Основы метода

Основы метода. Методом бокового каротажа исследуется кажущееся удельное сопротивление пластов. Этот метод входит в группу модификаций электрического каротажа, в которых используются зонды с управляемым электрическим полем.

Боковой каротаж так же называют каротажем с зондами с фокусировкой тока. Боковой каротаж проводят многоэлектродными семь, девять электродов и трх электродными зондами. Применяют многоэлектродные зонды с электродами небольшого размера точечными и с кольцевыми электродами, установленными на изолированной трубе.

Отличается от каротажа обычными трхэлектродными зондами тем, что кроме основного центрального питающего электрода А0, здесь используют дополнительные экранирующие электроды, через которые пропускают ток той же полярности, что и через питающий электрод А0. Сила тока через электроды автоматически регулируется так, чтобы ток, выходящий из электрода А0, в некоторых пределах распространялся в направлении, перпендикулярном оси скважины при вертикальных скважинах-горизонтально, захватывая слой определнной толщины.

Благодаря применению экранирующих электродов с регулируемой силой тока через них уменьшается влияние на результаты измерений бурового раствора, заполняющего скважину, и вмещающих пород и кажущееся сопротивление получается близким к удельному. 1.1 Семиэлектродный зонд Имеется один центральный электрод А0 и три пары электродов, расположенных симметрично относительно него M1 и M2, N1, и N2, A1 и A2 симметричные электроды соединены между собой.

Электрод А0 - основной электрод, А1 и А2 - экранирующие. Силы тока через электрод А0 сохраняют постоянной силы тока через экранирующие электроды поддерживают такой, чтобы разность потенциалов между электродами M1 M2 и N1 N2 ,была равна нулю. Измеряют разность потенциалов U между измерительными электродами зонда и удалнным электродом N. В результате измерений получают кажущееся удельное сопротивление к, оно определяется по формуле кКUКСI0, где I0 сила тока через основной электрод А0 K-коэффициент зонда он бертся таким, что бы в однородной среде кажущееся удельное сопротивление получалось равным удельному.

Определим коэффициент зонда. Если считать, что электроды точечные, то как легко видеть, в однородной среде с удельным сопротивлением п потенциалы точек M1 и N1, будут соответственно где Iэ - сила тока через каждый экранный электрод A1 и A2. Так как сила тока Iэ устанавливается такой, что UM1UN1, то написанные для UM1 и UN1 выражения можно приравнять отсюда после преобразования Обозначая множитель при I0 через C и учитывая, что потенциал удалнной точки электрода N равен нулю, получим Отсюда получим Коэффициент зонда будет определятся следующим образом Результат измерений зондом бокового каротажа относят к точке A0 за длину L зонда принимают расстояние между точками O1 и O2 серединами интервалов M1N1 и M2N2. Характеристиками для зонда являются также расстояние Lоб A1A2, называемое общим размером зонда, и параметр фокусировки зонда qLоб-LL. Так как выполняется условие, что напряжение между измерительными электродами M1 и N1 а также между M2 и N2 равно нулю, то сила тока на участке скважины M1N и M2N2 также равна нулю. Получается, что будто бы скважина и прилегающие к ней участки пласта над электродом A0 и под ним были замещены изолятором рис 1. Ток, выходящий из электрода A0, распространяется на значительное расстояние в радиальном направлении от скважины слоем, перпендикулярным к оси скважины горизонтально.

Измеряемое напряжение UКС представляет собой падение потенциала по указанному слою от скважины до удалнной точки.

Естественно, что на это падение потенциала скважина и вмещающие породы оказывают небольшое влияние. Это позволяет во многих случаях получить кажущееся удельное сопротивление, значительно более близкое к удельному сопротивлению, чем при обычных зондах в частности, обеспечивается лучшая оценка удельного сопротивления тонких пластов.

Преимущество зонда бокового каротажа перед обычными зондами особенно наглядно иллюстрируется на рис 2, где показано распределение токовых линий, выходящих из расположенного в середине тонкого пласта большого сопротивления токового электрода, в случае обычного зонда а, когда экранные электроды отсутсвуют, и при зонде бокового каротажа б, когда имеются экранные электроды, сила тока через которые регулируется так, как указано выше. Как видно, при обычном зонде токовые линии в пределах пласта в основном идут вверх и вниз по скважине, пока не выйдут во вмещающие породы низкого сопротивления поэтому кажущееся сопротивление много меньше удельного.

Наоборот, при боковом каротаже токовые линии распространяются по пласту, так что полученное сопротивление, пропорциональное падению потенциала между электродом A0 и бесконечностью по пласту, будет близко к удельному сопротивлению пласта. 1.2