Дисциплина «Геофизические исследования скважин». МЕТОД ПОТЕНЦИАЛОВ СОБСТВЕННОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ (ПС) 1

ПРИРОДА ЕСТЕСТВЕННЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОТЕНЦИАЛОВ В СКВАЖИНЕ окислительно-восстановительный потенциал (на контакте металлического электрода и бурового раствора-электролита) - U ов. фильтрационный потенциал (фильтрация флюида-электролита из пласта в скважину или наоборот) - U ф. диффузионно-адсорбционный потенциал ( на границе растворов разной концентрации) – U да. 2

На контакте двух разных растворов возникает э.д.с, называемая диффузионным потенциалом и определяемая формулой Нернста где U и V – подвижности катионов (+) и анионов (-); Т – температура по Кельвину; R –газовая постоянная; F – число Фарадея; h – валентность ионов; С 1 и С 2 – концентрации, соответственно, более и менее концентрированного растворов; К сп – коэффициент диффузионного потенциала контакта растворов; ρ 1 и ρ 2 – удельные сопротивления растворов. диффузионно-адсорбционный потенциал

4 Толщиной диффузного слоя (d) это расстояние между центрами тяжести зарядов потенциал определяющего и диффузного слоя - центры тяжести ионов; 1 – твердое тело; 2 – электролит; где R – газовая постоянная, F – постоянная Фарадея, Т температура в градусах Кельвина; ε - диэлектрическая проницаемость в относительных единицах; С о концентрация раствора в моль/см 3 ; Z 1 и Z 2 - валентности ионов. диффузионно-адсорбционный потенциал 1 мкм = м

СХЕМА ВОЗНИКНОВЕНИЯ ДИФФУЗИОННО-АДСОРБЦИОННОГО ПОТЕНЦИАЛА В ПЛАСТЕ 5

Токи ПС диффузионного-адсорбционного происхождения возникают в скважинах при наличии двух предпосылок: 1) присутствии контакта различных по литологическим особенностям (глинистости) пород; 2) разница в минерализации пластовой воды и бурового раствора. Электродвижущая сила ПС диффузионного происхождения определяется формулой U да = К да lg ( С в / С ф ) = К да lg ( ρ в / ρ ф ), где К да коэффициент диффузионного-адсорбционного потенциала; С ф, ρ ф минерализация, удельное сопротивление фильтрата бурового раствора; С в, ρ в минерализация, удельное сопротивление пластовой воды. Диффузионно-адсорбционный потенциал

ВОЗНИКНОВЕНИЕ ДИФФУЗИОННО- АДСОРБЦИОННОГО ПОТЕНЦИАЛА В СКВАЖИНЕ Es = i (Rгл + Rп + Rc). U = i Rc = = Es - i (Rгл + Rп ). 7

Схема каротажа ПС блок-баланс, 2 - регистратор, 3 - наземный электрод, 4 - лебедка с коллектором, диаграмма естественных потенциалов по стволу скважины: I (почва) и III (известняки) - пласты со слабой электрохимической активностью, II (суглинки) и V (глины) - пласты с положительными аномалиями ПС, IV - пласт с отрицательной аномалией ПС, характерной для проницаемых слоев

СКВАЖИННЫЙ ПРИБОР КС, БЭЗ, БК И ПС. 9

ДИАГРАММЫ МЕТОДА ПС 10

ЗАВИСИМОСТЬ КОЭФФИЦИЕНТА ОСЛАБЛЕНИЯ АМПЛИТУДЫ ПС. E s = U сп / ύ сп 11

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ АМПЛИТУДЫ АНОМАЛИИ ПС - ά сп ά сп = E s / E s max 12

НОМОГРАММА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ГЛИНИСТОСТИ ПО ВЕЛИЧИНЕ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ АМПЛИТУДЫ АНОМАЛИИ ПС ( ά пс). Rп/Rзп = CONST 13

ОЦЕНКА ПРОДУКТИВНОСТИ ОБЪЕКТА ГИС ПО ά пс И K п 14

Область применения метода ПС 1. Необсаженные скважины. 2. РВО. 3. С ф меньше С в. 15

Порядок интерпретации диаграмм СП 1. Расчленение разреза на пласты 2. Снятие отсчетов аномалии U сп 3. Расчет статической амплитуды Е сп 4. Введение поправки за температуру 5. Расчет относительной амплитуды ά пс 6. Оценка глинистости пласта К гл 7. Определение литологии пласта 16

ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ДИАГРАММ ПС. Расчленение разреза на пласты 17

ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ДИАГРАММ ПС. Снятие отсчетов аномалии Uсп. 18

ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ДИАГРАММ ПС. Расчет статической амплитуды Есп 19

ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ДИАГРАММ ПС. Введение поправки за температуру 20

ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ДИАГРАММ ПС. Расчет относительной амплитуды ά пс 21

ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ДИАГРАММ ПС. Оценка глинистости пласта Кгл. Rп/Rзп = CONST 22

ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ДИАГРАММ ПС. Оценка глинистости пласта Кгл. II – ЗАПАДНАЯ СИБИРЬ. 23

Интерпретация диаграмм ПС. Определение литологии пласта Nп/п К гл Литология 10 – 0,1Крупнозернистый песчаник (КЗП) 20,1 – 0,2Среднезернистый песчаник (СЗП) 30,2 – 0,3Мелкозернистый песчаник (МЗП) 40,3- 0,4Тонкозернистый песчаник (ТЗП) 50,4 – 0,5Крупнозернистый алевролит (КЗА) 60,5 – 0,6Среднезернистый алевролит (СЗА) 70,6- 0,7Мелкозернисты алевролит (МЗА) 80,7 – 0,8Тонкозернистый алевролит (ТЗА) больше 0,8Аргилллит 24