Способ определения сопротивления прискваженной зоны проницаемых пластов

 

Изобретение относится к области геофизических исследований скважин, в частности к электрическому микрокаротажу с фокусировкой тока, Пель .изобретения - повьшение точности определения сопротивления присквахинной 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 сквахинного прибора. Измеряют значения кажущихся сопротивлений при всех фокусировках , определяют относительные величины какух щхся сопротивлений с максималг 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

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (gg) 4 G О1 V 3/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬС ВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3925221/24-25 (22) 04.07.85 (46) 23 ° 12,86. Бюл. ¹ 47 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт геофизических методов разведки (72) Г. М. Шарыгин (53) 550.873(088.8) (S6) Dresser Atlas. Services Catalog.

Dresser Industies 9 ис, 1984.

Патент США № 4015197, кл. 324-10, 1977, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРИСКВАЖИННОЙ ЗОНЫ ПРОНИЦАЕМЫХ

Ш1АСТОВ (57) Изобретение относится к области геофизических исследований скважин, в частности к электрическому микрокаротажу с фокусировкой тока. Цель ,изобретения — повышение точности определения сопротивления прискважинной зоны проницаемых пластов при наличии на стенке скважины глинистой корки с широким диапазоном изменения сопротивления p,„ è толщины h, . Юля выполнения поставленной цели коэффициент фокусировки устанавливают положением измерительных элек тродов на установке, дополнительно

„„SU„„1278757 А 1 определяют сопротивление Р и толеп щину h„ 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 скважине создают область отрицательного потенциала, используя в качестве обратного электрода металлический корпус скважинного прибора. Измеряют значения кажущихся сопротивлений при всех фокусировках, определяют относительные величины кажущихся сопротивлений с максимальным р /p, средним 1 / p мин о

К х и минимальным („ /p коэффициента- д ми фокусировки и кажущегося сопротивления с нулевым коэффициентом.

IIo зарайее построенным на моделях (, .зависимостям p, / Р и Р,," " /p," от

/P, и h, ойределяют р и принимая в первом приближении

p„> p, а по заранее определенным на моделях зависимостям Р /Р„ 3ш

К от y„ /У, и h.. определяют сопротив- Я ление Я„ прискважинной зоны пластов. щ )

Все измерения проводят за один про- рр ход зондовой установки по интервалу исследований. 8 ил. л

1278757

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

Цель изобретения — повышение точности определения сопротивления р

tt ° 3, прискважинной зоны проницаемых пластов при наличии на стенке скважины слоя с широким диапазоном изменения сопротивления p,„ и толщиной hc, 10

На фиг. 1 показана четырехэлектродная зондовая установка (башмак); на фиг. 2 — схема максимальной фокусировки; на фиг, 3 — - схемы средней 15 и минимальной фокусировки; на фиг. 4схема нулевой фокусировки; на фиг. 5— зависимости P / Я,„от h,„при P„ /„=

=100, (шифр кривых — номер установки с различным коэффициентом фокусиров- 20 ки: 7 - с максимальным, 8 — со средним, 9 — с минимальным, 10 — нуле-. вым); на Аиг. 6 вЂ, то же, для p„ /p»=

=0,1; на Аиг. 7 — зависимости р,/p,„ зависимости 11 " / p от /Я,„, и

11 ал ° пласт — промежуточный слой — скважина, .Башмак 1 прижимается к стенке скважины с сопротивлением Р„ пласта в прискважинной зоне. Между поверхностью башмака 1 и стенкой скважины имеется слой с сопротивлением p,„ è толщиной h,„ (Аиг. 2). Через центральный электрод 2 пропускают измерительный ток Х, который создает разность потенциалов между электродами зондовой установки. Через экран55 ный электрод 5 пропускают фокусирующий TGK Х, величина KGTopo1 o выбирается из условия aU=O от воздейстПример. Измерения проводят с помощью четырехэлектродной зондовой 30, установки, смонтированной на изоляционном башмаке l с общим размером

120 240 мм (фиг. 1). Центральный электрод 2 размером 38 е 11? мм охватывается двумя измерительными электродами 3 и 4, шириной по 6 мм и экранным электродом 5. Между электродами имеются изоляционные промежутки также по 6 мм, Конфигурацию и размеры электродов определяют путем электролити,ческого моделирования с целью максимального исключения влияния контактных сопротивлений электродов и получения наиболее благоприятных характеристик микроустановок в моделях вия обоих токов на одних и тех же электродах (условие фокусировки), В зависимости от расположения электродов на установке, между которыми осуществляется условие Аокусировки Ы=О, меняется конфигурация пучка измерительного тока, характеризуемая коэАфициентом фокусировки, По аналогии с многоэлектродными боковыми зондами коэААициент фокусировки, равный единице, присущ зондовой установке, обеспечивающей боковой, перпендикулярны.N к стенке скважины пучок измерительного тока. Такая фокусировка осуществляется,при выполнении условия и П=О между измерительными электродами 3 и 4, которые симметрично расположены между центральным и экранным электродами (Ю =О на фиг. 3 и плошные токовые

ЛИНИИ I Х 5) °

Определив в однородной среде отношение I /Х,, 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 коэфАициент Аокусировки, равный 4,5 (фиг. 2), ток Х сжимаю 2 щимся пучком направляется в стенку скважины. При фокусировке между электродами 4 и 5 реализуется минимальный . коэффициент фокусировки, равный 0,14, при этом ток Х направляется в стенХ ку скважины сильно расходящимся пучком (пунктирные ливии на фиr. 3).

Четвертый коэффициент фокусировки— нулевой, т.е. Аокусирующий ток I равен нулю.

Чтобы наиболее эффективно реализовать измерения комплексом микроустановок с различным коэффициентом фокусировки путем получения более контрастных радиальных характеристик этих установок в скважине, 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"

1278/57

1.0 электродом, потенциал которого принимается равным нулю.

На фиг. 5,и 6 показаны примеры зависимостей p /p микроустянонок с к сл различным коэффициентом фокусировки 3 от h,h для двух случаев Р„ /Р„, равных 100 и 0,1 соответстненйо, полученные на электролитических моделяМ.

Из них видно, что характеристики установок существенно различны при обоих соотношениях Я / @, при этом увеличение коэффициента фокусировки в значительной мере способствует уменьшению влияния промежуточного слоя при оценке Р„ . Но одновременно с увеличением коэффициента фокусировки неско IbKo нарушается пропорциональность между Р и Р из-за пре-. у, пy. ломления токовых линий на границе пласт — скважина. Такое нарушение 20 при переходе от однородной среды к двухслойной дпя коэффициента Аокусировки 4,5 не превышает 20Х, которое хотя и можно учесть палеточными зависимостями, тем не менее использовать большие коэфАициенты нецелесообразно, максимальный коэффициент следует выбирать в пределах 3-4,5..

Для боковой (с коэффициентом 1) фокусировки преломления тока I-д нет, 30 поскольку он перпендикулярен к стенке, нет и нарушения пропорциональ— ности между / и „ при переходе от однородной среды к двухслойной. Поэтому средняя фокусировка всегда долж- 35 на иметь коэффициент, равный единице.

Установка с минимальной фокусировкой предназначается для выявления и оценки толщины промежуточного слоя 40 (глинистой корки) в комплексе с другими установками, ее кажущееся сопротивление должно хорошо коррелироваться с h;g . Этому требованию отвечает установка с коэАфициентом фоку- 4 сировки в пределах 0,12 — 0,3. Слабая

Аокусировка и поэтому увеличенное воздействие обратного токового электрода создают благоприятные характеристики для указанной цели при обоих соотношениях р /У„ (фиг. 5 и 6).

При меньших 0,11 коэффициентах возникает также няр шение пропорциональности между 1". и j, превышающее

20K., а при коэААициенте, большем 0,3

55 возникает зона нечувствительности к слов в пределах 0-5 мм.

Известнс, что скважина и заполняющая ее промывочная жидкость оказыняют незначительное влияние ня показания фокусировянного микрозонда, существенным фактором при этом оказывается сопротивление и толщина промежуточного слоя. Во Всрх пялетках для HHTPpitpeTBI(HH данных бокового микрокаротажа используются относительные величины g / p u g /p в

ПЗ Еп К СЛ которых g определяется по пялеткам из сопротивления промывочных жидкостей и которые составлены для чистых глинистых растворов. По этим палеткам Jrn может изменяться в пределах (0,7-3,5) Р н зависимости от минерализяции и температуры, Однако и практике бурения в промывочную жидкость добавляют повсеместно химические реагенты и нефтепродукты, которые сильно изменяют сопротивление слоев и условия их образования. НеАтепродукты в растворе в виде эмульсии не оказывают существенного влияния на сопротивление жидкости, а на стенке скважины они осаждаются и, вследствие гидрофобности, не про глубоко, образуют слой с повышенным сопротивлением, особенно проявляющимся н слабоминерялизованных растворах. Поэтому целесообразно вместо р использовать установки с нулевой Аокусировкой, т.е., когда фокусирующего тока нет, измеряется потенциал электрода 3 от центрального тока I либо разность

9 потенциалов между электродами 3 и ч (aIJ„=K.g на фиг. 4), что предпочтительней.

Как следует из примеров на Аиг. 5 и 6 показания этой установки целиком определяются слоем h =0-20 мм при сл

Р /P >1 H h =0-30 при р /P

В этих же пределах наблюдается почти полное исключение влияния слоя ня установку с максимальным коэфАициентом Аокусировки.

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

5 1278

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

Согласно палетки на фиг. 7 по относительным величинам p / и

МИН л к к

/, /p определяем h,„ и отношение

/р „ . Полагая в первом приближении р а g„" поскольку f „" "в меньшей степени связано с P,„ и h,„, чем все другие установки, оценивается величина P,„ . Затем по найденному значению Ь „ и „" " /Р„, согласно палетки на фиг ° 8, оценивается p,ið, 5 сл откуда по известному значению Р определяется Р„. . Все зависимости межу Р,"""/Р,, Р" /Р, у """ /.Р, Р„з, /,„, h,„некоторые примеры которых были показаны на фиг ° 5-8, могут быть 20 представлены в 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 повышении геологической эффективности в вы-ЗО делении и исследовании проницаемых зон в разрезах скважин, определении характера насыщения коллекторов, в повышении точности определения коэффициентов подвижной нефтегазонасыщенности в сложных условиях измерений за счет большей точности определения сопротивления прискважинной зоны. Кроме того, выявление и оценка величины сопротивления, толщины вы- 4О

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

Ф О р м у л а и з о б р е т е н и я

Способ определения сопротивления прискважинной зоны проницаемых пластов, включающий фокусировку измерительного тока центрального электрода прижимаемой к стенке скважины многоэлектродной зондовой установки фокусирующим током экранного электрода, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения сопротивления прискважинной эоны проницаемых пластов при наличии на стенке скважины глинистой корки с широким диапазоном изменения сопротивления и толщины, дополнительно определяют сопротивление и толщину указанного слоя, для чего последовательно в режиме разделения времени устанавливают четыре значения коэффициентов фокусировки измерительного тока — максимальное 4,S-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 кажуппхся 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.

50! 278?57

1278757

Фиг. 7 сл,рм а1 а1

Фиг. д

Корректор С. Шекмар

Подписное

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

Составитель E. Поляков

Редактор И. Горная Техред Б.Кадар

Заказ 6831/43 Тираж 728

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

AN