Метод потенциалов собственной поляризации

Метод потенциалов собственной поляризации

Метод потенциалов собственной поляризации Основан на изучении естественных электрических полей, возникающих в породах, в результате физико-химических процессов и измерении потенциалов этих полей

• Каротаж самопроизвольной поляризации регистрирует разность электрических потенциалов между фиксированным электродом М на поверхности и подвижным электродом N в скважине. Скважина должна быть заполнена проводящим раствором. • Это различие в потенциале возникает из-за различий в солености между фильтратом бурового раствора и пластовой воды. • По причинам, вызывающим их, потенциалы ПС делятся: на диффузионно-адсорбционные, фильтрационные и окислительно- восстановительные.

а - схема каротажа ПС. б - диаграмма ПС по стволу скважины: 1 - блок-баланс, 2 - регистратор, 3 - наземный электрод, 4 - лебедка с коллектором, Рисунок 2. Схема измерения потенциала ПС, диаграмма UПС

Потенциалы создаются • Диффузией солей из пластовых вод в глинистый раствор и из раствора в пласт и адсорбцией их ионов на поверхности частиц, слагающих породу (диффузионные потенциалы); • Фильтрацией пластовых вод в скважину и вод из бурового раствора в породы (потенциалы течения). • Окислительно-восстановительными реакциями, происходящими в породах и в зоне их соприкосновения с буровым раствором (окислительно-восстановительные потенциалы);

• Знак аномалии зависит от соотношения рв/рф. • Если рв<рф и Св>Сф, что соответствует наиболее типичной ситуации для скважин нефтяных и газовых месторождений, пласты песчаника, залегающие в глинах, отмечаются отрицательными аномалиями Ucn (кривая отклоняется влево от «линии глин» ). • При рв>рф, Св< Сф, что встречается сравнительно редко, аномалия Ucn в пласте песчаника будет положительной. • При одинаковой минерализации пластовой воды и фильтрата (Св = Сф, рв=рф) аномалия Ucn отсутствует, кривая Ucn не дифференцирована и использовать ее для литологического расчленения разреза нельзя.

Кривая SP регистрирует в функции глубины разность между электрическим потенциалом подвижного электрода в скважине и электрическом потенциалом электрода, установленного на поверхности. Против глин кривая SP обычно имеет более или менее прямую линию, называемую линией глин. Против водопроницаемых пород, кривая показывает отклонение от линии глин; в мощных пластах эти отклонения имеют тенденцию достигать постоянного значения, называемого линией песчаника. Отклонение может быть или влево (отрицательное) или вправо (положительное) и зависит от относительной солености пластовой воды и фильтрата раствора. Если пластовая вода имеет соленость большую, чем соленость фильтрата, отклонение - влево. Для обратного соотношения солености, отклонение - вправо.

Диаграмма ∆Uсп в отличие от диаграммы сопротивлений и диаграмм других методов ГИС • не имеет нулевой линии, • вместо масштабной шкалы на диаграмме вверху помещают отрезок длиной 2 см, указывая, сколько милливольт содержится в этом отрезке

Диффузионно-адсорбционные потенциалы – возникающие при пересечении скважиной песчанистых пластов коллекторов. В естественных условиях минерализация пластовых вод выше, чем минерализация промывочной жидкости. В буровом растворе молекулы Na. Cl диссоциируют на катион Na и анион хлора, каждый из которых диффундирует с определенной скоростью, причем подвижность хлора в 1, 5 раза выше подвижности иона Na+. Следовательно, на границе скважина-пласт- коллектор происходит перераспределение зарядов. Промывочная жидкость за счет ионов хлора заряжается отрицательно, а пласт за счет Na+положительно. Таким образом, на контакте песчаного пласта со скважиной образуется двойной электрический слой, потенциал которого называется диффузионным. Диаграмма UПС показана на рисунке 1.

Рисунок Кривая ПС при прямом поле

Факторы, влияющие на форму и амплитуду диаграммы поля ПС -Толщина пласта; -Диаметр скважины (h/dc); -Сопротивление пласта; -Сопротивление вмещающих пород; -Соотношение сопротивление пластовой воды и фильтрата бурового раствора; -Проникновение фильтрата в пласт; -Присутствие глинистых прослоев в пласте

• Диаграмма ПС позволяет: – Выделять интервалы коллекторов и определять толщины пластов – Определять относительные амплитуды поля ПС – Оценивать глинистость – Определять сопротивление пластовой воды