Интерпретация

р,.,....,Ом·м

1000

																		r~·
																		J!
						1									1/
						1									. ~~					1		1
100															1		11.
															11.vm
													/,		~,
																					..
10
	г---									~
								~
									~
				v	1"
••		l[		.									-
										10							100					1000

Рк.>

Рис. 40. Палетка учета ВJJИJIIПIJI скважины на показанни зондов ВИКИЗ (d. =

= 0,19 м, Ре = 1 Ом·м) [21].

Шифр кривыхкоды из табл. 13

ситет (Рк.э), после выбора соответствующих палетки и кривой на

графике.

Исправление показаний зондов за влияние вмещающих по­ род выполняется с помощью палеток, аналогичных приведеиной

Таблица	13
Шифры кривых, показаииых на рис. 40 [21]
Длина зонда L., м				Диэлектрическая проиицаемость, отн. ед.
			5		10	15	20			25
0,5			1		2	3	4			5
0,71					6		7
1,0						8
1,41						9
2,0						10

100

.,..,..,.
"'"'
			2	1~	5		?
!	~	~ / /"fl			~/	~~
				lj	ll		~-7
			'1
1""""				IJ
. vv
		il•
		;ти 1/
1		!!11	-~.,
11		li!.U/~	,.

"'lffrl/ih -

IJ

10

- Р.

м=

4(

~~~·11\

.....

Р.

м=

81(

~~1'11\

,...-

1~

ICII\~'111

1

Р.

м=

1

10

100

1000

Рк.скв' Ом•м

Рис. 41. Палетка учета ВJIИJIJIИJI вмещающих пород ка показания зондов

викиз [21].

отношение h.u./L.., равное: 1- 0,5;

2- 0,7; З- 1;

4- 1,4; 5- 2;

Шифр кривых -

6-2,8;7-4

на рис. 41. Для получения исправленного значения Ркh зонда

длиной L3 требуется сопротивление после исправления на влия­

ние скважины Рк.скв• сопротивление вмещающих пород Рвм и тол-

101

щина пласта hпJI.· При песовпадении фактических значений пара­

метров, используемых для коррекции показаний зондов, приме­

няют способ интерполяции.

Определение электрических параметров пласта - удельного

сопротивления пласта р0, зоны проникновения Рэп и окаймляю­

щей зоны понижениого сопротивления р03, а также их радиусов - tlзп и а03 - выполняют по палеткам, соответствующим трехслойной (рис. 42) или четырехслойной (рис. 43) коаксиально-цилиндри­

ческим моделям, которые являются основными интерпретацион­

ными моделями метода. По осям палеток отложены величины

р,., Ом·м

1000.		.		г	.

0,1~------------	_.	--------------~	----------~
0,1	1	10	100

Lla,0

Рис. 42. ТеоретическаJI паJJетка дли определения удельноrо электрическою

СОпротнiiJiеНИ.И IIJiacтa, зоны проникновени.и н радиуса зоны проникновенн.и.

Трехслоlна.и коакснально-ЦJ1J11111ДJ)ИЧеСК8JI модеJIЬ [21].

Шифр палетки Р.• =16 Ом·м, шифр кривых - р., Ом·м

102

[21].

Lэ!а30 и Рк• шифр кривых на палетке соответствует сопротивле­ нию пласта Рп· Процедура схожа с интерпретацией данных БЭЗ. По исправленным значениям покаэаний пяти зондов ВИКИЗ в

билогарифмическом масштабе с модулем 6,25 см строят кривую

зондирования, аналогично кривым БЭЗ. По горизонтальной оси

откладывают размеры зондов, а по вертикальной - значения со­ противления. Затем производят сравнение фактической кривой

зондирования с теоретической. Выбор палетки осуществляют по

значению сопротивления зоны проникновения, которое соответ­

ствует покаэаниям самого короткого зонда. Бланк с фактической

кривой зондирования накладывают на теоретическую палетку,

р,.,Ом·м

1000~----------		,-----------~-----------		,

1~----------	~------------	~----------	~
0,1	1	10	100

Lla,n

Рис. 4З. ТеоретичесiСU ПаJJетка ДJUI oпpeдeJJeJIIUJ удеJJЬноrо ЭJJектрнческоrо

CODpOПIВJieJIIUJ JШаста, ЗОНЫ DpOIПIJCJIO&eННJI, радиуса ЗОНЫ ПpoiПIJCJIOBeННJI,

сопроПIВJiеННJI окаймmпощей зоны н ее радиуса. ЧетырехСJJойная коакснаJJЬ- но-ЦJIJJНifДрнческu модеJJЬ .

Шифр ПаJJетки р.. - 16 Ом·м, шифр кривых - р., Ом·м; р03 - 8 Ом·м и а.../а... =1,1

tОЗ

перемещают бланк по горизонтали до того момента, пока факти­

ческая кривая не совпадет с одной из теоретических. Параметры

модели определяются следующим образом. Удельное сопротив­

ления пласта Рп равно шифру теоретической кривой, с которой

совпала фактическая кривая, сопротивление зоны проникновения

Рэп равно модулю палетки. Радиус зоны проникновения аэu (в

метрах) оценивается по горизонтальной оси бланка в точке пере­

сечения ее с вертикальной прямой, проходящей через абсциссу с

отношением Lэ/asu = 1.

При наличии окаймляющей зоны фактическая кривая зонди­ рования не совпадает с теоретическими кривыми трехслойной

модели. В этом случае используют четырехслойные палетки, ко­ торые помимо шифров палеток, используемых в трехслойной модели, имеют дополнительные шифры, соответствующие фик­ сированным значениям сопротивления окаймляющей :tоны и ее радиуса. Для каждого значения сопротивления окаймляющей

зоны (роз, равное 2, 4 и 8 Ом·м) построены палетки с тремя зна­ чениями относительного радиуса кольцевой зоны а03/a3 u: 1,1, 1,2

и 1,4. Выбор серии палеток с целью подбора требуемой в кон­

кретном случае производится по значению Рэп путем перебора

палеток данной серии до совпадения фактической кривой с од­

ной из четырехслойных теоретических. Выбор окончательной

палетки определяется формой (углом наклона и кривизной)

фактической интерпретируемой кривой. Оценка электрических

свойств среды устанавливается после выбора палетки - удель­

ное сопротивление пласта Рп определяется по шифру теорети­ ческой кривой, с которой совпала фактическая, сопротивление

зоны проникновения Рэп и окаймляющей зоны Роз• а также отно­ сительный радиус окаймляющей зоны аоз/a3u определяются по

модулю палетки. Радиус зоны проникновения определяют по

горизонтальной оси бланка, на котором построена фактиче­

ская кривая, в точке ее пересечения с вертикальной прямой,

проходящей через абсциссу палетки с единичным отношением

Lэ/аэп = 1.

Современная обработка, визуализация и интерпретация дан­

ных ВИКИЗ произ.водится с помощью системного комплекса

программ МФС ВИКИЗ на ЭВМ. Помимо оценки электриче­

ских свойств пластов эта система позволяет выполнять оценку

качества полученных результатов.

Пример записи кривых ВИКИЗ в комплексе с другими мето­

дами ГИС приводится на рис. III.

Задачи 50. Используя результаты записи ВИКИЗ и СП в полимик­

товых отложениях юрского возраста одного из месторождений

104

Западной Сибири, представленные на рис. III, выполнить лито­ логическое расчленение разреза скважины. Определить характер насыщения и положение ВИК Сравнить результат с показания­

ми других методов комплекса ГИС. Сделать выводы об эффек­

тивности использования ВИКИЗ для решения поставленных

задач.

51. Выполнить определение электрических свойств выделен­

ных коллекторов (продуктивных и водоносных) с помощью ме­

тода ВИКИЗ. Снять отсчеты, ввести необходимые поправки в

показания зондов, построить фактическую кривую зондирования

иопределить удельное сопротивление пластов, зоны проникно­

вения, окаймляющей зоны и их размеры. Выполнить анализ по­

лученных результатов.

§ 7. МЕТОД ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ [13]

ДиэЛектрическая проницаемость е наряду с удельным элек­ трическим сопротивлением р и магнитной проницаемостью 1.1.

является физическим свойством породы, определяющим харак­

тер электромагнитного поля. Абсолютная диэлектрическая про­

ницаемость определяется соотношением Еа = D/Е, показываю­

щим, во сколько раз напряженность электрического поля Е в данном диэлектрике меньше напряженности поля индукции D в

вакууме. Чаще пользуются не абсолютной е., а относительной

диэлектрической проницаемостью•> е = eafe0, характеризующей

отношение величины Еа данной среды к значению е0 абсолютной

диэлектрической проницаемости в вакууме.

Значение Еп всегда больше единицы вследствие поляризации

диэлектрика в электрическом поле. Для большинства минералов

осадочных пород типична поляризация смещения (е= 4+10).

Ориентационная поляризация характерна для воды (е = 81) и

нефти (е = 2+3). Величина Еп осадочных пород определяется в

основном их влажностью w, возрастая с увеличением w, посколь­

ку значение 8 8 для воды на порядок выше, чем для минерального

скелета.

Для мономинеральной полностью водонасыщенной осадочной

породы

(19)

где Еск - диэлектрическая проницаемость минерального скелета

породы. Значения Еск для некоторых наиболее распространенных

породообразующих минералов: кварц - 4,7; кальцит - 8,1; доло-

*1В дальнейшем изложении приводятся О'Пiосительиые зиачеИИII.

105

мит - 9,8. Для нефте-, газонасыщенного мономинерального кол­

лектора

80 = kп&фп + (1 - kо)Еск•

(20)

где е~ - диэлектрическая проницаемость жидкости, заполняю­

щей поры. В неизмененной части нефтеносного коллектора Eфri =

=k.e. + (1 - k.)e8 , газоносного коллектора - е~ = k.e. + (1 - k.)er.

Впромытой зоне нефтеносного коллектора выражения аналогич­

ны, но k. = kвпп· Здесь Ев, Er - соответственно значения диэлек­

трической проницаемости для нефти и газа в пластовых ус.тiо­

виях.

В глинах Еп также определяется выражением (19), где Есх есть значение ErJI сухой глины. Соотношение значений Еп продуктив­

ных и водоносных коллекторов, а также неколлекторов для гео­

логического объекта с мономинеральным составом uород иллю­

стрирует рис. 44.

На нем две главные линии 1 и 2 характеризуют соответствен­

но связи: для полностью водонасыщенных пород-коллекторов и

неколлекторов Евп = /(kп); для предельно насыщенных нефтью

En

30~------------~------------~

25

20					0,6
15		1
		1
		1
10		1
	/1
Е.,.=8	4	1
5		1
	10				20
о				kn.rp
	~] юшпп				ГШ1llJ ]]]

Рис. 44. Зависимость е" =/(ka):

1, 11, 111- зоны, соответствующие воде, двухфазному потоку, притоку безводной

нефти; кривые: 1 - в•• =/(k.); 2 - в•• =/(k.); 3 - вп.кр =/(k.); 4 - граница сколлек­

тор - неколлектор•; шифр кривых - k"

106

или газом продуктивных коллекторов Евп = /(k0 ) . Пересечение графика Евп =/(kп) с осью ординат дает значение ECJ(; абсцисса пересечения графика Е80 =/(kп) с линией Евп =/(kп) соответству­ ет значению kп.rp для границы коллектор-неколлектор. Область

между графиками 1, 2 соответствует породам-коллекторам с раз­ личным содержанием нефти· (газа). Используя коэффициент от­

носительного водонасыщения

(21)

где kво - остаточное (неснижаемое) водонасыщение коллектора,

можно построить семейство кривых Еп =/(kп) с различными k. = = const. Значение k.. характеризующее содержание в породе под­

вижной воды, изменяется от О до 1, от предельно насыщенного до

водоносного коллектора. На рис. 44 выделены также области кол­

лекторов, дающих при испытании чистыi:1 продукт ( k. = 0+0,3), воду- <k. > 0,7) и нефть (или газ) с водой (0,3 < k. < 0,7).

Петрофизические основы метода диэлектрической проницае­

мости определяют возможности при решении задач: 1) разделе­

ния коллекторов на продуктивные и водоносные при незначи­

тельной их глинистости; 2) дифференциации разреза, представ­

ленного слабоглинистыми и неглинистыми продуктивными кол­

лекторами, по пористости; 3) литологического расчленения тер­ ригеиного разреза в его продуктивной или водоносной части по

глинистости.

Для исследования разрезов скважин методом диэлектрической

проницаемости (ДМ) используют прибор, основными элемента­

ми которого являются генераторная катушка Г, создающая элек­

тромагнитное поле с частотой в десятки мегагерц, и приемные

катушки П1, П2, используемые для измерения модуля напряжен­

ности электромагнитного поля hz и фазы вектора напряженно­

сти <р.

Значения hz1, hz2 и <р1, q>2, измеренные приемными катушками,

несут информацию о диэлектрической проницаемости Е и удель­ ном сопротивлении р изучаемой среды.

В настоящее время в промышленности используют модифи­ кацию ДМ - волновой диэлектрический метод (ВДМ), приме­

няемый в двух вариантах. Аппаратура АДК-1 регистрирует фун­

кцию разности фаз Aq> = q>1 - <р2 поля в точках 1 (q>1) и 2 (<р2) -

cosA<p. Аппаратура ДК1-713 измеряет sin(A<p/2), отношение вер­

тикальных составляющих амплитуд lhztl/lhz2l и величину (lhztl - - lhz2l)/lhz2l при частоте поля 43 МГц. Все три измеряемые вели­

чины ·зависят от параметров Е и р среды; в наименьшей степени зависит от рвеличина А<р [2).

107

Исследования ВДМ проводят в необсаженных скважинах,

заполненных РВО с Рр > 0,7+0,8 Ом·м или РНО. С увеличе­ нием удельного сопротивления промывочной жидкости и пород изучаемого разреза (Рп » 5 Ом·м) эффективность метода возра­

стает.

В пластах ограниченной толщины формы кривых ВДМ cosA<p; sin(A<p/2) и отношения амплитуд симметричны относительно

середины пласта, начиная с h > 0,5 м. Границы пластов выделяют по точкам перегиба кривых (половине аномалии).

Глубинность метода 0,6-0,8 м. Скважина с dc = 0,3 м, запол­

ненная пресным раствором (рр > 0,7+0,8 Ом·м), не влияет на ре­

зультаты измерений. Влиянием скважины с dc > 0,3 м при Рр <

< 0,7+0,8 Ом·м можно иренебречь только в разрезе высокого со­

противления. Зона проникновения с D < 0,6+0,8 м (D = 4dc)

практически не вли:Яет на показания ВДМ. При D > 0,6+0,8 м

зона проникновения влияет на результаты исследований ВДМ

тем интенсивнее, чем больше D и чем сильнее различие парамет­

ров е и р зоны и неизмененной части пласта. Количественная ин­

терпретация материалов ВДМ с целью определения параметров

Еп и Рп целесообразна в скважинах, пробуреиных на РНО, или в

скважинах с РВО для объектов с D < 0,6 м.

Для интерпретации диаграммы cosA<p, получаемой аппарату­ рой АДК-1, используют палетку (рис. 45) для условий, ука­ занных выше. На диаграмме помещают линейную шкалу пара­

метра cosA<p, значение которого меняется от 0,8 до -0,8 при из­ менении е от 1 (воздух) до 80 (вода) для среды с р = оо (рис. 46).

По этой причине на диаграмме обычно не помещают шкалу е,

поскольку Е l'l:j Еп с некоторым приближением только при Рп >

> 80 Ом·м. Поэтому Еп определяют в каждом пласте по палетке, представленной на рис. 45. Для этого каким-либо способом (ча­

ще по диаграммам фокусированных зондов) находят величину Рп

и по точке с координатами {Рп. cosA<p} определяют искомое Еп. Более надежным считается определение Еп по диаграммам ап­

паратуры ДК1-713, поскольку этот зонд дает два уравнения - sin(A<p/2) =/(е, Рп) и hz/hz2 =/(е, Рп) - для определения двух

неизвестных Еп и Рп·

Геологическую интерпретацию диаграмм ВДМ для некоторых ситуаций при решении различных задач рассмотрим на приме­

рах.

При:мер ЗЗ. В скважине, пробуренной на РНО, исследован

терригенный разрез, содержащий газоносные полямиктовые пес­

чаники и алевролиты. При заполнении скважины РНО выползе­ ны исследования индукционным зондом 6Ф1, ВДМ (аппарату-

108

COSA(j)

~

~"о

1""

-0,8

r---

r--.

г--

~

r'\

1'

............

~

"\

~

"-..

50

-0,4

l\

1\

~

40

1\

'

Г'-

~

~·~

к

30

о

~

~

!'

--

Г

20

r-

'\"'

0,4

'""'""'

-

~

........

10

Г'-

"r---

r-

5

"

f'

0,8

r--~

r--

r--

1

4

10

20 40

100 200

400 Pn' Ом·м

Рис. 45. llалетка ДliJI определе101и En по данным IDIДYJCЦИOIDioro зонда аппара­

туры АДК-1 (по С.Б. Де101сову [13))

рой АДК-1), нейтронными (НГМ, НИМ-Т) и плотностным ме­ тодами (ГГМ-П). После замены РНО на РВО выполнен стан­ дартный комплекс электрометрии с регистрацией диаграмм БЭЗ,

БК, СП.

В этих условиях диаграмма ВДМ, представленная кривой cos~<p, - прежде всего средство литологического расчленения

разреза по глинистости, которая в изучаемых отложениях кон­

тролирует способность породы быть коллектором, а для коллек­

торов является фактором, контролирующим их пористость kп и

объемную влажность w = kпk. (см. рис. 46). Наиболее высокие

109