1) Дать понятие метода
Метод БК – это метод геофизических исследований скважин, основанный на изучении удельного электрического сопротивления горных пород при помощи зонда с дополнительными токовыми электродами, обеспечивающего распространение тока перпендикулярно стенке скважины.
2) Решаемые задачи
Задачи:
- Литологическое расчленение разреза;
- Выделение коллекторов;
- Определение пористости;
- Определение характера насыщения;
- Изучение условий осадконакопления;
3) Как работает метод
При исследованиях разрезов горных пород, представленных чередованием пластов небольшой толщины при наличии пластов высокого сопротивления, в скважинах с сильно минерализованной промывочной жидкостью обычные зонды электрического каротажа плохо расчленяют разрез. В этих условиях более эффективно применение зондов с дополнительными токовыми электродами. Боковой метод основан на использовании таких зондов.
Трехэлектродный зонд бокового каротажа (БК-3) с автоматической фокусировкой тока представляет собой длинный проводящий цилиндрический электрод, разделённый изоляционными промежутками на три части. Центральный короткий (0.15 м) электрод Ао является основным, а крайние Аэ1 и Аэ2 более длинные (по 1.6 м) – дополнительными, называемыми экранными или фокусирующими. Экранные электроды соединены между собой и отделены от центрального электрода с помощью колец, из изоляционного материла высотой 0.01 – 0.03 м. Через все электроды пропускается переменный ток одной полярности.
Для записи кривой БК необходимо обеспечить равенство потенциалов основного и экранных электродов. Это достигается двумя путями. Один путь – это использование автокомпенсатора. С его помощью автоматически регулируется сила тока, протекающего через экранные электроды Аэ1 и Аэ2. Регулируется она так, чтобы ток, проходящий через центральный электрод Ао, оставался неизменной силы (Iо). Тогда разность потенциалов между основным и экранными электродами становится равной нулю.
Второй путь – это соединение всех трёх электродов Ао, Аэ1, Аэ2 через резистор малого сопротивления Rо=0.01 Омм.
Когда достигается равенство потенциалов всех трёх электродов, ток, стекающий с основного электрода Ао, направляться перпендикулярно к стенке скважины, т.е. в пласт в отличии от характера распределения токовых силовых линий от электрода А в случае обычных зондов кажущегося сопротивления (КС) в пласте большого сопротивления.
В результате сопротивление бурового раствора, вмещающих пород и ограниченная мощность пластов оказывают меньшее влияние на измеряемую величину сопротивления. Сопротивление, измеряемое при боковом каротаже, называют эффективным сопротивлением (ρэф), но часто - кажущимся.
Эффективное сопротивление по БК рассчитывают по разности потенциалов ΔU между любым из электродов зонда и удаленным от них электродом N:
ρэф = К(ΔU/Iо), где К—коэффициент, зависящий от размеров зонда БК.
Кривые БК симметричны относительно середин пластов. Границы пластов проходят по началу подъёма кривой. Характерными показаниями кривой являются экстремальные значения. Максимальные значения принимают плотные породы, минимальные – глины, а коллекторы характеризуются промежуточными значениями.
Боковой каротаж позволяет устанавливать границы пластов толщиной более 0,5 - 1м, определять их сопротивления при неглубокой зоне проникновения и характер насыщения.
4) Схема измерения
5) Оборудование
6) Строение зонда
Зонд БК состоит из основного питающего электрода А0 и двух дополнительных – экранных (фокусирующих) электродов А1 и А2.
В типовой аппаратуре трехэлектродного бокового каротажа длина центрального (основного) электрода равна 0.15 м. Длины экранных электродов по 1.6 м. Экранные электроды отделены от центрального электрода кольцами из изоляционного материла высотой 0.01 – 0.03 м.
7) Дополнительные характеристики
Радиус исследования зонда БК зависит от длины экранных электродов.
Наиболее распространённый радиус исследования – 1,5 м. Наименьшая толщина исследуемых пластов 1,0 м. и выделяемых пластов 0,4 м.
8) Ограничения метода
-Глубина проникновения фильтрата и степень изменения пластовых свойств в зоне проникновения могут исказить показания. Боковой каротаж обычно измеряет электрическое сопротивление в зоне, которая испытала влияние бурового раствора.
-В пластах с очень низким сопротивлением (например, глины, сильно минерализованная вода) разрешение прибора может ухудшаться. (для его решения комбинируем с другими методами ГИС)
Тест
1. Что представляет собой метод БК?
a) Метод изучения плотности горных пород
b) Метод исследования скважин, основанный на измерении электрического сопротивления пород
c) Метод измерения скорости звука в породах
d) Метод термометрии скважин
2. Какие основные задачи решает боковой каротаж?
a) Литологическое расчленение разреза
b) Измерение давления пластовых флюидов
c) Определение характера насыщения
d) Изучение магнитных свойств пород
3. В чем преимущество метода БК по сравнению с обычными электрическими зондами?
a) Лучше работает в условиях сильно минерализованной промывочной жидкости
b) Позволяет измерять температуру бурового раствора
c) Полностью исключает влияние бурового раствора
d) Позволяет получать спектры излучения пород
4. Какое назначение имеют экранные (фокусирующие) электроды зонда БК?
a) Увеличение зоны исследования
b) Обеспечение равенства потенциалов и направления тока перпендикулярно стенке скважины
c) Регистрация потенциалов в удаленной зоне
d) Измерение температуры
5. Как достигается равенство потенциалов между основным и экранными электродами?
a) С помощью автокомпенсатора
b) С помощью резистора малого сопротивления
c) Изменением длины зонда
d) Использованием переменного давления
6. Что измеряется при боковом каротаже?
a) Эффективное (кажущееся) электрическое сопротивление пород
b) Коэффициент теплопроводности
c) Магнитная восприимчивость
d) Скорость распространения упругих волн
7. Какое влияние оказывает буровой раствор на результаты БК?
a) Полностью отсутствует
b) Может искажать показания при глубоком проникновении фильтрата
c) Увеличивает точность измерений
d) Не влияет на сопротивление пород
8. Каковы типичные размеры электродов в трехэлектродном зонде БК?
a) Центральный электрод — 0,15 м, экранные — по 1,6 м
b) Центральный — 1 м, экранные — по 3 м
c) Все электроды одинаковой длины
d) Экранные электроды отсутствуют
9. Как интерпретируются кривые бокового каротажа?
a) Максимальные значения соответствуют плотным породам
b) Минимальные значения — глинам
c) Коллекторы дают наибольшие значения
d) Глины характеризуются самым высоким сопротивлением
10. В каких случаях метод БК может давать наименее точные результаты?
a) В пластах с очень низким сопротивлением
b) При высоком сопротивлении коллекторов
c) В скважинах без бурового раствора
d) В твердых кристаллических породах