Интерпретация
.pdf
показания ВДМ (знач:ения cosi\cp до -0,6) соответствуют глинам
и глинистым алевролитам, значения Eu которых достигают 30-40.
Низкие показания ВДМ (до значений cosi\cp = 0,42+0,6) относят
ся к наименее глинистым газоносным коллекторампесчаникам
и алевролитам, для которых Eu составляет 5-10. Границе коллек
тор - неколлектор отвечают значения cosi\cp = 0+-0,1, а им соот
ветствуют значения Eu до 20.
Характерно сходство форм кривых ВДМ и СП, по миниму
мам которых выделяют в разрезе газоносные коллекторы (при
более высокой дифференцирующей способности ВДМ). Расчле
няюrцая способность ГМ в этих условиях значительно уступает
таковой у ВДМ и СП, поскольку коллекторы полимиктовые.
Пршнер 34 (рис. 47). В скважине, вскрывшей продуктивный
карбонатный разрез с РНО, выполнен комплекс ГИС, в том чис
ле исследования ВДМ. Затем раствор заменен на РВО, после
чего выполнен обычный комплекс ГИС, дополненный 8ДМ.
Сопоставление кривых ВДМ, полученных при заполнении скважины РНО и после замены РНО на РВО, позволяет опреде
лить ВИК на глубине 1870 м. Выше ВИК продуктивные коллек
торы отмечаются участками расхождения покаэаний ВДМ, по скольку при заполнении скважины РНО метод фиксирует низ кие значения Eu (до 15), характерные для нефтенасыrценных
межзерновых коллекторов. После замены на РВО ВДМ, обладая
небольшой глубинностью, исследует в коллекторах зону проник
новения, при этом значения Eu возрастают до 20-30. В неколлек торах и водоносных коллекторах показания ВДМ с РНО и РВО
практически совпадают. В водоносной части разреза показания
ВДМ контролируются только пористостью.
Об этом говорит сходство кривых ВДМ и интервального вре
мени L\T акустического метода. В продуктивной части разреза
коллектору, выделенному по материалам ВДМ, отвечают значе
ния ku, установленные по L\T, выше граничного ku.rp = 6 %.
Задачи 52. В карбонатном разрезе, представленном известняками, вы
делен продуктивный коллектор с ku = 15 %. Определите коэффи
циент нефтенасыrцения коллектора, если установленное по диа грамме ВДМ, зарегистрированной при вскрытии разреза на РНО,
Eu = 9. Используйте значение Ев = 2.
Рис. 46. Пример HCПOJIЬ30B8JDIJI вoJIIIoвoro днЭJiектрнческоrо метода ДJIJI нзуче ННJI террнrенноrо разреаа, вскрытого на РНО:
1 - коллектОр; 2 - неколлектор
110
; |
~· |
им |
|
|
|
2 |
вдм |
ГГМ-П |
|
= |
с |
6Ф1 р,.. Ом·мl |
ДРСТ-3 |
' l~Ir1P |
ФA1кr |
|
бn, г/ем3 |
||
~:Е а10030101510987 |
6 |
|
|
||||||
ё |
~. |
|
|
|
|
|
|
2,0 |
1,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1200
1212 1:::
1224 ~
1236
1248
Г77:1] ~2
Ld ~
:11! |
вдм |
АМ |
|
||
• |
АДК-1 |
|
= |
160 |
180 АТ,мкс/м |
= |
||
в |
20 25 & ,слн.ед О |
|
|
Рис. 47. Пример использования волиовоrо диэлектрическоrо метода для
иаучеиия коллекторов в карбонатном разрезе со сменой промывочной
жидкости:
1, 11- кривые ВДМ, полученные соответственно при заполнении скважины РНО и после замены РНО на РВО; 1 - нефтенасыщенные коллекторы; 2 - водонасыщенные коллекторы; 3 - преимущественно плотные породы
53. Оцените пределы изменений величины Еп в кварцевом
песчанике при насыщении его нефтью и водой, если kп = содержание остаточной воды в продуктивном коллекторе k.o = = О,1 а в водоносном коллекторе поры полностью насыщены
водой. Используйте Ев = 2.
•
Глава 11
ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ДИАГРАММ
МЕТОДА ПОТЕНЦИАЛОВ
СОБСТВЕННОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ
Естественное электрическое поле в скважинах, изучаемое ме
тодом потенциалов собственной поляризации (СП), создается благодаря электрохимической активности горных пород, которая
завИсит от их минерального состава и структуры, а также от ми
нерализации насыщающих породы вод. В скважинах создаются диффузионно-адсорбционные, окислительно-восстановительные и
фильтрационные потенциалы, величины и знаки которых опре
деляются соответствующими видами электрохимической актив
ности [5, 13).
§ 8. ВЕЛИЧИНА СТАТИЧЕСКОЙ АМПЛИТУДЫ СП
ДЛЯ ЗАДАННЫХ СВОЙСТВ ПОРОД И УСЛОВИЙ В СКВАЖИНЕ
ДИФФУЗИОННАЯ КОМПОНЕIПА СП
Основной причиной возникновения естественного электриче
ского поля в скважинах является диффузия ионов на границах двух сред, содержащих растворы электролитов различной кон
центрации. Для большинства пород осадочного комплекса, пред
ставляющих собой дисперсные пористые среды, поры которых
заполнены пластовой водой, скачки потенциалов на границах
определяются также их адсорбционной способностью. В связи с
этим ниже рассматриваются главным образом диффузионно
адсорбционные потенциалы Е,.:>.
IIa контакте породы с нулевой адсорбционной способностью
ифильтрата промывочной жидкости возникает скачок потенциа-
•'Потенциалы этой nрироды именуются также мембранными.
113
ла, близкий к диффузионному Ед. Для соли NaCl при t = 18 ос
Едатш = Ед = -11,6 lg (РФ/Рв) [мВ).
На контакте раствора с идеальной адсорбирующей средой (коллоидной мембраной), где все отрицательные ионы выполня ют внутреннюю обкладку двойного электрического слоя, Едатах =
=58 lg (РФ/Рв).
Для реальных горных пород, обладающих промежуточной ад сорбционной способностью, величина скачков ElliJ. на границе с
фильтратом промывочной жидкости выражается формулой
(22)
где klliJ.- коэффициент, изменяющийся от -11,6 до 58 мВ и зави
сящий от адсорбционной способности породы и концентрации
контактирующих растворов.
Предельные кривые для диффузионного и ди~фузионно
адсорбционного потенциалов, а также зависимости ElliJ. от РФIРв для пород различной адсорбционной способности q приведены
на рис. 48, а [3]. Величина q соответствует приведеиной емкости
катионного обмена и выражается числом миллиграмм-эквива
лентов обменных катионов двойного слоя в 1 см3 объема пораво
го пространства.
Если скважина пересекает границу двух пород с разными ад
сорбционными способностями q1 и q2•> при пекотором РФ/р., то
на границах этих пород со скважиной возникают скачки потен
циалов ElliJ.1 и E/li12 (рис. 49, а). Поскольку на диаграмме СП не
возможно провести действительную нулевую линию оо••>, в каче
стве условной используется •линия глин•. В этом случае ампли
туда СП представляет собой разность скачков потенциалов ElliJ.2 н
ElliJ.t· Эта амплитуда, называемая статической амплитудой СП,
может быть выражена равенством
В частном случае на границе чистого песчаника с тонкодис
персными глинами, близкими к коллоидным, когда klliJ.2 ~ 58 мВ, а klliJ.1 ~ -11,6 мВ, будет наблюдаться максимальная статическая
амплитуда СП.
AEmax =:-[58- (-11,6))lg(рф/Рв) ~ -70 lg(pф/P8). |
(24) |
•>к таким породам относятся как песчано-глинистые, так и карбонатные. Для
последних величина Е.. в значительной степени зависит от относительной глини
стости или степени заполнения пор глинистым материалом
••>причинами этого являются отсутствие электрода сравнения с нулевыи
электродным потенциалом и наличие в цепи MN сторонних разностей потенциа
лов.
114
а |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
Е1111,мВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
q |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
120 |
|
|
|
11 |
1111 |
|
|
|
|
- |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
v |
~ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
100 |
|
|
|
11 |
1111 |
11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А/111 |
|
Рв- 0,045 Ом·м |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
о |
||||||
80 |
|
|
|
|
1111 ,~.... / |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
1/ |
|
0,8 |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
11~~ |
Jl |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,2 |
||||
60 |
|
|
|
|
....~7 |
|
|
|
|
r/ |
|
0,6 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
1/ |
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
~ |
|
11 |
|
|
|
|
|
|
0,4 |
|
|
|
|
|
0,4 |
40 г-- |
|
|
|
|
|
|
|
17 |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
11 |
|
. / l/ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
i-" |
|
'/': ~ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
20 |
|
ll.il |
|
|
|
|
v |
|
|
0,2 |
|
|
|
|
|
0,6 |
|||
~ |
|
|
|
~ |
L"... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
о IP"-;; ~~ |
|
v |
...,~-о |
|
|
|
~..,....-- |
0,1 |
|
|
|
|
|
0,8 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r:: |
|
|
|
|
|
|
|
||
-20 |
|
|
~.... ll~- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
11111i1 ,(i ~g(r |
~~ |
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,0 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
0,2 |
0,4 |
0,6 |
|
|||||||||
1 |
|
2 3456810 20304060 100 Р~Рв |
О |
0,8 |
'Im |
||||||||||||||
"11'11 |
|
1 |
1 1 ...... |
1 |
1 |
1 |
''"" |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
0,05 0,1 |
0,2 |
0,4 0,6 |
1 |
2 |
3 4 5 |
Рф• Ом·м |
|
|
|
|
|
|
|||||||
Рис. 48. Зависимость днффузнонно-адсорбцнонных потеJЩНаJiов от свойств пород н растворов:
а -Е. = /(РФ/Р.) (раствор NaCI), шифр кривых- q; б- асп = /(ТJ,.); 1- Узень (юра); 2- Трехозерное (юра); З- широтное Прнобье
(юра); 4, 5- Сахалин (триас); 6- степной Крым (верхний мел)
=
11
~
~
J
+=
=....
пшь=ь
"HHIJ'.JИHHHir"
в |
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
i |
::=о' |
||
|
= |
|
||
|
1 |
:::: |
|
|
|
1 |
Ez J |
||
|
|
i |
||
|
1 |
|||
+ |
|
|
|
|
. |
|
АЕ |
||
|
|
|
|
|
rZiiliдiШ4----·п----- |
-~EZ-i:jlL.____ |
|||
+ |
1 |
------------ ''---.- |
||
:-:-:·:·:-:-:-:-:·:-:·•+ |
|
11 Е |
|
|
+--1~ |
|
|||
|
11 |
|
|
|
|
|
• 1 |
|
|
|
11 |
|
|
|
|
|
• 1 |
|
|
|
11 |
|
|
|
|
ii:i |
|
|
|
Е1 |
|
О |
|
|
f------- |
1 1 |
82
Г:7:7:71 3
~
4 Рис. 49. liостроевие статвчеехой 8МIIJDIТYды
СП:
а - 1с:онтакт пec'laiDII<a с rливой: 6 - JCOIIТIUC
ты иес~с:ольiСИХ пород с р3ЭJП1Чиой адсорбци
оииой споеобиостью q; в - JCOJIТaiCТ песчани
ка, иасыщев:иоrо слабомииерализоваииой во
дой, и rJIИИЬI; 1 - |
q2 = 0,2 и q, = 0,1; 2 - q = |
= qJDИ и q = О; З - |
песчаJIИI(И; 4 - rлииа |
На границе двух пластов с равными адсорбционными способ ностями Мm.1п = О. Таким образом, величина kсп изменяется в
пределах 0-70 мВ.
Как видно из рис. 49, а положение условной нулевой линии,
проводимой по ~линии глин•, зависит от адсорбционной способ ности выбранных глин. Следовательно, чтобы положение этой
линии было стандартным для района, необходимо выбирать в
разрезах исследуемых скважин глины одного и того же страти
графического горизонта с максимальной или, еще лучше, извест
ной адсорбционной способностью. Знак минус в формуле (23)
показывает, что при РФ/Рв > 1 амплитуда СП против песчанv.:ка
отрицательна. ·
Известен также способ проведения условной нулевой линии
на диаграмме СП по линии пород с нулевой адсорбционной спо
собностью (чистые крупнодисперсные разности). В -этом случае
статическая амплитуда СП отсчитывается от ~линии песчани
ков• и выражается равенством
(25)
где Ада - диффузионно-адсорбционная активность горных пород
[5].
Величина м· отражает изменение диффузионно-адсорбцион ной способности пород и растет с увеличением q (см. рис. 49, 6). В породах, имеющих q = qmax• величина м· максимальна; в ::ю
родах, где q = О, м• = О.
Таким образом, величина статической амплитуды может быть выражена с помощью трех характеристик: kда, kсп и Ада, исполь зование которых зависит от способа проведения условной нуле вой линии, от которой отсчитывается амплитуда. Параметр kда
применяется в случае, если бы было известно положение нуле
вой линии для скачков потенциалов на границах пластов и
скважины, что при исследовании скважин определить невозмож
но, а параметры kсп и Ада - при проведении нулевой линии соот
ветственно по глинам или чистым песчаникам - породам с мак
симальной или нулевой адсорбционной способностью. Поскольку адсорбционная активность определяется содержанием глины в
породе, перечисленные коэффициенты могут использоваться ;~;ля
изображения связи диффузионно-адсорбционных потенциалов с глинистостью. По данным петрафизических исследований наибо
лее тесной является связь Ада с относительной глинистос:ъю
Тlrл = krл/(kп + krл) (долей объема пор скелета породы, которая
заполнена глинистым цементом).
Вид связей <Хсп = /(Тlrл) (см. рис. 48, б) определяется адссрб-
118
ционной активностью глинистой компоненты, неодинаковой для
разных районов. Здесь асп - относительное изменение ампли
туды СП, нормированное на величину максимального отклоне
ния.
<Хсп = 11Е/11Emax = kcп/kcпmax = 1 - Ада/Адатах. |
(26) |
Статическая амплитуда I1E убывает по абсолютной величине:
а) при увеличении глинистости коллектора, контактирующего с
глиной; б) при уменьшении адсорбционной способности глин, по
которым проводится условная нулевая линия; в) при уменьше нии разницы в концентрациях солей в фильтрате промывочной
жидкости и в пластовой воде.
Величина статической амплитуды СП зависит также от тем пературы. При температуре пласта t, отличной от 18 °С, статиче
ская амплитуда
11Et = Mts(t + 273)/291.
При переменной минерализации пластовых вод в разрезе ста
тическая амплитуда СП складывается из большего числа скачков
потенциалов. При опреснении вод в пластах-коллекторах, сооб
щающихся с источниками питания пресной водой, на границе
песчаного пласта с глиной также образуется перепад концентра
ций и возникает скачок потенциала.
Ниже приводится пример вычисления I1E для контакта чисто
го песчаника и тонкодисперсной глины, если Рв.rл < РФ < Рв.песч (см. рис. 49, в). На чертеже стрелками показано направление
диффузии ионов и нанесены знаки полярности скачков потен
циалов на границах. Величины скачков потенциалов Е1, Е2 и Е2-1
находятся по кривым, представленным на рис. 48. Величины ста
тической амплитуды СП вычисляются по формуле
I1E = Е2 - (Et - Е2-1) =58 lg(pф/Dв.rл) - [-11,6 lg(pФ/Рв.песч) +
+ 58 lg(Рв.песч/Рв.rл)] = 58 lg(pф/Рв.песч) + 11,6 lg(pф/Рв.песч) ~:=
~:= 70 lg(рф/Рв.песч).
Отсчитанная от •линии глин• статическая амплитуда СП
против песчаника отрицательна, поэтому
11Emax = -70 lg(рф/Рв.песч).
Таким образом, в случае чистых песчаников, залегающих
среди чистых глин, статическая амплитуда СП выражается уни-
119