8. Каротаж. Классификация каротажей.
Геофизические методы исследования скважин с целью изучения вскрытого скважиной геологического разреза и выявления полезных ископаемых называют каротажем. Каротаж заключается в измерении вдоль ствола скважины при помощи специальной установки (каротажного зонда или наземных датчиков) какой либо величины, характеризующей физические, химические или другие свойства горных пород, вскрытых скважинной.
Электрический
каротаж (ЭК, электрокаротаж) основан
на измерении электрического поля,
самопроизвольно возникающего в скважине
и ее окрестностях или создаваемого в
скважине искусственно.
Разновидности
ЭК отличаются друг от друга измеряемой
величиной и характером электрического
поля (естественное или искусственное,
электрическое или электромагнитное).
Наибольшее практическое значение имеют
следующие виды ЭК: а) каротаж потенциалов
самопроизвольной поляризации (каротаж
ПС); б) каротаж сопротивления (КС),
основанный на измерении кажущегося
удельного сопротивления горных пород.
Он может проводиться градиент или
потенциал-зондами - боковое каротажное
зондирование (БКЗ) несколькими зондами
или стандартный каротаж одним зондом
и ПС, зондами с фокусировкой тока -
боковой каротаж (БК), микроустановками
- микрокаротаж (МК) и боковой микро
каротаж (БМК);
в) индукционный каротаж (ПК), состоящий в измерении кажущейся удельной электропроводности горных пород; г) диэлектрический каротаж (ДК), основанный на измерении кажущейся диэлектрической проницаемости.
По характеру создаваемого в скважине поля индукционный и диэлектрический каротаж являются разновидностями электромагнитного каротажа.Для наиболее простого случая, когда промывочная жидкость в скважине и окружающие породы имеют одинаковое удельное сопротивление, кажущееся сопротивление записывается формулой:
,
где k
- коэффициент зонда, зависящий от
расстояния между электродами ( 
-
разность потенциалов между приемными
электродами;I -
сила тока в питающей цепи )
Радиоактивный каротаж. Широко применяется радиоактивный каротаж (РК) трех видов: а) гамма-каротаж (ГК) - основан на измерении по стволу скважины гамма излучения, вызванного естественной радиоактивностью горных пород; б) гамма-гамма каротаж (ГГК) - исследует особенности прохождения через породы гамма-излучения от специального источника гамма-квантов, опускаемого в скважину вместе с прибором; в) нейтронный каротаж (НК) базируется на исследовании поля медленных нейтронов и гамма-квантов, создаваемого источником быстрых нейтронов, находящимся в приборе. Ядерно – магнитный каротаж (ЯМК) основан на измерении ядерной намагниченности горных пород в разрезе скважины. Благодаря наличию механического и магнитного моментов, ядра атомов многих элементов подобно намагниченному волчку ориентированы и вращаются (прецессируют) вокруг направления магнитного поля Земли.
Частота w прецессии определяется напряженностью HЗ магнитного поля и магнитного поля и коэффициентом y, характеризующим ядерно – магнитные свойства элемента w=yНЗ. Коэффициент y называется гидромагнитным отношением, явление – ядерно – магнитный резонанс (ЯМР).Если на среду действовать постоянным магнитным полем Н, направление которого отличается от направления магнитного поля Земли, ядра атомов изменяют свою ориентацию и в новом равновесном состоянии прецессируют вокруг направления суммарного магнитного поля Н+НЗ. После устранения поляризующего магнитного поля Н ядра атомов под действием постоянного магнитного поля Земли возвращаются в исходное положение равновесия. Возвращение ядер атомов в положение равновесия происходит в течение промежутка времени называемым временем релаксации.
Основным назначением акустического каротажа в нефтегазовых скважинах является расчленение разрезов, выделение гранулярных и трещиновато-кавернозных коллекторов и их пористости.
Наиболее простая установка акустического каротажа представляет собой излучатель кремния упругих волн, распределений на определенном расстоянии друг от друга и называемый длиной зонта