Аппаратура биградиентного каротажа ПС АБГК-ПС

Назначение

Аппаратура биградиентного каротажа ПС (АБГК-ПС) предназначена для измерения потенциала самопроизвольной поляризации (ПС) и разности (градиентов) потенциалов ПС в нефтяных и газовых скважинах.
 

Аппаратура рассчитана на работу совместно с каротажными станциями, оснащенными регистрирующей системой, позволяющей производить прием данных кодом "Манчестер 2", и источником постоянного напряжения.
 

Аппаратура обеспечивает измерение разности потенциалов между четырьмя электродами (U1…U3, U5); канала ПС и передачу полученных данных кодом "Манчестер 2".

Схема измерения представлена в таблице:  

Контроль качества и оформление диаграмм

Контроль качества диаграмм потенциала ПС и градиентов потенциала ПС.     Контроль качества диаграмм, записанных аппаратурой биградиентного каротажа ПС, предусматривает:
1. Сопоставление основной и повторной записей. Относительные расхождения зарегистрированных амплитуд потенциала ПС и градиентов потенциала ПС не должны превышать 5 ± %.
2. В силу того, что регистрация потенциала ПС и градиентов потенциала ПС осуществляется независимо друг от друга, качество диаграмм оценивается также по следующим критериям ( рис. 1):
    а) точкам перегиба кривой ПС должны соответствовать экстремумы кривых градиентов потенциала ПС, причем песчаникам соответствует переход от минимума к максимуму, а глинам наоборот – от максимума к минимуму;
    б) против мощных однородных пластов глин (рис. 1) должны наблюдаться вертикальные «прямолинейные» участки, для кривой потенциала ПС соответствующие максимальному значению для данного участка разреза, для каждой кривой градиента потенциала ПС – приблизительно среднему между минимумом и максимумом значению.
 

Рис. 1. Отображение регистрируемых кривых на экране монитора каротажной станции.

3. Искажения кривой потенциала ПС, вызванные сползанием «линии глин», не должны превышать 20 ± % от максимально возможной амплитуды ПС для пород изучаемого интервала.
4. Количество сбоев цифровой записи в интервале исследований не должно превышать двух на 100 точек записи данных.
5. Требования по регистрации магнитных меток должны удовлетворять требованиям контрольно – интерпретационной службы геофизического предприятия, принятым для комплекса ГИС.  

В КИПе оценка качества кривой потенциала ПС может быть проводится программным путем с помощью процедуры восстановления кривой потенциала ПС из градиента потенциала ПС. Эта процедура привлекательна тем, что на измеряемый градиент потенциала ПС практически не влияют сторонние потенциалы и, следовательно, восстановленный потенциал ПС может быть взят в качестве истинного при оценке качества измеренного потенциала ПС /6/.

Оформление твердой копии     
Заголовок твердой копии должен содержать следующие данные:
-   наименование недропользователя и производителя работ;
-   дату проведения измерений и сведения об объекте исследования: наименование месторождения, номер и категорию скважины, ее альтитуду, интервал исследуемых глубин, назначение исследований (промежуточные, окончательные, привязочные);
-   тип и свойства (плотность, вязкость, минерализация) промывочной жидкости, присутствие в жидкости химических добавок и утяжелителей;
-   типы и номера каротажных подъемника и лаборатории (регистратора), сведения о геофизическом кабеле – его типе, длине, ценах контрольных и последней магнитных меток;
-   номер прибора и дату метрологических поверок;
-   положение точки начала отсчета глубин;
-   шаг квантования и скорость записи;
-   фамилия начальника или оператора каротажной партии.

Твердые копии результатов измерений представляют в линейном масштабе в треке Т1 (потенциал ПС) и треках Т2, Т3, Т4, Т5 ( градиенты потенциала ПС ). Масштаб кривых выбирают из ряда 25; 12,5; 5 и 2,5 мВ/см таким образом, чтобы они занимали центральную часть своего трека в пределах 80% его ширины. Вывод твердых копий осуществляют на рулонную бумагу принтера типа Printrex.

Предварительная обработка и интерпретация диаграмм
биградиентного каротажа ПС

Предварительная обработка диаграмм, записанных аппаратурой биградиентного каротажа ПС (в дальнейшем, АБГК-ПС) заключается в следующем:
1. Производится увязка кривых АБГК-ПС по магнитным меткам с учетом цены первой метки.
2. Осуществляется выбор вертикальных участков кривых градиента потенциала ПС (рис. 1), соответствующих мощным глинам или мощным однородным песчаникам, и производится горизонтальный сдвиг кривых градиента потенциала ПС так, чтобы они соответствовали «нулевым» значениям градиента потенциала ПС (рис.3 ).
3. Используя программу отбивки границ по показаниям АБГК-ПС, проводим границы пластов (рис. 2) и делаем предварительное заключение о литологии изучаемого разреза по следующим критериям:

-   песчаникам соответствует переход градиентов потенциала ПС (сверху вниз по глубине) от минимума к максимуму;
-   глинам – переход от максимума к минимуму.

Кривые градиентов потенциала ΔU1, ΔU2, ΔU3, ΔU4, также как и потенциал собственной поляризации (ПС) UПС, не имеют нулевой линии, что связано с наличием постоянной составляющей электродного потенциала на каждом измерительном электроде. Так как при измерении градиентов потенциала ПС измеряется потенциал электрода относительно рядом расположенного другого электрода, то учет постоянной составляющей, присутствующей на каждом из этих электродов, может быть решен путем метрологических измерений. Полученные в результате метрологических измерений константы заносятся в программу регистрации для последующей корректировки диаграмм в процессе регистрации.
 

Если ребуемые метрологические измерения проведены не были, то полученные в результате измерений кривые градиентов потенциала ΔU1, ΔU2, ΔU3, ΔU4 в программе предварительной обработки «сажаются» против мощных глин или песчаников на ноль так, как показано на рис. 3.  

Рис. 3. Пример предварительной обработки кривых, записанных АБГК – ПС,
в скважине одного из месторождений ООО «ЛУКОЙЛ – Западная Сибирь».
 

Чтобы правильно представлять себе, как выглядят измеренные кривые потенциала ПС и градиента потенциала ПС в разрезе скважины на компьютере по программе расчета показаний аппаратуры биградиентного каротажа ПС в скважине, пересекающей пачку электрически-неоднородных пластов с различными радиусами зон проникновения, можно построить синтетические кривые потенциала ПС и градиента потенциала ПС. На рисунке 4 представлены синтетические кривые потенциала ПС и градиента потенциала ПС для участка разреза, приведенного на рис. 3 (красным цветом изображена кривая потенциала ПС, черным – градиента потенциала ПС).
 

Для расчета синтетических кривых по результатам программы автоматизированной интерпретации электрометодов ЭКАР были получены электрические и геометрические параметры пластов – коллекторов, представленных на рис.3. Данные интерпретации приведены в таблице.

Рис 4. Синтетические кривые потенциала ПС и градиента потенциала ПС для участка разреза,
приведенного на рис. 3 ( кривые приведены к «линии глин», т.е. посажены на ноль). Красным
цветом изображена кривая потенциала ПС, черным – градиента потенциала ПС.

На рисунке 5 приведены синтетические кривые потенциала ПС и градиента потенциала ПС построенные для тонкослоистой пачки пластов со следующими параметрами пластов: 1) h = 1 м, EПС = 100 (мВ), ρЗП = 15 (Ом.м), ρП= 7 (Ом.м), DЗП / dC = 5;
2) h = 0.8 м, EПС = 100 (мВ), ρЗП = 21 (Ом.м), ρП = 14 (Ом.м), DЗП / dC = 5;
3) h = 0.4 м, EПС = 100 (мВ), ρЗП = 21 (Ом.м), ρП = 14 (Ом.м), DЗП / dC = 5;
УЭС глин равно 5 (Ом.м).  

Рис. 5. Синтетические кривые потенциала ПС и разности (градиента) потенциалов ПС в тонкослоистой
пачке пластов ( кривые приведены к «линии глин», т.е. посажены на ноль ):

4) h = 1 м, EПС = 100 (мВ), ρЗП = 15 (Ом.м), ρП = 7 (Ом.м), DЗП / dC = 5;
5) h = 0.8 м, EПС = 100 (мВ), ρЗП = 21 (Ом.м), ρП = 14 (Ом.м), DЗП / dC = 5;
6) h = 0.4 м, EПС = 100 (мВ), ρЗП = 21 (Ом.м), ρП = 14 (Ом.м), DЗП / dC = 5.  

Красным цветом изображена кривая потенциала ПС, черным – градиента потенциала ПС.
 

При необходимости из двух кривых градиентов потенциала ПС может быть получена кривая второй производной потенциала ПС, по которой может осуществляться контроль за литологическим расчленением исследуемого разреза.

Таким образом, с помощью программы LitLog по кривым градиентов потенциала ПС и кривой второй производной потенциала ПС производится литологическое расчленение исследуемого разреза (рис. 6), причем только по кривым градиента потенциала ПС расчленение разреза может быть проведено оперативно на скважине.  

Рис. 6. Пример расчленения разреза программой LitLog по показаниям аппаратуры биградиентного каротажа ПС.

В конечном счете обработанные кривые биградиентного каротажа ПС поступают на вход интерпретационной программы ABGK-PS и используются для оценки геометрических (h, DЗП / dC) и электрических параметров пластов – коллекторов (статического потенциала EПС и двойного разностного параметра α ПС).

Мнемоника каротажных кривых на рисунках

PS – кривая потенциала ПС (стандартный комплекс)
GK – кривая гамма-каротажа
Ups – кривая потенциала ПС (АБГК-ПС)
U1 – кривая градиента потенциала ПС, расстояние между электродами 0,4 м (АБГК-ПС)
U2 – кривая градиента потенциала ПС, расстояние между электродами 0,4 м (АБГК-ПС)
U3 – кривая градиента потенциала ПС, расстояние между электродами 0,8 м (АБГК-ПС)
U4 – кривая градиента потенциала ПС, расстояние между электродами 1,6 м (АБГК-ПС)
grad2 – кривая второй производной потенциала ПС (АБГК-ПС)
PZ – кривая потенциал - зонда
BK3 – кривая трехэлектродного бокового каротажа
DS - каверномер
GZ1 – кривая градиент-зонда (0,45 м)
GZ2 - кривая градиент-зонда (1,05 м)
GZ3 - кривая градиент-зонда (2,25 м)
GZ4 - кривая градиент-зонда (4,5 м)