Мікробоковий каротаж

Метод мікрозондів бокового каротажу (МБК) – це мікрокаротаж з фокусуванням струму. Він вперше був запропонований В.М. Дахновим для детального дослідження тонкошаруватих розрізів і неоднорідних продуктивних пластів. У МБК із фокусуванням струму використовуються замкнуті електроди кільцевої або прямокутної форми, які змонтовані на ізоляційному башмаку, що притискається до стінки свердловини. Фокусуючий метод МБК має декілька модифікацій, які відрізняються кількістю електродів, яких може бути двох, трьох або чотириелектродний.

Двохелектродний мікрозонд БК – це гумовий прямокутний башмак розміром 200х120 мм, на зовнішній стороні якого розміщені – центральний електрод А ₀ і екрануючий електрод А _е (Рис. 2.14).

1 – башмак мікрозонда; 2 – середовище, яке вивчається

Рисунок 2.14 – Характер розподілу струменевих ліній у середовищі, що вивчається, при використанні звичайного мікрозонда (а) і двохелектродного зонда мікробокового каротажу (б)

Центральний електрод виготовлений у вигляді прямокутника та ізольований від екрануючого непровідним шаром шириною 5 мм. Через електроди А ₀ і А _е пропускається струм І ₀ і І _е однакової полярності. Умовою фокусування струму І ₀ є рівність потенціалів електродів А ₀ і А _е, що досягається або регулюванням сили струму І _е, або з’єднанням електродів через малий опір R ₀, R ₀=0.01 Ом. Рівність потенціалів електродів забезпечує розповсюдження струму з центрального електрода в межах пучка, який перпендикулярний до осі свердловини. Вимірюючи напругу між електродом А ₀ і віддаленим електродом N, а також силу струму І ₀ на приладі, що реєструє, розраховується величина ефективного опору, яка пропорційна відношенню напруги до І ₀. Струменевим електродом В служить металічний корпус зонда. Глибина дослідження двохелектродного мікрозонда БК більша ніж у чотирьохелектродного, але менша ніж у трьохелектродного, при умові однакових розмірів башмака.

Апаратура мікробокового каротажу (КМБК-3)

Дана апаратура призначена для одночасного вимірювання з будь-яким кабелем в нафтових і газових свердловинах ефективного питомого електричного опору і товщини глинистої кірки мікрокаверноміром. У ній використовується двохелектродний мікрозонд БК. Електроди зонда змонтовані на гумовому башмаку з робочою кривизною поверхні 200 мм, електрод А ₀ має розміри 208х102 мм.

Стабільність струму живлення І ₀ частотою 500 Гц забезпечується стабілізованим генератором Г1 (Рис. 2.15), а рівність потенціалів А ₀ і А _е – автокомпенсаційним підсилювачем АК.

Екранований електрод живиться також струмом з частотою 500 Гц від АК. Сила даного струму підтримується такою, що різниця потенціалів на електродах А ₀ і А _е, яка є вхідною напругою компенсатора, завжди залишалась близькою до нуля. Напруга, яка вимірюється між А _е та віддаленим електродом N пропорційна ефективному опору підсилювачем П і подається на центральну жилу кабелю та його обмотку або дві жили трьохжильного кабелю. Діаметр свердловини вимірюється за допомогою реостата R _к, який механічно зв’язаний з башмаком пристрою, що притискає електроди до стінки свердловини, тросом. Омічний датчик мікрокаверноміра живиться від окремого генератора Г2 струмом з частотою 10 кГц. Напруга, що знімається з R _к пропорційна діаметру свердловини та одночасно з сигналом ефективного опору подається по кабелю на поверхню. Дані сигнали потім за допомогою фільтрів розділяються за частотою та розподіляються у відповідні канали Р1 і Р2, де вони підсилюються та подаються на прилади реєстрації РП1 і РП2. Свердловинний прилад живиться постійним струмом від стабілізованого випрямляча ВС. Коефіцієнт зонда визначають експериментально в баці з розчином електроліту відомого питомого опору. Номінальне значення двохелектродного мікрозонда – 0.015 м.

Рисунок 2.15 – Блок-схема апаратури КМБК-3

Масштаб запису кривої ефективного опору при мінералізованій промивній рідині вибирають рівним 0.5 Ом·м/см, а при прісній 1.2 Ом·м/см. Швидкість реєстрації діаграми ефективного опору визначається геологічною будовою розрізу свердловини і складає 700-1000 м/год.

На покази зондів методу МБК у значно меншій мірі впливає високомінералізована промивна рідина та глиниста кірка, ніж на покази звичайних мікрозондів. У зв’язку з цим метод МБК знайшов широке застосування при дослідженні свердловин з високомінералізованими промивними рідинами.

Криві ефективного опору МБК використовуються для точного визначення границь і потужності пластів, виділення прошарків, визначення літології розрізу та виділення колекторів. Результати МБК в комплексі з іншими геофізичними методами дають можливість оцінити пористість, глинистість і нафтогазонасиченість колекторів, отримати відомості про нафтовіддачу пластів за замірами параметрів промивної зони.

З метою визначення електричного опору промивних рідин, які заповнюють свердловину, в промисловій геофізиці, в основному, використовується метод резистивіметрії. Відомості про питомий електричний опір промивних рідин необхідні для інтерпретації даних бокового каротажного зондування, мікрокаротажу, бокового каротажу, бокового мікрокаротажу, індукційного каротажу та каротажу самочинної поляризації.

Резистивіметрія