Способ определения направления и глубины залегания геоэлектрических неоднородностей в околоскважинном пространстве

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ И ГЛУБИНЫ ЗАЛЕГАНИЯ ГЕОЭЛЕКТР ЧЕСКИХ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ В ОКОЛОСКВАЖИННОМ ПРОСТРАНСТВЕ, заключающийся в измерении электрического поля в скважине при размещении источника на поверхности Земли на радиальных профилях, расходящихся от скважины, 1В 20 30 W AJ О /////j / 7//y/// //// 2,M

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

09) (И) g g G 01 V 3/08

zcpf lb f

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfTMA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3533666/18-?5 (22) 07.01.83 (46) 15.05.84. Бюл. Р 18 (72) А,С.Горюнов, А.В.Куликов, Е.А.Шемякин и А.П.Яковлев (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт геофизических методов разведки (53) 550.83(088.8) (56) 1. Комаров С.Г. Геофизические методы исследования скважин. М., "Гостоптехиздат", 1952, с.282.

2. Саковцев Г.П., Редозубов А.А, Х методы скважипной электроразведки при поисках и разведке рудных месторождений. M., "Недра", 1968, с.128 (прототип) . (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ И ГЛУБИНЫ ЗАЛЕГАНИЯ ГЕОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ В OKOJIOCKHAИИННОМ ПРОСТРАНСТВЕ, заключающийся в измерении электрического поля в скважине при размещении источника на поверхности Земли на радиальных профилях, расходящихся от скважины, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, измеряют в скважине на ряде глубин исследуемого горизонта электрическую компоненту поля Е при двух удалениях источника от скважины

1 (0,3-0,5) h и RÄ =(3-5)?, где глубина исследуемого горизонта, по меньшей мере по трем радиальным направлениям, расходящимся от устья скважины под равными углами, «пре— деляют средние значения ве.тичин Е ! измеренных на равных глубинах при равных удалениях Й, и отношения измеренных величин E - к соответ—

L ствующим средним величинам E «пров

3 Ф деляют для каждого R Аункцию ука— занных величин от глубин а F/Å =Е(Ь1 и о соотношению экстремальных значений этих функций определяют направление залегания геоэлектрическ«й неоднородности, а по ",бсциссе точки пересечения функций E / Е -- f(bl

Л Z для двух величин Д. и R опреде.пяют глубину залегания этой не«диор«днос— ти.

10924

Изобретение относится к геоэлектрораэнедке и может быть испольэовано для определения направления и глубины залегания пластообразных геоэлект-рических неоднородностей типа залежек; нефти, газа., линзовидных скоплений рапи и др, Известен способ определения глубины залегания пород с помощью электрокаротажа скважин «Г1 ). l0

Однако известный способ не позволяет определить месторождение геоэлектрических неоднородностей, расположенных в стороне от скважины.

Наиболее близким к изобретению является способ определения награнления и глубины залегания геоэлектрических пеодп н около—

cKBaæHíïol1 ITpocTpaHcтпе закл!оч а!0 щийся в измерении электрического поля в скважине при размещении заземленного источника на поверхности

Земли на радка11ькых прОАил51х равно мерно расходящихся от скважины, При2? мерная глубина залегания неоднородности Определяется этим способом пО глубине погружРния в скнажипу приемного диполя, при которой выделяется аномалия градиента потенцка-ла Е на графиках Г., = f(Z) (2).

Нецостаток paHHorо сг10соба. saIctIO lap Tc H Б TOM что для в1?!Явления a Ho" малин, нь1зынаемой неоднородностью,, к определения глубины залеганкя последней необходимо иметь "нормаль- 35 ную кривую изменения с глубиной н градиента потенциала для той средь ., н которой находится искомая неодно-РОДНОСтЬ. Х?аСЧЕТ "НОРМаЛЬСП1Х КРИВЫХ возможен B случае достаточно IipOc Tbr геоэлектркческкх сред однородного полупространства, двухслойной горизонтально-однородной средь. и т.,д.

В случае многослойных горизоктально-иеоднородкых сред,, к коными янг1яются большинство реальньгх сред, расчет нормалььп !х кривых затрупнктелен, а. часто и невозможен пз-за отсутствия данньгх об истиккых зпачепкях электри-ческихх сс противлРнкй Oтдегп? Иь х c Hoaa 5П а >ре а

Цель изобретения — повышение точности определекия направления и глубHHbl неоэлектричесбйх неоднородностей в околоскнажкнном про.-.транстве, Постанг1енная пег!ь достигается

Taм чTÎ сОглаcно спосооу определения направления и глубины залегания

52 2 геоэлектри 1еских неоднородностей н Околоскважиипом пространстве, заключающемуся в измерении электрического поля в скважине при размещении источника На поверхности Земли на радиальных профилях, расходящихся от скважины,, измеряют в скважине на ряде глубин исследуемого горизонта электрическую компоненту поля Г? при двух удалениях источника от сква— жины R = (0,3-0,5)h и Р.? = (3-5)h, .". где и — глубина исследуемого горизонта, по меньшей мере по трем радиальным направления, расходяшимся от устья скважины под равными углами, определяют средние значения величин

Е „ измеренных на равных глубинах при равных удалениях R, и отношеПЧ51 IcSМЕРР 1ПЬГ! ВЕЛИЧИН Е К СООТ— нетству1ощим средним величинам !"Ф

ОпРРДел II0T IIлЯ IcажДОГО R фУ!1кЦIпо указаннь;х величин От глубины

Е,-, ) Е > — — <(h) и по соотношению экстрРмяльпьГх значений этих функций определ1пот направление залегакия

ГРОЭЛРКТРИЧРСКОй НЕОДНОРОДНОСТИ, Q по абсциссе точкк пересечения функХ я пии E /F =Х(Ъ) для двух величин и К, определяют глубину залега,ия этой неоднородности, Основой предлагаемого способа служат особенности распределения вертикаг1ьпой составляющей. электрического поля диполя, расположенного ка дневкой поверхности н присутствии локального включения ткпа горизонтальпой линзы. Вблизи проводящей .-.инзы поведение вертикальной компоненть! 1. Имеет следующие особенности,, Еспи ксгочник расположен от скнажи: †:ь; на удалении Я, меньшем глубины исследуемого горизонта, измеряемые

ПЕ IИЧИHLI ОТКЛОНЯЮТСЯ ОТ НОРМЯЛЬНО? О распределския„ соотнетствуюп;его г0ризоктально.-однородной среде, в сторону больших значений при измерениях

:зьп!1е уровня линзы и в сторону мень— ших значений при измерениях ниже уровня линзы, При расположении источ=кка на рас1тоянии К2, большем глубины йссг1едуемогo горизонта имеет место Обрат1п|й характер Отклонения кз— меряемых значений К от нормального распределения, Таким образом, присутствие неОднородности В ОкОлоскваv,Hкком пространстве отражается в распределениях величин Г по вертикали

Двояким Образом: и в относительном

109245? з уменьшении и в относительном увеличении напряженности Е в зависимости от расстояния R, при котором проводятся измерения.

IIo данным физического моделирования для выявления локальных геоэлектрических неоднородностей, расположенных вблизи скважины на удалении

500-1000 м, оптимальными являются расстояния Е.> = (0,3-0,5)h и Е = !p (3-5)h (таблица), Величина аномалии, вызываемых локальной неоднородностью, достигает в этом случае максимального значения.

Способ реализуется следующим обра- 15 зом.

На одном из профилей, проходящих через устье скважины на удалении R ! от >Ice, равном (О, 3-0, 5) h, заземляют пита>о>>!ую линию и пропускают через нее

20 ток. Вдоль ствола скважины производят измерения вертикальной электрической составляющей н исследуемом интервале глубин. Затем ня том же профиле заземляют питающую линию на рас- 25 стоянии >>, =- (3-5)h и производят в скважине аналогичные измерения. Указанные операции повторяют при положении питающей линии на менее, чем на двух радиальных от скважины профи-3д лях. По результатам измерений,выполненных ня равных глубинах при равных удалениях источника, определяют значения Е, нормирование сред„+ ними Е > для каждой совокупности из35 мерений, и по особенностям различия каждой пары графиков — (к! соотнет1- >!.

Z странстве пронодящей неоднородности, Обратное сочетание знаков экстрему- мов снидетельствуето присутствии слабопроводящей неоднородности в стороне от скважины.

В качестве примера, иллюстрирующего возможность обнаружения и опреде"

> ления глубины пластообразной нсоднородности предложенным способом, на фиг,1-3 приведены результаты физичес кого моделирования поля электрического диполя в присутствии очень тонкой медной пластинки (— "- —,, где m !r! 1

68 толщина пластины, à h„- глубина ее залегания), заключенной во втором слабопронодящем слое четырехслойной среды, где IIa фиг.1 — разрез модели и план расположения питающих линий

АВ, ня фиг ° 2 и 3 — графики распре2 делений =f(zing при расположе, 1-%2 нии лицин АВ по направлению 1(2) и направлениям 11, 11 (3), Ня грас>>иках

E — (! нормирона>!ных величинами

Е

Г, средними для сонокупности нз4 мерений при равных удалениях питающе го диполя от точек измерения, присутствие неоднородности проявляется

I> ниде >:арактер>!!.>х отклоне!!нй экстремумов от уровня значений Е2/Е

Направление неоднородности определяется по паре графиков, характеризующихся максимальной величиной экстрествующих тому или иному направлению от скважины, судят о присутствиии неоднородности в околоскважинном пространстве и глубине ее залегания, Признаком присутствия в околоскважинном пространстве неоднородности служит наличие на графиках нормированных значений Е двух экстремумов разного знака на глубине, несколько меньшей глубины неоднородности, Сочетание положительного экстремума

50 на графике измерений при малом расстоянии R и отрицательного экстре мума на графике измерений при боль>яом расстоянии К2 свидетельствует о присуствиии н околоскважинном про55 мумов, а глубина залегания неоднородности — по точке пересечения графикон, имеющих такую величину экстремумов, В таблице приведено распределение величинЕ (Е. —.1(21 при различных удале%

L ! нпях пита.ощего диполя от скн>вкины

IIo pp3óëüòàòàII физического моделирования измерений вертикальной электрической компоненты на частоте

f = 5000 Гц (модель четырехслойного разреза с медной пластиной размером !

0,025-5 -10 см во втором слябопроводящем слое; параметры модели и pacIInложение радиальных няпрявлений— на фиг.!-3), 1092452! I ) ! !

R см

17 18 19 20 21 72 23

Направление 1 (на пластину) 1,01

1,20 1,22 1,18 1 07 О 94

1,06

0,98

1i05 l „08

0,98 0,99

0 94 0,92

1,03

0,99

1,01

0,96!,О

0,93

0,98 0,88 0,88

0,94

0,87 0,82

0,85 0,83

0,86 0,82

0,95

0,95

0,93

0,97

Направление If, 111

0 90 0,89

0,97 0,96

1i0l Ii0l

1,03 1,04

l,06 1,06

1,06 1,09

1,07 1,08

1,07 1,09

1,0

0,97

liOl

0,99

li01

1,00

1,02

I,О

1,01

1,03

1i02

l,ОЗ

1,04

1,02

1,02 определения глубины неоднородностей.

Экономический эффект от использования изобретения связан с сокращением объемов бурения скважин, заклацыва 0 емых для проверки локальных геофизических аномалий.

Использование предлагаемого изобретения позволяет повысить геологическую эффективность поисков геоэлектрических неоднородностей за счет более надежного выделения вызываемых ими аномалий и более точного

li08 1,04 0,99

1 02 1 03 1,04

0,99 1,0 1,Об

0,96 1,01 1,05

0,95 1,01 1, 07

0,93 1,0 1,08

0,92 1,0 1,09

0,90 0,96 1,03

0,96 0,98 l,n

099099098

1,01 1,0 0,97

1,02 0,99 0,97

1 03 l 0 О 97

1,04 1,0 0,96

1,04 1,0 0,96

1092452 пг оя у qf д »

И И 1д 11 ЕУ/Ем оси

I 4 2.2

Составитель Е,Поляков

Редактор М,Келемеш Техред Ж.Кастслевич Корректор В.Бутяга

Заказ 3250/30 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

21

22

ß1

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4