Метод потенциалов собственной поляризации (или собственных потенциалов) – СП
Метод СП заключается в изучении собственных электрических полей в скважине. Естественные электрические поля в скважине возникают вследствие электро-химических процессов на границах между пластами и между породой и буровым раствором.
Диффузионно – адсорбционные потенциалы. В породах при наличиискважины
образуются контакты растворов. При этом возникает диффузионная ЭДС. При
диффузии ионов из раствора с большей (- пластовая вода) в раствор меньшей (
- фильтрат
бурового раствора) концентрации более подвижные ионы опережают менее
подвижные. В результате на границе растворов образуется двойной электрический
слой, обкладка которого ,расположенная в менее концентрированном растворе,
чаще в буровом растворе, имеет знак более подвижного иона ( - в б.р., + в
песчанике) .На границе пес. со скв.
Диффузионная ЭДС определяется формулой Н е р н с т а:
, где
при t = 18 C, подвижностях ионов
и
и
Если
радиус порового канала близок к толщине двойного слоя (рис. , в глине r<
10-1мк), анионы, , скрепленные с твердой фазой, обладают нулевой подвижностью(V=0).Перемещаться способны только катионы
внешней
обкладки двойного слоя .На границе глины со скважиной образуется скачок
потенциала, называемый диффузионно – адсорбционным:
При этом менее концентрированный раствор заряжается положительным знаком (рис. минус - в буровом растворе).
Коэффициент
диффузионно – адсорбционной ЭДС от песков до глин изменяется в диапазоне .
определяется адсорбционной способностью пород. Характеристикой адсорбционной
способности породы является приведенная емкость обмена
:
, где
- плотность скелета, Q – количество
мг-экв. катионов, поглощенных 1г вещества,
- коэффициент пор. Cледовательно,
характеризует
концентрацию катионов двойного слоя в объеме пор.
На
рис. показаны экспериментальные зависимости от
для
песчано-глинистых пород при изменении
от 0 до 2.
Адсорбционная способность пород возрастает с уменьшением величины зерен и пор (с увеличением удельной поверхности), а также обратно пропорциональна влажности пород.
В
качестве меры диффузионно – адсорбционной активности пород берется величина:
и
Для
большинства осадочных пород ,
соответствует
чистым пескам,
-
высокодисперсной глине. Наиболее тесно величина
связана с параметром
(рис.
).
Коэффициенты
,
определяются на лабораторных установках и по данным
электрических методов исследования скважин.
Для
практики важно, что ,
связаны с относительной глинистостью породы –
коллектора
,
характеризующей степень заполнения глинистым материалом порового пространства
.
Связь
с
и
показана
на рис.
Статическая и наблюденная амплитуда СП.
За счет диффузионно – адсорбционных процессов на границах скважина –
пласт и между пластами возникают скачки потенциалов, образующие с т а
т и ч е с к у ю амплитуду СП. Для границы чистых глин и песчаника, когда
диффузия идет из пластов в скважину ( рис. ) статическая амплитуда
сложится из 2-х скачков потенциалов и
. В качестве условной нулевой линии используется линия глин О’О’.
Тогда статическая амплитуда СП представляет собой разность скачков
потенциалов
и
- коэффициент аномалии СП.
В частном случае контакта чистых песчаника и глины будет наблюдаться максимальная статическая амплитуда СП:
В
общем случае для “нечистых” песчаника(1) и глины(2 )с и
:
при этом
В качестве условной нулевой линии используется для отсчета амплитуд СП линия чистых песчаников с нулевой адсорбционной способностью. В этом случае статическая амплитуда СП выражается равенством:
, где
-
диффузионно – адсорбционная активность пород
Статическая амплитуда СП убывает по абсолютной величине:
а) при большой глинистости коллектора, контактирующего с глиной,
б) при малой адсорбционной способности глин, по которым проводится нулевая линия,
в)
при малом различии в концентрации солей в фильтрате бурового раствора и
пластовой воде. зависит также от температуры. При температуре пласта t,
отличающейся от 18 С, статическая амплитуда СП вычисляется по формуле
При переменной минерализации пластовых вод и бурового раствора:
при
при
при
.
При
наблюдениях в скважине поля потенциалов собственной поляризации регистрируют не
статическую, а н а б л ю д е н н у ю амплитуду - .
Эта
амплитуда представляет собой падение потенциала на оси скважины, создаваемое
током ,текущим
в проводящей среде от ЭДС, которые возникают на границах скважина –
пласт и между пластами(
и др.)
Если
статическая амплитуда в пласте образована скачками потенциалов и
(глина и
песчаник), вблизи концов этих слоев в скважине и пластах потечет ток
(рис.
). Для лучшего физического понимания получаемой картины границу пласта можно изобразить
эквивалентной электротехнической схемой. Полная ЭДС в цепи:
.
Наблюденная амплитуда СП составляет часть статической и равна падению напряжения на участке цепи, образованном скважиной:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.