Электрические методы с фокусировкой тока

При больших значениях ρп/ρс (ρп/ρс > 200) шунтирующее влияние скважины ока- зывается столь велико, что метод КС не обеспечивает необходимой точности даже в модификации БКЗ. Серьезные ограничения возникают и для применения методов КС в пластах ограниченной мощности, особенно если удельное сопротивление вмещающих пород ρвм мало (ρп /ρвм >20).

В обоих случаях ток распространяется не по исследуемому пласту: в первом он течет главным образом вдоль ствола скважины, во втором — уходит во вмещающие породы (рис. 7.10). Для устранения этих недостатков были созданы методы с фокуси- ровкой тока. За рубежом они известны под названием «Латерлог». В СССР употребля- ют термин боковой каротаж (БК).

Фокусировку осуществляют экранными электродами (А1 и А2) семиэлектродного зонда, напряжение на которые подают в фазе с напряжением питающего электрода Ао (рис. 7.11). Строгая горизонтальность токовых линий, обеспечивающая их распростра- нение только по исследуемому пласту, контролируется отсутствием вертикальных со- ставляющих тока и, соответственно, нулевой разностью потенциалов вдоль оси сква-

Рис. 7.10 Влияние вмещающих пород низкого сопротивления (ρп >> ρвм) на характер распределения токовых линии

Рис. 7.11 Характер распределения токовых ли- ний при семиэлектродном электрическом каро- таже с автоматической регулировкой тока

жины на участках M1N1 и M2N2 (ΔUM1N1 = 0, ΔUM2N2 = 0). При нарушении этого условия ток, проходящий через экранные электроды A1 и A2, автоматически изменяется. При расхождении пучка он увеличивается, при схождении — уменьшается.

В качестве длины зонда принята величина L = O1 O2. Измеряемое удельное элек- трическое сопротивление породы ρк ≈ k·U / I, где U— потенциал на участке M1N1 или M2N2; k — коэффициент зонда. При ρп >> ρс, т.е. для типичных условий применения метода БК, коэффициент k ≈ L. Рассматриваемая установка по существу представляет собой потенциал-зонд с фокусировкой тока, поэтому получаемые диаграммы, как и диаграммы обычного потенциал-зонда, представляют собой плавные кривые, симмет-

ричные относительно центра пласта.

Методы с фокусировкой тока обеспечива- ют необходимую точность при высоких значе- ниях отношения ρп/ρс даже при мощностях пла- стов, приближающихся к длине зонда. Получае- мые значения удельного сопротивления меньше отличаются от истинных, чем в методе КС, по- этому наряду с термином кажущееся удельное сопротивление, по отношению к результатам, полученным методом с фокусировкой тока, ино- гда применяют термин эффективное удельное сопротивление — ρЭ . Ограничением метода яв- ляется случай глубокой повышающей зоны про- никновения.

Наряду с семиэлектродными зондами при- меняют трех- и девятиэлектродные зонды с фо- кусировкой тока. Трехэлектродные установки являются аналогами семиэлектродных. Фокуси- ровку осуществляют двумя протяженными элек-

тродами (рис.7.12), обеспечивающими нулевую разность потенциалов выше и ниже точки А0 по оси скважины. Однако по технологическим и ме- тодическим параметрам трехэлектродные уста- новки уступают семиэлектродным и постепенно вытесняются ими из практики ГИС. Зонды с де-

вятью электродами (псевдобоковой каротаж) служат для исследования зоны проникно- вения, в связи с чем ток на выходе из зоны проникновения принудительно расфокуси- ровывается.

Широкое применение при больших значениях отношения ρп/ρс находят микро- зонды с фокусировкой тока. Это вызвано тем, что обычные микрозонды во многих слу- чаях не обеспечивают необходимой точности измерений (соленые промывочные жид- кости, значительная глинистая корка). Микрозонды с фокусировкой тока позволяют получать количественную информацию в более широком диапазоне отношения ρп/ρс. В принципе, они аналогичны макроустановкам и отличаются от них малыми размерами.

Методы с фокусировкой тока решают те же задачи, что и методы КС. Однако их можно применять в сложных геолого-геофизических условиях, например, в силь- но дифференцированных карбонатных толщах, разбуриваемых с применением соле- ных промывочных жидкостей.