Удельное электрическое сопротивление (У.Э.С.) осадочных горных пород

ОСНОВНЫЕ ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ У.Э.С. ОСАДОЧНЫХ ГОРНЫХ ПОРОД
Факторы, определяющие У.Э.С. породы:
1. У.Э.С. породообразующих минералов (минерального скелета)
2. % примеси рудных минералов и самородных элементов
3. Коэффициент пористости и структура порового пространства
4. Пластовые условия (минерализация, температура флюида)
5. У.Э.С. пластовых флюидов (пластовая вода, нефть, газ)
Слайд 2
Осадочная горная порода состоит из минерального скелета –
породообразующих минералов - и порового пространства,
заполненного флюидом – пластовой водой, нефтью, газом

ВЛИЯНИЕ У.Э.С. ПОРОДООБРАЗУЮЩИХ МИНЕРАЛОВ
Основные минералы, формирующие скелет осадочной горной
породы – кварц и кальцит.
Минеральный скелет составляет до 95% объема осадочной горной породы.
У.Э.С. кварца и кальцита ρ=109-1016 Ом*м
Минеральный скелет – породообразующие минералы – определяют У.Э.С. породы не более чем на 5% (!?).
Наиболее высокоомная осадочная горная порода – карбонатная
– обладает У.Э.С., не превышающим ρ=102-103 Ом*м
Слайд 3

ВЛИЯНИЕ У.Э.С. ПРИМЕСИ РУДНЫХ МИНЕРАЛОВ И САМОРОДНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
Основные рудные минералы в осадочных горных породах –
пирит, магнетит.
Примесь рудных минералов обычно составляет не более 5%.
У.Э.С. пирита и магнетита ρ=10-5-101 Ом*м
Наиболее низкоомная осадочная горная порода – глина
– обладает У.Э.С., не меньшем ρ=0,5 Ом*м
Если примесь рудных минералов не более 5%, то эта примесь практически не влияет на У.Э.С. породы.
Слайд 4

ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРЫ ПОРОВОГО ПРОСТРАНСТВА НА У.Э.С. ОСАДОЧНОЙ ГОРНОЙ ПОРОДЫ
Основные виды пористости:
гранулярная, межзерновая (преимущественно первичная , гидрофильная);
трещинная (преимущественно вторичная, гидрофобная),
трещинно-карстовая (вторичная, гидрофобная),
трещинно-каверновая (вторичная, гидрофобная).
Слайд 5

Гранулярная пористость преобладает в терригенных разрезах, встречаются в карбонатных разрезах (пористых известняках)
В терригенных разрезах:
- значение коэффициента пористости Кп: от 7-10 до 30-40%
В карбонатных разрезах:
- значение коэффициента пористости Кп:10-20%
Осадочные горные породы с гранулярной, межзерновой пористостью характеризуются минимальными значениями У.Э.С.
Слайд 6
ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРЫ ПОРОВОГО ПРОСТРАНСТВА НА У.Э.С. ОСАДОЧНОЙ ГОРНОЙ ПОРОДЫ

Слайд 7
ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРЫ ПОРОВОГО ПРОСТРАНСТВА НА У.Э.С. ОСАДОЧНОЙ ГОРНОЙ ПОРОДЫ
Трещинная пористость преобладает в карбонатных разрезах
Значение коэффициента пористости Кп: 2-4 %
Осадочные горные породы с трещинной пористостью характеризуются максимальными значениями У.Э.С.

Слайд 8
ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРЫ ПОРОВОГО ПРОСТРАНСТВА НА У.Э.С. ОСАДОЧНОЙ ГОРНОЙ ПОРОДЫ
Трещинно-кавернозная пористость преобладает в карбонатных разрезах
Значение коэффициента пористости Кп: 2-4 %
Осадочные горные породы с трещинно-кавернозной пористостью характеризуются максимальными значениями У.Э.С.

Слайд 9
ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРЫ ПОРОВОГО ПРОСТРАНСТВА НА У.Э.С. ОСАДОЧНОЙ ГОРНОЙ ПОРОДЫ
Трещинно-карстовая пористость преобладает в карбонатных разрезах
Значение коэффициента пористости Кп: 2-4 %
Осадочные горные породы с трещинно-карстовой пористостью характеризуются максимальными значениями У.Э.С.

Сопротивление горной породы («проводника») R = ρ х L / S,
здесь L – длина токового (капиллярного) канала;
S – сечение токового канала; ρ – У.Э.С. флюида в капилляре
Чем меньше упорядочена структура порового пространства (чем длиннее поровые каналы), тем больше У.Э.С.
У.Э.С. горной породы увеличивается от преобладающей гранулярной пористости к преобладающей трещинно-кавернозной пористости
Слайд 10
ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРЫ ПОРОВОГО ПРОСТРАНСТВА НА У.Э.С. ОСАДОЧНОЙ ГОРНОЙ ПОРОДЫ
токовый
канал
токовый
канал

R = ρ х L / S
При температуре Т= 0
Минерализация С= 10, ρ=1,0
Минерализация С= 20, ρ=0,5
Линейная обратная
зависимость ρ=f(C)
С ростом минерализации
пластового флюида С удельное электрическое сопротивление ρ
уменьшается.
Слайд 11
ВЛИЯНИЕ ПЛАСТОВЫХ УСЛОВИЙ (МИНЕРАЛИЗАЦИИ ПЛАСТОВОГО ФЛЮИДА – С) НА У.Э.С. ОСАДОЧНОЙ ГОРНОЙ ПОРОДЫ

R = ρ х L / S
При минерализации С= 10
Температура Т= 10, ρ=0,8
Температура Т= 20, ρ=0,6
Нелинейная обратная
обратная
зависимость ρ=f(Т)
Слайд 12
ВЛИЯНИЕ ПЛАСТОВЫХ УСЛОВИЙ (ТЕМПЕРАТУРЫ ПЛАСТОВОГО ФЛЮИДА –Т) НА У.Э.С. ОСАДОЧНОЙ ГОРНОЙ ПОРОДЫ
С ростом температуры
пластового флюида Т удельное электрическое сопротивление ρ
уменьшается.

R = ρ х L / S
С ростом минерализации пластового флюида С удельное электрическое сопротивление ρ уменьшается быстрее, чем
при росте температуры Т.
Слайд 13
ВЛИЯНИЕ ПЛАСТОВЫХ УСЛОВИЙ НА У.Э.С. ОСАДОЧНОЙ ГОРНОЙ ПОРОДЫ
При температуре Т= 0
Минерализация С= 10, ρ=1,0
Минерализация С= 20, ρ=0,5
Линейная обратная
зависимость ρ=f(C)
При минерализации С= 10
Температура Т= 10, ρ=0,8
Температура Т= 20, ρ=0,6
Нелинейная обратная
обратная
зависимость ρ=f(Т)

ВЛИЯНИЕ У.Э.С. ПЛАСТОВОГО ФЛЮИДА – ПЛАСТОВОЙ ВОДЫ – НА У.Э.С. ОСАДОЧНОЙ ГОРНОЙ ПОРОДЫ
R = ρ х L / S
С ростом У.Э.С. (ρ) пластовой воды У.Э.С. (R) осадочной горной породы растет в прямой пропорции
Пласт водонасыщенный
Слайд14

ВЛИЯНИЕ У.Э.С. ПЛАСТОВОГО ФЛЮИДА – НЕФТИ – НА У.Э.С. ОСАДОЧНОЙ ГОРНОЙ ПОРОДЫ
R = ρ х L / S
В нефтенасыщенном пласте всегда присутствует некоторое количество пластовой воды. Поэтому нефтенасыщенная осадочная горная порода характеризуется не столь высоким У.Э.С.
Но нефтенасыщенный пласт всегда имеет более высокое У.Э.С., чем этот же пласт, но водонасыщенный.
Для условий Западной Сибири существует и применяется для прогнозной оценки пласта эмпирическая зависимость:
УЭС<4ом*м – пласт водонасыщенный
УЭС>6ом*м – пласт нефтенасыщенный
УЭС=4-6ом*м – характер насыщения не ясен
Пласт нефтенасыщенный, у нефти ρ=109-1016 Ом*м
Слайд 15

ВЛИЯНИЕ У.Э.С. ПЛАСТОВОГО ФЛЮИДА – ГАЗА – НА У.Э.С. ОСАДОЧНОЙ ГОРНОЙ ПОРОДЫ
R = ρ х L / S
В газонасыщенном пласте всегда присутствует некоторое количество пластовой воды. Поэтому газонасыщенная осадочная горная порода характеризуется не столь высоким У.Э.С.
Но газонасыщенный пласт всегда имеет более высокое У.Э.С., чем этот же пласт, но нефтенасыщенный или водонасыщенный.
Пласт газонасыщенный, газ – электрический изолятор
Слайд 16

пластовый флюид
(НЕФТЬ, ГАЗ, ВОДА)
ВЕЩСТВЕННЫЙ СОСТАВ ИНТЕРВАЛА ПРОТИВ ПЛАСТА-КОЛЛЕКТОРА
Слайд 17
НЕОБСАЖЕННАЯ СКВАЖИНА, ГЛИНИСТЫЙ РАСТВОР НА ВОДНОЙ ОСНОВЕ
смесь фильтрата бурового
раствора и пластового
флюида
фильтрат бурового раствора (промытая часть пласта)
ГНК
ВНК

ВЕЩСТВЕННЫЙ СОСТАВ ИНТЕРВАЛА ПРОТИВ ПЛАСТА-КОЛЛЕКТОРА
СКВАЖИНА (БУРОВОЙ РАСТВОР, ρ=1-4 ом*м): техническая (маломинерализованная) вода + взвесь глинистых частиц.
ГЛИНИСТАЯ КОРКА, ρ=4-5 ом*м: глина
ПРОМЫТАЯ ЧАСТЬ ПЛАСТА: минеральный скелет + поровое пространство, заполненное фильтратом бурового раствора с некоторой долей остаточной (связанной) пластовой воды или нефти (газа).
ЗОНА ПРОНИКНОВЕНИЯ : минеральный скелет + поровое пространство, заполненное смесью фильтрата бурового раствора и пластового флюида (пластовая вода, нефть, газ).
НЕИЗМЕНЕННАЯ ЧАСТЬ ПЛАСТА: минеральный скелет + поровое пространство, заполненное пластовым флюидом (пластовая вода, нефть, газ).
Слайд 18

Слайд 19
ПРОСТРАНСТВЕННОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ У.Э.С.
ИНТЕРВАЛА ПЛАСТА-КОЛЛЕКТОРА
ρр – У.Э.С. скважины (бурового раствора)
ρгк – У.Э.С. глинистой корки
ρпп – У.Э.С. промытой части пласта
ρзп – У.Э.С. зоны проникновения
ρп – У.Э.С. неизмененной части пласта
НЕОБСАЖЕННАЯ СКВАЖИНА, ГЛИНИСТЫЙ РАСТВОР НА ВОДНОЙ ОСНОВЕ

Слайд 20
ПРОСТРАНСТВЕННОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ У.Э.С.
ИНТЕРВАЛА ПЛАСТА-КОЛЛЕКТОРА
НЕОБСАЖЕННАЯ СКВАЖИНА, ГЛИНИСТЫЙ РАСТВОР НА ВОДНОЙ ОСНОВЕ