Самопроизвольная поляризация в скважине.

Промывочная жидкость представляет собой воду, в которой взвешены частички глины и растворены соли (в основном хлористый натрий). Молекула соли в растворе распадается на два иона – положительно заряженный катион и отрицательно заряженный анион. Под действием электрического поля в растворах солей возникает электрический ток, обусловленный движением ионов. Потому электропроводность растворов называют ионной.

При погружении электрода в раствор атомы металла – положительно заряженные ионы (катионы) – переходят из электрода в жидкость. Избыточные электроны атомов, перешедших в жидкость, остаются в электроде, придавая ему отрицательный заряд.

Рис. 1. Поле токов ПС и амплитуда U_ПС

в скважине (по С. Г. Комарову).

а) –ρ_с > ρ_пв; б) –ρ_вп > ρ_с

Самопроизвольное образование поля электрических токов в скважине и вблизи нее называют самопроизвольной поляризацией в скважине и сокращен­но обозначают ПС. Электродвижущая сила самопроизвольной поляризации Е_ПС, под действием которой в скважине возникают токи самопроизвольной поляризации, зависит от строения и свойств геологического разреза. Токовые линии поля ПС представляют собой контуры, замыкающие около точек пересечения скважины с поверхностью раздела пластов (рис. 1).

Токами самопроизвольной поляризации в скважине создается потенциал самопроизвольной поляризации U_ПС. Величина потенциала падает в направлении движения электрического тока. Наибольшие изменения потенциала приурочены к местам с наибольшей густотой токовых линий (с наибольшей плотностью тока). Это обычно наблюдается против контакта пород, одна из которых глинистая, а другая содержит мало глинистого материала (например, контакт глины с песчаником). Благодаря этому, кривые изменения потенциала ПС по скважине дают представление о последовательности залегания пластов в разрезе скважины и об их свойствах. Поэтому каротаж ПС является обязательной частью ЭК всех газовых скважин.

При регистрации кривой ПС потенциал электрода N, относительно которого ведутся измерения, остается неизвестным. В измерительной цепи возникает электродная разность потенциалов, к которой добавляется разность потенциалов от компенсатора поляризации. Поэтому кривая ПС позволяет судить только об изменении потенциала самопроизвольной поляризации по скважине, но не об его абсолютной величине. На каротажных кривых ПС указывают масштаб регистрации разности потенциалов в мВ/см, не отмечают начало отсчета, т.е. у каротажных кривых ПС нет нулевой линии.

Линию, проведенную по участкам кривой самопроизвольной поляризации, соответствующим пластам глин, называют линией глин. Она принята в качестве условной нулевой линии для отсчета значений потенциала ПС. Отклонение кривой самопроизвольной поляризации в точке измерения от линии глин называют амплитудой потенциала самопроизвольной поляризации.

В зависимости от отношения амплитуда ПС против пласта может быть положительной или отрицательной.

1. Если минерализация ПЖ больше минерализации ПВ и гидростатическое давление превышает пластовое, заполняющая скважину ПЖ на участке против пласта заряжается отрицательно. Залегающий в глинах песчаный пласт отмечается на кривой ПС отклонением в сторону отрицательных значений потенциала. В этом случае принято говорить, что против пласта амплитуда ПС отрицательная.

2. Если минерализация ПЖ меньше минерализации ПВ и пластовое давление превышает гидростатическое, заполняющая скважину ПЖ на участке против пласта заряжается положительно.

Электрический каротаж, основанный на изучении удельного сопротивления горных пород, называют каротажем сопротивления (КС).

Физический смысл и размерность удельного электрического сопротивления при электрическом каротаже вытекает из следующего. Если взять образец породы в форме куба с ребром 1 м, то, подставляя в формулу

(l=1 м, S=1 м²)

и, выражая R в омах, получим

Единицей измерения электропроводности является сименс (См или Ом^-1).

Естественными хранилищами – коллекторами нефти и газа в природе служат осадочные породы, отложившиеся при невысоких температурах.