14. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ КАРОТАЖ

14.1 Основные положения

14.1.1 Электрический и электромагнитный каротаж — исследования скважин, основанные на изучении электрических и электромагнитных свойств горных пород и насыщающих их флюидов.

14.1.2 Электрический каротаж (ЭК) - исследования горных пород, основанные на регистрации параметров естественного или искусственного постоянного (квазипостоянного) электрических полей.

14.1.2.1 Электрический каротаж, основанный на регистрации параметров естественного электрического поля, представляет собой каротаж потенциалов самопроизвольной поляризации (ПС). Измеряемой величиной является потенциал электрического поля ПС (Uпс) или разность потенциалов(ΔUпc). Единица измерения - милливольт (мВ).

14.1.2.2 Электрический каротаж, основанный на регистрации параметров постоянного (квазипостоянного) искусственного электрического поля, включает следующие виды: боковое каротажное зондирование (БКЗ), боковой (БК), боковой микро- (БМК) и микрокаротаж (МК), каротаж вызванных потенциалов (ВП), токовую резистивиметрию (Рез.). Они объединяются под общим названием «каротаж сопротивлений» (КС). Измеряемой величиной является кажущееся удельное электрическое сопротивление (ρк) среды. Единица измерения - ом-метр (Ом•м).

14.1.2.3 Стандартный каротаж - исследования, включающие регистрацию потенциалов ПС и кажущихся сопротивлений одним или двумя не фокусированными (потенциал- и градиент-зонд) зондами, дойны которых выбраны постоянными для данного района работ.

14.1.2.4 Электрический каротаж не выполняют в скважинах с промывочной жидкостью на непроводящей основе.

14.1.3 Электромагнитный каротаж (ЭМК) — исследования горных пород, основанные на измерении параметров искусственного переменного электромагнитного поля.

14.1.3.1 Электромагнитный каротаж в области низких частот (десятки и первые сотни кГц), в которой слабо проявляются волновые свойства (фазовые сдвиги, затухание) регистрируемого поля, носит название индукционного каротажа (ИК), а в варианте зондирования — индукционного каротажного зондирования (ИКЗ). Измеряемой величиной является кажущаяся удельная электрическая проводимость (σк, γк). Единица измерения - миллисименс на метр (мСм/м).

14.1.3.2 Электромагнитный каротаж в области частот от нескольких сотен кГц до десятков МГц — это высокочастотный индукционный каротаж (ВИК) и диэлектрический каротаж (ДК). Измеряемыми величинами являются характеристики электромагнитного поля (фазовые и относительные, амплитудные), которые определяются преимущественно удельной электрической проводимостью (ВИК) или диэлектрической проницаемостью пород (ДК). Расчетной величиной для ВИК служит удельная электрическая проводимость пород (σ, γ). Для ДК — относительная диэлектрическая проницаемость пород (ε). Единица измерения ε — относительная единица.

14.1.3.3 Один из вариантов реализации ВИК — зондирование с использованием изопараметрических зондов, постоянной величиной которых является произведение частоты излучения на квадрат длины измерительного зонда, а измеряемой величиной — разность фаз сигналов (напряженности магнитного поля) в сближенных измерительных катушках — ВИКИЗ.

Вариант ВИК, основанный на измерении затухания электромагнитного поля, — электромагнитный каротаж по затуханию (ЭМКЗ).

14.1.4 Для изучения изменения электрических параметров пород в радиальном направлении от скважины к неизмененной части пласта применяют комплексирование разноглубинных измерительных зондов одного вида — БКЗ, ИКЗ, ВИКИЗ - либо различных видов, реализующих зонды с разной радиальной глубинностью исследований, например, — МК, БМК, БК, ИК.

14.1.4.1 Для обеспечения достоверной комплексной обработки данных измерения зондами ЭК, ЭМК необходимо проводить при постоянных параметрах промывочной жидкости и раньше других методов ГИС для уменьшения влияния эффектов, связанных с формированием глубоких зон проникновения. Недопустимы промежуточные промывки скважины между регистрацией данных ЭК, ЭМК.

14.1.4.2 Проведение ЭК, ЭМК дополняют измерениями диаметра скважины, резистивиметрией и термометрией и измерением удельного электрического сопротивления проб промывочной жидкости на дневной поверхности.

14.1.5 Для всех методов ЭК, ЭМК, за исключением ПС, выполняют первичные, периодические и полевые калибровки скважинных приборов. Виды, очередность и сроки калибровок типичные для всех скважинных приборов (см. раздел 6).

14.1.5.1 В процессе первичной и периодических калибровок контролируют фактические коэффициенты зондов, коэффициенты преобразования каналов, основные относительные погрешности измерений электрического сопротивления или электропроводности в пределах динамического диапазона измерений каждого зонда.

14.1.5.2 Для калибровок зондов МК, БМК и токовой резистивиметрии применяют стандартные образцы сопротивлений — слабоминерализованный водный раствор, размещенный в металлическом баке.

14.1.5.3 Приборы считаются исправными, если контролируемые параметры укладываются в допуски, указанные в эксплуатационной документации.

14.1.6 Приборы ЭК и ЭМК, допущенные к измерениям, должны быть обеспечены методическими средствами, включающими:

  • зависимости между показаниями измерительного зонда (кажущиеся электрическое сопротивление ρк и электропроводность σк) и удельным сопротивлением ρп пород в широких диапазонах изменения толщин исследуемых пластов, удельных сопротивлений промывочной жидкости (ρс) и вмещающих пород;
  • зависимости показаний ρк от изменений технологических факторов — диаметров скважины, толщин глинистых и шламовых корок;
  • программные или палеточные средства, позволяющие провести первичную обработку данных и определить ρн или σп во всем диапазоне измерений.

14.1.6.1 Основные зависимости между измеряемыми величинами и характеристиками горных пород должны базироваться на результатах физического или математического моделирования. Они должны включать:

  • интерпретационные модели среды для определения искомых параметров;
  • тесты для ситуаций, отражающих типовые геолого-технологические условия района работ;
  • примеры воспроизведения всех этапов обработки.

Форма представления зависимостей — графическая на бумажном носителе или файловая, если обеспечена возможность их вывода на печать.

14.1.6.2 Программные (или палеточные) средства должны:

  • базироваться на интерпретационной модели, соответствующей геолого-технологическим условиям залегания пород, а при совместной обработке данных разных методов ЭК, ЭМК — на единой модели для всех видов исследований;
  • обеспечивать обработку данных во всем диапазоне изменений ρп, σп, ρс, толщин пластов;
  • иметь в качестве выходных параметров величины (ρп, ρзп, ρпз, σп) для определения которых предназначен вид исследований или совокупность видов.

14.1.7 Рекомендуемый порядок проведения исследований определяется типами используемых скважинных приборов и наземных средств: являются ли приборы цифровыми или аналоговыми с оцифровкой данных на дневной поверхности; имеются ли в приборах встроенные источники нуль- и стандарт-сигналов; предусмотрена ли возможность одновременного измерения геофизической величины и регистрации нуль- и стандарт-сигналов. Общее требование — рабочие файлы должны содержать результаты:

  • полевой калибровки (тестирования) приборов ЭМК в воздухе и приборов ЭК после их спуска в скважину и полного погружения в промывочную жидкость;
  • регистрации нуль- и стандарт-сигналов в исследуемом интервале до начала измерений;
  • основного измерения при подъеме прибора;
  • повторного измерения;
  • контрольного измерения в интервале каверн и при входе в обсадную колонну;
  • регистрации нуль- и стандарт-сигналов и тестирования приборов по окончании основного и повторного измерений.

14.1.7.1 Допускается исследование заявленного интервала глубин за несколько операций. В этом случае записи в отдельных интервалах глубин перекрывают, начинают и заканчивают регистрацией нуль- и стандарт- сигналов, полученные данные записывают в отдельные рабочие файлы.

14.1.7.2 Скорость каротажа регламентируется эксплуатационной документацией на отдельные типы приборов. Она не должна превышать 2000 м/ч для ПС, БКЗ, БК, ИК, ВИКИЗ и 1000 м/ч - для микрометодов.

Дискретность регистрации по глубине — 0,1-0,2 м, для микрометодов — 0,05-0,1 м.

14.1.8 Контроль качества материалов ЭК, ЭМК проводят на основании общих, единых для всех методов ГИС критериев, и частных критериев, установленных для отдельных методов ЭК и ЭМК.

14.1.8.1 Общие критерии предусматривают контроль полноты выполнения заявленного комплекса исследований, соблюдения технологии производства работ, соответствия выполненных калибровок, основного, повторного и контрольного измерений нормативным требованиям (см. раздел 6).

14.1.8.2 Частные критерии основаны на наличии в интервале измерений опорных объектов, обладающих априорно известными геоэлектрическими характеристиками, и сопоставлении измеренных значений сопротивлений и проводимостей с этими характеристиками. Основными опорными объектами для отдельных видов ЭК и ЭМК являются: металлическая обсадная колонна — для МК, БМК, БКЗ, БК; глубокие каверны — МК, БМК; пласты с высоким (более 100 Ом•м) электрическим сопротивлением — ИК, ВИКИЗ; пласты большой толщины — для всех видов ЭК и ЭМК.

Опорными пластами большой толщины служат: изотропные пласты без проникновения для раздельной или совместной обработки данных БКЗ, ИКЗ, ВИКИЗ, а также комплексов БКЗ+БК+ИК, БК+ИК, БМК+БК; анизотропные пласты без проникновения для тех же комплексов при условии, что в интерпретационной модели учитывается электрическая анизотропия; пласты с неглубоким (D/d < 8) проникновением для БКЗ, БКЗ+БК.

14.1.8.3 Для выявления погрешностей измерений используется методическое обеспечение (программы, палетки), удовлетворяющие совокупности следующих условий:

  • обработка данных различных зондов проводится совместно в рамках единой интерпретационной модели; интерпретационная модель соответствует опорному пласту;
  • количество результатов измерений различными зондами против пласта достаточно как для определения его характеристик, так и для выявления и оценки погрешностей измерений (принцип избыточности информации);
  • для выявления погрешностей сравнивают фактические и расчетные данные для каждого зонда в рамках выбранной модели.

14.1.9 Первичную обработку результатов измерений ЭК и ЭМК проводят на основе общих процедур, единых для всех методов ГИС, и частных, устанавливаемых только для ЭК и ЭМК.

14.1.9.1 Описание общих процедур (устранение технических погрешностей записи, увязка кривых по глубине с другими методами и др.) приведено в разделе 6.

14.1.9.2 Частные процедуры предусматривают учет влияния условий измерений и переход от измеренных значений параметров — кажущихся сопротивлений (проводимостей) к истинным удельным электрическим сопротивлениям пласта, зоны проникновения и промытой зоны, а также определение размеров зоны проникновения.

14.2 Каротаж потенциалов самопроизвольной поляризации

14.2.1 Каротаж потенциалов самопроизвольной поляризации (ПС) предусматривает измерение потенциала или градиента потенциала естественного электрического поля, вызванного самопроизвольной поляризацией горных пород, относительно потенциала на дневной поверхности. Единица измерения — милливольт (мВ).

14.2.2 Измерительный зонд состоит из электрода М, расположенного на изолированном основании (например, среди электродов БКЗ), и удаленного неподвижного электрода (заземления) N, опущенного в емкость с промывочной жидкостью на дневной поверхности. Точка записи ПС совпадает с положением электрода М.

14.2.2.1 Регистрацию потенциалов ПС выполняют одновременно с любыми другими измерениями без ограничений.

14.2.2.2 Электроды М и N изготавливают из свинца для исключения влияния на измеряемую величину нестабильной электродной разности потенциалов.

14.2.2.3 В случае невоспроизводимого смещения кривой ПС, свидетельствующего о нестабильности электродных потенциалов, применяют неполяризующийся электрод М, который представляет собой свинцовый электрод, помещенный в брезентовый мешочек с насыщенным раствором хлористого натрия.

14.2.2.4 В районах с высоким уровнем блуждающих токов измерения ПС выполняют стабильным зондом, который состоит из электрода М и расположенного в 3-6 м от него длинного (более 30 м) эквипотенциального электрода N. Этот электрод выполняют из нескольких свинцовых электродов, соединенных проводом малого сопротивления. Длинный электрод может быть разделен на две одинаковые части, расположенные по обе стороны от электрода М. Не допускается применение брони кабеля в качестве длинного электрода стабильного зонда.

14.2.2.5 При очень высоком уровне блуждающих токов вместо потенциала измеряют градиент потенциала ПС по скважине. Для этого используют зонд с двумя обычными свинцовыми электродами, расположенными на расстоянии 0,2-1 м друг от друга.

14.2.2.6 Требования к методическому обеспечению метода заключаются в наличии интерпретационных зависимостей, отражающих влияние на амплитуду ПС условий измерений: толщин и удельных электрических сопротивлений исследуемых пластов, удельных сопротивлений вмещающих пород, удельных сопротивлений и температуры промывочной жидкости.

14.2.3 Первичная и периодические калибровки регламентируются только для цифровых приборов, а полевая — для аналоговых с оцифровкой данных в наземном регистраторе. Калибровка включает запись нуль-сигнала при закороченных электродах М и N и стандарт-сигнала, когда в цепь электродов М и N включен градуированный компенсатор поляризации (ГКП) с напряжением 25, 50, 100 мВ (в зависимости от амплитуд ПС, наблюдаемых в исследуемом разрезе).

14.2.4 Исследования в скважинах выполняют согласно общим требованиям (см. раздел 6).

14.2.5 При записи кривой ПС возможны следующие помехи и искажения:

14.2.5.1 Искажения из-за влияния блуждающих токов и неустойчивости поляризации электродов, которые обнаруживают по изменениям показаний при неподвижном зонде, изменениям кривой ПС при повторном замере, по волнистой форме кривой и наличию на ней не согласующихся с разрезом значений.

Для устранения этих искажений необходимо последовательно:

  • изменить положение электрода N в емкости с промывочной жидкостью, погрузить его в скважину или использовать в качестве заземления обсадную колонну;
  • выбрать время измерений, когда помехи от блуждающих токов минимальны;
  • приостанавливать бурение или эксплуатацию соседних скважин, если помехи вызваны работающими там промышленными установками;
  • применить стабильный зонд (пп. 14.2.2.4).

14.2.5.2 Искажения кривой ПС гальванокоррозией груза или кожуха скважинного прибора, возникающие в разрезах, представленных породами с высокими удельными электрическими сопротивлениями. Эти искажения обнаруживают по различиям в кривых ПС, записанных с электродами, находящимися на одинаковом расстоянии от скважинного прибора, а также по сходству отдельных участков кривой ПС с кривой КС.

Влияние гальванокоррозии устраняют удалением электрода М на 5-20 м от металлических деталей, являющихся ее источником, или изоляцией этих металлических деталей.

14.2.5.3 Искажения кривой ПС, вызванные ЭДС, индуцируемой в геофизическом кабеле при вращении барабана лебедки с намагниченными стальными деталями. Эта ЭДС накладывается на кривую ПС в виде синусоиды с периодом, соответствующим одному обороту барабана.

Помеху от влияния намагниченности лебедки устраняют размагничиванием или заменой барабана лебедки.

14.2.6 Контроль качества регистрации ПС предусматривает:

14.2.6.1 Сопоставление основной и повторной записей. Относительные расхождения зарегистрированных амплитуд ПС не должны превышать ±5 %. 14.2.6.2 Определение искажений кривой ПС, вызванных сползанием «линии глин», поляризацией электродов, намагниченностью лебедки, гальванокоррозией, блуждающими токами, которые не должны превышать ±20 % от максимально возможной амплитуды ПС для пород изучаемого интервала.

14.2.6.3 Подсчет количества сбоев цифровой записи в интервале исследований, которое не должно превышать двух на 100 точек записи данных.

14.2.7 Твердые копии результатов измерений представляют в линейном масштабе в треке Т1 стандарта API (рис. 1). Масштаб кривой выбирают из ряда 25; 12,5; 5 и 2,5 мВ/см таким образом, чтобы она занимала центральную часть трека Т1 в пределах 80 % его ширины.

14.2.7.1 При выполнении полного комплекса ГИС трек Т1 содержит также данные ПС, ГК, ДС.

14.3 Боковое каротажное зондирование

14.3.1 Боковое каротажное зондирование (БКЗ) — электрический каротаж с использованием нескольких однотипных нефокусированных зондов различной длины, обеспечивающих радиальное электрическое зондирование пород. Измеряемая величина — кажущееся удельное электрическое сопротивление. Единица измерения — ом-метр (Ом•м).

Боковое каротажное зондирование применяют для исследований всех типов разрезов с целью определения:

  • радиального градиента электрического сопротивления пород и выделения на этой основе пород-коллекторов, в которые происходит проникновение промывочной жидкости;
  • удельных электрических сопротивлений (УЭС) неизмененной части пластов и зон проникновения;
  • оценки глубины проникновения.

14.3.2 Стандартная технология БКЗ предусматривает регистрацию за одну спускоподъемную операцию показаний пяти последовательных градиент-зондов — A0,4M0,1N; А0,1М0,1N; A2,0M0,5N; A4,0M0,5N; A8,0M1,0N, - одного обращенного градиент-зонда (обычно M0,5N2,0A), одного потенциал-зонда (обычно N6,0М0,5А или N11,0М0,5А), а также ПС и токовой резистивиметрии.

Длины градиент-зондов определяются как расстояние от непарного электрода А до средней точки между парными электродами М и N, последняя является точкой записи градиент-зонда. Длина потенциал-зонда — расстояние между непарными сближенными электродами, точка записи соответствует средней точке между ними.

Допускается реализация БКЗ нефокусированными зондами других размеров и типов (например, потенциал-зондами) при условии, что для такой технологии имеется метрологическое и методическое обеспечение, удовлетворяющее требованиям п. 14.1.6.

14.3.2.1 Модуль БКЗ может комплексироваться с любыми другими модулями. Техническим ограничением для комплексирования является длина скважинного прибора, включающего «косу» с измерительными электродами.

14.3.2.2 Требования к скважинному прибору БКЗ:

  • диапазон измерений — 0,2-5000 Ом•м;
  • предел допускаемой основной погрешности измерений УЭС - не более ±[2,5+0,004(ρв/ρ-1)] %, где ρв - верхнее значение диапазона измерений, ρ — измеренное значение УЭС;
  • допускаемая дополнительная погрешность измерений УЭС, вызванная изменением температуры в скважине, не должна превышать 0,1 от основной погрешности на каждые 10°С относительно стандартного значения, равного 20°С.

14.3.2.3 Минимальные требования к методическому обеспечению заключаются в наличии интерпретационных зависимостей, позволяющих определить УЭС пластов:

  • неограниченной толщины без проникновения в диапазоне изменений ρп/ρс = 0,25-2000 — зависимости ρк/ρс(ρп/ρс, L/d);
  • неограниченной толщины с проникновением в диапазонах ρп/ρс = 0,25-2000; ρзп/ρс = 4-500; D/d=l - 16 – зависимости ρк/ρс(ρп/ρс, ρзп/ρс, D/d, L/d).

14.3.3 Первичную, периодические и полевые калибровки, а также исследования скважин ведут согласно общим требованиям раздела 6.

14.3.3.1 Перечень контролируемых параметров общий для скважинных приборов ЭК (пп. 14.1.5.1). Дополнительно контролируется сопротивление изоляции электродов между собой и броней «косы».

Основным средством периодических калибровок является имитатор УЭС в виде магазина сопротивлений, обеспечивающий имитацию УЭС в динамическом диапазоне измерений данного прибора. Помимо магазина сопротивлений, используют также реостат сопротивлений, цифровой вольтметр, рулетку и штангенциркуль (для контроля геометрических размеров элементов зондов), мост постоянного тока (для контроля имитаторов УЭС), мегаомметр (для проверки сопротивления изоляции электродов между собой и броней «косы»).

14.3.3.2 Результатами полевой калибровки являются значения нуль- и стандарт-сигналов и их соответствие значениям, установленным для данного прибора при первичной и последней периодической калибровках.

14.3.4 Исследования выполняют согласно п. 14.1.7 в начальный период геофизических работ, чтобы исключить влияние эффектов, связанных с образованием глубоких зон проникновения.

14.3.5 Основные положения контроля качества измерений регламентируются п. 6.6.3 и п. 14.1.8. Кроме того:

14.3.5.1 Расхождения значений стандарт-сигналов, зарегистрированных до и после измерений и в процессе последней периодической калибровки, не должны превышать допускаемое значение основной погрешности измерений.

14.3.5.2 Относительные расхождения между основным и повторным измерениями в интервалах с номинальным диаметром скважины должны находиться в пределах ±20 %.

14.3.5.3 При обработке данных БКЗ для опорных пластов большой толщины фактические значения кажущегося сопротивления для всех зондов не должны отличаться от расчетных в рамках выбранной интерпретационной модели более чем на ±10 % (для зонда А0,4М0,1N - не более ±20 %).

Результаты измерений каким-либо зондом, не удовлетворяющим этому критерию, допускается использовать для дальнейшей обработки при условии:

  • погрешность носит систематический характер, что устанавливают по результатам обработки для нескольких пластов большой толщины и различного УЭС;
  • тип (смещение нуля или искажение масштаба записи) и величина погрешности могут быть установлены сопоставлением фактических и расчетных данных, при этом величина погрешности должна быть одинаковой для всех опорных пластов.

14.3.5.4 Измерения зондами БКЗ должны быть повторены, если на кривых наблюдаются следующие искажения:

  • отсутствует повторяемость основной и повторной записей;
  • наблюдаются незакономерные колебания и скачки измеряемых сигналов при движении кабеля и его остановке, иззубренность кривых длинных зондов, заходы кривых за нуль;
  • показания зондов на контрольной записи в металлической колонне отличаются от нуля;
  • значения ρк против опорных пластов заметно отличаются от найденных в соседних скважинах.

14.3.6 На твердых копиях результаты измерений представляют в треках T1, T2, Т3 (рис. 1).

14.4 Микрокаротаж

14.4.1 Микрокаротаж (МК) — электрические исследования двумя микрозондами (градиент-микрозондом и потенциал-микрозондом) существенно малой длины, установленными на прижимном изоляционном башмаке. Измеряемая величина — кажущееся удельное электрическое сопротивление прискважинной зоны в пределах радиуса исследования каждого зонда. Единица измерения — ом-метр (Ом•м).

14.4.1.1 Данные МК применяют:

  • для выделения коллекторов и определения их эффективных толщин по радиальному градиенту электрического сопротивления;
  • определения УЭС промытой зоны (ограниченно);
  • приближенной оценки УЭС промывочной жидкости в интервалах каверн.

14.4.1.2 Благоприятные для МК условия измерений выполняются в вертикальных и слабонаклонных скважинах номинального диаметра, заполненных пресной промывочной жидкостью, при небольших значениях отношений УЭС пород и промывочной жидкости (ρп/ρc<500), а для выделения коллекторов - ρп/ρc < 5.

14.4.1.3 Информативность исследований снижается:

  • при неудовлетворительном состоянии ствола скважины для проведения измерений приборами с прижимными зондовыми установками (существенные изменения диаметра и формы сечения ствола скважины, препятствующие плотному прилеганию башмака микрозонда к стенке скважины);
  • при отсутствии глинистых корок, когда бурение ведут на технической воде;
  • при очень толстых глинистых или шламовых корках;
  • при больших значениях ρп/ρc.

14.4.2 Прибор МК обычно содержит градиент-микрозонл А0,025M0,025N и потенциал-микрозонд A0,05M, размещенные на выносном электроизоляционном башмаке. Корпус прибора служит вторым (обратным) токовым электродом (В) для обоих зондов и измерительным электродом N для потенциал-микрозонда. Комплексный скважинный прибор микрометодов содержит также второй изоляционный башмак, на котором расположен измерительный зонд бокового микрокаротажа. Расстояние между башмаками соответствует показаниям микрокаверномера.

Длина градиент-микрозонда - расстояние от непарного электрода А до средней точки между парными электродами М и N; последняя является точкой записи. Длина потенциал-микрозонда — расстояние между непарными электродами; за точку записи принимают середину между токовым и измерительным электродами. Для применяемых размеров зондов МК точки записи считают совпадающими.

14.4.2.1 Модуль МК комплексируется с модулями других методов ГИС без ограничений.

Исследования микрометодами выполняют отдельной спуско-подъемной операцией, одновременно регистрируя при подъеме прибора кривые МК, БМК и микрокаверномера.

14.4.2.2 Для скважин диаметром более 190 мм башмак микрозондов имеет размеры 100×200 мм и радиус кривизны лицевой поверхности 100 мм, для скважин меньшего диаметра — 70×190 мм и 75 мм соответственно.

14.4.2.3 Требования к скважинному прибору:

  • диапазон измерений УЭС для микрозондов должен быть от 0,05 до 40 Ом•м;
  • предел допускаемой основной погрешности измерений УЭС — ±[4+0,1(ρв/ρ-1)] %, где ρв - верхнее значение диапазона измерений, ρ — измеренное значение УЭС;
  • допускаемая дополнительная погрешность измерений УЭС, вызванная изменением температуры в скважине, не должна превышать 0,1 значения основной погрешности на каждые 10 °С относительно стандартного значения, равного 20 °С.

14.4.2.4 Методическое обеспечение составляют зависимости показаний (значений кажущегося электрического сопротивления) градиент- и потенциал-микрозондов от диаметра скважины, удельного электрического сопротивления промывочной жидкости и промытой зоны пород, удельного электрического сопротивления и толщины глинистой корки.

14.4.3 Первичную, периодические и полевые калибровки проводят согласно общим требованиям раздела 6. Дополнительные требования следующие:

14.4.3.1 Обязательные контролируемые параметры и показатели включают:

  • сопротивление изоляции электродов между собой и корпусом зонда, которое должно быть не менее 2 МОм;
  • коэффициенты преобразования каналов;
  • фактические коэффициенты зондов МК;
  • основную относительную погрешность при измерении кажущегося сопротивления в динамическом диапазоне измерений каждого зонда;
  • стабильность стандарт- и нуль-сигналов.

14.4.3.2 Основными средствами калибровки являются стандартный образец и имитаторы УЭС. Стандартным образцом УЭС является слабоминерализованный водный раствор хлористого натрия (ρс = 1-20 Ом•м), помещенный в металлический бак с размерами не менее 1x1x2 м; имитатором — магазин сопротивлений, обеспечивающий имитацию УЭС в динамическом диапазоне измерений.

Для проведения калибровки используют также образцовые средства измерений: мегаомметр (для проверки сопротивления изоляции зондовой установки); рулетку и штангенциркуль (для контроля геометрических размеров элементов скважинного прибора); резистивиметр (для определения УЭС стандартного образца); мост постоянного тока (для контроля имитаторов УЭС).

14.4.3.3 Прибор считается исправным, если коэффициенты зондов отличаются от номинальных не более чем на ±5 %, а фактические значения относительных погрешностей измерений и погрешности установки стандарт- и нуль-сигналов укладываются в допуски, указанные в эксплуатационной документации на прибор.

14.4.4 Исследования проводят согласно требованиям п. 14.1.7 после выполнения других видов ЭК и ЭМК.

14.4.5 Основные положения контроля качества измерений регламентируются п. 6.6.3 и п. 14.1.8. Дополнительные критерии заключаются в следующем:

14.4.5.1 Расхождения значений стандарт-сигналов, зарегистрированных до и после измерений и в процессе последней периодической калибровки, не должны превышать значение допускаемой основной погрешности измерений. Расхождение значений ρк, измеренных в колонне, и значений нуль-сигнала должны находиться в пределах ±10 %.

14.4.5.2 Относительные расхождения показаний основного и повторного измерений не должны превышать ±20 % в интервалах с номинальным диаметром скважины.

14.4.5.3 Показания потенциал- и градиент-микрозонда в интервале глубоких каверн (dc > 0,35 м) не должны отличаться друг от друга и от УЭС промывочной жидкости более чем на ±20 %.

14.4.5.4 Показания потенциал- и градиент-микрозонда против плотных пластов с номинальным диаметром скважины должны быть не менее (10-15)ρс и различаться между собой не более чем на ±30 %.

14.4.6 На твердых копиях результаты измерений представляют в треке Т2 стандарта API (рис. 1).

14.5 Каротаж потенциалов вызванной поляризации

14.5.1 Каротаж потенциалов вызванной поляризации в варианте электрического каротажа (ВП) — это электрические исследования, основанные на измерении разности потенциалов, вызванных электрической поляризацией горных пород под действием первичного поляризующего поля.

Исследования применяют для выявления пород, содержащих вкрапленные минералы с электронной проводимостью (участки пиритизации и др.), и связанных с ними специфичных интервалов разреза — битуминозных отложений, зон окисленной нефти, контактов «вода-углеводороды», в том числе палеоконтактов, поверхностей несогласий и др.; выделения пластов с различным содержанием углистого материала.

Данные ВП могут быть использованы для литологического расчленения разреза (иногда более детального, чем по ПС), в том числе для выделения: тонких алевритовых прослоев в песчаных толщах: коллекторов, включая трещинные, в низкопроницаемых объектах; интервалов разреза с различной минерализацией пластовых вод, включая участки обводнения коллекторов пресными нагнетаемыми водами.

14.5.2 В приборах для измерения потенциалов ВП используются обычные трехэлектродные зонды с расстояниями АМ = 0,04-0,1 м и MN(AB) = 2-5 м.

Эффективность исследований повышается при использовании специальных четырехэлектродных потенциал-зондов (например, А10,04М0,04А25,0В), конструкции которых (симметричное и близкое расположение измерительного электрода М относительно раздвоенного токового электрода А) позволяют исключить поляризационное влияние электрода А на электрод М.

14.5.2.1 Допускается регистрация как потенциалов, так и градиента потенциалов ВП. Рекомендуется первый подход, при котором для каждой точки глубины измеряют: I — силу поляризующего тока; ΔU — разность потенциалов внешнего поляризующего поля; ΔUкс — разность потенциалов, необходимую для оценки кажущегося сопротивления; ΔUвп(τ) — разность потенциалов ВП через промежуток времени τ, прошедший после выключения поляризующего тока.

Допускается измерение одного значения ΔUвп (желательно для τ = 0,5 с), но рекомендуется регистрация для каждого кванта глубин пакета значений ΔUвп(τ)) (0 ≤ τi ≤ τmax, τi+1 - τi = Δτ, где τmax определяется шагом квантования по глубине и скоростью каротажа, а значение Δτ — подбирается в процессе опытно-методических работ и имеет порядок первых десятков мкс).

14.5.3 Калибровки скважинного прибора выполняют согласно общим требованиям раздела 6.

14.5.4 Исследования скважин проводят согласно требованиям п. 14.1.7. Дополнительные требования заключаются в следующем:

14.5.4.1 Для получения оптимальных результатов силу тока подбирают опытным путем в диапазоне от 10 до 500 мА.

14.5.4.2 Скорость каротажа рассчитывают исходя из принятого шага квантования по глубине и максимального времени измерения ΔUвп.

14.5.5 Контроль качества материалов сводится к проверке информации о поляризующем токе (сила тока, частота). Значение ΔUвп против чистых глин должно быть близким к нулю.

14.5.6 Первичная обработка состоит в расчете значений ΔUвп и расчете вызванной электрохимической активности Ав пород как отношения ΔUвп/ΔU. Выполнение других процедур, в том числе обработка спектральных данных, не регламентируется.

14.5.7 Форма представления данных на твердых копиях не регламентируется. Обязательно представление кривых ΔUвп(τ) или ΔUвп и Ав(τ) или Ав при единичном измерении.

14.6 Токовая рсзистивиметрия

14.6.1 Резистивиметрия — вид исследования, предназначенный для определения удельного электрического сопротивления жидкости, заполняющей скважину.

В открытом стволе данные резистивиметрии предоставляют информацию об УЭС промывочной жидкости, необходимую для количественной обработки данных ЭК и ЭМК. Метод применяют также для определения интервалов поглощения промывочной жидкости в скважине.

14.6.2 Простейший измерительный зонд токовой резистивиметрии представляет собой обычный четырехэлектродный зонд сопротивления малого размера, полностью погруженный в жидкость и расположенный в верхней части изоляционной «косы» скважинных приборов БКЗ, стандартного каротажа, БК.

Для уменьшения влияния горных пород и обсадной колонны на измеряемые значения удельного электрического сопротивления промывочной жидкости один из измерительных электродов (N) выполнен в виде выпуклых ребер, не позволяющих приближаться двум другим электродам (центральному измерительному М и кольцевому токовому А) к стенке скважины. Вторым токовым электродом В служит заземление на дневной поверхности.

14.6.2.1 Зонд токовой резистивиметрии (и измерения) комплексируют с приборами БКЗ, БК и комплексных приборов, объединяющих измерительные зонды стандартного каротажа, БК, ИК.

14.6.2.2 Требования к измерительному зонду заключаются: в измерении значений удельного электрического сопротивления жидкости в диапазоне не менее 0,1-30 Ом•м; исключении влияния горных пород и колонны на величину измеряемого УЭС.

14.6.3 Калибровки резистивиметра проводят согласно общим требованиям раздела 6, размещая измерительный зонд в баке с водой, удельное электрическое сопротивление которой находится в диапазоне измерения УЭС токовым резистивиметром.

14.6.4 Измерения в скважине удельного сопротивления промывочной жидкости проводят согласно требованиям п. 14.1.7. Дополнительные требования заключаются в следующем:

14.6.4.1 Измерения ведут одновременно с исследованиями скважины зондами БКЗ, БК.

14.6.4.2 Повторное и контрольное измерения не проводят.

14.6.4.3 Одновременно с измерениями в скважине выполняют отбор и измерение УЭС проб промывочной жидкости поверхностным резистивиметром.

14.6.5 Основные положения контроля качества измерений регламентируются требованиями раздела 6. Дополнительные требования следующие:

14.6.5.1 На записанной кривой, как правило, должно наблюдаться монотонное уменьшение УЭС промывочной жидкости с глубиной вследствие повышения температуры.

14.6.5.2 Значения УЭС промывочной жидкости, измеренные скважинным и поверхностным резистивиметром и исправленные за влияние температуры, должны отличаться не более чем на ±20 %.

14.6.5.3 Значения УЭС промывочной жидкости, измеренные резистивиметром, и значения УЭС, найденные по результатам обработки данных БКЗ, БК, ИК против непроницаемых пластов большой толщины и высокого сопротивления, а также по данным МК в интервалах каверн, должны отличаться между собой не более чем на ±20 %.

14.6.6 На твердых копиях кривую резистивиметрии отображают в линейном масштабе в треке глубин TD (рис. 1).

14.7 Боковой каротаж

14.7.1 Боковой каротаж (БК) — электрические исследования фокусированными зондами с фокусировкой тока в радиальном направлении с помощью экранных электродов. Измеряемая величина — кажущееся удельное электрическое сопротивление. Единица измерения — ом-метр (Ом•м).

Значения кажущихся сопротивлений к, измеряемые при боковом каротаже, слабо искажаются влиянием скважины и вмещающих пород. Поэтому БК эффективен для изучения разрезов с частым чередованием пластов, характерным, например, для карбонатных пород, а также в условиях высоких отношений удельных сопротивлений пород ρп и промывочной жидкости ρс.

Благодаря высокому вертикальному разрешению БК целесообразно применять также для исследования терригенных разрезов, разбуренных на пресных и минерализованных промывочных жидкостях.

14.7.2 Для проведения БК применяют одно- и многозондовые приборы, а также комплексные приборы, содержащие зонды БК и других методов ЭК и ЭМК. Техническим ограничением комплексирования является длина скважинного прибора. Целесообразно комплексирование БК с БКЗ с использованием единой изоляционной «косы».

14.7.2.1 В приборах БК применяют трех- и многоэлектродные (пяти-, семи-, девятиэлектродные) измерительные зонды. За точку записи зондов Б К принимается середина центрального электрода.

14.7.2.2 В многозондовых приборах БК применяют комбинации трех- и пяти, семи- и девятиэлектродного измерительных зондов с различными радиусами исследования для изучения распределения электрического сопротивления пород в радиальном направлении.

14.7.2.3 Фокусировку тока в измерительных зондах БК осуществляют аппаратно непосредственным регулированием потенциалов электродов зонда либо расчетным (программным) путем по результатам измерения составляющих поля от токов через основной и экранный электроды зонда.

14.7.2.4 Требования к скважинному прибору (модулю) БК:

  • диапазон измерений УЭС — от 0,2 до 10000 Ом•м;
  • предел допускаемой основной погрешности измерений УЭС- не более ±5 %;
  • допускаемая дополнительная погрешность измерений УЭС, вызванная изменением температуры в скважине, не должна превышать 0,1 от значения основной погрешности на каждые 10 °С относительно стандартного значения, равного 20 °С.

14.7.2.5 Минимальные требования к методическому обеспечению заключаются в наличии интерпретационных зависимостей, отражающих влияние на измеренные значения ρк условий измерений: диаметра скважины (dc) и удельного сопротивления ρс промывочной жидкости для пласта неограниченной толщины без проникновения; ограниченной толщины пласта без проникновения; параметров зоны проникновения для пласта неограниченной толщины с проникновением.

14.7.3 Первичную, периодические и полевые калибровки выполняют согласно общим требованиям раздела 6.

14.7.3.1 Перечень контролируемых параметров общий для приборов ЭК (пп. 14.1.5.1).

14.7.3.2 Основным средством калибровки является имитатор УЭС в виде магазина сопротивлений, обеспечивающий имитацию УЭС в динамическом диапазоне измерений. Для проведения калибровки, помимо магазина сопротивлений, используют реостат сопротивлений, цифровой вольтметр, рулетку и штангенциркуль (для контроля геометрических размеров элементов прибора), мост постоянного тока (для контроля имитаторов УЭС).

14.7.3.3 При наличии полевых калибраторов или встроенных в прибор источников стандартных сигналов результатами полевой калибровки являются значения нуль- и стандарт-сигналов и их соответствие значениям, установленным для данного типа прибора при первичной и последней периодической калибровках.

14.7.4 Исследования выполняют согласно требованиям п. 14.1.7 в начальный период геофизических работ, чтобы исключить влияние эффектов, связанных с формированием глубоких зон проникновения.

14.7.5 Основные положения контроля качества первичных данных регламентируются разделом 6. Специальные критерии заключаются в следующем:

14.7.5.1 Расхождения значений стандарт-сигналов, зарегистрированных до и после измерений и в процессе последней периодической калибровки, не должны превышать значение допустимой основной погрешности измерений.

14.7.5.2 Относительные расхождения между основным и повторным измерениями не должны превышать ±20 % в интервалах с номинальным диаметром скважины.

14.7.5.3 Для однородных изотропных пластов без проникновения значения УЭС пород, измеренные зондами БК, должны отличаться не более чем на ±20 %, от значений ρл, найденных другими методами, если обработка проводится в рамках единой интерпретационной модели, а искомые значения удельных сопротивлений находятся в диапазонах: 5 < ρп/ρс < 500 при толщине пласта h > 5 м, если сравнивают результаты определений БК и БКЗ; 5 < ρп/ρс < 50 при h>4 м и ρс > 0,5 Ом•м, если сравнивают результаты БК и ИК.

14.7.6 На твердых копиях результаты измерений БК представляют в логарифмическом масштабе в треке Т2 (рис. 1).

14.8 Боковой микрокаротаж

14.8.1 Боковой микрокаротаж (БМК) — электрические исследования фокусированным микрозондом, установленном на прижимном изоляционном башмаке. Измеряемая величина - кажущееся удельное электрическое сопротивление прискважинноп зоны в пределах радиуса исследования зонда. Единица измерения — ом-метр (Ом•м).

14.8.1.1 Данные БМК применяют для выделения коллекторов и определения их эффективных толщин по радиальному градиенту электрического сопротивления, если используются многозондовые приборы БМК или комплекс данных БМК и других методов ЭК; для определения УЭС промытой части пластов и оценки остаточной нефтегазонасыщенности.

14.8.1.2 Благоприятные для БМК условия измерений выполняются в вертикальных и слабонаклонных скважинах номинального диаметра, заполненных пресной или минерализованной промывочной жидкостью.

14.8.1.3 Качество материалов снижается при неудовлетворительном для проведения измерений приборами с прижимными зондами состоянии ствола скважины вследствие существенных изменений диаметра и формы сечения ствола скважины, препятствующих плотному прилеганию башмака к стенке скважины.

14.8.2 В приборах БМК применяют боковые микрозонды с трубчатой или радиально-сферической фокусировкой тока. Наибольшее распространение получили двух- и трехэлектродные микрозонды с трубчатой фокусировкой тока. Двухэлектродный боковой микрозонд содержит на лицевой поверхности башмака центральный электрод Ао и охватывающий его экранный электрод Аэ одновременно являющийся измерительным электродом М. У трехэлектродного зонда имеется дополнительный контрольный измерительный электрод М, расположенный между электродами Ао и Аэ. Обратным токовым электродом В и измерительным электродом N служит корпус прижимного устройства.

За точку записи зонда БМК принимают середину центрального электрода Ao.

14.8.2.1 Модуль бокового микрокаротажа комплектируется с модулями других методов ГИС без ограничений. Исследования выполняют отдельной спускоподъемной операцией, одновременно регистрируя при подъеме прибора кривые БМК, МК и микрокаверномера.

14.8.2.2 Существуют одно- и многозондовые варианты приборов БМК. В многозондовых приборах БМК используют зонды с различным радиусом исследования для изучения распределения электрического сопротивления в радиальном направлении или зонды с одинаковым радиусом исследования для изучения распределения электрического сопротивления в азимутальной плоскости.

14.8.2.3 Для размещения электродов БМК применяют изоляционные башмаки тех же размеров, что и для МК: площадью 100×200 мм и радиусом кривизны лицевой поверхности 100 мм для скважин диаметром 190 мм и более; для скважин меньшего диаметра — 70×190 мм и 75 мм соответственно.

14.8.2.4 Требования к скважинным приборам БМК:

  • диапазон измерений УЭС - от 0,2 до 500 Ом•м;
  • предел допускаемой основной погрешности измерений УЭС-±5%;
  • предел допускаемой дополнительной погрешности измерений УЭС, вызванной изменением температуры в скважине, не должен превышать ±0,5 % на каждые 10 °С относительно стандартного значения, равного 20 °С.

14.8.2.5 Методическое обеспечение БМК составляют зависимости показаний измерительного зонда (значений кажущегося электрического сопротивления) от диаметра скважины, удельного электрического сопротивления промывочной жидкости и промытой зоны пород, удельного электрического сопротивления и толщины глинистой корки.

14.8.3 Первичную, периодические и полевые калибровки проводят согласно общим требованиям раздела 6. Дополнительные для метода требования следующие:

14.8.3.1 Обязательные контролируемые параметры и показатели включают:

  • сопротивление изоляции электродов между собой и корпусом зонда, которое должно быть не менее 2 МОм,
  • фактический коэффициент зонда БМК;
  • основную относительную погрешность при измерении кажущегося сопротивления во всем динамическом диапазоне измерений зонда;
  • стабильность стандарт- и нуль-сигналов.

14.8.3.2 Основными средствами калибровки являются стандартный образец и имитаторы УЭС. Стандартным образцом служит слабоминерализованный водный раствор (ρс — 1-20 Ом•м), помещенный в металлический бак с размерами не менее 1x1x2 м; имитатором — магазин сопротивлений, обеспечивающий имитацию УЭС в динамическом диапазоне измерений.

Для проведения калибровки используют также образцовые средства измерений: мегаомметр (для проверки сопротивления изоляции зондовой установки); рулетку и штангенциркуль (для контроля геометрических размеров элементов скважинного прибора); резистивиметр (для определения УЭС стандартного образца); мост постоянного тока (для контроля имитаторов УЭС).

14.8.3.3 Прибор считается исправным, если коэффициент бокового микрозонда отличается от номинального значения не более чем на ±5 %, а фактические значения относительных погрешностей измерений и погрешности установки стандарт- и нуль-сигналов укладываются в допуски, указанные в эксплуатационной документации на прибор.

14.8.4. Исследования проводят согласно требованиям п. 14.1.7 после выполнения других видов ЭК и ЭМК.

14.8.5 Основные положения контроля качества измерений регламентируются п. 6.6.3 и п. 14.1.8. Дополнительные критерии заключаются в следующем:

14.8.5.1 Расхождения значений стандарт-сигналов, зарегистрированных до и после измерений и в процессе последней периодической калибровки, не должны превышать значение допускаемой основной погрешности измерений; расхождения значений ρк, измеренных в колонне, и значений нуль-сигнала должны находиться в пределах ±0,5 Ом•м.

14.8.5.2 Относительные расхождения между основными и повторными измерениями не должны превышать ±20% в интервалах с номинальным диаметром скважины.

14.8.5.3 Минимальные значения кажущегося сопротивления в интервалах глубоких каверн (dc>0,35 м), где башмак не прижимается к стенке скважины, отличаются от УЭС промывочной жидкости не более чем на ±20 %.

14.8.5.4 Значения кажущихся УЭС однородных изотропных пластов без глинистой корки и проникновения не должны отличаться от значений УЭС, найденных по данным БКЗ или БК более чем на ±30 %.

14.8.6 На твердых копиях результаты измерений представляют в логарифмическом масштабе в треке ТЗ стандарта API (рис. 1). При выполнении измерений комплексным прибором трек Т1 содержит также данные микрокаверномера, трек Т2 — данные микрокаротажа.

14.9 Индукционный каротаж

14.9.1 Индукционный каротаж (ИК) основан на измерении кажущейся удельной электрической проводимости σк пород в переменном электромагнитном поле в частотном диапазоне от десятков до сотен килогерц.

Реализованы варианты измерения как активной компоненты кажущейся удельной электрической проводимости σak, которая пропорциональна ЭДС, синфазной току генераторной цепи зонда, так и реактивной компоненты σрk, пропорциональной ЭДС, сдвинутой по фазе относительно тока генераторной цепи зонда на величину π/2. Единица измерения — сименс на метр (См/м), дробная —миллисименс на метр (мСм/м).

14.9.1.1 Основное назначение ИК, выполненного с помощью многозондовых приборов, состоит в определении геоэлектрических характеристик разреза — УЭС неизмененной части пласта и зоны проникновения, а также глубины зоны проникновения. При использовании однозондовых приборов решение этих задач может достигаться комплексированием данных ИК с данными БКЗ и БК.

14.9.1.2 Типовые условия применения метода — скважины, заполненные любой промывочной жидкостью и вскрывшие породы с удельным электрическим сопротивлением менее 500 Ом•м.

14.9.1.3 Применение метода ограничивается: при высоком содержании в промывочной жидкости компонент с сильными магнитными свойствами; если значения удельного электрического сопротивления пород превышают 500 Ом•м, для малоглубинных зондов ИК и зондов со слабым исключением влияния скважины — на высокоминерализованных промывочных жидкостях.

14.9.2 Простейший измерительный зонд ИК состоит из генераторной и измерительной цепей, содержащих, по крайней мере, по одной катушке — генераторной и измерительной. Реально общее число катушек зонда ИК, как правило, не меньше 3 и не больше 8. При построении многозондовых приборов ИК одну из цепей (генераторную или измерительную) выбирают общей для всех зондов.

Длина зонда ИК — расстояние между основными генераторной и измерительной катушками. Точку на оси зонда, для которой проходящая через нее и перпендикулярная оси зонда плоскость делит все пространство на два полупространства с равными геометрическими факторами, принимают за точку записи.

14.9.2.1 Прибор (модуль) ИК комплексируют с модулями других методов ГИС без ограничений.

14.9.2.2 Требования к скважинному прибору (модулю) ИК:

  • диапазон измерений удельной электрической проводимости — 2-2500 мСм/м;
  • коэффициент фазовой отстройки активной компоненты от реактивной — не менее 20;
  • предел допускаемой основной погрешности измерений -не более (0,03σк ± 1) мСм/м, где σк — измеренное значение кажущейся проводимости;
  • допускаемая дополнительная погрешность измерений, вызванная изменением температуры среды, не более 0,2 от основной погрешности на каждые 10 °С относительно стандартного значения температуры, равного 20 °С;
  • допускаемая дополнительная погрешность, вызванная изменением тока питания на ±10 % от номинального, — не более 0,5 от основной погрешности;
  • стабильность нулевого уровня в нормальных условиях — не хуже ±2 мСм/м для активной компоненты сигнала и ±4 мСм/м для реактивной компоненты;
  • тест-кольцо (полевой калибратор) должно воспроизводить значения эквивалентных проводимостей в диапазоне 2-2500 мСм/м с погрешностью по активной и реактивной компонентам сигнала не более ± 2 % по модулю сигнала и ±0,02 рад по его фазе.

14.9.2.3 Минимальные требования к методическому обеспечению заключаются в наличии зависимостей, отражающих влияние на показания зонда: диаметра скважины и удельного сопротивления промывочной жидкости; скин-эффекта; ограниченной толщины пласта без проникновения; параметров зоны проникновения для пласта неограниченной толщины с проникновением.

14.9.3 Первичную, периодическую и полевую калибровки выполняют согласно общим требованиям раздела 6.

14.9.3.1 Перечень контролируемых параметров общий для скважинных приборов ЭК и ЭМК (пп. 14.1.5.1).

14.9.3.2 Основным средством калибровки является тест-кольцо с набором тест-вставок, имитирующих фиксированные значения показаний зонда в диапазоне измеряемых величин.

14.9.3.3 При использовании наземных панелей и оцифровке сигнала с помощью регистратора полевую калибровку прибора на скважине проводят измерением до и после каротажа нуль- и стандарт-сигналов в воздухе на достаточном удалении от металлических предметов. Допускается проведение полевой калибровки с помощью тест-кольца.

14.9.4 Исследования в скважинах прибором ИК проводят согласно требованиям п. 14.1.7 непосредственно после проведения БКЗ, БК или одновременно с ними.

14.9.5 Контроль качества первичных данных осуществляется согласно требованиям п. 6.6.3 и п. 14.1.8. Кроме того:

14.9.5.1 Смещение нуля, определяемое как разность нуль-сигналов при полевых калибровках до и после каротажа, не должно превышать ±6 мСм/м для активного и ±10 мСм/м для реактивного каналов каждого из зондов.

14.9.5.2 Относительные расхождения значений стандарт-сигналов, зарегистрированные до и после проведения каротажа и при последней периодической калибровке, должны отличаться не более чем на ±5 %.

14.9.5.3 Расхождения между основным и повторным замерами не должны превышать ±3 мСм/м плюс 5 % от текущего значения для активной компоненты сигнала и ±5 мСм/м плюс 5 % от текущего значения для реактивной компоненты сигнала.

14.9.5.4 В непроницаемых пластах большой толщины после введения поправок за скин-эффект значения кажущегося сопротивления, вычисленные по активной и реактивной компонентам для различных зондов ИК, не должны различаться более чем на ±10 % при сопротивлении пород менее 20 Ом•м. В таких пластах значения сопротивлений, найденные по данным ИК, не должны различаться от сопротивлений, определенных по другим методам электрического каротажа (БКЗ, БК), более чем на ±20 %. Возможны несколько меньшие значения сопротивления по ИК вследствие влияния анизотропии на показания зондов БКЗ и БК.

14.9.5.5 Активные компоненты кажущихся проводимостей могут иметь отрицательные аномалии только в экстраординарных случаях: в интервалах протяженностью не более 1 м на границах пластов с высокой контрастностью УЭС; при сильной кавернозности ствола скважины, заполненной высокоминерализованной промывочной жидкостью; для некоторых зондов в пластах с низкими значениями УЭС в результате инверсии кривой скин-эффекта.

Отрицательные значения на кривых активных компонент в других случаях обусловлены «сдвигом нуля» прибора, что должно быть скорректировано при первичной обработке данных.

14.9.5.6 При высоком УЭС однородной среды (ρп > 200 Ом•м) активная компонента кажущейся проводимости практически равна удельной электрической проводимости среды (σak≈σп); реактивная компонента кажущейся проводимости практически равна нулю при ρп > 40-100 Ом•м. Эти факты можно использовать при оценке «сдвига нуля» измеряемых сигналов.

14.9.5.7 Количество сбоев цифровой записи первичных данных в интервале исследований не должно превышать двух на 100 точек записи.

14.9.6 На твердых копиях результаты измерений проводимости представляют в линейном масштабе в треке Т2 стандарта API, а при их выводе как кривых сопротивлений — в логарифмическом масштабе в том же треке (рис.1).

14.10 Высокочастотное индукционное каротажное изопараметрическое зондирование

14.10.1 Высокочастотное индукционное каротажное изопараметрическое зондирование (ВИКИЗ) представляет собой измерение параметров магнитного поля трехкатушечными индукционными зондами, обладающими геометрическим и электродинамическим подобием.

Измеряемой величиной в методе ВИКИЗ является разность фаз Δφ гармонического магнитного поля, распространяющегося в проводящей среде от источника излучения до приемников, удаленных от источника на различные расстояния (база измерения). Разность фаз характеризует удельное электрическое сопротивление пород и электрические неоднородности прискважинной зоны, которые учитывают итерационным подбором интерпретационных моделей. Выходные расчетные величины после обработки первичных данных — удельные сопротивления зоны проникновения, окаймляющей зоны и удаленной от скважины части пласта, незатронутого проникновением, а также глубина зоны проникновения.

14.10.1.1 ВИКИЗ выполняют с целью определения:

  • радиального градиента электрического сопротивления и выделения на этой основе пород-коллекторов, в которые происходит проникновение промывочной жидкости;
  • удельного электрического сопротивления частей пластов, незатронутых проникновением, зон проникновения и окаймляющих их зон с одновременной оценкой глубины измененной части пласта;
  • характера насыщенности пород;
  • положений контактов углеводородов с водой и протяженности переходных зон;
  • а также мониторинга эксплуатационных скважин, обсаженных диэлектрическими трубами.

14.10.1.2 Благоприятные условия для ВИКИЗ выполняются в вертикальных, наклонных и горизонтальных скважинах, заполненных пресной либо минерализованной промывочной жидкостью, удельное сопротивление которой более 0,02 Ом•м, и промывочной жидкостью на нефтяной основе. Диапазон измерения удельных сопротивлений пород от 1 до 200 Ом•м.

14.10.1.3 Исследования не проводят в скважинах, заполненных сильно минерализованной промывочной жидкостью, удельное сопротивление которой менее 0,02 Ом•м.

Качество материалов снижается в скважинах диаметром более 0,4 м. Последнее ограничение ослабляется при центрировании скважинного прибора.

14.10.2 Стандартная технология ВИКИЗ (см. подраздел 2.8) предусматривает регистрацию за одну спускоподъемную операцию показаний пяти разноглубинных зондов индукционного каротажа и потенциала самопроизвольной поляризации (ПС) пород. В измерительном зонде все излучающие и приемные катушки коротких зондов размещены между излучающей и приемной катушками двухметрового зонда. Длины зондов уменьшаются последовательно, начиная с зонда двухметровой длины; коэффициент уменьшения - корень квадратный из двух. Самый короткий зонд имеет длину 0,5 м. База измерения равна расстоянию между приемниками и составляет пятую часть от длины зонда. Для двухметрового зонда база равна 0,4 м, а для наименьшего зонда — 0,1 м.

Точка записи — середина базы измерения. Электрод ПС размещен в нижней части защитного контейнера.

14.10.2.1 Модуль ВИКИЗ комплексируется с другими модулями ГИС без ограничений в качестве непроходного модуля, размещенного в нижней части комбинированного прибора.

14.10.2.2 Требования к скважинному прибору ВИКИЗ:

  • нормируемой метрологической характеристикой является кажущееся удельное сопротивление, однозначно связанное с измеряемой разностью фаз, диапазон определения кажущегося удельного сопротивления — 1-200 Ом•м;
  • предел допускаемой основной погрешности определений — не более ±(5+20 ρ / ρв) %, где ρ - рассчитанное значение кажущегося УЭС, ρв — верхнее значение определяемого УЭС для данного диапазона измерения разности фаз;
  • допускаемая дополнительная погрешность определения УЭС, вызванная изменением температуры в скважине, не должна превышать 0,2 от значения основной погрешности на каждые 10 °С относительно стандартного значения, равного 20 °С;
  • допускаемая дополнительная погрешность измерения, вызванная изменением напряжения питания в диапазоне ±10 %, не должна превышать 0,2 от значения основной погрешности.

14.10.2.3 Минимальные требования к методическому обеспечению заключаются в наличии интерпретационных зависимостей, позволяющих определить: УЭС пластов ограниченной толщины с учетом влияния скин-эффекта, диаметра скважины, удельного сопротивления промывочной жидкости и вмещающих пород при отсутствии проникновения; параметры (диаметр и удельное электрическое сопротивление) зоны проникновения и окаймляющей зоны в пластах неограниченной толщины.

14.10.3 Первичную и периодические калибровки выполняют согласно общим требованиям раздела 6.

Полевая калибровка выполняется, если при исследованиях используется наземная панель управления. Дополнительные для метода требования заключаются в следующем:

14.10.3.1 Периодические калибровки выполняют с помощью образцового имитатора (тест-кольца) в соответствии с эксплуатационной документацией на скважинный прибор и наземную панель управления.

14.10.3.2 Значения стандарт- и нуль-сигналов до и после исследования скважины устанавливают с помощью наземной панели управления. Если работу ведут с программно-управляемой каротажной лабораторией без применения панели управления, то используют значения стандарт- и нуль-сигналов, записанные при последней периодической калибровке.

14.10.4 Исследования скважин выполняют согласно требованиям п. 14.1.7 в начальный период геофизических работ, чтобы исключить влияние эффектов, связанных с образованием глубоких зон проникновения.

14.10.4.1 Скорость каротажа не более 1800 м/ч.

14.10.5 Основные положения контроля качества первичных материалов ВИКИЗ регламентируются п. 6.6.3. Дополнительные критерии заключаются в следующем:

14.10.5.1 При использовании наземной панели управления расхождения значений нуль- и стандарт-сигналов в начале и конце исследований и при последней периодической калибровке не должны превышать ±5 % от значений стандарт-сигнала.

14.10.5.2 Расхождения между основным и повторным измерениями не должны превышать ±10 % в интервалах с номинальным диаметром скважины.

14.10.5.3 Количество сбоев цифровой регистрации в интервале исследований должно быть не более двух на 100 точек записи данных.

14.10.6 На твердых копиях результаты измерений представляют в логарифмическом масштабе в треке ТЗ стандарта API (рис. 1).

14.11 Электромагнитный каротаж по затуханию

14.11.1 Электромагнитный каротаж по затуханию (ЭМКЗ) основан на измерении затухания высокочастотного электромагнитного поля, возбуждаемого генераторными катушками.

ЭМКЗ применяют для определения электрической проводимости пород, с которой связано затухание электромагнитного поля. Его данные используют:

  • для определения удельной электрической проводимости (удельного электрического сопротивления) части пласта, незатронутой глубоким проникновением;
  • для выделения коллекторов в случае глубоких (диаметр более 0,8 м) зон проникновения;
  • в комплексе с данными ИК — для выделения низкоомных окаймляющих зон в нефтенасыщенных пластах.

14.11.1.1 Благоприятные условия применения ЭМКЗ существуют в скважинах, заполненных пресной или слабо минерализованной промывочной жидкостью, удельное электрическое сопротивление которой превышает 0,2 Ом•м.

14.11.2 Стандартная технология ЭМКЗ предусматривает проведение измерений, по крайней мере, двумя разноглубинными зондами на частотах 400 кГц (большой зонд длиной 5,8 м) и 2500 кГц (зонд средней глубинности длиной 2,3 м), точки записи которых совмещены.

14.11.2.1 Требования к скважинному прибору и наземной панели определяют:

  • нормируемой метрологической характеристикой является кажущееся удельное электрическое сопротивление (кажущаяся удельная проводимость), связанное с измеряемым затуханием электромагнитного поля;
  • диапазон определения кажущегося удельного сопротивления - 0,5-200 Ом•м;
  • предел допускаемой основной погрешности определений — ±[5+0,05(ρ/ρн - 1)] %, где ρ — рассчитанное сопротивление, ρн — нижнее значение определяемого УЭС для данного диапазона измерения затухания электромагнитного поля;
  • допускаемая погрешность, вызванная изменением температуры на каждые 10 °С относительно стандартного значения, равного 20 °С, равна ± (2+3ρ/ρв) %, где ρв — верхнее значение определения УЭС для данного диапазона измерения затухания.

14.11.2.2 Минимальные требования к методическому обеспечению заключаются в наличии интерпретационных зависимостей, позволяющих определять по данным ЭМКЗ и псевдобокового каротажа УЭС пластов и наличие зоны проникновения.

14.11.3 Первичную, периодические и полевые калибровки проводят согласно общим требованиям раздела 6.

14.11.3.1 Периодические калибровки выполняют посредством поверочного стола при расположении вспомогательной генераторной катушки в точках с известными значениями регистрируемого параметра.

14.11.3.2 Полевую калибровку осуществляют по двум стандарт-сигналам, которые соответствуют значениям удельных электрических сопротивлений пород, равных 1 и 200 Ом•м.

14.11.4 Исследования в скважинах выполняют согласно требованиям п. 14.1.7. Скорость каротажа — не более 1500 м/ч.

14.11.5 Основные положения контроля качества измерений регламентируются разделом 6.

14.11.6 На твердых копиях результаты измерений представляют в логарифмическом масштабе в треке Т2 стандарта API (рис. 1).

14.12 Диэлектрический каротаж

14.12.1 Диэлектрический каротаж (ДК) основан на измерении амплитудных и/или фазовых характеристик высокочастотного магнитного поля, возбуждаемого генераторной катушкой зонда в частотном диапазоне выше первых десятков мегагерц.

Диэлектрический каротаж выполняют с целью измерения относительной диэлектрической проницаемости пород и оценки по ее значениям характера насыщенности пластов при низкой минерализации пластовых вод, когда дифференциация продуктивных и водоносных пластов по УЭС незначительна. К вспомогательным задачам относят определение эффективных нефтегазонасыщенных толщин и положений контактов углеводородов с водой, оценку объемной влажности W = kпkв коллекторов, если диаметр проникновения не превышает 0,6-0,8 м.

14.12.1.1 Благоприятные условия применения ДК существуют в скважинах, заполненных пресной промывочной жидкостью и жидкостью на нефтяной основе. Оптимальной для ДК является область выполнения соотношения ωερ ≥ 0,2, где ω — круговая частота возбуждаемого электромагнитного поля (характеристика скважинного прибора), ε, ρ — относительная диэлектрическая проницаемость и УЭС пород (характеристики разреза) соответственно. Эффективность метода возрастает в разрезах с высокими УЭС пластов (ρн > 6 Ом•м) и неглубокими зонами проникновения пресной промывочной жидкости (ρс > 0,5 Ом•м).

14.12.1.2 Ограничения применения метода связаны с влиянием факторов, осложняющих определение диэлектрической проницаемости: минерализованная промывочная жидкость; добавки утяжелителей на основе гематита, магнетита и других веществ с высокими магнитными свойствами; кавернозность ствола скважины; низкие УЭС пластов в разрезе, особенно в сочетании с низкими значениями диэлектрической проницаемости (конкретные значения устанавливают для района работ); глубокое (более 3-4 диаметров скважин) проникновение в пласты, особенно повышающее.

14.12.2 Прибор ДК содержит трехэлементные измерительные зонды, состоящие из двух сближенных генераторных и одной приемной катушек или, наоборот, из генераторной и двух сближенных приемных катушек, которыми измеряют разность фаз Δφ (или cosΔφ, sinΔφ/2) напряженности магнитного поля, амплитуды (HZ1 и HZ2) напряженности магнитного поля и величины, производные от амплитуд, — разность или отношение амплитуд. Длина зонда — расстояние между генераторной и приемной катушками; измерительная база зонда — расстояние между парными генераторными или приемными катушками. Точку записи при регистрации разности фаз или напряженности магнитного поля относят к середине базы.

Рекомендуется использование приборов, позволяющих: определять относительные фазовые (Δφ, cosΔφ, sinΔφ/2) и относительные амплитудные характеристики HZ1/HZ2, что обеспечивает автономность обработки и ослабление влияния геолого-технических условий измерений (скважины, вмещающих пород); реализовать не менее двух длин зондов или двух частот для обеспечения радиальных исследований. Диапазон применяемых частот - 15-60 МГц. Вид исследований не вышел из стадии опытно-методического применения, поэтому задачи комплексирования прибора с другими модулями ГИС не актуальны.

14.12.3 Первичную, периодические и полевые калибровки проводят согласно общим требованиям раздела 6. Дополнительные требования заключаются в следующем:

14.12.3.1 Первичную и периодические калибровки выполняют в заполненной водой емкости размером не менее 4x4x4 м для получения зависимостей разности фаз Δφ и отношения амплитуд HZ1/HZ2 при удалении от границы «вода-воздух». Полученные зависимости сравнивают с рассчитанными теоретическими.

14.12.3.2 Полевые калибровки выполняют в воздухе с помощью портативного имитатора среды при расположении скважинного прибора не менее чем в 1,7 м от земли, и не ближе 2 м от металлических предметов. Имитируемые значения Δφ и HZ1/HZ2 указаны в паспорте теста.

14.12.3.3 Перед началом и по окончании исследований в скважинах прописывают значения нуль- и стандарт-сигналов, подаваемых из скважинного прибора или встроенного наземного генератора сигналов.

14.12.4 Исследования в скважинах проводят согласно требованиям п. 14.1.7 после выполнения других видов ЭК и ЭМК. Их выполняют также в скважинах «старого фонда», обсаженных неметаллической обсадной колонной.

14.12.4.1 Скорость каротажа — не более 1200 м/ч.

14.12.5 Основные положения контроля качества измерений регламентируются разделом 6. Дополнительные требования для данного вида исследований следующие:

14.12.5.1 Значения стандарт-сигналов, зарегистрированные до начала и по окончании исследований, не должны различаться более чем на ±10 %.

14.12.5.2 Значения диэлектрической проницаемости ε, рассчитанные для непроницаемых пластов ангидритов, каменной соли, карбонатных пород большой толщины, должны соответствовать их табличным значениям с погрешностью не более ±1 отн.ед. ε.

14.12.5.3 Интервалы разреза, характеризующиеся удельным сопротивлением пород менее 5 Ом•м, не обрабатываются.

14.12.6 На твердых копиях представляют измеренные значения относительных фазовых и амплитудных характеристик, а также расчетную кривую ε. Форма представления не регламентируется.

 
рд/153-39.0-072-01/раздел_14.txt · Последние изменения: 2011/01/30 22:08 (внешнее изменение)