Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Методы ГИС

Каротаж удельного сопротивления - это метод каротажа скважины, который работает путем определения характеристик породы или отложений в стволе скважины путем измерения их удельного электрического сопротивления . Удельное сопротивление - это фундаментальное свойство материала, которое показывает, насколько сильно материал противостоит прохождению электрического тока . В этих журналах удельное сопротивление измеряется с помощью четырех электрических щупов, чтобы исключить сопротивление контактных выводов. Каротаж должен спускаться в скважины, содержащие токопроводящий буровой раствор или воду, то есть с достаточным количеством ионов, присутствующих в буровом растворе.

Действительно, в скважинных флюидах носителями электрического заряда являются только ионы ( катионы и анионы ), присутствующие в водном растворе флюида. В отсутствие растворенных ионов вода является очень плохим проводником электричества. Действительно, чистая вода очень плохо диссоциирует из-за ее самоионизации (при 25 ° C, pK w = 14 , поэтому при pH = 7, [H + ] = [OH - ] = 10-7моль / л), и, таким образом, сама вода не вносит значительного вклада в проведение электричества в водном растворе. Удельное сопротивление чистой воды при 25 ° C составляет 18 МОм · см, или ее проводимость (C = 1 / R) составляет 0,055 мкСм / см. Носителями электрического заряда в водном растворе являются только ионы, а не электроны, как в металлах . Наиболее распространенные минералы, такие как кварц ( SiO
2) или кальцит ( CaCO
3), обнаруженные соответственно в кремнистых и углеродистых породах, являются электрическими изоляторами . При разведке полезных ископаемых некоторые минералы являются полупроводниками , например, гематит ( Fe
2О
3), магнетит ( Fe
3О
4) и халькопирит ( CuFeS
2) и при наличии в рудном теле в достаточно больших количествах может влиять на удельное сопротивление вмещающей формации. Однако в большинстве распространенных случаев (бурение нефти и газа, бурение скважин на воду) твердые минеральные фазы не вносят вклад в электрическую проводимость: электричество переносится ионами в растворе в поровой воде или в воде, заполняющей трещины твердых частиц. горные породы. Если поры породы не насыщены водой, но также содержат газы, такие как воздух над уровнем грунтовых вод, или газообразные углеводороды, такие как метан и легкие алканы , проводимость также падает, а удельное сопротивление увеличивается.

Каротаж удельного сопротивления используется при разведке полезных ископаемых (например, для разведки железных и медных рудных тел), геологоразведочных работах ( глубокое геологическое захоронение , геотермальные скважины ) и бурении скважин на воду. Это незаменимый инструмент для оценки пласта при бурении нефтяных и газовых скважин. Как упоминалось здесь выше, большинство горных пород по существу являются электрическими изоляторами , а содержащиеся в них жидкости - электрическими проводниками . В отличие от водных растворов, содержащих проводящие ионы , углеводороджидкости обладают почти бесконечно резистивным сопротивлением, поскольку не содержат носителей электрического заряда. Действительно, углеводороды не диссоциируют на ионы из-за ковалентной природы их химических связей . Когда пласт пористый и содержит соленую воду, общее удельное сопротивление будет низким. Когда формация содержит углеводороды или имеет очень низкую пористость, ее удельное сопротивление будет высоким. Высокие значения удельного сопротивления могут указывать на наличие углеводородного пласта.

В геологической разведке и водо- скважин бурения, измерение удельного сопротивления также позволяет различать контраст между глинистым водоупором и песчаным водоносным горизонтом из - за разницы в их пористости, проводимостью поровой воды и из катионов ( Na+
, К+
, Ca2+
и Mg2+
) присутствуют в межслоевом пространстве глинистых минералов , внешний двойной электрический слой которых также значительно более развит, чем у кварца .

Обычно во время бурения буровые растворы проникают в пласт, изменения удельного сопротивления измеряются инструментом в зоне проникновения. По этой причине для измерения удельного сопротивления формации используются несколько приборов для измерения удельного сопротивления с разной длиной исследования. Если используется буровой раствор на водной основе и вытесняется нефть, то «более глубокие» каротажные диаграммы удельного сопротивления (или диаграммы «неповрежденной зоны», достаточно далеко от нарушенной зоны ствола скважины) покажут более низкую проводимость, чем зона проникновения. Если используется буровой раствор на масляной основе и вытесняется вода, более глубокие каротажные диаграммы будут показывать более высокую проводимость, чем зона проникновения. Это обеспечивает не только индикацию присутствующих флюидов, но также, по крайней мере, качественно, является ли пласт проницаемым или нет.

См. Также [ править ]

  • Закон Арчи  - Связь между электропроводностью породы и ее пористостью
  • Буровой раствор  - Приспособление для бурения скважин в земле
  • Оценка  пласта - оценка того, могут ли скважины, пробуренные для добычи нефти или газа, обеспечить рентабельную добычу.
  • Электрические журналы (в: Оценка пласта)
  • Каротаж  - Измерение физических параметров пластов, пересеченных скважиной.

Ссылки [ править ]

  1. ^ «Основы поисковой геофизики (Книга). ОСТИ.ГОВ» . osti.gov . Проверено 13 декабря 2020 .
  2. ^ «AAPG Datapages / Archives: AAPG Methods in Exploration, № 16, Глава 1: Основные взаимосвязи интерпретации каротажных диаграмм» . archives.datapages.com . Проверено 13 декабря 2020 .
  3. ^ OnePetro. «Учебное пособие: Введение в принципы удельного сопротивления для оценки пласта: учебное пособие - OnePetro» . onepetro.org . Проверено 13 декабря 2020 .
  4. ^ OnePetro. «Натурные измерения удельного электрического сопротивления, анизотропии пласта и тектонического контекста - OnePetro» . onepetro.org . Проверено 13 декабря 2020 .
  5. ^ Лю, Хунци (2017). «Комплексная интерпретация данных ГИС»: 289–323. DOI : 10.1007 / 978-3-662-53383-3_10 . ISSN 2366-1585 .  Cite journal requires |journal= (help)
  6. ^ Лю, Хунци (2017). «Электрокаротаж»: 9–58. DOI : 10.1007 / 978-3-662-54977-3_2 . Cite journal requires |journal= (help)

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Аппарао, А. (1997). Развитие геоэлектрических методов. Тейлор и Фрэнсис.