Интерпретация

Абсолютная величина амплитуды на диаграмме СП может быть зарегистрирована с погрешностью, связанной с неточиостью

в установке масштаба. В связи с этим для повышения точности в

разрезах, где р. = const, часто используют относительную ампли­

туду

СХ.сп = АВ/АВоп = [-kспlg(рф/Рв)]/[-kспопlg(рф/Рв)] =kсп/kспоп· (33)

В качестве АВоn обычно принимают АВтах (см. формулу

(24))- максимальную амплитуду между линиями чистых глин и

чистых песчаников. В этом случае выражение для сх.сп обращает­

ся в формулу (26) и О :s: сх.сп :s: 1.

Поправка v может вводиться в сх.сп после вычисления относи­

тельной амплитуды. Такое иреобразование диаграммы имеет

смысл, если разрез сложен преимущественно пластами большой

ТОЛЩИНЫ, ПОСКОЛЬКУ ДЛЯ ЭТИХ УСЛОВИЙ V ~ 1. В ЭТОМ случае на

диаграмме СП можно строить шкалу относительных амплитуд

сх.сп (см. рис. 52). Для удобства построения такой шкалы исполь­

зуют масштабный треугольник (см. рис. 76).

Пример З7. Совместно проинтерпретировать диаграммы СП и

КС, представленные на рис. 52. Определить величину статиче­

ской амплитуды СП для пластов 1 и Il; dc = 0,3 м; Рр = 5 Ом·м;

Рвм = 5 Ом·м.

Обработку осуществляем в следующем Порядке:

1. Подошву пласта 1 находим по точке AUcпrp = АUсп/2, по­

скольку удельные сопротивления пласта и вмещающих пород

отличаются мало.

2. Границы пласта II находим по точкам перегиба кривой СП,

ПОСКОЛЬКУ Рп > Рвм·

3.Литологическую характеристику пород приближенно опре­ деляем по табл. 14.

4.Подошву пласта II1 находим по точке АUсп/2 (Рп ~ Рвм).

Кровли пластов 1 и II1 и прилегающие к ним заглинизированные

интервалы находим по точкам перегиба, поскольку Рп > Рвм·

5.Статическую амплитуду воданасыщенного коллектора 1 оп­

ределяем из соотношения АВ = АUсп/Vсп. Для нахождения ·"сп

требуется знать параметры зоны проникновения и сапротиме­

ния пласта.
, По	данным интерпретации БЭЗ Рэп/Рр ~ 5; D/dc < 2, Рп =
= 0,5	Ом·м. Вычислим отношение h/dc = 9/0,3 = 30 для нижней

части пласта 1 и Рп/Рр = 0,5/5 = 0;1. По палетке (см. рис. 53) на­ ходим Vсп = 1. Следовательно, АВ = АUсп = 115 мВ при отсЧете

от ~линии глин• и 95 мВ - при отсчете от глин, залегающих в

подошве пласта.

130

6. Статическую амплитуду СП для пласта известняка 11

определим таким же способом. ·По диаграмме стандартного потенциал-зонда В7,5АО,75М определим отношения рк/рр =

= 250/5 = 50, AM/dc = 0,75/0,3 = 2,5, h/dc = 4,8/0,3 = 16.

По палетке потенциал-зонда для пластов ограниченной мощ­

ности находим Рп/Рр = 60. По палетке «сп =f(h/dc)

определим

Vсп = 0,71. При АUсп

= 57 мВ искомая статическая амплитуда

АЕ = 57/0,71 = 80 мВ.

7. Шкалу «сп строим между ли­

1

!;l-КС(ВО,25А2,25М)

нией глин и линией чистых песчани­

,;

ков

(минимальные показания

кри­

=

§1!!

-сп

=

~~о

10

:zo

вой СП). Для этого на полоску бу­

в

о

50

100

р,.,Ом·м

маги снимаем длину этой шкалы,

ш

{

t+

~-

которая делится равномерно с нуж­

-

ной

подробностью в относительных

~

-

~

1

$;'

единицах от О на линии глин до 1 на

линии. чистых песчаников. С помо­

~

\

~

щью такой подвижной шкалы, кото­

рую можно сделать также из про­

~

IY

зрачной пленки, с диаграммы сни­

Г'"::!

~

-

s"

мают

отсчеты

непосредственно

в

11

«сп· Если для данного района извес­

т

тен вид связи относительной ампли­

/.с

::.

туды с

относительной глинистостью

.2!!.

-,

.22!!.

/

«сп

= /(Т\r1J)

(см.

рис. 48, б}, шкала

~

«сп

в

свою

очередь

может

быть

L.--

11

~

-

трансформирована в шкалу Т\r •

~

_

....

IV

~~=

~

Задачи

l!!м

~~,

-

~

_67.

Определить границы пластов

-

\...

:::>

и построить литологическую колон­

lli!!

~

ку по диаграммам стандартной элек­

<

~

трометрии, изображенным на рис. 91.

!Ш

Сделать вывод о соотношении мине­

Ш!!

(

~

рализации (удельных сопротивле­

!!2!]

~

;:1'

ний) пластовых вод и бурового рас­

"(

твора. Отметить стрелками направ­

~

{'

~~~

ление диффузии и знаки скачков

~

IIl

~

потенциалов

на

границах

пластов

и

~

\

р

скважины, если

известно,

что

воды

~

r

.т!

':::

.>

~

Рис. 54. Диаrраммы СП и КС в терригеином

Ш!!

(~

\

разрезе:

<"

~

~

PptB

=1,76 Ом·м; d. =298 мм

12511

131

по разрезу имеют постоянный химический состав и минера;:иза­

цию. Определить значения статических амплитуд СП и cxcn,

пользуясь приближенным методом оценки Рп·

Обратить внимание на трудность разделения плотных nород и

нефтенасыщенных песчаников по данным стандартной электро­

метрии (КС и СП). Продолжить составление табл. 14, внеся в

нее показания микрозондов. Определить статическую амплитуду СП - !J..E в нефтяном и плотном пластах.

68. ~о стандартной диаграмме, nриведеиной на рис. 54, по­

строить литологическую колонку, отметить пласты, где минера­

лизация пластовой воды выше, ниже и равна минерализации бу­

рового раствора. Отметить интервалы, где качественная интер­

претация диаграмм стандартной электрометрии может оказаться

неоднозначной. Предложить способы, позволяющие исключить эту неоднозначность. Определить величину статической ампли­ туды СП для пластов 1-IV.

Пр и м е чаи и е. Разрез рассматриваемой скважины представлен песчаниками

иrлииами. Диаrрамма СП записана в обратной полярности, что отмечено на

•масштабной стрелке•.

69. Определить границы пластов и построить литологиче­

скую колонку по данным комплекса электрических методов (см.

рис. 103).

•

Глава 111

ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ДИАГРАММ РАДИОМЕТРИИ СКВАЖИН

§ 11. ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ОБРАБОТКА ДИАГРАММ

Теоретические кривые интенсивности излучения против пла­ стов ограниченной толщины для всех методов радиометрии

практически симметричны относительно середины пласта, если

подстилающие и покрывающие породы обладают одинаковыми

свойствами [5]. При регистрации диаграмм интенсивности излу-

. чения 1 в скважинах наблюдаются искажения теоретических

форм кривых в пластах ограниченной толщины за счет инерци­

онности измерительного канала.

В связи с этим на форму кривой интенсивности 1 против

тонкого пласта влияют скорость регистрации диаграммы v и

постоянная времени интегрирующей ячейки т, включенной на выходе измерительного канала. Для учета влияния этих фак­ торов на амплитуду аномалии и форму кривой используются

расчетные зависимости v = MjM.., = f(h, v, т) (рис. 55). Здесь

М.., = /.., - Iвм - амплитуда, полученная при неограниченной тол­

щине пласта либо при бесконечно малой скорости перемеще­

ния скважинного снаряда; М =1- lвмрегистрируемая ампли­

туда.

С удовлетворительной для практики точностью определяют

границы пластов по данным радиометрии по точкам, соответст­

вующим началу подъема и началу спада кривой против пласта повышенной интенсивности излучения (рис. 56).

Поправка v, позволяющая привести показания против пласта

к условиям бесконечной толщины (или бесконечно малой скоро­

сти регистрации диаграммы), является амплитудной поправкой,

поэтому ее вводят в амплитуду М =1 - lвм• где в качестве lвм бе­

рут показания против нижнего пласта, поскольку регистрация

диаграмм осуществляется при движении скважинного снаряда

снизу вверх. Если отклонения кривойотсчитываются от нулевой

133

v

1,0~----~---r~~--r-~~---=--~~--~~~~~~

0,2 0,3 0,4 0,6 0,8 1 2 3 4 6 8 10

h, м

Рис. 55. Кривые зависимостей v =/(h).

Шифр кривых - vт, (м/ч)·с.

м. •• =740 фА/кr

Рис. 56. ПpимepiiiUI форма aиoм8JIJDI ив диаграмме rамма-метода против маета

повышеиной радиоактивности:

vт =4800 (м/ч)·с; 1- rлииа (пласт повышеиной радиоактивности); 2- иэвес':'Ияк

(пласты поиижеиной радиоактивности) [14]

линии (или какой-либо условной нуЛевой линии), исправленную

интенсивность Излучения рассчитывают по формуле

/"' = (1- I....)/v + 1.... = ljv - 1....(1 - v)jv.

(34)

Пример 38. Вычислить величину наблюденной амплитуды Ыr

и начертить примерную форму кривой ly против пласта глин,

залегающего в известняках, если /"' = 7,4·103 фА/кг, толщина

пласта h = 2,5 м,	постоянная времени интегрирующей ячейки
't = 12 с, скорость	регистрации диаграммы v = 400 мjч, т =

= 400·12 = 4800 (мjч)·с.

На основании рис. 55 для h = 2,5 м имеем v = 0,8; hФ = 2,7 м; z = 0,56 м (hФ и z по данным [5]). Примерная форма кривой /r для данных условий изображена на рис. 56.

При непрерывной регистрации на диаграммах радиометрии

отмечаются мелкие аномалии (иззубренность), созданные стати­

стическими флуктуациями. При этом рассмотренная выше ин­

тенсивность Ir, характеризующая пласт, будет представлять собой

среднее значение, отклонения от которого составляют ~дорожку•

статистических флуктуации. Ширина этой ~дорожки• определя­ ется величиной среднеквадратичного отклонения при данных параметрах регистрирующей аппаратуры и скорости регистрации

[5]. Интерпретации подлежат аномалии, амплитуды которых не менее чем в 2 раза превышают ширину ~дорожки• статистиче­

ских флуктуации.

§ 12. МЕТОД ЕСТЕСТВЕННОГО ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЯ (ГМ)

ЕСТЕСТВЕННАЯ РАДИОАКТИВНОСТЬ ОСАДОЧНЫХ ПОРОД

И ПРОМЫВОЧНЫХ ЖИДКОСТЕЙ

Разрезы нефтяных и газовых скважин обычно бывают пред­

ставлены горными породами осадочного комплекса. Их радиоак­

тивность обусловлена наличием весьма малых количеств радио­

активных элементов - урана, тория, актиния, продуктов их рас­

пада, а также изотопа калия 40К. Эти элементы находятся в оса­

дочных, породах в рассеянном состоянии.

Абсолютная радиоактивность элементов оценивается числом

распадов, происходящих в единицу времени в данном веществе.

За единицу радиоактивности в системе СИ принят беккерель

(Бк), равный одному распаду в секунду [13]. Кроме того исполь­

зуется единица кюри (Ки), равная такому количеству вещества, в

135

котором в одну секундJ' происходит столько же распадов, сколь­

ко в 1 г радия- 3,7·101 распадов в секунду.

Интенсивность гамма-излучения вещества характеризуется величиной радиевого у-эквивалента. Интенсивность гамма-поля измеряется мощностью экспозиционной дозы, которая является мерой ионизирующего действия гамма-излучения в данной точке

поля; единица экспозиционной дозы - кулон на килограмм

(Кл/кг). Мощность дозы - отношение экспозиционной дозы ко

времени, в течение которого измеряется ионизирующее действие

излучения. Единица мощности дозы в системе СИ - ампер на

килограмм (А/кг). В практике используют единицу дозы рентген

(1 Р = 2,58·10-4 Кл/кг) и единицу мощности дозы микрорентген в час (1 мкР/ч = 7,166·10-14 А/кг= 71,66 фА/кг).

Общая концентрация .qy различных радиоактивных элементов

в породах измеряется числом пикаграмм-эквивалентов радия или

урана на 1 г породы (1 пг-экв Rа/г). Кроме весовоГо выражения

концентрации радиоактивных элементов используется объемная

концентрация ky = qf5п (пг-экв Rа/см3), где 8п - объемная плот­

ность породы.

В табл. 15 приведела радиоактивность qr некоторых пород,

слагающих разрезы нефтяных и газовых скважин, по данным [5, 6, 15]. Большинство пород нефтяных и газовых месторождений

обладает относительно низкой гамма-активностью, это - хемо­

генные породы (исключая обогащенные калием), чистые (не::-ли­

нистые) кварцевые пески и песчаники, известняки, доломиты. Из

всех осадочных пород наиболее радиоактивными являются rли­

ны, поэтому величина радиоактивности других, менее активных

пород, достаточно тесно связана с их глинистостью [6]. Исклю­

чение составляют лишь аномальные скопления радиоактивных

элементов в некоторых типах обломочных пород.

Для терригеиных и карбонатных пород характерны практиче­ ски линейные зависимости между удельной объемной гамма-

Таблица 15

Радиоактивность некоторых rорных пород осадочного комплекса

	Порода	q."	Порода	qy,
		пг-экв Ra/r		пг-экв F:ajr
	Глинаглубоководная	10,0-50,0	Алевролит	1,1-1,9
	Глина темная с орrанически-	4,1-11,0	Известняк	0,05-0,8
	ми остатками, битуминозная	2,6-5,0	Доломит	0,06-0,8
	Глина светлая песчанистая		Камеиная соль	0,5-2,0
	Мергель	0,6-1,8	Ангидрит	0,5
	Песчаник кварцевый	0,2-1,0	Гипс	0,06-0,6
	Песчаник полимиктовый	1,0-3,0	Калийная соль	5,0-9,:>

136

активностью породы qуп и радиоакТивностью входящих в нее компонентов при условиях постоянства удельной гамма-актив­

ности последних и при незначительном изменении их плотно­

стей. В этом случае qуп определяется как сумма гамма-активно­

стей входящих в нее компонентов - qy =I: qy~:

qуп = ( 1 - krл. - ku)qya + krл.qrrя + kuqyз - для терригеиных пород;

qуп = ( 1 - kво - ku)qyp + kвоqуво + kuqyз - для карбонатных пород,

где qусю qrrл.• qуз, qYP, qуво - удельная массовая гамма-активность

скелета породы, глинистой фракции, заполнителя емкостного

пространства, растворимой части и перастворимого остатка; kr"' kao и ku - объемная глинистость, объемная концентрация перас­

творимого остатка в твердой фазе породы и коэффициент порис­

тости пород.

Исходя из этих соотношений, можно определить возможности

прим_енения ГМ в той или иной конкретной ситуации. В случае если qya(qyp) » qyrл(qуво) и qya(qyp) » qуз, по показаниям ГМ есть

возможность оценить содержание твердой части породы, харак­ теризующейся высокой удельной радиоактивностью. В некото­

рых осадочных обломочных породах встречаются акцессорные

или другие рассеянные минералы, характеризующиеся высокой

естественной радиоаКтивностью, а именно, высоким содержа­

нием урана, тория или калия. Их присутствие даже в незначи­

тельных количествах может привести к значительному увеличе­

нию интенсивности гамма-излучения в чистом неглинистом пес­

чаном коллекторе. Высокая радиоактивность обломочной части

пород отмечается в слюдистых, полимиктовых, глауконитовых

песчаниках, естественная радиоактивность которых связана с

присутствием радиоактивного изотопа калия (Фертл, 1983). На­ личие соединений урана отмечено в кремнистых аренитах и

фосфатных песчаниках, а также в керогенах нефтематеринских

пород. В карбонатных породах увеличение радиоактивности свя­

зано с процессами вторичной доломитизации, в ходе которой

возможно привнесение вместе с магнием солей радия и мно­ гократное увеличение активности породы. Кроме того, в неко­ торых карбонатных породах отмечены проницаемые зоны, харак­

теризующиеся высокими концентрациями урана при низких

концентрациях калия и тория. Проницаемость этих зон связана с системой естественных трещин, на поверхность которых вы­

падали в осадок радиоактивные соли из мигрировавших раство­

ров.

При qуз » qya(qyp) и qуз » qrrл(qyвo) естественная радиоактив­

ность обусловлена высокой гамма-активностью заполнителя ем­

костного пространства. В ряде случаев отмечена высокая радио-

137

активность пластовых вод, обогащенных соединениями урана и радия, а также некоторых битумов, радиоактивность которых

также связана с наличием урана.

В случае qyr11(qyв0) » qycк(qyp) и qyr11(qyвo) » q.,., т.е. когда уде.аь­

ная радиоактивность глинистого материала существенно превы­

шает радиоактивность скелета породы и заполнителя емкостного пространства породы, есть возможность оценить глинистость

терригеиной породы или содержание верастворимого остатка в

карбонатах.

Регистрация диаграмм радиометрии обычно производится в

скважинах, заполненных промывочной жидкостью. Оценка ра­

щюактивности глинистого раствора может быть произведена,

если известна радиоактивность глин, из которых готовится рас­

твор. Очевидно, что при размешивании глины в воде концентра­

ция радиоактивных элементов с~изится во столько Р'\,З, во сколь­

ко уменьшится доля объема, занимаемого глинистым материалом

в растворе, по сравнению с глиной.

'

Обычно для определения радиоактивности промывочной жидкости нет необходимых данных, поэтому предложенный путь дает лишь приближенную оценку.

СВЯЗЬ ИНТЕНСИВНОСТИ ЕСТЕСТВЕННОГО ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЯ,

РЕtиСТРИРУЕМОГО В СКВАЖИНЕ, С РАДИОАКТИВНОСТЬЮ

ГОРНЫХ ПОРОД

Интенсивность естественного гамма-излучения, регистрируе­

мого прибором, помещенным в изучаемую однородную и безгра­ ничную среду, пропорциональна ее объемной радиоактивности k., и обратно пропорциональна коэффициенту поглощения гамма­ квантов породой: !у = C'k.,/JJ.. При выражении радиоактивности

'пород в весовой форме qrп = k.,/'&п, где 'Оп - плотность породы,

кr/м3. Поскольку коэффициент поглощения пропорционален

плотности пород, !у = Сk.,/'&п. Если измерения ведутся в среде с

мало меняющейся плотностью (например, для осадочных пород

'Оп = (2,4+2,7)103 кr/м3), интенсивность !у пропорциональна объ­

емной радиоактивности.

Постоянные С' и С зависят от особенностей измерительного прибора и типа применяемых индикаторов.

Кроме излучения, приходящего от окружающего пространст­

ва, прибором регистрируется фоновое излучение JФ (прибора и

космического фона). Поэтому

(35)

Измеряемая в скважинах интенсивность естественного гамма­ излучения зависит от свойств сред, окружающих скважинный

прибор (промывочная жидкость, колонна, цемент, породы), от их

радиоактивностей qy;, объемов (толщина кольца ~i), коэффициен­

тов поглощения J.1i и расположения этих сред относительно при­

бора. Вид функции Ir =f(qy;, dc, ~. IJ.) изучен только для некото­

рых частных случаев, не охватывающих всех параметров,

влияющих на излучение в скважине.

В общем случае, когда изучается неоднородная среда, изме­

ряемая в необсаженной скважине интенсивность гамма-излуче­ ния с некоторой степенью приближения представляется суммой

излучений от отдельных частей пространства:

(36)

Здесь Fp, Fnc, Fп - геометрические факторы соответствующих

сред - раствора, глинистой корки, породы; Qyp, Qrnc, Qуп - их ра­

диоактивности. Для обсаженных скважин выражение аналогично

формуле (36), но включает еще зависимости от параметров ко­

лонны и цементного кольца, что усложняет зависимость. По­ скольку общего решения для связи интенсивности излучения,

регистрируемого нецентрированным прибором в скважине про­

извольной конструкции, не имеется, для решения обратной зада­ чи при интерпретации диаграмм ГМ используются различные способы введения эмпирических поправок, учитывающих влия­ ние отдельных факторов с разной степенью достоверности [13].

Введением этих поправок стремятся привести влияние сред, от­

деляющих прибор от пласта, к одинаковым ус.t.Iовиям. В резуль­

тате учета всех влияний показания метода против исследуемого пласта приводятся к условию стандартной скважины одинаково­

го диаметра dc = dв, и тогда в формуле (36) первый и второй члены вместе с фоном являются для всех пластов константой. В

последнем случае формула (36) приобретает вид

Ir = CFuQyп + const = С:Qуп + const.

(37)

Поскольку вклад скважины в регистрируемое излучение при

таком учете оказывается некоторым постоянным, полученная в результате исправленная интенсивность излучения отражает из­ менение радиоактивности пород Qуп, которая и определяется в

процессе интерпретации.

Поправки, вводимые в Ir, обычно обозначаются символом 11 с

индексом, указывающим, влияние какого параметра учитывается

данной поправкой, например, поправки на диаметр скважины Тld

и эксцентриситет Тlэ· Они могут вводиться постепенно или в виде

одной комплексной поправки. Величина 11r представляет собой

139