CC BY
139
УДК 550.832.7
В.С. Игнатов, К.В. Сухорукова ИНГГ СО РАН, Новосибирск
УЧЕТ ВЛИЯНИЯ СКВАЖИНЫ И ЭКСЦЕНТРИСИТЕТА НА ПОКАЗАНИЯ ВИКИЗ
V.S. Ignatov, K.V. Suhorukova
Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS Koptyug, 3, Novosibirsk, 630090, Russian Federation
INVOKING BOREHOLE AND ECCENTRICITY EFFECT ON VIKIZ SIGNALS
In this paper, borehole and eccentricity effect on VIKIZ signals was considered particularly in conditions of high contrast of borehole and formation resistivities. We suggest estimating apparent resistivities taking into account borehole effect and quantitative interpretation taking into account eccentricity effect.
Метод ВИКИЗ хорошо зарекомендовал себя в скважинах, пробуренных в терригенном разрезе Западной Сибири с применением глинистых буровых растворов. В этих условиях скважина практически не влияет на показания зондов. Контраст сопротивлений горных пород и скважины незначителен: УЭС пород составляет около 3-50 Ом-м, скважины - около 0,5-3 Ом-м. В настоящее время всё большее количество скважин бурится с применением высокоминерализованных полимерных растворов. УЭС таких растворов составляет десятые и сотые доли Ом-м. В таких случаях контраст сопротивлений пород и скважины существенно возрастает, особенно в высокоомных соле-карбонатных разрезах.
К настоящему времени в ИНГГ СО РАН была разработана программа вычисления сигналов ВИКИЗ с учетом корпуса прибора для цилиндрически-слоистой модели [2008, Нечаев О. В.]. Программа позволяет выполнять расчет для различного положения прибора относительно оси скважины и обладает достаточной точностью при высоких контрастах сопротивлений пласта и скважины. С использованием данной программы был выполнен расчет сигналов ВИКИЗ в двухслойной модели «скважина-пласт». Сопротивление пласта изменялось от 1 до 2000 Ом-м, скважины от 0,1 до 1000 Ом-м. Сигналы рассчитывались для положения зонда на оси и на стенке скважины, радиус скважины был принят 0,108 м.
На рис. 1 приведены зависимости сигналов от сопротивления скважины Re при сопротивлениях пласта Rn 10 и 100 Ом-м. Из диаграмм видно, что при Rс < Rn сигнал зонда, расположенного на оси скважины, может существенно (до 6° для короткого зонда) отличаться от сигнала, соответствующего Rn, причем в большую или меньшую сторону в зависимости от Rс и от положения зонда относительно оси скважины. Сигнал короткого зонда возрастает при уменьшении Re до 0.5 Ом-м, затем уменьшается и становится ниже сигнала соответствующего Rn, а при высоких Rn и ниже 0°. Сигнал
достигает минимума при Яс = 0.1 Ом-м и затем опять возрастает. Сигналы остальных зондов при уменьшении Я с снижаются пока Я с не достигает 0.10.01 Ом-м, в зависимости от длины зонда и Яп, и затем возрастают.
Прибор на оси скважины
Прибор на стенке скважины
16
14
12
10
Разность с )аз, градусы
ГЭС пласта 10 Ом-м
* “ * * ■ . . .
V ЭС пласта 100 Ом-м
у'(
\ /
1В
14
12.
10
8
8
6
4
2
0
-2
Разность с )аз, градусы
ЭС пласта 10 Ом-м
, ' V
"ч. ^ ч
■ • ■”
Л
У ЭС пласта 100 Ом-м
- Ч
/ч
'
*
0.01 0.1 1 10 100 Сопротивление в скважине, Ом-м
1000 0.01
0.1 1 10 100 1000 Сопротивление в скважине, Ом-м
Зонд 0,5 м ----------Зонд 0,7 м------------Зонд 1,0 м
Зонд 1,4 м
Зонд 2,0 м
Рис. 1. Зависимости сигналов зондов от сопротивления скважины в двухслойной среде «скважина-пласт» при сопротивлениях пласта 10 и 100
Ом-м.
При уменьшении Rс сигналы зондов, расположенных на стенке скважины, возрастают. Короткий зонд достигает максимальных значений при Я с около 0.3 Ом-м, остальные зонды при меньших значениях Яс, длинный зонд в рассматриваемом диапазоне Rc максимума не достигает. При дальнейшем уменьшении Rс сигналы зондов снижаются. На коротких зондах сигнал становится меньше, чем сигнал, соответствующий Кп, причем при высоких Кп он достигает отрицательных значений.
Заметим, что при положении зонда на стенке скважины и Яс < 0.2 Ом-м кривая зондирования (зависимость сигнала от длины зонда) не монотонная.
С увеличением Кс сигналы, полученные при положении зонда на оси скважины, практически не изменяются. Сигналы, полученные при положении зонда на стенке скважины, с ростом Я с уменьшаются, но только на коротких зондах и при Кп = 10 Ом-м.
Рассмотрим поведение разности сигнала, полученного при положении зонда на стенке скважины, и сигнала в однородной среде с сопротивлением Яп:
Л(Дср) = Афэ - Афо.ср.
На рис. 2 приведены диаграммы Л(Лср) в зависимости от Кп и Я с для зондов 0,5 и 2,0 м. Анализ зависимостей показывает, что сигнал в скважине практически не отличается от сигнала в однородной среде при близких значениях Кп и Яс, а также в случаях когда при уменьшении Я с значение Л(Дф) меняет знак и переходит через 0. В области Я с > Кп при низких Кп сигналы сильно занижены (при Кп =0,1 Ом*м более чем на 100° для короткого зонда и более чем на 10° для длинного). Отметим, что при высоких сопротивлениях пласта зависимость Л(Лф) от Я с практически не изменяется, т.е не зависит от Яп. Аналогично при высоких значениях Яс, практически не изменяется зависимость Л(Дф) от Кп.
Рис. 2. Разности сигнала, полученного при положении зонда на стенке скважины, и сигнала в однородной среде с сопротивлением Кп в зависимости от Яп и Яс для зондов 0,5 и 2,0 м.
Таким образом, при
достаточном контрасте Кп и Кс сигналы, полученные на оси и на стенке скважины, могут существенно отличаться от сигнала для однородной среды с
Рис. 3. Диаграммы кажущихся сопротивлений и сопротивлений пласта в терригенном разрезе. Условные обозначения приведены на рис. 1.
Ял и между собой. Поэтому в данных случаях необходимо проводить учет влияния скважины.
Так в случае, если скважина заметно влияет на сигнал, кажущиеся сопротивления, рассчитанные по однородной среде, могут отличаться от сопротивления пород. Поэтому для качественной интерпретации дополнительно к определению кажущихся сопротивлений предлагается определять сопротивления пласта по двухслойным палеткам Лср(Яп, Яс), полагая, что зонд расположен на стенке скважины. Диаграммы сопротивления пласта в отличие от диаграмм кажущихся сопротивлений будут избавлены от влияния скважины и эксцентриситета и будут зависеть только от распределения УЭС в породе. По таким данным можно точнее оценивать характер проникновения. На рис. 3 приведены диаграммы кажущихся сопротивлений и сопротивлений пласта, полученных по двухслойным палеткам, в терригенном разрезе при сопротивлении скважины 0,5 Ом*м. В водонасыщенном коллекторе с повышающим проникновением (2979-2980 м) кажущиеся сопротивления на коротких зондах занижены, по сравнению с рассчитанными Яп. Т.е сопротивление прискважинной зоны в этом коллекторе реально выше, чем определяется по кажущимся сопротивлениям. На участках глин характер диаграмм практически не изменяется, что связано со слабым влиянием скважины в породах низкого сопротивления. В высокоомных пластах без проникновения, например 29862989 м, Яп уменьшается от короткого зонда к длинному. Это объясняется более сильным влиянием вмещающих пород низкого сопротивления на показания длинных зондов. На диаграммах кажущихся сопротивлений правильного порядка зондов не наблюдается, что может быть проинтерпретировано наличием понижающей зоны проникновения в пласте, в то время как пласт является плотным.
Количественная интерпретация данных ВИКИЗ по стандартной методике проводится в рамках цилиндрически-слоистой осесимметричной модели. Эта методика реализована в программном обеспечении обработки данных «МФС ВИКИЗ». Интерпретация заключается в подборе таких параметров модели (сопротивления и радиусы слоев), при которых теоретические сигналы ВИКИЗ совпадают с экспериментальными. При расчете теоретических сигналов принято, что зонд находится на оси скважины. В реальных условиях зонд расположен на стенке скважины. Как показано выше, сигналы, полученные при положении зонда на оси и на стенке скважины, будут отличаться, особенно в скважинах с высоким контрастом Яп и Яс. Поэтому в таких ситуациях применение осесимметричной модели может приводить к недостоверным результатам. Вместе с этим интерпретация в модели с зондом, расположенным на стенке скважины, затрудняется большим временем расчета прямых задач. Поэтому предлагается сначала учитывать влияние эксцентриситета и затем решать обратную задачу для зонда на оси скважины. Эксцентриситет учитывается следующим образом:
- Рассчитываются двухслойные палетки сигналов зондов при положении зонда на оси и на стенке скважины для различных сопротивлений пласта при заданных сопротивлениях Я с и радиусах Ас скважины.
- По сигналу зонда, расположенного на стенке скважины, и известным Rc и Ас по палетке определяется сопротивление пласта. На самом деле для пласта с проникновением определенное Яп будет некоторым эффективным сопротивлением той части среды, которая влияет на сигнал.
- Затем по палетке Яп пересчитывается в сигнал для зонда, расположенного на оси скважины.
На рис. 4 приведен пример интерпретации в водонасыщенном коллекторе при сопротивлении скважины 0,5 Омм. Сопротивление зоны проникновения, полученное при интерпретации сигналов, исправленных за эксцентриситет, примерно в два раза отличается от полученного в результате интерпретации исходных данных. Заметим, что сопротивление пласта при этом не меняется, так как влияние эксцентриситета на показания длинных зондов незначительно.
I I
Рис. 4. Пример интерпретации данных в водонасыщенном коллекторе при сопротивлении скважины 0,5 Ом-м. Слева - интерпретация исходных данных, справа - интерпретация данных исправленных за эксцентриситет
© В.С. Игнатов, К.В. Сухорукова, 2009
