CC BY
159
УЧЕТ ВЛИЯНИЯ СКВАЖИНЫ ПРИ ОБРАБОТКЕ ДАННЫХ БОКОВОГО КАРОТАЖНОГО ЗОНДИРОВАНИЯ В ДВУМЕРНОЙ СРЕДЕ
Светлана Сергеевна Баранова
ИНГГ СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. Академика Коптюга 3, инженер, тел. 8-913-382-42-19, e-mail: clairdusoleil7@gmail.com
Андрей Юрьевич Соболев
ИНГГ СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. Академика Коптюга 3, кандидат технических наук, старший научный сотрудник, e-mail: SobolevAY@ipgg.sbras.ru
В статье представлены исследования влияния параметров скважины на показания прибора бокового каротажного зондирования в двумерной среде. На основе этих исследований предложен алгоритм учета влияния скважины.
Ключевые слова: боковое каротажное зондирование, скважина.
CORRECTION FOR THE BOREHOLE EFFECT OF THE RUSSIAN LATERAL LOGGING DATA IN 2D MEDIUM
Svetlana S. Baranova
A.A. Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics, 630090, Russia, Novosibirsk, 3 Koptuga, engineer, tel. 8-913-382-42-19, e-mail: clairdusoleil7@gmail.com
Andrey Y. Sobolev
A.A. Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics, 630090, Russia, Novosibirsk, 3 Koptuga, Senior Research Fellow, Candidate of Technical Sciences, e-mail: SobolevAY @ipgg. sbras.ru
Study of borehole parameters effects on the Russian lateral logging data in 2D structure is presented. The borehole correction algorithm based on the study is proposed.
Key words: lateral logging sounding, borehole.
Боковое каротажное зондирование
Боковое каротажное зондирование (БКЗ) - один из методов электрического каротажа, основанный на измерении кажущихся удельных электрических сопротивлений гальваническими зондами различной длины.
Ранее в лаборатории электромагнитных полей ИНГГ СО РАН разработаны эффективные алгоритмы решения прямых и обратных одномерных задач. Но их область применения ограничена однородными пластами большой мощности. Решение двумерной обратной задачи ресурсоемкое и не подходит для решения в промышленной среде. Работа направлена на сведение решения обратной двумерной задачи к решению ряда одномерных путем использования заранее насчитанных данных.
На показания прибора БКЗ влияют геоэлектрические параметры двумерной модели среды: мощность пласта; сопротивление вмещающих пород; сопротивление и радиус скважины; сопротивление и радиус зоны проникновения.
Учет мощности и сопротивления вмещающих пород, описанный в [1], производится путем создания трехмерной таблицы снятых отсчетов (палетки) в зависимости от мощности и сопротивления пласта и сопротивления вмещающих пород. Границы предложенной палетки: сопротивления пласта и вмещающих пород от 1 до 1000 Омм, мощность пласта от 0.5 до 100 м с логарифмическим шагом.
Настоящая работа посвящена исследованию влияния параметров скважины на показания прибора БКЗ в двумерной среде и определению алгоритма учета этого влияния для конкретных зондов.
Одномерный случай (пласт неограниченной мощности)
В случае пласта неограниченной мощности влияние скважины можно полностью учесть независимо от других параметров среды с помощью так называемой процедуры «поправки за скважину», которая заключается в расчете кажущегося сопротивления по двуслойной среде «скважина - пласт».
Влияние сопротивления скважины в двумерной среде
Для двумерной среды вышеописанный алгоритм приводит к существенным погрешностям. Проиллюстрируем на примере влияния сопротивления скважины.
Рассмотрим две похожие модели без зоны проникновения, различающиеся только сопротивлением скважины:
Модель 1 Модель 2
Сопротивление пласта, Омм 100 100
Мощность пласта, м 40 40
Сопротивление вмещающих пород, Омм 5 5
Диаметр скважины, м 0.216 0.216
Сопротивление скважины, Омм 2 0.2
На рис. 1 приведены показания зонда A2.0M0.5N для этих двух моделей. Решение прямой задачи в работе проводились программой [2].
При различных соотношениях сопротивлений в участках среды токи распределяются по-разному. Поэтому и возникает разница в сигналах, что и демонстрирует рис. 1 (график слева). Из-за этой разницы использование процедуры «поправки за скважину», где модель со скважиной приводятся к модели без скважины, приводит к большим погрешностям при снятии отсчетов. На рис. 1 (график справа) показаны поправленные за скважину сигналы для указанных моделей. Вдали от границ (при глубинах меньше 10 м, больше 55 м) и в центре пласта (от 25 до 40 м) сигналы сходятся по построению, но вблизи границ они различаются до 300%, а снятые отсчеты различаются на 20%.
Если умножить сопротивление каждого участка среды на один и тот же коэффициент, то распределение токов не изменится. На этом основан традицион-
ный подход, который заключается в том, что все полученные снятые отсчеты нормируются на сопротивление скважины.
Разрабатываемые процедуры должны правильно учитывать влияние скважин с буровым раствором сопротивлением от 0.02 до 10 Омм. Поэтому теперь в палетке используется расширенный диапазон нормированных сопротивлений пласта и вмещающих пород: от 0.1 до 50000.
Рисунок 1
Данные приведены для зонда A2.0M0.5N Слева: сравнение двух моделей пласта с сопротивлением скважин 2 Ом-м и 0.2 Ом-м, соответственно;
Справа: сравнение пересчета двух моделей пласта с сопротивлением скважин 2 Ом м и 0.2 Омм, соответственно, в модель без скважины
Влияние радиуса скважины в двумерной среде
Подобные рассуждения, которые мы использовали при исследовании сопротивления скважины, применимы и к диаметру.
Рассмотрим две схожие модели без зоны проникновения, различающиеся только диаметром скважины:
Модель 3 Модель 4
Сопротивление пласта, Омм 100 100
Мощность пласта, м 5.3 5.3
Сопротивление вмещающих пород, Омм 5 5
Диаметр скважины, м 0.15 0.5
Сопротивление скважины, Омм 2 2
При различных соотношениях размеров в среде токи распределяются по -разному, возникает разница в сигналах. Из -за этой разницы процедура «поправки за скважину» для учета диаметра скважины приводит к погрешностям. В случае указанных моделей пересчитанные сигналы расходились до 55% (рис. 2), а средние отсчеты различались в 2 раза.
Традиционный подход состоит в том, что все геометрические величины в модели, включая размеры зонда, нормируются на диаметр скважины. В работе используются прямая двумерная задача, рассчитывающая данные для зондов конкретных длин. Поэтому решено увеличить размерность палетки. Выбранный диапазон диаметра скважины: от 0.07 до 0.6 м.
Рисунок 2
Данные приведены для зонда A2.0M0.5N Слева: сравнение двух моделей пласта с диаметром скважин 0.15 м и 0.5 м, соответственно; Справа: сравнение пересчета двух моделей пласта с диаметром скважин 0.15 м и 0.5 м, соот-_____________________________ветственно, в модель без скважины________________________________
Результат
Рассчитаны сигналы зондов БКЗ для двумерных моделей в широком диапазоне параметров. Ранее представленный алгоритм поправки вмещающих пород дополнен учетом параметров скважины, что расширяет область его применения. Дополненный алгоритм вошел в библиотеку для обработки данных БКЗ.
Библиотека интегрирована в программный комплекс Techlog [3] и находится на стадии тестирования. Иллюстрации (рис. 1-2) получены в среде Techlog.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Баранова С.С., Соболев А.Ю. Предварительная обработка данных бокового каротажного зондирования на основе решения прямых задач // “ ИНТЕРЭКСПО ГЕО-Сибирь-2012”. VIII Междунар. Науч. Конф. «Недроплдбзование. Горное дело. Новые направления и технологии поиска, разведки и разработки месторождений полезных ископаемых», Т.2 - Новосибирск, 2012 - С. 85-89.
2. Дашевский Ю.А., Суродина И.В., Эпов М.И. Квазитрехмерное математическое моделирование диаграмм неосесимметричных зондов постоянного тока в анизотропных разрезах // Сибирский журнал индустриальной математики. Т5, № 3(11), 2002.С.76-91
3. Геология, геофизика и петрофизика, Techlog: сайт компании Schlumberger - 2009 [Электронный ресурс]. URL: http://sis.slb.ru/sis/techlog/ (Дата обращения: 11.03.2013)
© С.С. Баранова, А.Ю. Соболев, 2013
