Під бічним каротажем (БК) розуміють каротаж опору зондами з екранними електродами, через які пропускають струм в тому ж напрямку, що і через основний струмовий електрод. Наявність екранних електродів перешкоджає розтіканню струму від основного електрода по свердловині і забезпечує напрям його (фокусування) безпосередньо в пласт.
Зонд бічногокаротажу
Розрізняють бічний каротаж, що виконується трьохелектродну і багатоелектродними (сім, дев'ять електродів) зондами (рис. 35)
Трьохелектродну БІЧНИЙ каротажного ЗОНД (БК-3)
Цей зонд складається з трьох електродів подовженої форми (рис. 35, а). Центральний (основний) електрод A0 і розташовані симетрично щодо нього два екранують електрода А1 і А2 являють собою металеві циліндри, розділені між собою тонкими ізоляційними прошарками.
Через електроди пропускають струм, який регулюється так, щоб потенціали всіх трьох електродів підтримувалися однаковими. Це досягається двома способами шляхом з'єднання основного електрода А0 з екранними через малий опір (г0 = 0,01 Ом), яке використовується також для вимірювання сили струму через центральний електрод; за допомогою автокомпенсатора, що регулює струм через екранні електроди так, щоб струм I0 через центральний електрод зберігся незмінним. Трьохелектродний зонд можна розглядати як єдине провідне тіло, в якому потенціали всіх електродів рівні (UА1 = UA0 = UА2), а струмові лінії основного електрода внаслідок екранування збираються в майже горизонтальний шар, що має форму диска (рис. 36, а).
Здається питомий опір визначається по різниці потенціалів # 916; UКС між будь-яким з електродів зонда і віддаленим від них електродом N і розраховується за формулою (II.5). Результат вимірювання зондом бічногокаротажу відносять до середини електрода А0.
У вітчизняній апаратурі трьохелектродної БК різних видів застосовується один і той же зонд, який характеризується такими даними: довжина зонда L = 0,18 м, довжина центрального електрода А0; загальне розміри зонда L = 3,2 м (відстань між зовнішніми кінцями екранують електродів А1 і А2); діаметр зонда dз = 0,07 м; ширина ізоляційного проміжку 0,03 м. Коефіцієнт такого зонда К = 0,24 м.
Коефіцієнт трьохелектродної зонда До розраховують, визначаючи потенціал поля подовженого еліпсоїда обертання в однорідному середовищі, відповідно К = 2πL / ln (2Lобщ / dз) = 2,73L / lg (2Lобщ / dз).
Розподіл струмових ліній зонда БК-3 в однорідному середовищі показано на рис. 36, а.
У сучасній вітчизняній і зарубіжній апаратурі багатоелектродного БК використовуються семи- і девятіелектродние зонди.
Семіелектродний бічній каротажний зонд складається з центрального електрода А0. двох пар вимірювальних електродів М1. М2 і N1. N2 і однієї пари струмових екранують електродів А1 і А2 (рис. 35,6). Електроди кожної пари з'єднані між собою і симетрично розташовані щодо електрода А0. Через цей центральний електрод А0 пропускають струм I0. який підтримується постійним в процесі реєстрації. Через екранують електроди А1 і А2 пропускають струм IЕ тієї ж полярності, який автоматично регулюється з таким розрахунком, щоб різниця потенціалів між електродами М1 і N1 або (що одне і те ж) М2 і N2 дорівнювала нулю. Це рівносильно розміщенню в свердловині вище і нижче електрода А0 ізоляторів товщиною MN, що обмежують поширення струму уздовж стовбура свердловини і найближчих до неї ділянок розрізу. При цьому струм I0 поширюється в радіальному напрямку на значну відстань шаром товщиною, приблизно дорівнює довжині зонда L, зазвичай 0,6 м (див. Рис. 36, б). Напруга, яка вимірюється між одним з вимірювальних електродів М1. М2 або N1. N2 і електродом N, віддаленим на значну відстань від струмових електродів, є падіння потенціалу від свердловини до віддаленої точки по пласту. Здається питомий опір порід # 961; до розраховують за даними виміру різниці потенціалів # 916; UKC і струму I0 через основний електрод А0 по (II.5). Коефіцієнт зонда До визначають шляхом моделювання.
Результат вимірювань зондом бокового каротажу відносять до точки А0. За довжину зонда L приймають відстань між центрами інтервалів M1 N1 і M2 N2 (точками O1 і O2). Відстань між екранують електродами А1 А2 називають розміром зонда Lобщ. Крім того, для характеристики зонда введено поняття параметр фокусування q = Lобщ / L. При виборі зонда враховують, що зі збільшенням Lобщ і q радіус дослідження зондом зростає. На практиці для визначення опору незміненій частині пласта з проникненням ПЖ рекомендують застосовувати зонди з q> 3. У пластах без проникнення кращі результати отримують при q≈1,5.
Розміщення електродів в Семіелектродний зонді виражається наступним записом: AO, 2M1 O, 2N1 l, 1A1 що відповідає Lобщ = 3 м, L = 0,6 м, q = 5. На діаграмі такий зонд позначається як La 3q5.
Девятіелектродний зонд складається з дев'яти циліндричних електродів, встановлених на корпусі свердловинного приладу (див. Рис. 35, в). На відміну від семіелектродного цей зонд має додаткову пару екранних електродів А1 і А2 тієї ж полярності. Застосовуючи в ньому різні поєднання електродів, досягають можливості проведення вимірювання декількома зондами БК з різним радіусом дослідження. Великий розмір зонда (L = 7 ÷ 8 м) досягається при пропущенні через всі п'ять електродів струму однієї полярності.
Цим забезпечується значний радіус дослідження при малому вплив вміщуючих порід на показання зонда (рис. 36, в, зліва).
Для зменшення радіусу дослідження застосовують додаткові електроди В1 В2 зворотної полярності, через які замикають ланцюг струму I0 і IЕ. так званий псевдобоковой каротаж БКМ. В результаті струмові лінії від центрального електрода A0 не течуть в глиб пласта, а розтікаються в безпосередній близькості від свердловини (шар струму I0 з видаленням від свердловини швидко розширюється). На цій ділянці відбувається значне падіння потенціалу, характеризуючи в основному питомий опір пласта, прилеглого до свердловини (див. Рис. 36, в, праворуч). Розміщення електродів в зонді псевдобокового каротажу виражається записом: А0 О, 2М1 0,2N1 O, 2A1 O, 9B1. що відповідає Lобщ = 1,2 м, L = 0,6 м, q = 2. На діаграмі такий зонд позначається LB 3LA l, 2q2.
Можливість проведення багатоелектродних зондом спільного виміру декількома зондами БК з різними радіусами досліджень після відповідного поєднання електродів в них є перевагою цих зондів перед трьохелектродну.
Бічний каротаж використовують для вивчення розрізів свердловин (в т.ч. заповнених мінералізованих буровим розчином), представлених породами високого опору або частим чергуванням пластів з різними параметрами. При бурінні нафтових і газових свердловин з мінералізованих буровим розчином бічній каротаж застосовують в комплексі з боковим мікрокаротажем, при документації розрізів вугільних свердловин - в комплексі з методами радіоактивного каротажу. Основна перевага бічногокаротажу (в порівнянні з іншими видами електричного каротажу) - незначний вплив бурового розчину і порід, що вміщають на результати бічногокаротажу, що дозволяє детальніше розчленовувати розріз, точніше визначати питомий опір пластів в широкому діапазоні (1-105 Ом • м). Розвиток бічногокаротажу пов'язано з розробкою нових зондів з більш досконалої регулюванням поля.
· Літологічний розчленування розрізу;
· Визначення питомої електричного опору пластів і характеру насичення в комплексі з іншими геофізичними методами.
· Зони частих чергувань щільних непроникних пластів, глинистих прошарку і нафтогазонасиченості пластів малої потужності;
· Зони аномально низьких значень мінералізації пластових вод, де УЕС водонасичених і нефтенасищенних пластів мають високі значень і широкі зони перекриваються величин опорів;
· Інтервали в низах розрізу, де переважають тонкі чергування литологически розрізняються різниць, переважають високі УЕС і контрастні переходи значень УЕС на кордонах литологических переходів і кордонів, обумовлених змінами характеру насичення колекторів.
Типові умови застосування (обмеження я думаю ну можна в лек подивитися):
• застосовується в необсаженной свердловинах, заповнених прісним або мінералізованих розчином.
Криві удаваного опору БК проти пластів кінцевої потужності. Форма кривих.
Здається питомий опір # 961; до, виміряний зондом бічногокаротажу, залежить від типу і характеристики зонда (Lобщ, L, q), питомих опорів пласта # 961; п, що вміщають порід РВМ, зони проникнення # 961; зп, промивної рідини # 961; с, а також від геометричних факторів цих середовищ. У ланцюг електрода А0 включені при цьому послідовно # 961; с, # 961; зп і # 961; п.
З урахуванням повного обсягу простору, що оточує зонд, що вимірюється здається опір проти однорідного потужного пласта
де Gc, Gзп, Gп - геометричні фактори відповідних частин простору, які залежать від довжини провідника і його перетину. Сума всіх геометричних факторів становить повний обсяг досліджуваного простору і дорівнює одиниці. Як видно, # 961; до в бічному каротажі, як і при вимірі нефокусірованнимі зондами, залежить від # 961; п, # 961; с, dс, D, h, # 961; вм.
Характерними (істотними) значеннями # 961; до проти однорідного пласта є екстремальні (максимальні в пластах високого опору і мінімальні в пластах низького опору). Для пачки чергуються тонких прошарків, максимальне і мінімальне опору яких розрізняються не більше ніж в 2,5 рази, істотним є середньогармонічні (або поздовжнє) опір.
де h- потужність пласта (пачки); hi, рк i - відповідно потужність і позірна опір прошарку пласта (пачки). При відносно максимальних і мінімальних значень опорів, меншому 1,4, для спрощення розрахунку беруть # 961; к. ср г = # 961; к. пор. Величини рк. пор. г і # 961; к. ср визначають по кривій опору БК, як це показано на рис. 37.
В показання # 961; до, отримані нецентрованого зондом псевдобокового каротажу при # 961; п> 100 # 961; з і dc> 0,2 м, вносять виправлення за вплив ексцентриситету свердловинного приладу за допомогою спеціальної палетки [1].
На рис. 38 показані характерні криві опору трьохелектродної бічногокаротажу. Як видно, при однаковому питомому опорі порід, що вміщають криві КС проти однорідних пластів високого опору відзначаються максимумами, які приймають форми гострої піки проти тонких пластів (h≤4dc); проти потужних пластів (h> 8dc) спостерігається горизонтальний інтервал в середній частині (рис. 38, а). Якщо породи, подстилающая пласт і перекривающай його, мають різне опір, то максимум проти пласта високого опору стає асиметричним, спостерігається зниження опору з боку породи меншого опору (рис. 38, б). При поступову зміну опорів окремих шарів форма кривої приймає ступінчастий вигляд (рис. 38, в). Проти пачки пластів, представленої породами різного опору, крива характеризується чергуванням симетричних максимумів і мінімумів (рис. 38, г). Проти проникних пластів з проникненням ПЖ форма кривих КС майже відповідає формі кривих для однорідних пластів. Зі збільшенням діаметра зони підвищує проникнення спостерігається помітне збільшення опору (рис. 38, д).
Форма кривих КС для одиночних пластів, зареєстрованих багатоелектродними зондами, в основному така ж, як і в разі БК-3. Межі пластів високого опору на кривих КС багатоелектродних зондів відбивають на відстані L / 2 вище середини підйому кривої (в покрівлі) і нижче (в підошві) пласта.
У неоднорідному розрізі на показання БК крім величин # 961; п і dc істотний вплив роблять: зона проникнення (# 961; зп і D); потужність пласта h і питомий опір вміщає середовища # 961; вм. Інтерпретація діаграм БК. Процес обробки діаграм БК проводиться поетапно:
а) перевірка якості діаграм. Полягає, насамперед, в перевірці запису нульових і градуювальних сигналів, контрольних повторних замірів і перекриттів.
б) виділення об'єктів інтерпретації. Особливості форм кривих опору описані у відповідних інструкціях.
в) зняття характерних значень # 961; до, проводять способами, які залежать від будови пласта. Якщо пласт однорідний по # 961 ;, то проти пласта відраховують середньозважене по товщині позірна опір # 961; к.ср. Якщо пласт вважається неоднорідним, то проти пласта відраховують поздовжнє позірна опір # 961; кt. Принцип визначення справжнього питомого опору заснований на вивченні характеру розподілу електричного поля екранованого зонда БК.
г) введення поправки за вплив ексцентриситету зонда в свердловині. Її вводять в показання екранованих зондів з малим радіусом дослідження. Показання зондів БК із середнім і великим радіусом дослідження не залежать від положення приладу в свердловині.
д) введення поправки за обмежену товщину пласта.
е) введення поправки за товщину пласта.
ж) введення поправки за вплив свердловини.
з) введення поправки за вплив зони проникнення фільтрату ПЖ.