Файл: Даев Д.С. Высокочастотные электромагнитные методы исследования скважин.pdf

4

ВЛИЯНИЕ СКВАЖИНЫ И ЗОНЫ ПРОНИКНОВЕНИЯ НА РЕЗУЛЬТАТЫ ВЫСОКОЧАСТОТНОГО КАРОТАЖА

Влияние скважины и зоны проникновения будем исследовать путем анализа результатов численных расчетов по строгим фор­ мулам. Для объяснения наблюдаемых закономерностей будем опираться на волновые представления.

Двухкатушечный зонд в скважине

Поле вертикального магнитного диполя на оси скважины1 определяется выражением, вытекающим из (3.49),

ские свойства пласта и скважины соответственно. Однако при изу­ чении влияния скважины представляется более наглядным и удоб­ ным рассматривать зависимость поля не от обобщенных парамет­ ров, а от отдельных факторов — диаметра скважины, удельного сопротивления бурового раствора, частоты поля и т.-д. — при из­ менении их в реальных пределах.

В основу исследования влияния скважины положены резуль­

86

рг = 0,0625, 0,125, 0,25, 0,5, 1, 2, 4 Ом-м; р„ = 0,0625, 1,25, 2,5, 5, . , ., 640 Ом-м;

z = 0,2, 0,4, 0,6, 0,8, . . .,2 ,6 м;

2. / = 15-10°, 30-10°; 60-10° Гц; а = 0,1 м; рс = 0,25, 1, 4 Ом-м; е* = 80;

воли при измерениях в скважине, развитой в предыдущих раз­ делах, можно предполагать, как повлияет присутствие скважины на поведение поля. Поскольку скважина обычно заполнена буро­ вым раствором, обладающим большей проводимостью, чем окру­ жающие породы, ее влияние должно выражаться в уменьшении амплитуды поля и увеличении его фазы по сравнению с амплиту­ дой и фазой поля в однородной среде с параметрами окружаю­ щих пород. Это следует из того, что часть пути от источника поля до приемника (см. на рис. 25, а участки AB и CD) волна пройдет по более проводящей среде, чем вмещающие породы. В случае, когда в скважине преобладают токи смещения, т. е. юес/ус> 1, ее присутствие может привести к увеличению амплитуды поля по сравнению с амплитудой поля в однородной среде с параметрами, равными параметрам пласта.

Рассмотрим влияние отдельных факторов на поведение поля в скважине.

Частота поля. На рис. 26—28 приведены результаты расчетов амплитуды и фазы поля для двухкатушечного зонда длиной 1 м на частотах 1,15 и 60 МГц. Нетрудно видеть, что с повышением частоты наблюдается увеличение влияния скважины как на ам­ плитуду, так и на фазу поля. Однако степень этого влияния раз­ лична. При удельном сопротивлении раствора 1 Ом-м, диаметре скважины 0,2 м вплоть до частот порядка 30 МГц в области наи­ более часто встречающихся значений еп и рп, т. е. при еп^ 2 0 отн. ед. и pnSSlOO Ом-м, наличие скважины сказывается на амплитуду поля весьма незначительно. Что же касается фазы, то она оказы­ вается гораздо более чувствительным параметром. Даже на ча­

15 МГц величина дополнительного фазового сдвига, обусловлен­ ного влиянием скважины, составляет около 0,6 рад, на ча­

87

рез скважину, волна не испытывает заметного поглощения, но претерпевает существенный фазовый сдвиг. Эта особенность в по­

стотного диполя, находящегося в скважине. Характер зависимости \1и\ и ср от удельного сопротивления бурового раствора при рс<р,г очевиден — уменьшение рс должно приводить к уменьшению

Ргг на частоте 1 МГц. Амплитуда поля на этой частоте мало за­ висит от сопротивления раствора вплоть до значений рс, равных сотым долям ом-метра. Фаза зависит от рс начиная с 2—3 Ом-м.

88

Увеличение фазового сдвига с уменьшением рс происходит неза­ висимо от сопротивления пород, что также служит подтвержде­ нием представлений о доминирующей роли боковой волны. В тех сравнительно редких случаях, когда удельное сопротивление пород

димости отсутствует и на -поле сказывается лишь ес. Рис. 29 хо­ рошо согласуется с этими представлениями. Высокая диэлектри­ ческая проницаемость бурового раствора приводит к увеличению амплитуды поля в случае двухслойной среды по сравнению с одно­ родной средой с параметрами, равными параметрам пласта. На­ чиная с соес/Ѵс~ 1 значения \hz\ уже не зависят от рс.

Диаметр скважины. Увеличение диаметра скважины . обычно сопровождается уменьшением амплитуды и увеличением фазы поля. Это объясняется тем, что длина участков пути AB и CD (см. рис. 25,а), обладающих повышенным поглощением, увеличи­ вается. При частоте 1 МГц влияние изменений диаметра в преде­ лах 0,05—0,2 м по абсолютным значениям невелико (рис. 30). От­ носительные же изменения фазы достаточно велики. На частотах десятки мегагерц наблюдается сильная зависимость как ампли­

90