скую сущность пространственного (геометрического) фактора и уяснить методику использования этого параметра для определения связей между удельными сопротивлениями изучаемых сред и их размерами.
Применение в схеме индукционного скважинного прибора дополнительных фокусирующих и компенсационных катушек дает возможность еще более дифференцировать кривые эффективного сопротивления и свести к минимуму влияние скважины и зоны проникновения фильтрата бурового раствора.
Контрольные вопросы и задания
1.В чем состоит преимущество индукционного метода перед обычными электрическими методами исследования скважин по сопротивлению?
2.Что называется размером индукционного зонда?
3.От каких параметров индукционного зонда зависит величина его коэффициента?
4.Дайте вывод формул, определяющих напряженность магнитного поля в случае сред с коаксиальными границами раздела.
5.Сделайте то же для случая сред с плоскопараллельными границами раздела.
6.Выведите формулу, определяющую ЭДС, индуцированную
визмерительной катушке зонда электромагнитным полем генераторной катушки при отсутствии взаимного влияния токов, индуцированных в изучаемой среде (отсутствия влияния скинэффекта).
7.Каким соотношением связаны индуцированная в измерительной катушке ЭДС, коэффициент индукционного зонда и эффективная электропроводность среды?
21
8.Что называется геометрическим (пространственным) фактором и чем он определяется?
9.Как изменяются дифференциальные осевой и радиальный пространственные факторы в радиальном и осевом направлениях?
10.Проанализируйте конфигурацию теоретических кривых эффективного сопротивления, полученных индукционным методом, и укажите их особенности.
11.На каких теоретических предпосылках основан метод высокочастотных индукционных изопараметрических зондирований?
12.В чем заключается физическая сущность электромагнитного скин-эффекта (скин-слоя)?
22
ТЕОРИЯ МЕТОДА ПОТЕНЦИАЛОВ СОБСТВЕННОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ ГОРНЫХ ПОРОД
Метод потенциалов собственной поляризации был предложен в 1931 году К. Шлюмберже. Большой вклад в изучение естественного электрического поля в скважинах и его природы внесли Л.М. Альпин, В.Р. Бурсиан, Б.Ю. Венделынтейн, В.Н. Дахнов, В.Н. Кобранова, Д.А. Шапиро и др [2].
Исследование электрического поля потенциалов собственной поляризации пород в условиях скважины начинается с наиболее простого случая среды однородной и изотропной по удельному сопротивлению. В результате математических преобразований, используя известное выражение для потенциала двойного электрического слоя, получаем уравнения, определяющие изменение потенциалов собственной поляризации вдоль оси скважины в зависимости от статического потенциала пласта и вмещающих пород, мощности пласта и диаметра скважины. Анализируя форму кривых потенциалов собственной поляризации, рассчитанных по этим формулам, приходим к следующим выводам:
1)против однородного пласта, электрохимическая активность которого отличается от электрохимической активности вмещающих пород, аномалия СП симметрична относительно центра пласта;
2)амплитуда аномалии убывает с уменьшением мощности пласта;
3)в пластах, мощность которых превышает в четыре и более
раз диаметр скважины, кровля и подошва пласта отмечаются точками, в которых приращение потенциала равно половине амплитуды аномалии.
Распределение электрического поля потенциалов собственной поляризации вдоль оси скважины при наклонном залегании пла-
23
стов можно вычислить на примере среды однородной и изотропной по удельному сопротивлению, определяя телесные углы видимости эллиптических сечений кровли и подошвы пласта.
Контрольные вопросы и задания
1.Что называется статическим потенциалом пласта? Какая разница между статическим потенциалом и амплитудой кривой СП?
2.Дайте вывод формулы, определяющей величину аномалии потенциалов собственной поляризации в случае однородной среды.
3.При какой мощности пласта возможно в условиях однородной среды пренебречь влиянием мощности на амплитуду аномалии СП?
4.Как определить величину статического потенциала в тонких пластах, если точно известна их мощность?
5.Дайте вывод формулы, определяющей величину потенциа-
ла собственной поляризации в случае, когда удельное сопротивление пласта и вмещающих пород отличается от удельного сопротивления бурового раствора.
8.Как влияет увеличение сопротивления пласта (при прочих равных условиях) на величину аномалии СП.
9.Опишите изменение формы аномалии СП при увеличении угла наклона пласта.
10.Дайте вывод формулы, определяющей потенциал соб-
ственной поляризации пород в случае наклонной границы раздела сред.
11. В чем трудность проведения нулевой линии кривой СП на диаграммах, полученных в скважине?
14. Какова природа потенциалов электродных, гальвано-кор- розии и теллурических токов?
24
АКУСТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СКВАЖИН
При исследовании скважин акустическими называют методы промысловой геофизики, основанные на изучении упругих свойств горных пород, позволяющие непрерывно измерять характеристики распространения упругих волн (скорости, поглощения) вдоль ствола скважины [1, 11].
Акустические методы решают следующие задачи:
1)литологическое расчленение разреза;
2)определение типа коллектора, выделение зон трещиноватости и кавернозности;
3)выделение газоносных коллекторов;
4)определение коэффициента пористости коллекторов;
5)выделение зон с аномально высоким пластовым давлением (АВПД);
6)изучение технического состояния скважин (в частности, оценка изменения качества цементного камня в процессе эксплуатации).
Изучая этот раздел курса, необходимо уяснить эффективность использования акустических методов, которая обусловлена следующими основными факторами:
1. Высокой информативностью акустического сигнала, по которому легко оцениваются кинематические характеристики упругих волн (времена вступления, скорости распространения) и их динамические характеристики (коэффициент затухания, частота, длительность импульсов). Упругие свойства горных пород связаны определенными зависимостями с их геологическими свойствами.
2. Возможностью одновременной регистрации в скважине нескольких типов волн (продольных, поперечных и поверхностных), каждая из которых несет определенную информацию о
25