Диаграммы высокочастотных электромагнитных каротажных зондирований и способы их интерпретации при сильном контрасте электрических сопротивлений в среде

• Автор: Игнатов, Владимир Сергеевич
• Шифр специальности: 25.00.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 85 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. СИГНАЛЫ ВИКИЗ ПРИ СИЛЬНОМ КОНТРАСТЕ
УЭС В СРЕДЕ
1.1. Сигналы ВИКИЗ в однородных и неоднородных контрастных средах
1.2. Неоднозначность определения значений сигналов
при измерениях и расчетах
Глава 2. ДИАГРАММЫ ВИКИЗ ПРИ СИЛЬНОМ КОНТРАСТЕ
УЭС БУРОВОГО РАСТВОРА И ГОРНЫХ ПОРОД
2.1. Влияние бурового раствора и эксцентриситета зонда
на сигналы ВИКИЗ
2.2. Определение кажущегося УЭС с учетом влияния
бурового раствора и эксцентриситета зонда
2.3. Подавление влияния эксцентриситета зонда на сигналы
Глава 3. ДИАГРАММЫ ВИКИЗ ПРИ СИЛЬНОМ КОНТРАСТЕ
УЭС МЕЖДУ ПЛАСТАМИ ГОРНЫХ ПОРОД
3.1. Диаграммы в контрастных пластах
при перпендикулярном пересечении их скважиной
3.2. Диаграммы в контрастных пластах
при наклонном пересечении их скважиной
3.3. Диаграммы в тонкослоистых и макроанизотропных пластах
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Объектом исследования работы являются диаграммы высокочастотных индукционных каротажных изопараметрических зондирований (ВИКИЗ) и способы их интерпретации при сильном контрасте удельных электрических сопротивлений (УЭС) в среде.
Актуальность. В настоящее время метод ВИКИЗ все больше применяется для исследований в контрастных средах (в скважинах, заполненных буровыми растворами с высокой электропроводностью, и в разрезах с контрастными по УЭС горными породами). Использование традиционных методик качественной и количественной интерпретации в этих случаях может приводить к недостоверным результатам. Сравнительно небольшие объекты (скважина или пласт малой мощности), контрастные по УЭС с вмещающей средой, оказывают существенное влияние на измеряемые сигналы. Кроме того, значительное влияние на диаграммы в контрастных средах оказывают поверхностные заряды на геоэлектрических границах и взаимодействие индуцированных вихревых токов. В частности, эти факторы приводят к тому, что кажущиеся УЭС, определенные по модели однородной среды, могут выходить за диапазон истинных УЭС в среде, а измеренные сигналы (разности фаз) могут принимать отрицательные значения, для которых не существует трансформации в кажущиеся УЭС по однородной среде. Влияние поверхностных зарядов, возникающих на стенке скважины при смещении зонда с её оси и на границах пластов при наклонном пересечении их скважиной, не учитывается при интерпретации данных в рамках моделей с зондом на оси скважины и со скважиной перпендикулярной к плоскости напластования. В связи с этим, актуальным является выявление особенностей диаграмм ВИКИЗ (форма кривых зондирования и кривых

профилирования, уровень сигналов) и разработка новых способов их достоверной интерпретации при сильных контрастах УЭС в среде.
Цель исследований - повышение достоверности и информативности интерпретации данных ВИКИЗ, полученных при сильных контрастах УЭС в среде, путем выявления особенностей диаграмм на основе анализа результатов трёхмерного численного моделирования и разработки новых способов интерпретации, учитывающих влияние бурового раствора и смещение зонда с оси скважины.
Научные задачи исследования
1. На основе анализа результатов трехмерного численного
моделирования выявить особенности диаграмм ВИКИЗ при сильном контрасте УЭС бурового раствора и горных пород. Разработать способы качественной и количественной интерпретации, учитывающие влияние бурового раствора и смещения зонда с оси скважины.
2. На основе анализа результатов трехмерного численного
моделирования выявить особенности диаграмм ВИКИЗ при сильном контрасте УЭС между пластами и при различных углах встречи скважины с плоскостью напластования.
Фактический материал и методы исследования. Теоретической основой решения поставленных задач является теория метода
высокочастотного индукционного каротажного изопараметрического зондирования (ВИКИЗ). При проведении численного моделирования сигналов ВИКИЗ использовались: программа для расчета в трехмерных моделях с учетом корпуса прибора и программа для расчета в
горизонтально-слоистых моделях при различных углах встречи скважины с плоскостью напластования. Для инверсии кривых зондирования ВИКИЗ в рамках цилиндрически-слоистых осесимметричных моделей использовались системы интерпретации МФС ВИКИЗ и EMF Pro.

В 2008 г. в ИНГГ СО РАН разработана программа численного моделирования сигналов ВИКИЗ с учетом корпуса прибора в трёхмерных моделях при сильных контрастах УЭС (М.И. Эпов, Э.П. Шурина, О.В. Нечаев) [56]. Расчеты по этой программе, позволили провести более подробный анализ влияния скважины и смещения зонда с её оси на сигналы ВИКИЗ и дополнить имеющиеся выводы о влиянии скважины и смещения зонда. Были вычислены сигналы в модели «скважина-пласт» (рп = 1т 2000 Ом-м, рс = 0.01 ч- 1000 Ом-м, гс = 0.108 м) для зонда на оси и на стенке скважины [26, 27, 30].
На рис 2.6 приведены зависимости сигналов от значения рс при р„ = 10 и 100 Ом-м. Из диаграмм видно, что при рс < р„ сигналы существенно (до 6° для короткого зонда) отличаются от сигналов в однородной среде с УЭС рп. Причем это различие может быть как в большую, так и в меньшую сторону в зависимости от рс и положения прибора относительно оси скважины.
Сигналы, измеренные на оси скважины, для всех зондов, кроме короткого, при уменьшении рс снижаются, пока не достигают минимальных значений, и затем начинают возрастать. Минимальные значения достигаются при рс = 0.1 - 0.01 Ом-м (в зависимости от длины зонда и р„). Сигнал короткого зонда при уменьшении рс до 0.5 Ом-м возрастает, затем уменьшается и становится ниже сигнала, соответствующего однородной среде. При высоких рп разность фаз по короткому зонду может быть отрицательной. Сигнал достигает минимума при рс = 0.1 Ом-м и затем опять возрастает.
Сигналы зондов, расположенных на стенке скважины, по мере уменьшения рс возрастают. На коротком зонде они достигают максимальных значений при рс да 0.3 Ом-м, а для остальных зондов