Кривые сопротивления против пластов конечной мощности. Форма кривых.

Приведенные на рис. 27 кривые являются типовыми, регистрируемыми обычными зондами против однородных пластов ограниченной мощности с большим и малым сопротивлениями. Эти кривые получены на основании экспериментальных и теоретических исследований. Для сравнения кажущихся сопротивлений с истинными и иллюстрации принципа выделения пластов показаны границы пластов и пунктиром изображены значения истинного удельного сопротивления пластов ρ_п и вмещающих пород ρ_вм.

При чередовании пластов, имеющих различные сопротивления, обычное распределение плотности тока в скважине нарушается, происходит перераспределение силовых линий тока и возникают явления экранирования, которые оказывают влияние на величины кажущихся сопротивлений и должны учитываться при интерпретации кривых кажущихся сопротивлений.

На измерения градиент-зондом значительно влияет соседний пласт высокого сопротивления, расположенный со стороны удаленного электрода. Если расстояние между серединами соседних пластов больше длины зонда, регистрируются повышенные кажущиеся сопротивления ρ_к, а если меньше — пониженные по сравнению с теми, которые наблюдались бы в случае одиночного пласта (рис. 28).

Против пачки чередующихся пластов большого и малого сопротивлений форма кривой зависит от числа составляющих пачку пластов, их мощности и удельного сопротивления, а также от типа и длины зонда.

Кажущееся удельное сопротивление ρ_к различно против разных точек пласта. В качестве существенных наиболее характерных значений кажущегося сопротивления принято считать среднее ρ_{к. ср}, максимальное ρ_{к max} или минимальное ρ_{к min} и оптимальное ρ_{к. opt} (рис. 29).

ρ_{к. ср} соответствует отношению площади, ограниченной нулевой линией диаграммы и кривой КС против пласта, к мощности пласта. На практике визуально проводится линия, параллельная нулевой и отсекающая прямоугольник с основанием у нулевой линии, равным мощности пласта. Если площадь полученного прямоугольника равна искомой площади, то высота прямоугольника соответствует среднему значению КС.

Рктах отсчитывается для пластов, удельное сопротивление которых больше сопротивления вмещающих пород, ρ_{к. min} — для пластов, удельное сопротивление которых меньше сопротивления вмещающих пород. Максимальное и минимальное сопротивления имеют общее название — экстремальные сопротивления. По кривой сопротивления, полученной потенциал-зондом, ρ_{к max} и ρ_{к min} отсчитывают против средней части пласта; по кривой, полученной кровельным и подошвенным градиент-зондами, ρ_{к max} отсчитывают соответственно в кровле пласта и в его подошве; ρ_{к min} — у границы пласта, расположенной со стороны удаленного электрода.

ρ_{к. opt} наиболее близко к истинному удельному сопротивлению пласта ρ_п. Оно соответствует величине ρ_к в точке, расположенной выше середины пласта приблизительно на половину длины зонда в случае использования кровельного градиент-зонда и ниже середины пласта на половину длины зонда, если кривая получена подошвенным градиент-зондом.

Для пласта высокого сопротивления существенный интерес представляют средние ρ_{к. ср} и максимальные ρ_{к max} значения кажущегося удельного сопротивления, измеренные градиент-зондом, и ρ_{к max} — потенциал-зондом. На рис. 30 показана зависимость ρ_{к max} и ρ_{к. ср} от отношения размера зонда L (градиент- и потенциал-зонды) к мощности пласта h. Эта зависимость рассчитана теоретически для идеальных зондов без учета влияния скважины.

Градиент-зонд. Как видно из рис. 30, при небольшой длине градиент-зонда по сравнению с мощностью пласта ρ_{к max} значительно превышает величины ρ_п, а ρ_{к. ср} приближаются к ρ_п. Увеличение размеров зонда приводит к уменьшению ρ_{к. ср.} Это уменьшение становится заметным при L/h, равном 0,1—0,2, а уменьшение ρ_{к max} — при L, большем 0,5—0,8 мощности пласта. С дальнейшим увеличением зонда ρ_к резко снижается, а при L = h становится минимальным.

Когда длина зонда несколько превышает мощность пласта, ρ_{к. ср} и ρ_{к max} остаются меньше ρ_п. При дальнейшем увеличении L величины рк возрастают и асимптотически приближаются к ρ_п

Потенциал-зонд. Когда длина потенциал-зонда небольшая по сравнению с мощностью пласта, ρ_{к max} против пласта близко ρ_п. С увеличением длины потенциал-зонда ρ_{к max} уменьшается. Если L≤h, то максимум на кривой КС против пласта высокого сопротивления исчезает и пласт отмечается низкими значениями ρ_к.

Фактические кривые сопротивления. Кривые сопротивления, записанные в скважине, имеют значительно более сложную форму, чем расчетные или полученные на моделях. Сложность формы фактической кривой сопротивления обусловлена неоднородностью пласта и вмещающих пород, изменением диаметра скважины и зоны проникновения фильтрата ПЖ в пласт, характером насыщения пласта, углом пересечения скважины с плоскостями напластования (рис. 31).

На форму кривой сопротивления существенное влияние оказывает скважина. Это влияние тем больше, чем меньше удельное сопротивление промывочной жидкости ρ_с по сравнению с удельным сопротивлением пласта ρ_п и чем меньше L/d_c.

При вскрытии пород высокого сопротивления (гипсы, ангидриты, каменная соль, известняки, доломиты) ток течет по стволу скважины в смежные пласты малого сопротивления. В этом случае значения рк против пластов высокого сопротивления отражают в основном изменения плотности тока по стволу скважины и зависят в первую очередь от соотношения ρ_п/ρ_с, L/d_c, а также от взаимного расположения в скважине электродов.

Существенное влияние на форму кривой и величину кажущегося сопротивления оказывает неперпендикулярность оси скважины к плоскостям напластования. Когда угол встречи скважины с пластом менее 60° (видимый угол падения пласта α>30°), наблюдается сглаживание максимумов кривой сопротивления. Методы выделения границ пластов, разработанные для вертикальных скважин, секущих горизонтально лежащие слои, здесь не могут быть применены.