Сравнительный анализ микрозондов электрического каротажа различной геометри
Розглянуто різні варіанти розташування електродів мікрозондів на поверхні «башмака»: AMNB, NAMB, BAMN, для яких за допомогою математичного моделювання досліджено питання якісного розчленовування тонкошаруватого розрізу. На основі порівняльного аналізу отриманих результатів запропоновано оптимальну г...
Збережено в:
| Дата: | 2012 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут геофізики ім. С.I. Субботіна НАН України
2012
|
| Назва видання: | Геофизический журнал |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/97382 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Сравнительный анализ микрозондов электрического каротажа различной геометри / Н.Л. Миронцов // Геофизический журнал. — 2012. — Т. 34, № 2. — С. 120-124. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-97382 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-973822016-03-28T03:02:43Z Сравнительный анализ микрозондов электрического каротажа различной геометри Миронцов, Н.Л. Научные сообщения Розглянуто різні варіанти розташування електродів мікрозондів на поверхні «башмака»: AMNB, NAMB, BAMN, для яких за допомогою математичного моделювання досліджено питання якісного розчленовування тонкошаруватого розрізу. На основі порівняльного аналізу отриманих результатів запропоновано оптимальну геометрію мікрозондів, що дає змогу кількісно інтерпретувати дані мікрокаротажу. Different variants of microprobe electrodes arrangement on the surface of a «shoe»: AMNB, NAMB, BAMN, AMNB, NAMB, BAMN, have been considered for which the problem of qualitative partitioning of thin-layered section has been investigated. Optimal geometry of microprobes that allows to interpret quantitatively the data of micro-logging has been proposed on the base of comparative analysis of the obtained results. Рассмотрены различные варианты расположения электродов микрозондов на поверхности "башмака": AMNB, NAMB, BAMN, для которых с помощью математического моделирования исследован вопрос качественного расчленения тонкослоистого разреза. На основе сравнительного анализа полученных результатов предложена оптимальная геометрия микрозондов, позволяющая количественно интерпретировать данные микрокаротажа. 2012 Article Сравнительный анализ микрозондов электрического каротажа различной геометри / Н.Л. Миронцов // Геофизический журнал. — 2012. — Т. 34, № 2. — С. 120-124. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. 0203-3100 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/97382 550.8 ru Геофизический журнал Інститут геофізики ім. С.I. Субботіна НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Научные сообщения Научные сообщения |
| spellingShingle |
Научные сообщения Научные сообщения Миронцов, Н.Л. Сравнительный анализ микрозондов электрического каротажа различной геометри Геофизический журнал |
| description |
Розглянуто різні варіанти розташування електродів мікрозондів на поверхні «башмака»: AMNB, NAMB, BAMN, для яких за допомогою математичного моделювання досліджено питання якісного розчленовування тонкошаруватого розрізу. На основі порівняльного аналізу отриманих результатів запропоновано оптимальну геометрію мікрозондів, що дає змогу кількісно інтерпретувати дані мікрокаротажу. |
| format |
Article |
| author |
Миронцов, Н.Л. |
| author_facet |
Миронцов, Н.Л. |
| author_sort |
Миронцов, Н.Л. |
| title |
Сравнительный анализ микрозондов электрического каротажа различной геометри |
| title_short |
Сравнительный анализ микрозондов электрического каротажа различной геометри |
| title_full |
Сравнительный анализ микрозондов электрического каротажа различной геометри |
| title_fullStr |
Сравнительный анализ микрозондов электрического каротажа различной геометри |
| title_full_unstemmed |
Сравнительный анализ микрозондов электрического каротажа различной геометри |
| title_sort |
сравнительный анализ микрозондов электрического каротажа различной геометри |
| publisher |
Інститут геофізики ім. С.I. Субботіна НАН України |
| publishDate |
2012 |
| topic_facet |
Научные сообщения |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/97382 |
| citation_txt |
Сравнительный анализ микрозондов электрического каротажа различной геометри / Н.Л. Миронцов // Геофизический журнал. — 2012. — Т. 34, № 2. — С. 120-124. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
| series |
Геофизический журнал |
| work_keys_str_mv |
AT mironcovnl sravnitelʹnyjanalizmikrozondovélektričeskogokarotažarazličnojgeometri |
| first_indexed |
2025-07-07T04:52:20Z |
| last_indexed |
2025-07-07T04:52:20Z |
| _version_ |
1836962483450937344 |
| fulltext |
Н. Л. МИРОНЦОВ
120 Геофизический журнал № 2, Т. 34, 2012
Введение. Один из широко применяемых
на практике методов выделения пластов-
коллекторов (микрокаротаж) заключается в
одновременном использовании нескольких,
как правило двух, микрозондов различной глу-
бинности [Пирсон, 1996; 2005], расположен-
ных на так называемом «башмаке» — части
зонда, прижимающейся к стенке скважины
таким образом, что электроды находятся в не-
посредственном гальваническом контакте со
стенкой скважины. Традиционно на практике
используют градиент-зонд A0.025M0.025N и
потенциал-зонд А0.5M, которые располагают
на поверхности «башмака», плотно прилегаю-
щей к стенке скважины в процессе каротажа
[Anderson, 2001]. Обратный токовый электрод
обоих зондов считается удаленным на бес-
конечность (как и измерительный электрод
N потенциал-зонда) [Anderson, 2001]. Однако
конструктивно разместить электроды B и N на
бесконечности не удается и потому их распола-
гают на конечном расстоянии от остальных
электродов (как правило, на корпусе зонда,
каротажном кабеле, обратной стороне «баш-
мака»). Расположение на корпусе зонда или на
каротажном кабеле приводит к зависимости
коэффициентов зондов от диаметра скважи-
ны (из-за наличия каверн и глинистой корки
изменение диаметра скважины при плотном
прижатии башмака к стенке скважины изме-
няет и взаимное расположение электродов).
Кроме того, расположение электродов B и N
НАУЧНЫЕ СООБЩЕНИЯ
УДК 550.8
Сравнительный анализ микрозондов
электрического каротажа различной геометрии
© Н. Л. Миронцов, 2012
Институт Геофизики НАН Украины, Киев, Украина
Поступила 22 июня 2011 г.
Представлено членом редколлегии В. Н. Шуманом
Розглянуто різні варіанти розташування електродів мікрозондів на поверхні «башмака»:
AMNB, NAMB, BAMN, для яких за допомогою математичного моделювання досліджено пи-
тання якісного розчленовування тонкошаруватого розрізу. На основі порівняльного аналізу
отриманих результатів запропоновано оптимальну геометрію мікрозондів, що дає змогу
кількісно інтерпретувати дані мікрокаротажу.
Different variants of microprobe electrodes arrangement on the surface of a «shoe»: AMNB,
NAMB, BAMN, AMNB, NAMB, BAMN, have been considered for which the problem of qualita-
tive partitioning of thin-layered section has been investigated. Optimal geometry of microprobes
that allows to interpret quantitatively the data of micro-logging has been proposed on the base of
comparative analysis of the obtained results.
потенциал-зонда не на поверхности «башма-
ка», прилегающей к стенке скважины, вызы-
вает зависимость показаний зондов от величи-
ны удельного электрического сопротивления
(у.э.с.) бурового раствора (так как часть ли-
ний тока неизбежно проходит по скважине).
В данной работе рассмотрена возможность
эффективного выделения пластов-коллекторов
путем использования нескольких разноглубин-
ных микрозондов при расположении всех их
электродов на поверхности «башмака», при-
легающей к стенке скважины, что позволяет
избежать указанных выше недостатков.
Также приведен сравнительный анализ ха-
рактеристик зондов при различных возмож-
ных схемах расположения электродов: клас-
сической AMNB (БКЗ), так называемой фоку-
сировочной NAMB (ФКЗ) и дипольной BAMN
(ДКЗ). Этими тремя типами исчерпываются, с
учетом теоремы о взаимности расположения
электродов [Дахнов, 1967], возможные вариан-
ты перестановок электродов A, B, M, N. Кон-
структивное ограничение на длину башмака
(не более 0,2 м) и на минимальное расстояние
между электродами (не менее 0,2 м) существен-
но ограничивает варианты возможных значе-
ний межэлектродных расстояний.
Основная решаемая микрозондами задача:
наиболее эффективное качественное выделе-
ние проницаемых пластов (на которых показа-
ния микрозондов различной глубинности су-
щественно различаются между собой). Также
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МИКРОЗОНДОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО КАРОТАЖА...
Геофизический журнал № 2, Т. 34, 2012 121
будет рассмотрен вопрос возможности количе-
ственной интерпретации данных микрокаро-
тажа для рассматриваемой геометрии зондов.
Геометрия микрозондов. Фокусировочные
зонды. Существенное отличие схемы фокуси-
ровочных зондов — использование различных
токовых электродов B в различных зондах. Это
может быть достигнуто временным разделени-
ем (один генератор) или частотным разделе-
нием (два генератора) питания зондов. Токо-
вые и измерительные электроды чередуются,
при этом электроды внутренней пары (M, B)
и внешней (A, N) расположены симметрично
относительно центра зонда — точки записи
(рис. 1, а) [Фролов и др., 2006].
Используя отношение расстояний между
парами электродов:
BM AN
d
AM AM
= = ,
запишем коэффициент зонда:
22
1
K
d d
.
Классические градиент зонды. К ним будем
относить зонды с классической схемой рас-
положения электродов AMNB (рис. 1, б).
Дипольные зонды. Еще одна возможная схе-
ма расположения электродов — схема, при
которой между парой токовых электродов нет
ни одного измерительного. В такой схеме пара
токовых представляют собой диполь относи-
тельно измерительных электродов (рис. 1, в).
Результаты и анализ. Моделирование мик-
розондов, один или несколько электродов ко-
торых расположены на стенке башмака, при-
жатого к стенке скважины, принципиально
является 3D задачей. В настоящей статье эта
задача решалась с помощью математического
3D моделирования поля электрического по-
тенциала, использующего представление сре-
ды в виде сетки резисторов, описывающей
электроинтегратор (например, [Альпин, 1962;
Миронцов, 2007]), но в отсутствие аксиальной
симметрии. Одним из основных результатов
моделирования стал вывод о высокой эффек-
тивности применения метода полных токов для
решения 3D задач электрического каротажа.
При переходе от проницаемого пласта к
непроницаемому считалось, что гальваниче-
ский контакт между электродами и породой
сохранялся.
Расчет для анализа характеристик микро-
зондов проводился, в частности, для модели,
состоящей из глинистой корки и однородной
ближней зоны пласта. Мощность глинистой
корки hгк изменялась от 0,25 до 2 см. Заме-
тим, что именно в этом диапазоне показания
микробокового каротажа практически не за-
висят от наличия глинистой корки, а значит,
единственным методом по определению ее
свойств остается микрокаротаж. Отношение
χ — это отношение у.э.с. ближней зоны пласта
ρп к у.э.с. глинистой корки ρгк — изменялось
от 0,01 до 100. На рис. 2 представлены графики
зависимости кажущегося сопротивления ρк,
нормированного на у.э.с. глинистой корки от
χ, и приведенные в таблице величины разни-
цы ρк для различных пар зондов при наиболее
актуальных для практики значениях χ.
Оказалось, что применение фокусировоч-
ных зондов, для которых d≠1 (N0.04A0.02M0.04B,
N0.06A0.02M0.06B), неэффективно, поскольку
в модели глинистая корка+пласт для 3D среды
зависимость ρк/ρгк=ρк/ρгк(ρп/ρгк) немонотонная
(см. рис. 2). Соответственно такой характер
зависимости делает неоднозначной интерпре-
тацию данных каротажа этих зондов. Анало-
гичную особенность может иметь зависимость
ρк/ ρс=ρк/ρс(ρп/ρс) (ρс — у.э.с. бурового раство-
ра) в одномерной модели скважина+пласт для
2D среды [Фролов и др., 2006].
Характеристики фокусировочных зондов с
d=1 уступают характеристикам зондов AMNB
и BAMN. При малых χ ФЗК количественно
незначительно лучше выделяют коллекторы.
С увеличением толщины глинистой корки
(hгк) разница показаний разноглубинных зон-
дов сохраняется, однако, зависимость такой
разницы от hгк немонотонная.
Рис. 1. Схема электродной системы зондов: а — ФКЗ;
б — БКЗ; в — ДКЗ.
Н. Л. МИРОНЦОВ
122 Геофизический журнал № 2, Т. 34, 2012
При моделировании в пачке пластов (рис. 3)
оказалось, что только кривые микрозондов
классической схемы позволяют надежно вы-
делять проницаемые пласты мощностью 0,3 м.
В то же время граничные эффекты для фоку-
сировочных зондов увеличивают минимально
Разница в показаниях микрозондов для различных параметров глинистой корки
Тип микрозонда
χ=4 χ=7 χ=10
Мощность глинистой корки, см
0,25 0,5 1,0 0,25 0,5 1,0 0,25 0,5 1,0
A0.02N0.02B0.02M
A0.06N0.06B0.06M
0,49
(15)
0,8
(32)
1,01
(53)
1,39
(29)
1,8
(52)
1,72
(76)
2,36
(40)
2,62
(56)
2,2
(90)
A0.04N0.02B0.04M
A0.08N0.02B0.08M
0,61
(25)
0,85
(59)
0,86
(128)
1,48
(54)
1,61
(135)
1,32
(401)
2,3
(87)
2,17
(252)
1,59
(1754)
A0.02M0.02N0.16B
A0.08M0.02N0.10B
0,61
(19)
1,0
(40)
1,2
(66)
1,69
(37)
2,1
(66)
2,0
(95)
2,84
(51)
3,1
(83)
2,5
(112)
B0.02A0.02M0.02N
B0.02A0.16M0.16N
0,75
(25)
1,01
(46)
0,96
(66)
1,75
(44)
1,82
(69)
1,41
(89)
2,66
(58)
2,38
(84)
1,5
(101)
Примечание: в ячейках верхнее значение в Ом·м; нижнее (в скобках) в % относительно меньшего пока-
зания из пары.
Рис. 2. Палетка различных типов зондов микрокаротажа. Параметры глинистой корки:
а — 0,25 см, б — 0,5 см, в — 0,25 см, г — 1 см.
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МИКРОЗОНДОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО КАРОТАЖА...
Геофизический журнал № 2, Т. 34, 2012 123
Рис. 3. Кривые микрокаротажа: а — фокусировочных зон-
дов (d≠1), б — классических зондов, в — фокусировочных
зондов (d=1).
возможную мощность выделения до 0,5—0,6 м.
Применение дипольных зондов оказалось во-
обще не информативным для пластов ограни-
ченной мощности: в силу значительных гра-
ничных эффектов кривые каротажа оказыва-
ются слишком искаженными и не позволяют
выделить даже границы отдельных пластов.
Заметим, что обычно пласт считают про-
ницаемым, если наблюдается положительное
расхождение и у.э.с. его части, прилегающей к
скважине, превышает у.э.с. нетронутой части
более чем на 20—30 %. Такое положительное
расхождение отмечается чаще всего в про-
ницаемых песчано-алевролитовых пластах с
глинистой коркой небольшой толщины и ее
сопротивлением, в несколько раз меньшим
у.э.с. зоны проникновения. Оказалось, что
рассмотренные типы микрозондов позволяют
выделять такие проницаемые пласты, однако,
как уже было отмечено, только схема AMNB
позволяет однозначно интерпретировать такое
выделение.
В ходе моделирования было также отмечено
положительное расхождение кривых КС по
сравнению с непроницаемыми пластами вы-
сокого сопротивления (значения ρп более чем
в 25—30 раз превышают значения ρс).
Выводы. По результатам моделирования
было установлено следующее:
применение фокусировочных и диполь-
ных микрозондов не эффективно;
наиболее эффективной, позволяющей
однозначно интерпретировать резуль-
тат, является классическая схема AMNB;
для решения 3D задач электрического
каротажа хороший результат дает метод
полных токов.
Автор выражает глубокую признательность
за высказанные замечания, без которых ра-
бота не была бы полной, д-ру. физ.-мат. наук
В. Н. Шуману и канд. техн. наук Р. С. Челокьяну
за внимание к работе и полезное обсуждение
результатов.
Работа выполнена при поддержке гранта
Президента Украины для молодых ученых,
предоставленного Государственным фондом
фундаментальных исследований Украины (про-
ект GP/F32/033) и гранта Президиума НАН
Украины.
Список литературы
Альпин Л. М. Применение сеточного моделирования
для решения задач теории электрического ка-
ротажа // Прикл. геофизика. — 1962. — Вып. 34.
— С. 198—218.
Н. Л. МИРОНЦОВ
124 Геофизический журнал № 2, Т. 34, 2012
Дахнов В. Н. Электрические и магнитные методы
исследования скважин. — Москва: Недра, 1967.
— 368 с.
Миронцов Н. Л. Метод быстрого решения прямой
и обратной задачи электрического каротажа //
Докл. НАН Украины. — 2007. — № 2. — С. 138—
141.
Пирсон С. Дж. Справочник по интерпретации дан-
ных каротажа. — Москва: Недра, 1996. — 414 с.
Пирсон С. Дж. Учение о нефтяном пласте. — Мегион:
Издательство ЗСК ТПГ, 2005. — 267 с.
Фролов Ф. Х., Эпов М. И., Могилатов В. С., Бори-
сов Г. А. К обоснованию электрических каро-
тажных зондирований // Геология и геофизика.
— 2006. — 47, № 2. — С. 292—300.
Anderson B. I. Modeling and inversion methods for the
interpretation of resistivity lodding tool response. —
Paris: Schlumberger Print, 2001. — 377 р.
|