласта (p_с

б) сопротивление жидкости больше сопротивления пласта (p_с>p_п).

Двухслойные расчетные кривые БКЗ сгруппированы в палетки, обозначаемые БКЗ-1А (при p_п>p_с) и БКЗ-1Б (при p_п

Рис. 3.14. Палетка БКЗ-1А для градиент-зондов при p_п>p_с (по Л.М.Альпину)

Кривые палеток БКЗ-1 в своей правой части асимптотически приближаются к значениям удельного сопротивления пласта. Изображенная на палетках кривая А характеризует геометрическое место точек пересечения кривых БКЗ с их правыми асимптотами, кривая В— геометрическое место точек (максимумов и минимумов) кривых. Двухслойные кривые БКЗ обозначают одним относительным параметром p_п/p_с, который называется модулем кривой БКЗ и есть ее шифр.

Литологически такие пласты представлены: плотными глинистыми известняками, гидрохимическими осадками, глинами, весьма плотными песчаниками, плотными метаморфическими породами и т.п. Довольно часто двухслойные кривые наблюдаются в нефтенасыщенных коллекторах, когда удельное сопротивление смеси фильтрата бурового раствора, нефти и пласто­вой воды в зоне проникновения близко к удельному сопротивлению смеси нефти и пластовой воды в незатронутой проникновением раствора части пласта. Интерпретацию кривых проводят с помощью двухслойных палеток бокового каротажного зондирования.

.

Рис. 3.15. Палетка БКЗ-1Б для градиент-зондов при p_п 1- понижающее. Обычно на одну и ту же палетку наносят кривые, соответствующие повышающему и понижающему проникновению фильтрата промывочной жидкости (рис. 3.16). Каждая кривая на трехслойной палетке БКЗ изображает зависимость p_к/p_с от относительного размера зонда L₃/d_с при заданных параметрах D/d_с, p_зп/p_с и p_п/p_с, из которых первые два отражают шифр палетки, а третий – шифр кривой. Например, палетка БКЗ с шифром 4/20 означает, что на ней представлен набор кривых зависимости p_к/p_с от L₃/d_с при D/d_с=4 и p_зп/p_с =20 (см. рис. 3.16). При повышающем проникновении фильтрата промывочной жидкости в пласт удовлетворяется условие p_с

Литологически такие пласты могут быть представлены проницаемыми нефтегазоносными породами. Кроме того, подобный тип кривых наблюдается для проницаемых и водоносных пластов, если удельное сопротивление фильтрата бурового раствора меньше удельного сопротивления пластовой воды. Интерпретацию производят с помощью комплекта трехслойных палеток БКЗ

Интерпретацию кривых при неглубоком проникновении бурового раствора производят с помощью палеток БКЗ-U или, в более общем случае, с помощью трех­слойных палеток. Палетки БКЗ-U могут применяться для интерпретации трехслойных кривых с повышающим проникновением, если D/dc для пластов с p_зп/p_п не превышает значений:

Источник

Это теоретические кривые БКЗ

Удобно пользоваться логарифмическим масштабом. На каждый бланк с логарифмической сеткой наносят несколько кривых БКЗ, объединенных согласно этому принципу на одном бланке, называется палеткой БКЗ.

Двухслойные кривые БКЗ для градиент – зондов свидетельствуют о следующем:

1.При очень малых L величина rк приближается к величине rс независимо от r_п.

2. При rп>rс с увеличением длины зонда rк сначала растет, становится равным rп и потом превышает его. Достигнув максимального значения, rк при дальнейшем увеличении длины зонда стремится к удельному и становится равном ему.

Зона проникновения изменяется в большинстве случаев от 5 до 100 rс, а D – от 2 до 16 dc. В случае необходимости палетки и отдельные трехслойные кривые получают путем интерполяции.

Форма кривых кажущегося сопротивления. Экранирование

Из сопоставления двухслойных и трехслойных кривых видно, что:

Чем больше глубина ЗП, тем больше L, при котором проникновение влияет на r_к.

Любая трехслойная кривая расположена между двумя двухслойными кривыми БКЗ, модули которых равны значениям r_п/r_с и r_зп>r_с данной трехслойной кривой. Левые ветви трехслойных кривых приближаются к двухслойной кривой с модулем, равным rзп>rс, а их правые ветви – к трехслойной кривой с модулем r_зп>r_с.

Форма кривых кажущегося сопротивления

Экранирование

Форма кривой КС и величина r_к зависит от мощности пласта h. При интерпретации каротажных диаграмм большую роль играет отношение длины зонда к мощности пласта L/h. Форма кривой КС и величина r_к для пластов h

2. При L=h зона экранирования занимает основную часть кривой КС против пласта. Только в подошве наблюдается узкий пик с rк h против пласта наблюдается несколько смещенный к подошве симметричный max с rк h пласт отмечается небольшим min. Величина r_к против вмещающих пород на L/2 выше и ниже границ пласта.

Два пласта высокого сопротивления, расположенные недалеко друг от друга, оказывают взаимное влияние на форму кривой КС, полученных градиент – зондом.

Если соседний экранирующий пласт высокого сопротивления расположены со стороны парных электродов ГЗ, то он не оказывает существенного влияния на величину r_к против исследуемого пласта.

2. Если расстояние между серединами пластов больше L, то r_к против исследуемого пласта завышено (г).

Занижающее экранирование вызвано тем, что при положении электродов M и N против исследуемого пласта электрод А оказывается под экранирующим пластом, который действуя как малопроводящий экран, препятствует распространению тока в сторону электродов M, N.

Завышающее экранирование вызвано тем, что при положении электродов M,N против исследуемого пласта электрод А находится ниже экранирующего пласта, и ток от него распространяется преимущественно вниз.

При исследовании двух пластов высокого сопротивления кровельным градиент – зондом ход кривых КС меняется на обратный.

Экранирование является существенным ограничением и снимает эффективность БКЗ при изучении пластов малой и средней мощности с наличием экранирующих пластов высокого сопротивления.

При измерении потенциал – зондом соседние пласты не оказывают существенного влияния на показания против пласта высокого сопротивления.

Для градиент – зонда – кривые КС сильно искажены, что ограничивает их применение по сравнению с ГЗ.

Источник

Боковое каротажное зондирование (БКЗ)

2.1 Физические основы метода

БКЗ, как один из методов кажущегося сопротивления (КС), основан на изучении искусственного электрического поля в горных породах. Кажущееся сопротивление пород определяется по измеренной разности потенциалов между приемными электродами зондовой установки (электродами M и N), созданной источником тока (электрод А).

Метод бокового каротажного зондирования состоит в измерении кажущегося сопротивления пластов по разрезу скважины набором однотипных зондов разной длины. Зонды разного размера, имея неодинаковый радиус исследования, фиксируют величину кажущегося сопротивления, обусловленную различными объемами проводящих сред. Показания малого зонда определяются главным образом удельным сопротивлением ближайшего к нему участка среды, т.е. скважинного и примыкающего к ней частью пласта. На кажущееся сопротивление, замеренное большим зондом, основное влияние оказывает удельное сопротивление удаленных от зонда участков среды. Кажущееся удельное сопротивление пласта, измеренное обычным зондом, отличается от истинного значения тем, что на его величину также оказывают влияние скважина (ее диаметр и удельное сопротивление промывочной жидкости), зона проникновения фильтрата промывочной жидкости (ее диаметр и удельное сопротивление), вмещающие пласт среды (удельные сопротивления покрывающих и подстилающих пород); кроме того, оно зависит от отношения длины зонда к мощности пласта и типа зонда. При интерпретации данных БКЗ исключается влияние перечисленных факторов и определяется истинное сопротивление пласта. Обрабатывают материалы БКЗ путем сопоставления их с расчетными данными. На основании теоретических формул построены палетки БКЗ для определения истинного удельного сопротивления пластов при отсутствии проникновения фильтрата промывочной жидкости (двухслойные палетки) и при его наличии (трехслойные палетки).

В качестве зондов БКЗ обычно используют набор последовательных градиент-зондов, т.е. непарный токовый электрод А расположен выше парных приемных электродов M и N, причем АМ >>MN.

Для интерпретации данных БКЗ необходимо знать сопротивление промывочной жидкости и диаметр скважины.

Для получения сопоставимых данных все измерения в скважинах одного и того же района проводят одинаковыми зондами, называемыми для данного района стандартными.

Некачественный материал БКЗ выявляется по следующим признакам:

— отсутствие повторяемости кривых в сравнении с контрольной записью (допуск 10%);

— незакономерные колебания и скачки регистрируемого параметра;

— отличие значений нуль- и стандарт-сигнала после каротажа от значений, записанных перед каротажем более чем на 2%;

— отличие от нуля показаний при нахождении зонда в колонне;

— нулевые показания зондов в открытом стволе;

Рисунок 3.2. Пример записи диаграммы БКЗ

Качество зондов также можно оценить по записи перед входом в кондуктор. Показания зондов здесь также низкие (

3.0 Ом*м) и равны друг другу (см.рис.3.3)

Рис.3.3 Пример записи диаграммы БКЗ

Качество материалов БКЗ удобно оценивать, сравнивая зарегистрированные показания зондов против плотных (не размытых) глин с расчетными данными. Для этого используют палетку БКЗ-1, на которую наносят фактические данные (см. рис.3.4).

Для проведения БКЗ используется скважинный прибор ЭК-1.

Прибор ЭК-1

Назначение

Аппаратура электрического каротажа комплексная ЭК-1 предназначена для исследования нефтяных и газовых скважин методами бокового каротажного зондирования (БКЗ), трехэлектродного бокового каротажа (БК-3), измерения потенциалов самопроизвольной поляризации (ПС), резистивиметрии скважин, а также измерения диаметра скважин.

Данные по аппаратуре

Аппаратура работает в комплексе с трехжильным грузонесущим геофизическим кабелем типа КГ 3-60-180-1 длиной 6000м.

Измерения БКЗ и БК проводятся в разных циклах. ПС регистрируется только в аналоговой форме.

Аппаратура обеспечивает измерение кажущихся удельных сопротивлений горных пород в режиме «БКЗ» зондовыми установками:

— A8,0M1,0N (шифр параметра GZ5);

— A4,0M0,5N (шифр параметра GZ4);

— A2,0M0,5N (шифр параметра GZ3);

— N0,5M2,0A (шифр параметра GZ3B);

— A1,0M0,1N (шифр параметра GZ2);

в общем диапазоне от 0,2 до 5000 Ом*м с разбивкой на два диапазона от 0,2 до 200 Ом*м и от 200 до 5000 Ом*м; зондовыми установками

— A0,5M6,0N (шифр параметра PZ);

— A0,4M0,1N (шифр параметра GZ1);

Рис 3.5. Схемы зондов

Формула расчета кажущегося удельного сопротивления (ρk):

где 0,23 коэффициент зонда БК для прибора ЭК-1.

Аппаратура обеспечивает измерение совместно и раздельно с БКЗ измерение и выдачу в аналоговой форме сигнала потенциала самопроизвольной поляризации (шифр параметра SP), при этом сопротивление цепи прохождения сигнала ПС в аппаратуре не более 500 Ом.

Аппаратура обеспечивает измерение двух взаимно перпендикулярных диаметров (шифры параметров C1 и C2) и среднего диаметра скважины (шифр параметра CALI) в диапазоне от 100 до 760 мм (четырех радиусов (RAD1, RAD2, RAD3, RAD4) в диапазоне от 50 до 380 мм).

Формула расчета среднего диаметра:

Аппаратура обеспечивает в интервале каротажа многократные срабатывания управляемого прижимного устройства профилемера. Время полного раскрытия (закрытия) рычагов профилемера не более 2 минут.

Питание скважинного прибора и токовых электродов осуществляется от каротажного источника питания силой тока (500±5)мА частоты 400 Гц.

Калибровка каналов БКЗ, БК и профилемера обеспечивается с помощью режимов «Ноль-сигнал» и «Стандарт-сигнал». Значения калибровочных параметров приведены в таблице №1:

Таблица №1 Значения калибровочных параметров

Питание на скважинный прибор ЭК-1 подается при полном погружении его в раствор. Управление двигателем каверномера можно осуществлять на поверхности.

Запрещен спуск прибора в скважину с открытыми рычагами каверномера.

Схема зонда ЭК-1 приведена на рис. 3.6

Источник

Для каких пород применяется двухслойная палетка бкз

Некоторые особенности интерпретации данных БКЗ в условиях высокоминерализованных промывочных жидкостей

О.Н. КРОПОТОВ, И.П. БРИЧЕНКО, Е.В. ЧААДАЕВ, Л.И. ПАВЛОВА (КО ВНИИГИС)

В настоящее время широко распространено мнение о доминирующем искажении результатов измерения кажущихся электрических сопротивлений комплектом зондов БКЗ высокоминерализованной промывочной жидкостью и, как следствие, о невозможности интерпретации данных БКЗ для определения удельного электрического сопротивления пласта. По этой причине БКЗ в скважинах с минерализованной промывочной жидкостью часто не проводится, в результате чего снижается общая информативность электрических методов и затрудняется оценка коэффициента нефтегазонасыщенности пластов.

Анализ диаграмм КС, зарегистрированных в скважинах с предельно насыщенной промывочной жидкостью (Якутия, Украина), показывает, что шунтирующее влияние проводящей среды в скважине снижает их дифференциацию и экранные эффекты, однако увеличивает влияние обратного токового электрода, нарушая симметрию кривых КС для подошвенного и кровельного градиент-зондов, а также увеличивает крутизну левых ветвей кривых зондирования, приводя их к незавершенному виду.

В водонасыщенных пластах проникновение фильтрата не изменит величины удельного электрического сопротивления в зоне проникновения, в то время как в продуктивных пластах эффект понижающего проникновения становится более выраженным, т. е. контрастность признаков водонасыщенного и продуктивного пластов увеличивается.

Условно все кривые зондирования делятся на два типа: завершенные, вышедшие на правую асимптоту, и незавершенные, не вышедшие на нее. Из анализа палеток БКЗ следует, что применяемый комплект зондов БКЗ обеспечивает выход на правую асимптоту в двухслойной среде при r п / r с r зп / r с r п / r с >20 кривая зондирования не выходит на правую асимптоту.

Таким образом, применяемый комплекс зондов БКЗ в большинстве случаев не обеспечивает построения завершенных кривых зондирования; введение же в комплекс более длинных зондов невозможно из-за ограниченной мощности объектов, представляющих интерес. Следовательно, во многих случаях интерпретаторы уже имеют дело с незавершенными кривыми зондирования, с повышением минерализации промывочной жидкости количество их только увеличивается.

Все незавершенные кривые можно разделить на три группы:

Отнесение той или иной кривой зондирования к определенной группе зависит от условий измерения мощности интерпретируемого пласта и диаметра зоны проникновения, удельного электрического сопротивления пласта и зоны проникновения. Для анализа влияния этих условий на форму кривой зондирования в табл. 1 приведены предельные значения r зп / r с обеспечивающие при заданных значениях D/d и r зп / r с выход кривых зондирования на линию В (попадание в первую группу) и за линию А (попадание во вторую группу), если максимальная длина зонда, показания которого можно использовать при построении кривой зондирования, соответственно равна 8, 4 и 2 м. При составлении таблицы принято d=0,2 м, r с = 0,025 Ом-м и r с =0,1 Ом-м.

При интерпретации незавершенных кривых зондирования (вторая группа) могут возникнуть сомнения в правильности определения электрических параметров пласта и вообще в правильности таких определений. Поэтому рассмотрим этот случай более подробно. Анализ теоретических кривых [1] показывает, что до выхода на правую асимптоту кривая БКЗ левой частью пересекает А палетки, которая является геометрическим местом точек асимптот кривых БКЗ. Эту особенность приподнятых кривых БКЗ и рекомендуется использовать для определения r п пластов с незавершенными кривыми зондирования. Очевидно, что если кривая зондирования пересекла на палетке линию А, то ее правая ветвь будет стремиться к асимптоте, значение ординаты которой будет равно значению ординаты точки пересечения кривой зондирования с линией А и равно значению сопротивления r п пласта. Таким образом, в случае пересечения кривой зондирования линии А на выбранной палетке сопротивление пласта определяется вполне уверенно. Погрешность оценки сопротивления пласта складывается из погрешностей определения существенных значений r к и аппроксимации при построении кривой зондирования.

Собственно, эти погрешности возможны и при построении завершенной кривой зондирования. Однако поскольку в области левых ветвей теоретические кривые БКЗ различных модулей располагаются более узким пучком, чем правые ветви этих же модулей, ошибка в подсчете существенных значений r к зондов может привести к перескоку с кривой одного модуля на кривую другого модуля. Это обусловливает повышенные требования к точности снятия существенных значений сопротивлений.

При решении вопроса о принципальной возможности использования данных БКЗ для оценки насыщенности коллекторов, вскрытых на высокоминерализованных промывочных жидкостях (плотностью 1,16- 1,2 г/см 3 ) рассмотрены материалы Среднеботуобинского нефтегазового месторождения (Якутия). Продуктивный ботуобинский горизонт залегает на глубине 1800-1900 м, подстилается аргиллитами ( r п = 20 Ом-м), перекрывается мощной толщей высокоомных карбонатно-сульфатных пород. Пластовое давление составляет примерно 14,7 МПа, температура +13°С, пластовые воды высокоминерализованные ( r с = 0,04-0,05 Ом-м). При вскрытии продуктивного горизонта превышение гидростатического давления над пластовым достигает 6,5-8 МПа. Скважины и интервалы выбирались так, чтобы результаты испытания не вызывали сомнения, а обработку кривых зондирования можно было проводить по стандартной методике ( табл. 2 ).

На рис. 3 в качестве примера, иллюстрирующего возможности стандартной методики определения электрических параметров пластов, вскрытых на высокоминерализованных растворах, приведены результаты интерпретации продуктивных и водоносных пластов по скв. 35 и 20.

Результаты обработки показывают, что продуктивные и водоносные коллекторы четко дифференцируются по характеру кривых зондирования: трехслойные для нефтегазоносных (скв. 35) и двухслойные для водоносных (скв. 20). Электрические параметры пластов уверенно определяются в случаях как завершенных (интервалы 1939,5-1948 м, 1948-1955 м скв. 35 и 1936-1940 м скв. 20), так и незавершенных кривых зондирования (интервалы 1936- 1939,5 м скв. 35 и 1933,4-1936 м скв. 20). Результаты обработки фактического материала приведены в табл. 2. По данным обработки БКЗ, несмотря на дефицит пластового давления, глубоких зон в проницаемых пластах не установлено. Глубины зон проникновения составляют 4-8 d. Водоносные и продуктивные пласты четко разделяются по удельным сопротивлениям: для водоносных пластов = 7 Ом-м, для продуктивных = 7,5 Ом-м. Коэффициенты нефтегазонасыщенности по данным БКЗ составляют от 60 до 90 %, что хорошо согласуется с определениями их по остаточной водонасыщенности керна.

Источник