Определение удельного сопротивления и минерализации пластовых вод по кривой пс
При определении удельного сопротивления пластовых вод по кривой ПС допускают, что разрез представлен чистыми неглинистыми породами, потенциалы фильтрации малы и ими можно пренебречь. При этом рассматривают два основных случая: 1) пластовая вода и фильтрат промывочной жидкости содержат только соли NaCI; 2) в растворе содержатся NaCI и другие соли.
В наиболее простом первом случае удельное сопротивление пластовой воды ρв определяют по следующей схеме. По фактической диаграмме получают значение ΔUПС и по палетке (см. рис. 11) рассчитывают значение диффузионно-адсорбционного потенциала ЕПС против чистого неглинистого песчаника, реже известняка. Величина ЕПС связана с химической активностью ав и аф пластовой воды и фильтрата ПЖ [см. формулы (1.10) и (1.18)1:
Обратная пропорциональность между активностями и удельными сопротивлениями электролитов сохраняется для растворов NaCl не очень высокой минерализации (сопротивление растворов не должно быть ниже 0,1 Ом • м при 18°С).
Значение КПСТ при температуре пласта рассчитывают с помощью формулы (1.22) и, зная ρф, вычисляют ρв. На практике для решения этой задачи пользуются палеткой (рис. 16), составленной на основании формулы (1.18). На палетку нанесены значения коэффициента диффузионно-адсорбционного потенциала КПСТ при различных температурах и дано графическое изображение зависимостей ЕПС от lg(ав/аф) или lg(ρф/ρв) для чистых неглинистых пород.
Располагая данными ЕПС, КПСТ (или данными о температуре пласта Т) и ρф, с помощью палетки в наиболее простом случае легко определить удельное сопротивление пластовой воды ρв или с помощью номограммы (см. рис. 18) — минерализацию пластовой воды Св.
Если концентрация одного из электролитов (пластовой воды или фильтрата ПЖ) становится значительной (удельное сопротивление меньше 0,1 Ом·м при температуре 18 °С), то обратная пропорциональность между их удельными сопротивлениями и активностями не сохраняется, и выражение (1.18) принимает вид
где ρф.э и ρв.э — эквивалентное сопротивление соответственно фильтрата и пластовой воды.
На практике с помощью эмпирически составленной номограммы (рис. 17) для эквивалентных (условных) сопротивлений электролитов находят обратно пропорциональные им значения активностей аф и ав и соответствующие им ρф, и ρв для разбавленных растворов NaCl. Минерализация пластовой воды в этом случае определяется в два этапа. С помощью палетки (см. рис. 16) находят эквивалентное значение удельного сопротивления пластовой воды ρв.э, предполагая, что пластовая вода и промывочная жидкость содержат NaCl. Затем по номограмме (см. рис. 17), зная температуру пласта, получают действительное значение ρв.
Пример. Определить минерализацию пластовой воды Св, если известно, что ЕПС в неглинистом песчаном коллекторе составляет —80 мВ при температуре 70 °С, а ρф = 0,3 Ом·м. По номограмме рис. 16 находим ρф/ρв.э=10 или ρв э=ρф/ρв.э = 0,03 Ом·м, что соответствует на номограмме рис. 17 ρв = 0,04 Ом·м при 70 °С. Определив ρв, по номограмме рис. 18 находим соответствующее значение Св=90 г/л.
Рассмотренная схема определения удельного сопротивления пластовой воды по кривой ПС справедлива для идеального случая. В природе вмещающие глины обычно не являются совершенной мембраной, песчаные пласты, как правило, содержат некоторое количество глинистого материала и т. д., что значительно снижает точность определения удельного сопротивления. Для повышения точности оценки удельного сопротивления пластовой воды рекомендуется в расчеты вводить различные поправки, учитывающие отклонение фактических условий измерений кривой ПС от идеальных.
В ряде случаев химические составы фильтрата промывочной жидкости и пластовых вод достаточно сложны. Использование при бурении известковых и гипсовых растворов ПЖ приводит к обогащению их ионами кальция, активность которых значительно отличается от активности иона натрия. При применении палеток, составленных с учетом диффузионно-адсорбционных ЭДС, возникающих в ПЖ, содержащих только NaCl, получают искаженные значения определяемых величин. Погрешность возрастает для разбавленных растворов, когда активность двухвалентных ионов превышает активность ионов Na при одинаковой их концентрации. Для внесения поправок, учитывающих химический состав таких растворов, пользуются правой частью номограммы рис. 17. Пунктирные линии отображают среднюю зависимость ρв.э и ρв при данной температуре для относительно пресных вод.
Удельное сопротивление (минерализация) пластовых вод по кривой ПС определяется во всех случаях, когда данных химического анализа вод нет. Полученные результаты используются: 1) при количественной интерпретации промыслово-геофизических материалов для оценки пористости, нефтенасыщенности и других параметров; 2) для изучения закономерности изменения минерализации вод по разрезу, а также по площади в отдельных коллекторах — для изучения их перспективности на нефть и газ.
При оценке погрешности определения удельного сопротивления пластовых вод по кривой ПС возможны следующие допущения: 1) погрешность отсчета амплитуды отклонения кривой ПС около 10%; 2) отклонение принятого значения КПСТ от фактического 8—10%; 3) относительная погрешность определения сопротивлений фильтрата промывочной жидкости ρф и пластовой воды ρв 10 %.
На основании расчетов установлено, что наименьшая погрешность определения сопротивлений пластовой воды (около 10%) бывает в том случае, когда ее минерализация не более чем в 3—4 раза отличается от минерализации фильтрата ПЖ. С увеличением отношения ρф/ρв (или ρв/ρф, если ρв>ρф) точность вычисления сопротивления пластовой воды заметно снижается. Если ρф/ρв>4, относительная погрешность может превышать 20%, при ρф/ρвв>15 погрешность более 30% и применять метод количественного определения сопротивления пластовых вод по ПС не рекомендуется. Кроме того, следует учитывать, что в случае высокой минерализации ПЖ и пластовой воды погрешность определения рв по величине Епс возрастает.