18.В чем сущность эквивалентности кривых бокового электрического зондирования?
19.Опишите особенности зависимости кажущегося сопротивления от размера градиент-зонда и диаметра скважины в среде бесконечного высокого сопротивления.
16
ОСНОВЫ ТЕОРИИ МЕТОДОВ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЗАЗЕМЛЕНИЯ
На возможность изучения горных пород в скважинах путем измерения сопротивления заземления впервые обратили внимание в 30-х годах прошлого столетия. Чтобы максимально исключить влияние проводимости бурового раствора на результаты измерений, В.Н. Дахнов разработал схему измерения сопротивления заземления, экранированного другими однополярными электродами (метод сопротивления экранированного заземления СЭЗ), что позволило более детально, по сравнению с методом кажущегося сопротивления, изучать разрезы скважин, особенно при сильно минерализованных буровых растворах. Еще более эффективным является метод экранированного заземления с автоматически управляемым экранным током, схема которого была предложена Г.Г. Доллем и др. [2].
Наибольшее внимание при изучении этого раздела курса необходимо уделить методу экранированного цилиндрического заземления, особенно с непрерывной фокусировкой питающего тока. Исследование сопротивления экранированного цилиндрического заземления в условиях однородной среды, в пластах бесконечно большой и конечной мощности дает возможность учесть влияние размеров заземления, диаметра скважины и определить удельное сопротивление пластов. Задача изменения сопротивления экранированного цилиндрического заземлителя в пластах конечной мощности и конечного сопротивления была решена с помощью электроинтегратора. Кривые эффективного сопротивления в неоднородной среде имеют простую форму. Против пластов ограниченной мощности высокого удельного сопротивления возникает симметричная аномалия эффективного сопротивления
17
с максимумом в центре пласта. Амплитуда её зависит от соотношения удельного сопротивления пласта и вмещающих пород. Максимальная величина эффективного сопротивления зависит от многих факторов, в том числе от мощности пласта и его удельного сопротивления.
В этом же разделе курса студент знакомится с теорией экранированного заземления с фокусировкой тока питания в семиэлектродном варианте. Следует особое внимание уделить существенным преимуществам фокусировки тока перед другими способами экранированного заземления, особенно при изучении пород высокого сопротивления, где обычные методы сопротивления заземлений дают менее четкие результаты.
Контрольные вопросы и задания
1.Что называется эффективным удельным сопротивлением?
2.Выведите формулу, определяющую полное и эффективное сопротивление сферического заземления в различных случаях.
3.Выведите формулы, устанавливающие потенциал и полное сопротивление цилиндрического и эллипсоидального заземлений
иудельное эффективное сопротивление с этими заземлителями.
4.От каких параметров зависит величина эффективного сопротивления цилиндрического (эллипсоидального) заземления при наличии цилиндрической границы раздела двух сред?
5.В чем сущность контактного сопротивления заземления и как оно влияет на точность измерений эффективного сопротивления методами заземления.
6.Опишите вид эквипотенциальных поверхностей и линий тока в поле цилиндрического заземлителя, помещенного в однородную и изотропную среду?
7.Выведите формулу, определяющую потенциал, полное и
18
удельное эффективное сопротивления для цилиндрического экранированного заземления.
8. От каких параметров зависит коэффициент экранированного цилиндрического заземления?
9. В чем сущность трехэлектродного метода экранированного заземления с фокусировкой тока, его преимущества перед таким же, но без автоматической фокусировки тока?
10.Изложите основы теории семиэлектродного экранированного (фокусированного) зонда.
11.Выведите коэффициент семиэлектродного зонда.
19
ОСНОВЫ ТЕОРИИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ СКВАЖИН
Индукционный метод исследования скважин впервые был разработан в 1948 г. Г.Г. Доллем (фирма Шлюмберже). Однако, впервые на возможность определения удельного сопротивления этим методом было указано в 1936 году в СССР В.А. Шпаком. Большой вклад в создание классической теории индукционного метода исследования скважин был внесен А.А. Кауфманом. Ряд вопросов, связанных с использованием этого метода в практике, был изучен С.М. Аксельродом и М.П. Плюсниным [2].
Ю.Н. Антонов дал теоретическое обоснование и разработал принципиально новый метод электрометрии для нефтегазовых скважин – высокочастотное индукционное каротажное изопараметрическое зондирование скважин со сложной траекторией бурения (ВИКИЗ). На этой базе была разработана новая технология геофизических исследований с широким промышленным внедрением [1].
Существенным достоинством индукционного метода является возможность его применения для изучения электрических свойств горных пород в сухих скважинах и заполненных жидкостью, не проводящей электрический ток. Этот метод хорошо расчленяет разрез скважины и. особенно четко выделяет породы высокой электропроводности.
В теории индукционного метода рассматривается задача о зависимости ЭДС, индуцированной в приемной катушке зонда, электромагнитным полем генераторной катушки от электропроводности, мощности пород, окружающих скважину и расположения зонда относительно поверхностей их раздела.
Изучая этот раздел курса, необходимо рассмотреть физиче-
20