Физические основы метода ПС

Сущность метода ПС основана на изучении естественного электрич. поля в скважинах, образование которого связано с физико-химическими процессами, протекающими на поверхностях раздела скважина-порода и между пластами различной литологии.

По причинам, вызывающим их, потенциалы ПС делятся на: диффузионно-адсорбционные, фильтрационные и окислительно-восстановительные.Величина и знак естественных потенциалов определяются электро-химической активностью г.п., т.е. свойством, характеризующим их способность создавать эл. поля в условиях естественного залегания при пересечении скважиной. Диффузионно - адсорбционные потенциалы. Дифузия – взаимопроникновение ионов. Если 2 раствора различной концентрации соприкасаются друг с другом, то под действием разности давлений р-ров, ионы переходят из более концентрир-го в менее концентр-ный. В результате возникает диффузионный потенциал Eg = Kg lg (ρ 2/ρ 1) (где Kg – к-т диффузионного потенциала, ρ 2, ρ 1- уд. сопротив-е мен. и бол. конценр-го р-ров). На котакте свободного р-ра (фильтрата бур. Р-ра) с уд. сопротивлением ρ ф спористой средой, насыщенной р-ром др. концентрации пластовой воды (ρ в) возникает диффузионно-адсорбцион. потенциал Egа= Kgа lg (ρ ф/ρ в) (где Kg – к-т диффузионно-адсорбцион. потенциала). Egа > > Eg. Адсорбцион. способность п-д количественно оценивается приведёной ёмкостью поглощения q. Адсорбцион. способность (удерживающая) определяется дисперсностью и мин. сос-вом п-д. Наибольшая адсорбцион. способность хар-на для высокодисперсных глин. Фильтрационные потенциалы ПС. При фильтрации промывочной жидкости через глинистую корку возникает электродвижущая сила, которая зависит от ряда параметров, из которых основными являются: перепад давления по обе стороны глинистой корки и сопротивление продавливаемой жидкости. Глина также обладает некоторой проницаемостью, что вызывает возникновение ЭДС фильтрации и в них. В результате эффективная фильтрация ЭДС представляет собой разность между электродвижущими силами, возникающими против глинистой корки проницаемых пластов и контактирующих глин. Окислительно–восстановительные потенциалы. Окислительно-восстановительные ЭДС обусловлены различными химическими и электрохимическими реакциями протекающими в скважине, они возникают в результате окислительно-восстановительных процессов, происходящих на контакте пород, имеющих электронную проводимость, с электролитами промывочной жидкости и пластовых вод. Окислительно-восстановительные процессы связаны с потерей электронов (окисление) или приобретением их (восстановление). В разрезах нефтяных скважин окислительно-восстановительные ЭДС не имеют заметного распространения и для изучения таких разрезов малоперспективны.

32. Блок-схема метода ПС и её модификации.

Способ потенциала СП. Измерения в скважине разности потенциалов ПС Δ U_ПС сводится к замеру разности потенциалов между электродом М, перемещаемым вдоль ствола скв., и электродом N, находящимся на поверхности, или вблизи устья скв. Электроды М и N представляют собой простейший одноэлектродный зонд. Между электродами включается измерительный прибор.Кривая Δ U_ПС указывает на изменение потенциала электрического поля у электрода М с глубиной. Точка записи потенциала относится к электроду М [мВ]. Кривая ПС записывется обычно с кривой КС и др. кривыми.

Перед началом измерения Δ U_ПС частично компенсируется разностью потенциалов, противоположной по знаку электродной разности потенциалов. Устройство для компенсации носит название компенсатора поляризации.

В случае наличия существенных электрических помех, измерения проводятся по способу градиент-потенциалов СП. Он состоит в измерении градиента потенциала СП, т.е. в фиксировании разности потенциалов между двумя электролами—М и N, опущенными в скважину и расположенными на небольшом расстоянии один от другого (около 1 м). В этом случае измеряется напряженность (ЭДС) естественного поля E_ПС= - gragU_ПС .

Запись кривой градиента ПС производится при детальном изучении разрезов скважин, а также в случае сильных блуждающих промышленных или теллурических токов, которые' не позволяют зарегистрировать эту кривую обычный способом.

Схема проведения измерений потенциалов (а) и градиентов потенциала (б) методом ПС.

КП — компенсатор поляризации