Способ определения сопротивления прискваженной зоны проницаемых пластов Советский патент 1986 года по МПК G01V3/18 

Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин, в частности для электрического микрокаротажа с фокусировкой тока.

Цель изобретения - повьпиение точности определения сопротивления р прискважинной зоны проницаемых пластов при наличии на стенке скважины слоя с широким диапазоном изменения сопротивления . и толгщной hc .

На фиг. 1 показана четырехэлект- родная зондовая установка (башмак); на фиг. 2 - схема максимальной фокусировки; на фиг. 3 - схемы средней и минимальной фокусировки; на фиг. 4 схема нулевой фокусировки; на фиг. 5 .зависимости J 9ч, от h при f 1 100, (шифр кривых - номер установки с различным коэффициентом фокусировки: 7 - с максимальным, 8 - со средним, 9 - с минимальным, 10 - нулевым); на фиг. 6.- то же, для Я„,,,/Дл 0,1; на фиг. 7 - зависимости

,л МИН / y4v

и h ед от / f И

зависимости

ЬслЯГ/-,°5 на фиг.8 РК ° n.

Пример, Измерения проводят с помощью четырехэлектродной зондовой установки, смонтированной на изоляционном ба1ШУ1аке 1 с общим размером 120«240мм (фиг.1). Центральный электрод 2 размером 38 19-112 мм охватывается двумя измерительными электродами 3 и 4, шириной по 6 мм и экранньм электродом 5, Между электродами имеются изоляционные промежутки также по 6 мм. Конфигурацию и размеры электродов определяют путем электролити- ческо1 о моделирования с целью максимального исключения влияния Контактных сопротивлений электродов и получения наиболее благоприятных характеристик микроустановок в моделях пласт - промежуточный слой - скважина,

.Башмак 1 прижимается к стенке скважины с сопротивлением Р j пласта в прискважинной зоне. Между поверхностью башмака 1 и стенкой скважины имеется слой с сопротивлением р, и толщиной he (фиг. 2). Через центральный электрод 2 пропускают измерительный ток I (j, который создает разность потенциалов между электродами зондовой установки. Через экранный электрод 5 пропускают фокусирующий ток Ij, величина которого выбирается из условия от воздейст

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ВИЯ обоих токов на одних и тех же электродах (условие фокусировки).

В зависимости от расположения электродов на установке, между которыми осуществляется условие фокуси- ров ки , меняется конфигурация пучка измерительного тока, характеризуемая коэффициентом фокусировки. По аналогии с многоэлектродными боковыми зондами коэффициент фокусировки, равный единице, присущ зондовой установке, обеспечивающей боковой, перпендикулярный к стенке скважины пучок измерительного тока. Такая фокусировка осуществляется, при выполнении усшовия между измерительными электродами 3 и 4, которые симметрично расположены между центральным и экранным электродами (&U, на фиг. 3 и сплошные токовые линии 1,2, Ig).

Определив в однородной среде отношение I /I , соответствующее коэффициенту фокусировки, равному 1, по относительному изменению отношения этих же токов для других установок можно оценить коэффициенты фокусировок для них. При фокусировке между, электродами 2 и 3 осуществляется увеличенный коэффициент фокусировки, равный 4,5 (фиг. 2), ток 1 сжимающимся пучком направляется в стенку скважины. При .фокусировке между электродами 4 и 5 реализуется минимальный коэффициент фокусировки, равный 0,14, гфи этом ток I, направляется в стен- .ку скважины сильно расходящимся пучком (пунктирные линии на фиг. З). Четвертый коэффициент фокусировки - нулевой, т«е. фокусирующий ток Ig равен нулю.

Чтобы наиболее Э1|)фективно реализовать измерения ко1чплексом микроустановок с различным коэффициентом фокусировки путем получения более контрастных радиальных характеристик этих установок в сквахсине, в окрестностях башмака располагают область отрицательного потенциала, которая воздействует на распространение токов зондовой установки в среде. Для этого в качестве обратного токового электрода- используется металлический корпус скважинного прибора. Измеряемой величиной, пропорциональной кажущимся сопротивлениям установок, является разность-потенциалов между электродом 3 и удаленным в бесконечность

электродом, потенциал которого принимается равным нулю,

На фиг. 5. и 6 показаны примеры зависимостей р /р микроустановок с различн1 1м коэффициентом фокусировки от h для двух случаев , равных 100 и 0,1 соответственно, полученные на электролитических мор.еля к., Из них видно, что характеристики установок существенно различны при обоих соотношениях Р„ J Р , при этом увеличение коэффициента фокусировки в значительной мере способствует уменьшению влияния промежуточного слоя при оценке Дз одновременно с увеличением коэффициента фокусировки несколько нарушается пропортщо- нальность между Д и f из-за пре-- ломления токовых линий на границе пласт - скваядана. Такое нарушение при переходе от однородной среды к двухслойной для коэффициента фокусировки 4,5 не превышает 20%, которое хотя и можно учесть палеточными зависимостями, тем не менее использовать большие коэффициенты нецелесообразно, максимальный коэффициент следует выбирать в пределах 3-4,5, .

Для боковой (с коэффициентом 1) фокусировки преломления тока Ig нет, поскольку он перпендикулярен к стенке, нет и нарушения пропорциональности между Р и / J при переходе от однородной среды к двухслойной. Поэтому средняя фокусировка всегда должна иметь коэффициент, равный единице

Установка с миьшмальной фокусировкой предназначается для выявления и оценки толщины промежуточного слоя (глинистой корки) в комплексе с другими установками, ее .кажущееся сопротивление должно хорошо коррелиро- ваться с h, Этому требованию отвечает установка с коэффициентом фокусировки в пределах 0,12-0,3, Слабая фокусировка и поэтому увеличенное воздействие обратного токового электрода создают благоприятные характеристики для указанной цели при обоих соотношениях р,/Рсл (фиг, 5 и б). При меньших 0,12 коэффициентах возникает также нарушение пропорциональности между Р и , превышающее 20%, а при коэффициенте, большем 0,3 возникает зона нечувствительности к слою в пределах 0-5 мм.

Известие, что скважина и заполняющая ее промывочная жидкость оказы10

15

0

5

0

5

0

5

0

вают незначительное влияние на показания фокусированного микрозонда, существенным фактором при этом оказывается сопротивление и толщина промежуточного слоя. Во всех палетках для интерпретации данных бокового микрокаротажа используются относительные величины р / р и f /Д в которых Д определяется по палеткам из сопротивления промывочных жидкостей и которые составлены для чистых глинистых растворов. По этим палеткам /ел может изменяться в пределах (0,7-3,5) f в зависимости от минерализации и температуры.

Однако в практике бурения в промывочную жидкость добавляют повсеместно химические реагенты и нефте- продзАкты, которые сильно изменяют сопротивление слоев и условия их образования. Нефтепродукты в растворе в виде эмульсии не оказывают существенного влияния на coпpoтliвлeниe жидкости, а на стенке скважины они осаждаются и, вследствие гидрофоб- ности, не проникая глубоко, образу 9Т слой с повышенным сопротивлением, особенно проявляющимся в слабоминерализованных растворах. Поэтому целесообразно вместо р использовать Р установки с нулевой фокусировкой, т.е., когда фокусирующего тока нет, измеряется потенциал электрода 3 от центрального тока I либо разность потенциалов между электродами 3 и 4 ( на фиг, 4), что предпочтительней.

Как следует из примеров на фиг, 5 и 6 показания этой установки целиком определяются слоем h 0-20 мм при / п./Лл и h,,0-30 мм при P./J,, В этих же пределах наблюдается почти полное исключение влияния слоя на установку с максимальным коэффициентом фокусировки.

Таким образом, в условиях, когда промежуточный слой начинает сказываться на показаниях установки с максимальным коэффициентом фокусировки, показания установки с нулевой фокусировкой целиком определяются сопротиь- лением промежуточного слоя, тем самым использование их относительных показаний открывает возможность определения, сопротивления прискважинной зоны пластов при наличии на стенке скважины слоя с широким диапазоном изменения сопротивления и толщины.

Порядок определения показывается на примерах зависимостей, представленных на фиг. 7 и 8 и полученных на электролитических моделях скважина - промежуточный слой - пласт.

Согласно палетки на фиг. 7 по от /f.

и

носительным величинам р, , „

..мИМ , , о-и

У If определяем п и отношение

Гп-% НИИ

/Яс.

Полагая в первом приближе- иака мл КС

Я„. . поскольку Р В меньшей степени связано с и h , чем все другие установки, оценивается величина Рс . Затем по найденному значению h и / РК согласно палетки на фиг. 8, оценивается Яд,//) откуда по известному значению д определяется n-i- Все зависимости меж- ДУ /

мии

/ к p: /t «л

к

л 3.

ел

некоторые примеры которых

были показаны на фиг. 5-8, могут быт представлены ц виде соответствующих алгоритмов для автоматической обработки данных измерений и получения конечных результатов в процессе каротажа с помощью компьютизированных каротажных станций , разрабатываемых в настоящее время.

Технико-экономический эффект предлагаемого способа состоит в повьаче- нии геологической эффективности в вы делении и исследовании проницаемых зон в разрезах скважин, определении характера насыщения коллекторов, в повьппении точности определения коэффициентов подвижной нефтегазонасы- щенности в сложных условиях измерений за счет большей точности определения сопротивления прискважинной зоны. Кроме того, выявление и оценка величины сопротивления, толщины вы-

o

о 5

д

5

сокоомного слоя на стенке скважины позволяет вводить поправки в показания бокового каротажа и малых градиент-зондов комплекса БКЗ. .

Формула изобретения

Способ определения сопротивления прискважинной зоны проницаемых пластов, включaюplJ й фокусировку измерительного тока центрального электрода прижимаемой к стенке скважины многоэлектродной зондовой установки фоку- сирую11щм током экранного электрода, отличаю 1ЦИЙСЯ тем что, с целью повьш1ения точности определения сопротивления прискважинной зоны проницаемых пластов при наличии на стенке скважины глинистой корки с широким диапазоном изменения сопротивления и ТОЛ1ЧИНЫ, дополнительно определяют сопротивление и толщину указанного слоя, для чего последовательно в режиме разделения времени устанавливают четыре значения коэффициентов фокусировки измерительного тока - максимальное 4,5-3,0, среднее 1,0, минимальное 0,3-0,12 и равное нулю, при этом в скважине создают область отрицательного потенциала, используя в качестве обратного электрода металлический корпус скважинного прибора, измеряют значения каху1дихся сопротивлений при всех фокусировках, по зара-. нее построенным на моделях зависимостям кажущихся сопротивлений от . сопротивления прискважинной зоны, глинистой корки и ее размеров определяют сопротивление прискважинной зоны пластов.

Изобретение относится к области геофизических исследований скважин, в частности к электрическому микрокаротажу с фокусировкой тока, Пель .изобретения - повьшение точности определения сопротивления присквахин- ной зоны проницаемых пластов Я при наличии на стенке скважины глинистой корки с широким диапазоном изменения сопротивления р., и толщины h, . Для вьшолнения поставленной цели коэффициент фокусировки устанавливают положением измерительных электродов на установке, дополнительно определяют сопротивление р и толщину указанного слоя. Последовательно устанавливают четыре значения коэффициентов фокусировки измерительного тока: максимальное 4,5-3, среднее 1,0, минимальное 0,3-0,12 и равное нулю, при этом в сквахине создают область отрицательного потенциала, используя в качестве обратного электрода металлический корпус сквахинно- го прибора. Измеряют значения кажущихся сопротивлений при всех фокусировках, определяют относительные величины какух щхся сопротивлений с мак- сималг ным средним и минимальным р™ /р° коэффициентами фокусировки и кажущегося сопротивления р° с нулевым коэффициентом. По заранее nocxpoeHjibiM на моделях НИИ /р .зависимостям р /Р и р от М./Рс. и h, определяют р и елJ . 3---1.л- ., П(,„ , принимая в первом приближении Рп-з Р , а по заранее определенным на моделях зависимостям // от Pnj/j c и h определяют сопротивление р„, прискважинной зоны пластов. Все измерения проводят за один проход зондовой установки по интервалу исследований. 8 ил. и лягай 00 --ч сд VI

м.

UlV

ЮН

fJCJJ.MM

X/Pf

OJ-

0.3-

w

rt

по

и,ми

юо .

fl нрибьт //,

л,нм

Составитель Е, Поляков Редактор И. Горная Техред В.Кадар

Заказ 6831/43 Тираж 728 . Подписное ВНИИ11И Государственного комитета, СССР

но делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. А/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор С. Шекмар