Каротаж градиента поля самопроизвольной поляризации

Модификация каротажа потенциалов самопроизвольной поляризации (ПС)

Основан на определении изменения потенциала ПС по направлению движения прибора при измерении, т. е. снизу вверх. Изменение потенциала ПС определяется как разность между предыдущим и последующим его значениями.

Метод, по сравнению с обычным каротажем ПС, имеет более высокую расчленяющую способность, четко отбивает границы пласта. Подошве пласта отвечают минимальные, а кровле — максимальные значения на кривой градиента потенциала ПС. Непроницаемые пласты и середины проницаемых пластов характеризуются нулевыми значениями.

КАРОТАЖ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ (ДК)

Один из методов каротажа электрического, основанный на измерении характеристик высокочастотного электромагнитного поля, возбуждаемого зондом ДК.

Зонд ДК состоит из возбуждающей поле генераторной и двух измерительных катушек. Поле, распространяясь в породах, в каждой точке пространства характеризуется фазой φ и амплитудой h, которые зависят от частоты поля, характеристик зонда и от таких электрических свойств среды, как удельное сопротивление и диэлектрическая проницаемость пород. В точках расположения измерительных катушек регистрируют разность фаз поля Δ φ = φ ₁ — φ ₂ и относительную амплитуду вторичного поля |h_z1 — h_z2| / |h_z1|. Относительную диэлектрическую проницаемость находят с помощью соответствующих номограмм.

Диаграммы ДК используются для детального расчленения разреза, определения характера насыщения пластов со средним и высоким сопротивлением и для оценки в чистых коллекторах коэффициента нефтегазонасыщенности. Методом ДК можно исследовать сухие скважины и скважины, заполненные непроводящим раствором.

КАРОТАЖ ИНДУКЦИОННЫЙ (ИК)

Один из методов каротажа электрического, основанный на измерении кажущейся удельной электропроводности горных пород при помощи индуцированных токов.

В простейшем виде зонд ИК состоит из генераторной и измерительной катушек. Через генераторную катушку пропускают ток ультразвуковой частоты. Силу тока в катушке поддерживают постоянной. Возникшее в генераторной катушке первичное переменное магнитное поле индуцирует в породе вихревые токи, сила которых определяется электропроводностью породы. Вихревые токи создают вторичное переменное магнитное поле.

Первичное и вторичное магнитные поля индуцируют эдс в измерительной катушке; эдс первичного поля компенсируется, а эдс вторичного подается на земную поверхность для регистрации. Измерив эдс вторичного поля E _инд и зная коэффициент зонда K _инд, определяют кажущуюся удельную электропроводность горной породы σ _к (См/м):

σ _к = 1/р_к = E _инд/ K _инд.

Поскольку измерения проводятся в неоднородной среде, для снижения влияния скважины, вмещающих пород и зоны проникновения зонд ИК дополняется фокусирующими катушками.

ИК позволяет с высокой точностью определять электрическое удельное сопротивление пород в низкоомном разрезе. ИК можно использовать в сухих скважинах и в заполненных непроводящим раствором.

КАРОТАЖ НЕЙТРОН-НЕЙТРОННЫЙ (ННК)

Один из методов каротажа нейтронного, подразделяющийся на две модификации:

1) нейтрон-нейтронный каротаж по надтепловым нейтронам (ННКН);

2) нейтрон-нейтронный каротаж по тепловым нейтронам (ННКТ).

Соответственно измеряются на определенном расстоянии от источника быстрых нейтронов плотности нейтронов, замедлившихся до надтепловых (единицы эВ) и тепловых (0, 02 эВ) энергий.

Показания ННКН характеризуют суммарное водородосодержание горных пород и мало зависят от их литологического состава. На диаграммах ННКН плотные малопористые пласты отмечаются высокими показаниями, а с увеличением пористости пород (водородосодержания) регистрируемые значения уменьшаются, так как чем больше водорода в породе, тем меньше длина замедления нейтрона и тем меньше вероятность, что он достигнет детектора прибора.

Метод используется для выделения коллекторов в разрезе скважины и для оценки их пористости.

Показания ННКТ определяются не только замедляющими способностями породы, т. е. ее водородосодержанием, но и наличием элементов с аномально высокими поглощающими способностями, прежде всего хлора. Поэтому при малой минерализации пластовых вод (до 20—25 г/л) ННКТ используется, так же как и ННКН, для оценки пористости пород, а при высокой минерализации — для определения положения водонефтяного контакта.

При наличии значительной зоны проникновения, заполненной пресным фильтратом, пористость по ННКН и ННКТ определяется однозначно независимо от характера насыщения пласта.

КАРОТАЖ НЕЙТРОННЫЙ (НК)

Совокупность методов каротажа радиоактивного, основанных на изучении эффекта взаимодействия быстрых нейтронов с веществом горной породы.

Помещенный в зондовое устройство скважинного прибора источник облучает породу потоком быстрых нейтронов с энергией 4 — 15 МэВ. Быстрые нейтроны, многократно сталкиваясь с ядрами элементов горной породы, теряют свою энергию и замедляются до тепловых энергий (0, 025 эВ). Интенсивность замедления нейтронов зависит от содержания в породе ядер легких элементов, главным образом водорода, масса ядра которого близка к массе нейтрона. Водородосодержание породы контролируется ее пористостью, следовательно, существует возможность определения общей пористости пород по НК.

Образовавшиеся тепловые нейтроны диффундируют в среде из областей большой их плотности в области пониженной плотности. Диффузия сопровождается радиационным захватом, т. е. поглощением тепловых нейтронов ядрами элементов породы. Интенсивность поглощения зависит от содержания в породе элементов с высоким эффективным поперечным сечением захвата. Таким элементом в осадочных породах является прежде всего хлор. Радиационный захват сопровождается выделением энергии в виде одного или нескольких гамма-квантов. Энергия излучения зависит от ядра элемента, поглотившего нейтрон. Например, ядро водорода, поглотив нейтрон, превращается в дейтерий ²Н, при этом излучается один гамма-квант с энергией 2, 2 МэВ; хлор ³⁵Сl, превращаясь в изотоп ³⁶Сl, излучает в среднем 3, 1 гамма-кванта с суммарной энергией около 8 МэВ. Это различие в излучаемой энергии позволяет, в частности, установить водонефтяной контакт по данным НК.

В зависимости от изучаемого эффекта взаимодействия нейтронов с горной породой различают следующие методы НК: каротаж нейтрон-нейтронный (ННК), основанный на измерении плотности нейтронов, замедлившихся до надтепловых (единицы эВ) и тепловых энергий; гамма-каротаж нейтронный (НГК), основанный на измерении интенсивности гамма-излучения радиационного захвата; каротаж нейтронный активационный, основанный на измерении интенсивности спада гамма-излучения искусственных радиоактивных изотопов, возникших в результате облучения породы источником быстрых нейтронов; каротаж нейтронный импульсный (ИНК), основанный на изучении скорости становления поля тепловых нейтронов. Некоторые методы НК подразделяются на модификации.

НК используется для решения разнообразных задач, связанных с поисками и разведкой месторождении нефти и газа и с контролем за эксплуатацией этих месторождений. Методы НК имеют небольшую глубинность исследования, и на их результаты большое искажающее влияние оказывают диаметр скважины, свойства заполняющей ее жидкости, характер глинистой корки. Для уменьшения этого влияния применяются двухзондовые установки НК.