Удельное сопротивление горных пород и его зависимость от различных факторов: температуры, пористости, нефтегазоносности

Электрическое сопротивление проводника: R = ρ·l/S. Коэффициент ρудельное электрическое сопротивление, [Ом·м].

Зависимость сопротивления от минерализации и температуры. Роль проводника в породах играет пластовая вода, содержащая растворённые соли. Удельное сопротивление зависит от процентного содержания водных растворов и углеводородов в порах, текстурных особенностей. В пластовых водах больше всего ионов Cl-, Na2+, Ca2+ и Mg2+. Соль NaCl преобладает – поэтому при определении минерализации вод условно считают, что в растворе только NaCl.

Зависимость удельного сопротивления ρВ раствора NaCl от его концентрации C, температуры t и плотности Be или δρ20, шифр кривых - t˚C:

ρt = ρ20[1 – α(t-20)], где α температурный коэффициент 0,023˚С-1.

 

Зависимость сопротивления от пористости. Чем выше коэффициент пористости, тем больше содержится проводящего флюида и тем ниже удельное сопротивление. Параметр пористости: PП = ρВП / ρВ, где ρВП – сопротивление 100%-водонасыщенной породы, ρВ – сопротивление пластовой воды.

Эмпирическая формула связи сопротивления с пористостью: PП = am / kПm, где kП – коэффициент пористости, am и m – постоянные коэффициенты для определённой группы пород.

Зависимость PП от kП для терригенных и карбонатных пород.

 

Зависимость сопротивления от нефтегазоносности. Нефть и газ не являются проводниками тока. Для изучения их влияния на сопротивление используют отношение сопротивления нефтеносного пласта ρН к сопротивлению 100%-водонасыщенному пласту ρВ – параметр насыщения PН = ρН / ρВП. Экспериментально установлена формула: , где kН – коэффициент нефтенасыщения, an и n – постоянные коэффициенты для определённой группы пород.

Зависимость параметра насыщения PН (или PГ) от коэффициента водонасыщенности для песчаных коллекторов с различной глинистостью. Шифр кривых – относительная аномалия αСП, уменьшающаяся с увеличением глинистости. I – нефть (газ), II – нефть (газ) + вода, III – вода.


Метод кажущегося сопротивления: физические основы, принцип измерения КС в скважине (кажущееся сопротивление и его связь с истинным удельным сопротивлением горных пород; электрическое поле точечного источника в однородной изотропной среде).

 

AB – токовые электроды, MN – измерительные.

Кажущееся сопротивление: ρК = K·ΔU/I [Омм], где K – коэффициент зонда.

В однородной среде кажущееся сопротивление равно удельному сопротивлению среды. В скважине среда неоднородна и кажущееся сопротивление зависит от многих факторов.

 

13. Поле точечного источника в однородной изотропной среде.

Точечный электрод A излучает постоянный ток I в среде с удельным сопротивлением ρ. Электрод B удалён на бесконечность. Среда однородна, условия для протекания тока во всех направлениях одинаковы и плотность тока: j = I / 4πr2. Падение напряжения на элементарном участке dr: . Потенциал электрического поля в М, расположенной на расстоянии AM, найдём интегрированием:

. Аналогично для N: . Тогда разность потенциалов: . Также, в случае однородной изотропной среды напряжённость электрического поля E можно определить: , где r и AO – расстояние от источника до точки, где определяем E.

Итого, из всего вышенаписанного можем получить: . На практике измерить потенциал в одной точке сложнее, чем разность потенциалов. Поэтому используют четырёхполюсные установки AMNB, которые измеряют разность потенциалов электрического поля.


Зонды методов КС: основы теории зондов, их классификация, обозначение, наименование, точки записи, длина зонда (вывод выражения для потенциала электрического поля точечного источника в однородной среде; вывод выражения для коэффициента обычного зонда метода КС).

 

Потенциал зонды: расстояние между парными электродами больше.

1 – последовательный (кровельный) зонд (парные ниже непарных).

2 – обращённый (подошвенный) зонд (парные выше непарных).

 

Точка записи – середина AM.

Длина зонда – расстояние L между удалённым электродом и точкой записи.

Радиус исследования – двойной размер зонда.

 

Градиент зонды: расстояние между парными электродами меньше.

1 – последовательный (кровельный) зонд (парные ниже непарных).

2 – обращённый (подошвенный) зонд (парные выше непарных).

 

Радиус исследования – размер зонда.

 

Коэффициент зонда .