Методы кажущегося сопротивления. Связь между кажущимся и истинным сопротивлением среды (по Дахнову)

Методы  кажущегося  сопротивления

 В  группу  методов  кажущегося  сопротивления (КС)  входят: метод обычных  зондов(КС), боковое электрическое зондирование(БКЗ),методы специальных зондов  КС, микрозондирование(МКЗ)  и резивистиметрия(Р).

        Физические  основы  методов  КС.

    Методы   КС   основаны    на   изучении    параметров        искусственного cтационарного    электрического    поля    в     горных      породах,   вскрытых  скважиной.      Обычно  кажущееся    УС    определяется   по    наблюденным  значениям  потенциала  U, разности  потенциалов     электрического поля, созданного    источником  тока  J.       Cвязь  между  УЭС  изотропной  среды, плотностью тока  и  потенциалом  поля       U      выражается  соотношением:

(по аналогии с законом  Ома)

J =     ;                                     J =   -  (*) 

(r – расстояние между источником тока  и  точкой определения потенциала, в случае однородной среды истинное УЭС, а в неоднородной  среде  --  -  кажущееся  УЭС).

Изучение  разрезов  скважин  по  величине  УЭС  основано на его изменении в широких пределах  -  от  долей  Омм  до  сотен тысяч Омм.     По значениям УЭС  устанавливают литологию разреза, фильтрационно-емкостные свойства (ФЕС)  пород коллекторов, характер  насыщения коллектора (нефть,газ,вода).

Электрическое поле  в  породах, вскрытых скважиной, создается  с  помощью питающих  электродов  А и В.  Электрический ток на питающие  заземления  подается  от  генератора тока  в  составе  каротажной  станции.    Потенциал, разность потенциалов  измеряются  посредством  измерительных  электродов M  и  N. Cочетания  электродов   А,В,М и N, расположенных  в  скважине на разных  расстояниях  друг   от   друга,  образуют  зоны  КС.              Скв.зонд

подсоединяется  к кабелю  с  токопроводящими  и  измерительными  жилами. Обычно при  измерении  КС три  электрода -  А,M и N  или  А,B и М помеща-ют в скважине, а четвертый  -  В или N  находится  на  поверхности (рис.     ).

Чтобы   установить         связь      УЭС     изучаемой   среды   с      измеряемой характеристикой электрического поля(U, ),cилой тока и геометрическими

размерами  зонда, необходимо определить значение  потенциала  в  однородной  изотропной  среде, где расположен точечный источник тока.

    Электрическое поле  в  однородной  изотропной  среде.

                                                    Пусть в однородной среде с удельным 

                                                     сопротивлением   находится точечный      

                                                     источник тока  А силой  I. Необходимо опре-

                                     М            делить  потенциал   электрического поля   на

                                     О             сфере  радиуса   r  . Так  как  среда однородна,

                                                     ток  равномерно распределен по поверхности

                                                     сферы  S  и его плотность    j=I/S=I/4     (1)

Известно   соотношение                                   Е(напряженность)=(2)

Подставив  (1)   в   (2)  получим          или    dU =

Интегрированием    (     )            вычисляем  потенциал

U=.    Если  потенциалы  определяются  в  точках  M и  N

на  расстояниях  r₁=AM  и   r₂=AN  от  электрода  А, то

              =;                =

Разность  потенциалов  между  точками  M  и  N определяется  выражением

                    .

Формулы              и               .

позволяют    по      результатам     измерения      потенциала   U    и  разности потенциалов           при     постоянном     значении  питающего  тока    I  и заданных  расстояниях     АМ, AN    между    электродами  зонда  определить удельное  сопротивление  однородной  среды:

;   ,  где                 

  -   коэффициенты  потенциал-  и  градиент-зондов.

Размерности       ,    ,   ,    

Удельное  электрическое  сопротивление   в  однородной  среде  является  истинным, в неоднородной  -  кажущимся         ()

Кажущееся  УЭС  можно  рассматривать  как истинное  УЭС  ф и к т и в н о й   однородной  среды, в которой при одинаковых   К  и   I  создается  одна  и та же   разность  потенциалов  .

Поскольку  регистрируемая  величина     пропорциональна  ,кривая, записанная  при   постоянной  силе  тока, представляет  собою  кривую  кажущегося  сопротивления  в  масштабе   К/I, поэтому  диаграмма  КС  -  это кривая  изменения  кажущихся  сопротивлений  пород  по  разрезу скважины.

Принцип  взаимности

                          состоит  в  том, что при  сохранениии  расстояния между                                 

      М(А)           электродами  зонда  и  взаимной  замене  их  назначения

                          (т.е.  пропускать  ток  через  электроды  М  и  N, а разность

                          потенциалов   измерять    между     электродами    А   и    В)         

                          величина   кажущегося  УЭС  не изменится.