Электрический каротаж

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КАРОТАЖ (а. resistivity logging; н. elektrische Воhlochmessung, elektrisches Воhrloch-meßverfahren; ф. diagraphie electrique, carottage de соnductibilite electrique; и. testificacion electrica; perfilaje electrio) — геофизические исследования в скважинах, основанные на измерении электрического поля, возникающего самопроизвольно или создаваемого искусственно. Электрический каротаж используется для оценки литологического состава пород, слагающих стенки скважины, выделения в них нефтегазонасыщенных, рудных и водонасыщенных пластов, оценки их параметров, корреляции разрезов различных скважин, контроля технического состояния скважин и т.п. Физическая основа электрического каротажа — различие электрических свойств горных пород. В скважинах измеряются величины, характеризующие электрическое сопротивление и способность к поляризации горных пород.

Впервые измерение электрического сопротивления в скважинах проведено французскими исследователями братьями Шлюмберже в 1926, в 1931 ими же предложено измерение естественного электрического поля в скважинах. В CCCP электрический каротаж применяется с 1933.

В электрический каротаж входят: каротаж потенциалов самопроизвольной поляризации (ПС), каротаж сопротивления (KC), боковое каротажное зондирование (БКЗ), каротаж вызванных потенциалов (ВП), каротаж электродных потенциалов (ЭП), токовый каротаж (TK), боковой каротаж, микрокаротаж, индукционный каротаж.

При каротаже самопроизвольной поляризации регистрируют изменения разности потенциала между электродом, перемещаемым по скважине, и электродом на поверхности. Потенциалы ПС определяются процессами диффузии ионов, фильтрацией жидкостей и окислительно-восстановительными реакциями, идущими в массивах горных пород, пройденных скважиной. При каротаже сопротивлений определяют кажущееся удельное сопротивление пород в скважине с помощью 4-электродной установки с 2 токовыми и 2 измерительными электродами. 3 электрода находятся в скважинном приборе и образуют зонд KC. Применяют градиент-зонды и потенциал-зонды длиной 0,1 до 8 м (см. Зонд каротажный). Боковое каротажное зондирование включает определение кажущегося удельного сопротивления с помощью нескольких зондов разной длины, обычно 5-6 градиент-зондов с длиной от 1 до 32 диаметров скважины.

Каротаж вызванных потенциалов основан на измерении остаточных (вызванных) потенциалов, возникающих в горных породах после прохождения через них электрического тока. Измерения проводят с помощью зондов аналогичных зондам метода KC. Вызванные потенциалы возникают в горных породах и рудах, содержащих вкрапленную сульфидную минерализацию, а также в водопроницаемых осадочных горных породах с примесью глинистого материала. Каротаж электродных потенциалов основан на измерении потенциала электрода, скользящего по стенке скважины, и электрода сравнения, расположенного на поверхности. Оба электрода выполняют из металла, потенциал которого отличается от потенциалов сульфидных руд с электронной проводимостью. Токовый каротаж сводится к измерению сопротивления заземлённого электрода в скважине. В качестве заземления на поверхности обычно используют обсадные трубы скважины, тогда ток в цепи в основном определяется сопротивлением электрода в скважине и резко возрастает, когда электрод находится против пластов низкого сопротивления, например сульфидных руд. Если электрод в скважине выполнен в виде щётки, то эту разновидность измерений называют каротажем скользящими контактами.

Электрический каротаж по объёму выполняемых работ относится к основным методам геофизических исследований в скважинах. Каротаж методами KC и ПС — обязательные стандартные исследования для большинства скважин, бурящихся в простых геологических условиях.

Перспективы развития электрического каротажа связаны с применением комплексных скважинных приборов, обеспечивающих одновременное проведение измерений несколькими методами (или зондами), автоматизацией измерений, обработкой и интерпретацией данных на ЭВМ.