Розділ 2 спеціальна частина

2.1 Обґрунтування електричних методів дослідження свердловини для виділення щільних прошарків і визначення ефективної товщини та характеру насичення продуктивних пластів-колекторів

Електричні методи дослідження свердловин ґрунтуються на вивченні питомого електричного опору гірських порід. Питомий електричний опір гірських порід _п вимірюється в ом-метрах (Ом·м):

, (2.1)

де R – електричний опір гірської породи;

S, L – геометричні розміри об’єму гірської породи, через який проходить електричний струм.

Питомий електричний опір гірських порід визначається питомим електричним опором мінералів, які складають гірську породу, їх об’ємним вмістом і структурою.

Серед гірських порід, які, як правило, є двокомпонентними середовищами, можна виділити дві основні групи:

• породи, які складаються з породоутворювальних мінералів (різного складу) високого питомого електричного опору і електропровідних компонент низького питомого електричного опору;

• порода, яка складається з породоутворювальних мінералів (різного складу) високого питомого електричного опору і рідини (мінералізованих вод) низького питомого електричного опору, які заповнюють поровий простір.

У першому випадку питомий електричний опір породи:

, (2.2)

де _пм – питомий електричний опір породоутворювальних мінералів високого питомого електричного опору;

Р_t – параметр температури;

П_м – параметр провідності, який визначається об’ємним вмістом k_м мінералів низького питомого електричного опору, їх структурою і питомим електричним опором _м (рис. 2.1).

Шифр кривих – _пм/_м

Рисунок 2.1 – Залежність параметра П_м від об’ємного вмісту електропровідних мінералів у породі k_м

У другому випадку:

, (2.3)

де _в – питомий електричний опір води, яка насичує поровий простір гірської породи;

_вп – питомий електричний опір породи, повністю насиченої водою;

Р_п – параметр пористості, який визначає залежність питомого електричного опору породи від її пористості при повному насиченні пор вологою;

Р_н – параметр насичення, який встановлює залежність питомого електричного опору породи від степеня насичення порового простору водами;

Р_t – параметр температури;

П_п – параметр поверхневої провідності, яка зумовлена глинистими частинками.

Функції Р_п=f(k_п) (рис.2.2) і Р_н=f(k_н) (рис.2.3) в середніх діапазонах зміни коефіцієнтів пористості k_п і степеня насичення порового простору водами, мають вигляд :

, (2.4)

, (2.5)

де _вп, _нп, _в – питомий електричний опір повністю водонасиченої породи, частково водонасиченої породи і насичуючих вод;

а_п, а_н – сталі коефіцієнти, величина яких коливається у діапазоні 0,4 ÷ 1,6;

k_п, k_в – коефіцієнти пористості і водонасичення порового простору;

m – структурний показник, який змінюється у межах від 1,3 до 2,2;

n – показник змочування, який змінюється у діапазоні від 1,8 до 3,5.

Параметр П_п визначається як відношення питомого електричного опору глини _гл до питомого електричного опору насичуючих вод _в і залежить від об’ємного вмісту глинистих частинок. Його величина спадає зі збільшенням об’ємного вмісту глинистого матеріалу k_гл і відношення питомого електричного опору води _в до питомого електричного опору глин _гл (рис.2.2).

а) б)

1 – пухкі піски; 2 – слабкозцементовані пісковики; 3 – середньо-зцементовані пісковики; 4 – ракушняки і пухкі вапняки; 5 – вапняки і доломіти крупнокристалічні середнього ущільнення; 6 – вапняки і доломіти щільні, дрібнокристалічні.

Рисунок 2.2 – Осереднені залежності параметра Р_п від коефіцієнта пористості k_п для піщаних (а) і карбонатних(б) порід

Піщано-глинисті породи: 1 – гідрофільні; 2 –слабкогідрофобні;

2– гідрофобні; 4 – карбонатні породи(за Г. Арчі)

Рисунок 2.3 – Залежність параметра Р_н насичення від коефіцієнта нафтонасичення (водонасичення, газонасичення) k_н (k_в,k_г)

Шифр кривих – k_гл

Рисунок 2.4 – Залежність параметра П_п від питомого електричного опору _в

З підвищенням температури осадових гірських порід, які мають іонну електропровідність, питомий електричний опір зменшується :

, (2.6)

де _і – питомий електричний опір іонного провідника при температурі t₀;

t – температура пласта;

 - температурний коефіцієнт електропровідності.

Особливістю більшості гірських порід є їх електрична анізотропія. Ця властивість гірських порід характеризується коефіцієнтом анізотропії:

, (2.7)

де _n і _t – питомий електричний опір породи, виміряний перпендикулярно до напластування і вздовж напластування.