Формулы уроков раздела «Оценка пластов по ГИС» с условиями применимости и единицами, а также обозначения: что означает каждый символ в этой дисциплине.
Шаг кривых LWD, передаваемых в реальном времени
Δz=3600Rvb
v — м/ч, b — биты, R — бит/с, Δz — м; 3600 — число секунд в часе
Справедливо, если: весь канал отдан каротажным кривым; на практике часть его занимают инклинометрия и служебные данные, и шаг будет больше; скорость проходки и скорость телеметрии постоянны; сжатие данных не учитывается.
Показание в середине тонкого пласта (модель равномерного окна)
xc=Lhxb+(1−Lh)xs,h<L
любые одинаковые единицы измеряемой величины; h и L — в метрах
Справедливо, если: прибор равномерно осредняет свойство в окне длиной L; реальный отклик плавнее: середина окна весит больше краёв; пласт лежит между одинаковыми мощными вмещающими породами; величина смешивается линейно — это разумно для ГК и плотности, но не для сопротивления, где смешение зависит от типа зонда; при h≥L в середине пласта xc=xb.
Статистический шум при другой скорости записи и после осреднения
σ2=σ1v1v2,σk=kσ1
шум — в единицах кривой (г/см³, единицы пористости, API); скорости — в одинаковых единицах
Справедливо, если: шум задаёт статистика счёта: число импульсов на отсчёт пропорционально Δz/v, другие помехи не учитываются; соседние отсчёты независимы, шаг Δz одинаков; пласт однороден в пределах осредняемых отсчётов.
Справедливо, если: прибор и фильтр — равномерные окна, как в модели тонкого пласта (вертикальное разрешение); два окна заменены одним с тем же вторым моментом: при наложении осреднений их дисперсии складываются; приближение немного преувеличивает потерю контраста по сравнению с точным расчётом двух окон (в примере ниже 0,149 против 0,152).
Справедливо, если: обе записи увязаны по глубине; глубины выбраны в однородных частях пластов, а не на границах; погрешности двух записей независимы и одинаковы: тогда разность имеет отклонение σ2; стандартная ошибка средней разности sΔ/N; средняя, превышающая её в несколько раз, — систематическое смещение.
Справедливо, если: между реперами сдвиг меняется плавно (растяжение кабеля, температурное удлинение); рывки прибора на уступах ствола интерполяция не исправляет; выше верхнего и ниже нижнего репера сдвиг принимают постоянным, равным крайнему.
Справедливо, если: глубина долота известна по наземной записи; её собственные ошибки (растяжение труб, качка на море) сюда не входят; вторая формула верна, пока скорость проходки в пределах расхождения часов постоянна.
Справедливо, если: в окне есть выразительные пласты; на однородном участке r почти не зависит от сдвига, и максимум ненадёжен; сдвиг в пределах окна постоянен; кривые записаны приборами близкого разрешения.
Справедливо, если: поршневое вытеснение: за фронтом фильтрата пласт не изменён, переходной зоной пренебрегают; проникновение равномерно по окружности и по толщине пласта, без гравитационного расслоения; фильтрат вытесняет пластовую воду и подвижные углеводороды, а не смешивается с ними; объём фильтрата задан; в действительности его определяют раствор, корка, репрессия и время.
Отношение сопротивлений промытой зоны и неизменённого пласта
RtRxo=RwRmf(SxoSw)2
любые, одинаковые для всех сопротивлений (обычно Ом·м)
Справедливо, если: чистый пласт с межзерновой пористостью: ток проводит только вода в порах; закон Арчи с показателем насыщения n=2 и одинаковым параметром пористости в обеих зонах; ступенчатый профиль; Rxo и Rt получены после поправок за скважину, корку и проникновение; Rmf и Rw приведены к пластовой температуре.
Справедливо, если: фильтрация в покое, без циркуляции; корка несжимаема, её проницаемость и состав постоянны; сопротивление пласта мало по сравнению с сопротивлением корки; корка тонкая по сравнению с радиусом скважины (плоская задача); мгновенной начальной фильтрацией (spurt loss) пренебрегают; на практике к формуле добавляют начальный объём Vsp.
Показание бокового зонда при ступенчатом проникновении
RLL≈JRxo+(1−J)Rt
любые одинаковые единицы сопротивления
Справедливо, если: ступенчатый профиль проникновения; поправки за скважину и вмещающие породы уже внесены; проводящий раствор (в растворах на углеводородной основе боковой каротаж не работает).
как указано; Cг/л/ρ — граммы соли на килограмм раствора
Справедливо, если: плотность и минерализация относятся к одной температуре; формула плотности — приближение для растворов NaCl при комнатной температуре; для вод сложного состава плотность измеряют.
Справедливо, если: градиент постоянен по разрезу — хорошее приближение для однородной толщи осадочных пород без мощных солей и активного движения подземных вод; TTD — установившаяся пластовая температура, а не температура, замеренная сразу после циркуляции.
Восстановление температуры на забое после остановки циркуляции
Tзаб(Δt)=Tпл−mlgΔttc+Δt
°C; tc и Δt в одних единицах; lg — десятичный логарифм
Справедливо, если: охлаждение забоя — как отбор тепла линейным источником с постоянной мощностью в течение tc; замеры на одной глубине, время Δt не слишком мало (обычно больше нескольких часов); нужны хотя бы три замера (по двум точкам прямую не проверить), записанные вместе со временем остановки циркуляции.
Сопротивление раствора NaCl при 24 °C по его концентрации
R24≈0,0123+Cppm0,9553647,5
эмпирическая: R в Ом·м, C в ppm
Справедливо, если: эмпирическая аппроксимация табличных данных для растворов NaCl — от сотен ppm до почти насыщенных; погрешность обычно в пределах нескольких процентов, у почти насыщенных рассолов больше; для воды другого состава C — эквивалентная концентрация NaCl.
Пересчёт сопротивления раствора на другую температуру (формула Арпса)
R2=R1T2+21,5T1+21,5
°C; сопротивления в любых одинаковых единицах
Справедливо, если: эмпирическое приближение для растворов NaCl в обычном диапазоне пластовых температур; применяют ко всем водным растворам каротажа — пластовой воде, фильтрату, буровому раствору; для глинистой корки и вод сложного состава точность ниже.
Как ошибка насыщенности переходит в нефтенасыщенную ёмкость пласта
HδH=−1−SwδSw=−1−SwSw⋅SwδSw
безразмерная (относительные изменения)
Справедливо, если: толщина и пористость пласта неизменны, меняется только Sw; ошибка мала (линейное приближение); пласт остаётся по ту же сторону граничных значений — иначе его ёмкость меняется скачком, целиком.
Показание зонда как смесь откликов составляющих породы
L=i∑ViLi,i∑Vi=1
единицы метода: г/см³ для плотности, барн/см³ для объёмного фотоэлектрического поглощения U, мкс/м для интервального времени, доли единицы для водородного индекса
Справедливо, если: зонд видит однородный объём, пласт толще вертикального разрешения, поправки за скважину внесены; для объёмной плотности правило точное — это баланс массы; для фотоэлектрического поглощения смешивается не Pe, а произведение U=Peρe; для нейтронного метода правило приближённое: сказываются минерал скелета, поглотители нейтронов и газ; для интервального времени это эмпирическое уравнение среднего времени, верное для уплотнённых сцементированных пород; для сопротивления правило не выполняется: ток идёт только по воде в порах, и связь нелинейна (уравнение Арчи, Уравнение Арчи и насыщенность чистых коллекторов).
Справедливо, если: поправки за диаметр скважины, раствор и колонну уже внесены; вклады минералов независимы и складываются; пласт однороден в объёме, который видит прибор, и толще его вертикального разрешения.
Справедливо, если: радиоактивность изучаемого пласта создаёт только глинистый материал; глины в пласте такие же, как в опорных глинистых пачках, а чистая часть — как опорный чистый пласт; линии выбраны в том же стволе, по той же записи и близко по глубине.
Полный ГК по содержаниям калия, урана и тория (приближённо)
GR≈16K+8U+4Th
ГК в API; калий в массовых процентах, уран и торий в г/т
Справедливо, если: коэффициенты приближённые и зависят от прибора и калибровки; в рядах урана и тория есть радиоактивное равновесие; поправки за скважину внесены.
Справедливо, если: скорость счёта постоянна в пределах отсчёта (однородный пласт); фон и мёртвое время детектора не учитываются; отсчёты независимы, без фильтрации по глубине.
мВ; сопротивления в любых одинаковых единицах; lg — десятичный логарифм
Справедливо, если: чистый (неглинистый) водоносный пласт между мощными глинами, которые ведут себя как идеальные катионные мембраны; растворы близки по составу к раствору NaCl; при большой доле других солей коэффициент при 25 °C отличается от 71 мВ; электрокинетические потенциалы малы или взаимно компенсируются; оба сопротивления и коэффициент K относятся к пластовой температуре.
Эквивалентное сопротивление пластовой воды по статической амплитуде ПС
Rwe=Rmfe⋅10SSP/K
Ом·м; SSP и K в мВ
Справедливо, если: SSP снята в мощном чистом водоносном пласте или исправлена за толщину и сопротивление пласта; Rmfe и K относятся к пластовой температуре; вода и фильтрат близки к растворам NaCl, электрокинетические потенциалы малы.
Электрохимический коэффициент через числа переноса
K=(1+t−−t+)F2,303RT=2t−F2,303RT
СИ: K получается в вольтах, для милливольт умножают на 1000; 2,303=ln10 переводит натуральный логарифм в десятичный
Справедливо, если: глины — идеальная мембрана: пропускают только катионы; пласт чистый, сам мембраной не является; оба раствора — растворы одной соли NaCl; числа переноса постоянны в рассматриваемом диапазоне концентраций.
Справедливо, если: множитель 106 переводит секунды в микросекунды; скорость и интервальное время относятся к одной и той же волне — продольной, если не оговорено иное.
Скорости продольной и поперечной волн в упругой среде
Vp=ρbK+34G,Vs=ρbG
СИ: модули — Па, плотность — кг/м³, скорости — м/с
Справедливо, если: однородная изотропная упругая среда; длина волны много больше зёрен и пор, и порода ведёт себя как сплошная среда с осреднёнными свойствами; у жидкости и газа G=0: поперечной волны в них нет, а Vp=K/ρ, где K и ρ — модуль объёмного сжатия и плотность самого флюида.
Время пробега головной волны от излучателя до приёмника
t=LΔt+(aT+aR)Δtmcosθc,sinθc=ΔtmΔt
времена — мкс, расстояния — м, интервальные времена — мкс/м
Справедливо, если: лучевое приближение: волна идёт по прямым отрезкам — от излучателя к стенке, вдоль стенки и от стенки к приёмнику; порода быстрее раствора (Δt<Δtm), иначе головная волна не возникает; стенка на пути волны ровная и параллельна прибору, порода вдоль неё однородна.
Справедливо, если: оба приёмника срабатывают на одном и том же колебании одной и той же волны — первом вступлении продольной головной волны; зазоры между прибором и стенкой у обоих приёмников одинаковы; в пределах базы порода однородна: измеренное Δt — среднее по интервалу длиной s.
Δt — мкс/м, h — м, t — мкс, Vˉ — м/с (множитель 106 переводит микросекунды в секунды)
Справедливо, если: волна идёт по вертикали; в наклонной скважине берут вертикальные толщины; скорость на частотах каротажа (килогерцы) обычно немного выше, чем на сейсмических (десятки герц), а зонд видит только породу у стенки; поэтому интегральное время калибруют по сейсмокаротажу или вертикальному сейсмическому профилированию (ВСП, VSP) — прямым замерам времени пробега от поверхности до приёмника в скважине.
Динамические модуль сдвига и коэффициент Пуассона по акустическому каротажу
G=Δts2ρb,ν=R2−121R2−1,R=ΔtpΔts
СИ: плотность — кг/м³, интервальное время — с/м, модуль — Па
Справедливо, если: однородная изотропная упругая порода; модули динамические — относятся к малым быстрым деформациям в звуковой волне. Статические модули, измеренные при медленном нагружении керна, обычно ниже, и для инженерных расчётов их получают по зависимостям, проверенным на керне; Δts измерено, а не оценено по Δtp.
Счёт детектора и электронная плотность (калибровочная зависимость)
lnN=a−bρe
N — имп/с (логарифм натуральный), ρe — г/см³
Справедливо, если: приближённая эмпирическая зависимость для фиксированной конструкции прибора, энергетического окна и прижатия башмака; расстояние до детектора больше нескольких длин свободного пробега кванта; вплотную к источнику зависимость обратная — плотная порода рассеивает к детектору больше квантов; порода однородна в объёме исследования, корки и зазора нет.
Справедливо, если: калибровка по известняку, насыщенному пресной водой: для кальцита и для воды ρa совпадает с истинной плотностью; постоянные 1,0704 и 0,1883 получают, требуя равенства ρa=ρb для этих двух веществ, поэтому для других веществ равенство приближённое.
Кажущаяся плотность метана для плотностного прибора
ρa,g≈1,334ρg−0,188
г/см³
Справедливо, если: газ — метан (1,334≈1,0704⋅1,2467); для более тяжёлого газа коэффициенты немного другие; калибровочная формула линейна, а доли компонентов в сумме равны единице, поэтому кажущиеся плотности компонентов смешиваются по объёмам так же, как истинные. Кажущаяся плотность газа — расчётная величина для такого смешения, а не физическая плотность: она может оказаться даже отрицательной.
Число столкновений, нужное для замедления нейтрона
n=ξln(E0/Eth),ξ=1+2A(A−1)2lnA+1A−1
энергии — в одинаковых единицах; логарифмы натуральные
Справедливо, если: упругое рассеяние, изотропное в системе центра масс: хорошее приближение для лёгких ядер при энергиях каротажных источников; при A=1 второе слагаемое обращается в нуль, и ξ=1; среда из ядер одного сорта; в породе вклады ядер складываются с учётом их числа и вероятности рассеяния на каждом.
Справедливо, если: чистый пласт без глин; кривая пересчитана в матрицу пласта и исправлена за скважину; не учтён эффект экскавации: в газоносном пласте реальный прибор показывает ещё меньшую пористость (дополнительный раздел); поглотители нейтронов не влияют (или прибор надтепловой).
Справедливо, если: эмпирическое правило для чистых газоносных пластов; обе кривые исправлены за скважину; для пластов с жидкостью на известняковых шкалах используют среднее арифметическое (ϕN+ϕD)/2: оно мало зависит от того, песчаник, известняк или доломит слагает пласт; точную оценку, с эффектом экскавации и газонасыщенностью промытой зоны, дают палетки и расчёты (Газ, глины, карбонаты и давление в оценке пористости по ГИС).
Справедливо, если: ядра водорода; у других ядер гиромагнитное отношение иное, и на частоте прибора они не отвечают; поле в чувствительной зоне задано конструкцией прибора; в неоднородном поле разным расстояниям от прибора соответствуют разные частоты.
Справедливо, если: один флюид с одним значением T1; в породе T1 распределено, и формула применяется к каждой его части; до начала поляризации намагниченности нет: порода только вошла в поле прибора или предыдущий цикл её полностью «стёр».
Справедливо, если: флюиды полностью поляризованы и имеют водородный индекс 1; иначе амплитуды занижены (см. раздел об углеводородах); компоненты с T2, сравнимыми с TE или короче, успевают затухнуть до первых эхо и определяются плохо; амплитуды поздних эхо малы по сравнению с шумом, поэтому для надёжного разложения сигнал накапливают по нескольким циклам.
СИ; удобно брать ρ2 в мкм/с и S/V в мкм⁻¹ — их произведение получается в с⁻¹
Справедливо, если: режим быстрой диффузии: молекула много раз обегает пору за время релаксации, ρ2r/D≪1; тогда пора релаксирует как целое; поверхностный член относится к смачивающей фазе; несмачивающая (нефть в гидрофильной породе, газ) стенок не касается и релаксирует только объёмно и диффузионно; диффузионный член записан для неограниченной диффузии в однородном градиенте; в мелких порах стенки ограничивают смещение, и член меньше; соседние поры за время измерения не обмениваются молекулами; иначе их времена усредняются.
Справедливо, если: сумма берётся по оговорённой части распределения — в этом уроке по эффективной пористости, T2>3 мс; при расчёте и при калибровке по керну используют одну и ту же договорённость.
доли объёма породы (или проценты — единицы пористости)
Справедливо, если: водородный индекс всех флюидов около 1, поляризация полная; иначе части распределения занижены; межэховый интервал достаточно мал, чтобы увидеть воду, связанную глинами; при TE около 1 мс прибор даёт только эффективную пористость; граничные времена подобраны для этой породы (типичные значения — в таблице ниже).
эмпирическая: k в мД, ϕe в процентах; при другой записи пористости меняется C
Справедливо, если: эмпирическая связь, предложенная для песчаников: C (часто начинают со значения 10) и показатели степени подбирают по керну пласта; граничное время, разделяющее BVI и FFI, откалибровано для этой породы; BVI — только вода, а FFI — все подвижные флюиды, с поправками за водородный индекс и неполную поляризацию.
эмпирическая: k в мД, ϕe в долях единицы, T2LM в мс
Справедливо, если: эмпирическая связь: a и показатели степени подбирают по керну пласта; без керна для песчаников часто начинают с a около 4 мД/мс², в карбонатах коэффициенты другие (a намного меньше); поры заполнены водой, и распределение отражает размеры пор, а не свойства флюидов; T2LM рассчитано по той же части распределения, что и при калибровке.
пористость и насыщенность в долях единицы; TW и T1h в одинаковых единицах
Справедливо, если: фильтрат на водной основе с водородным индексом 1, полностью поляризованный; сигнал углеводорода не теряется из-за слишком короткого T2 (для тяжёлой нефти это не так); водородный индекс воды принят равным 1; у солёной воды он немного меньше.
Справедливо, если: чистый пласт с известной плотностью скелета; оба прибора видят одну и ту же промытую зону; вода полностью поляризована, водородный индекс фильтрата 1; свойства газа (ρg, HIg, T1g) оценены для пластовых давления и температуры.
Справедливо, если: прибор с одной рабочей частотой; многочастотный прибор, измеряющий несколько оболочек по очереди, набирает данные быстрее примерно во столько раз, сколько у него частот; время цикла — поляризация плюс цепочка эхо; служебные паузы не учтены; смещение прибора за время накопления просто прибавляется к длине антенны — грубая оценка вертикального разрешения.
Справедливо, если: шум случайный и одинаковый для всех эхо; сетка времён задана заранее и перекрывает весь возможный диапазон — от долей миллисекунды до нескольких секунд; штраф в виде суммы квадратов — один из распространённых вариантов; применяют и штрафы на кривизну распределения.
СИ; в каротаже проводимость обычно выражают в мСм/м: C=1000/R при R в Ом·м
Справедливо, если: образец однороден, ток течёт вдоль него равномерно; сопротивление и проводимость относятся к одной температуре: у растворов и пород они заметно меняются при нагреве.
Справедливо, если: электроды точечные, возвратный электрод B бесконечно удалён; коэффициент K выведен для однородной среды; в скважине среда неоднородна, и формула лишь определяет, что называют кажущимся сопротивлением; по принципу взаимности токовые и измерительные электроды можно поменять местами — показание не изменится.
Справедливо, если: однородная немагнитная среда; оценка для плоской волны: поле реального зонда устроено сложнее, но порядок величины тот же; токами смещения пренебрегают — на частотах в десятки килогерц это оправдано.
Показания зондов разной глубинности в ступенчатой модели проникновения
Rk=Jk(di)Rxo+[1−Jk(di)]Rt,k=1,2,3
любые одинаковые единицы сопротивления
Справедливо, если: ступенчатый профиль: промытая зона с Rxo до диаметра di, за ней — пласт с Rt; переходной и окаймляющей зон нет; форма записи для бокового каротажа, где складываются сопротивления; для индукционного каротажа так же складывают проводимости 1/R с геометрическими факторами; пласт толще вертикального разрешения зондов; поправки за скважину и вмещающие породы уже внесены.
Показание фокусированного микрозонда в ступенчатой модели
Rмз=JmcRmc+JxoRxo+(1−Jmc−Jxo)Rt
любые одинаковые единицы сопротивления
Справедливо, если: фокусированный зонд: измерительный ток пересекает зоны последовательно, поэтому складываются сопротивления; для нефокусированных зондов микрокаротажа модель не годится; ступенчатый профиль: корка толщиной hmc, промытая зона до фронта проникновения, за ним — неизменённый пласт; Jmc растёт с толщиной корки, доля пласта — с приближением фронта к стенке; факторы зависят от конструкции прибора и в некоторой мере от контраста сопротивлений, поэтому реальные поправки берут из палеток изготовителя.
Справедливо, если: чистый пласт; в глинистом применяют модели глинистых коллекторов с теми же заменами (Насыщенность глинистых коллекторов); вода в промытой зоне — практически только фильтрат; если фильтрат смешан с пластовой водой, её сопротивление ниже Rmf, и расчёт с Rmf завышает Sxo; раствор на водной основе: фильтрат проводит ток; Rmf приведено к пластовой температуре.
Справедливо, если:Sw и Sxo рассчитаны с одной и той же пористостью и одними коэффициентами; фильтрат вытеснял пластовые флюиды как при заводнении: сдвинутые им углеводороды считаются подвижными; до проникновения промытая зона была такой же, как неизменённый пласт: тот же пласт и та же насыщенность.
Параметр пористости по сопротивлению промытой зоны
F=RmfRxo=ϕma
безразмерная
Справедливо, если: чистый водоносный пласт, полностью промытый фильтратом: Sxo=1, вода в промытой зоне — фильтрат; фронт проникновения дальше глубинности микрозонда, поправка за корку внесена; в глинистых пластах проводимость глин занижает F.
интервальные времена — в одинаковых единицах, мкс/м или мкс/фут; пористость — в долях единицы
Справедливо, если: чистая порода без глин, минеральный состав известен; порода уплотнена и сцементирована: в рыхлых песках уравнение завышает пористость; поры мелкие и распределены равномерно — межзерновые или межкристаллические; каверны и трещины в результат почти не входят; поры в зоне исследования заполнены жидкостью — фильтратом бурового раствора; уравнение эмпирическое: оно не выводится из механики упругих волн, а описывает опытные данные для таких пород.
Поправка за недоуплотнение к уравнению среднего времени
ϕS=Δtf−ΔtmaΔt−Δtma⋅Cp1,Cp≈328Δtsh
Δtsh — в мкс/м; при Δtsh в мкс/фут делитель равен 100
Справедливо, если: оценка Cp по соседним глинам — грубое практическое правило: глины уплотняются вместе с песками, и Δtsh больше 328 мкс/м (100 мкс/фут) считают признаком недоуплотнения; при меньших значениях поправку не вводят (Cp=1); надёжнее найти Cp в опорном пласте, где пористость известна независимо (раздел о калибровке ниже); пласт чистый, поры заполнены жидкостью.
Эмпирическое преобразование интервального времени в пористость
ϕS=CΔtΔt−Δtma
интервальные времена — в одинаковых единицах; пористость — в долях единицы
Справедливо, если: чистая порода, поры заполнены жидкостью; формула — приближение опытной зависимости в диапазоне обычных значений пористости, примерно до 35–37 %: в более рыхлых породах зёрна уже не образуют жёсткого каркаса, и связь другая; для газоносных пластов постоянную уменьшают (раздел о нефти и газе).
Эффективная пористость глинистого пласта по акустическому каротажу
ϕe=ϕS−VshϕS,sh,ϕS,sh=Δtf−ΔtmaΔtsh−Δtma
интервальные времена — в одинаковых единицах; пористость и глинистость — в долях единицы
Справедливо, если: слоистая глинистость: волна проходит песчаные и глинистые прослои один за другим, и времена пробега складываются; для тонких прослоев это приближение; глинистые прослои такие же, как соседние глины, по которым взято Δtsh; глинистость Vsh найдена независимо (Определение глинистости); порода уплотнена, в порах жидкость; глинистый материал, рассеянный в порах уплотнённого песчаника, меняет Δt мало — для него поправка завышена.
Понижающая поправка за нефть и газ к акустической пористости
ϕ=kувϕS
доли единицы
Справедливо, если: грубое практическое правило для высокопористых песков с неглубоким проникновением; множитель зависит от насыщенности зоны исследования и от жёсткости породы и точным быть не может; поправку вводят, только когда завышение очевидно — например, по сравнению с водоносной частью того же пласта или с плотностной пористостью; в эмпирическом преобразовании для газоносных пластов вместо множителя берут меньшую постоянную, C=0,6.
Оценка вторичной пористости по сопоставлению методов
ϕ2=ϕt−ϕS
доли единицы
Справедливо, если: чистая порода известного минерального состава, поры заполнены жидкостью: газ и глины искажают три метода по-разному; параметры расчёта ϕS проверены в интервале без каверн — там ϕS должна совпадать с ϕt; иначе в разность войдёт ошибка самого уравнения; каверны для волны не совсем незаметны и немного увеличивают Δt, поэтому разность обычно несколько меньше их истинного объёма; точки с пропусками циклов, которые часто вызывают трещины, из расчёта исключают; это индекс, а не измерение: погрешности двух методов складываются.
Справедливо, если: эмпирическая зависимость для чистых водонасыщенных пород; пористость меньше примерно 37 %: в более рыхлых породах зёрна уже не образуют жёсткого каркаса, и связь другая.
Объёмная плотность породы как сумма вкладов компонентов
ρb=i∑Viρi,i∑Vi=1
г/см³ или кг/м³ — любые одинаковые единицы плотности
Справедливо, если: перечислены все компоненты: сумма объёмных долей равна единице; порода однородна в объёме, который видит прибор: 10–15 см от стенки и 15–45 см вдоль ствола; показание исправлено за корку и ствол; для обычных минералов и жидкостей прибор показывает практически истинную плотность, для газа, соли и гипса — нет (почему).
Справедливо, если: доли объёмные — так их дают шлифы; массовые доли рентгеновского анализа сначала делят на плотности минералов и нормируют; состав постоянен в пределах пласта, для которого принято значение.
Справедливо, если: множитель 1+0,73P — приближение для растворов NaCl при 24 °C и атмосферном давлении; принято, что рассол расширяется при нагреве и сжимается под давлением примерно как пресная вода; погрешность оценки — до 0,01 г/см³; для фильтратов сложного состава и растворов на углеводородной основе плотность измеряют или берут по данным о растворе.
Плотность флюида промытой зоны с остаточными углеводородами
ρf=Sxoρmf+(1−Sxo)ρh
г/см³
Справедливо, если: в зоне исследования только фильтрат и остаточные углеводороды; пластовой воды не осталось или она неотличима по плотности от фильтрата; для газа подставляют кажущуюся плотность: для метана ρa,g≈1,334ρg−0,188 (вывод).
Справедливо, если: ошибки малы по сравнению с разностью ρma−ρf (линейное приближение); независимые случайные ошибки складывают квадратично, систематические — с их знаками.
Эффективная пористость глинистого пласта по плотности
ϕe=ϕD−VshϕD,sh,ϕD,sh=ρma−ρfρma−ρsh
плотности в г/см³; пористость и глинистость в долях единицы
Справедливо, если: глинистый материал в пласте такой же, как в опорной глинистой пачке; для рассеянной глины это выполняется хуже; глинистость Vsh найдена независимо (Определение глинистости); газа в зоне исследования нет.
Справедливо, если: слоистая глинистость: прослои тоньше вертикального разрешения прибора, и он осредняет их по объёму; глинистые прослои имеют ту же плотность, что соседние мощные глины.
Справедливо, если: чистый пласт; в промытой зоне только фильтрат и остаточный газ; уравнение Арчи для промытой зоны с a=1 и m=n=2; при других коэффициентах доля фильтрата сама зависит от пористости, и задачу решают последовательными приближениями; Rxo измерено микрозондом и исправлено за корку; для лёгкой нефти вместо ρa,g подставляют её плотность.
Нейтронная пористость как сумма вкладов флюида и глин
ϕN≈ϕHIfl+VshϕN,sh
доли единицы
Справедливо, если: вклады складываются пропорционально объёмам — приближение, пригодное для флюида и глин; скелет в единицах собственной матрицы даёт нулевой вклад; если матрица другая, показание сначала пересчитывают по характеристике прибора; газ дополнительно занижает показание из-за эффекта экскавации (раздел о газе); минералы с водородом — гипс, уголь — в пласте отсутствуют.
Эффективная пористость глинистого пласта по нейтронному каротажу
ϕe≈ϕN−VshϕN,sh
доли единицы
Справедливо, если: поры заполнены водой или нефтью (водородный индекс около 1), газа нет; глинистый материал в пласте такой же, как в опорной глинистой пачке; глинистость найдена независимо, например по гамма-каротажу (ГК) или ПС (Определение глинистости).
Справедливо, если: чистый пласт; показание исправлено за условия измерений и пересчитано в матрицу пласта; в зоне исследования только фильтрат и остаточный газ; водородный индекс метана HIg=2,25ρg при плотности газа в г/см³ (вывод).
Поправка за эффект экскавации (приближённая формула)
Δϕex≈K(2ϕ2SwH+0,04ϕ)(1−SwH)
доли единицы
Справедливо, если: приближение результатов расчётов переноса нейтронов; числа 2 и 0,04 — подгоночные; пористость и SwH подставляют в долях единицы; формула описывает добавочное занижение; сам недостаток водорода учтён множителем SwH.
Справедливо, если: первая формула выведена в теме о нейтронном каротаже: атомные массы округлены до 12 и 1; если состав известен, x берут по нему: для сухого газа, близкого к метану, x=4 и HIh=2,25ρh; для нефти x≈2 и HIh≈1,29ρh; оценка x≈4−2,5ρh опытная: она сводит лёгкие углеводороды к метану, а нефть плотностью около 0,8 г/см³ — к формуле CH2.
Кажущаяся плотность углеводорода для плотностного прибора
ρa,h=1,070412+1,01x2(6+x)ρh−0,1883
г/см³
Справедливо, если: прибор откалиброван по известняку с пресной водой: ρa=1,0704ρe−0,1883 (электронная и кажущаяся плотность); дробь — отношение 2∑Z/M для группы CHx: в ней 6+x электронов (шесть у углерода и x у водорода), а молярная масса 12+1,01x; для метана формула переходит в ρa,g≈1,334ρg−0,188 (кажущаяся плотность газа), для нефти с x=2 — в ρa,h≈1,222ρh−0,188.
Плотностная и нейтронная пористость пласта с остаточными углеводородами
ϕD=ϕ+kDϕShr,ϕN=ϕ−kNϕShr−Δϕex
доли единицы; плотности — в г/см³
Справедливо, если: чистый пласт, скелет известен, обе кривые исправлены за условия измерений и приведены к матрице пласта; оба прибора видят одну и ту же зону — первые 10–30 см за стенкой — с фильтратом и остаточными углеводородами; водородный индекс флюида промытой зоны SwH=1−kNShr — тот же, что в формуле экскавации (подробнее), при HImf=1.
Пористость и остаточная газонасыщенность по плотностной и нейтронной пористости
ϕ=kD+kNkNϕD+kDϕN′,ϕShr=kD+kNϕD−ϕN′
доли единицы
Справедливо, если: чистый пласт известной литологии; обе пористости рассчитаны для одной, верной матрицы и исправлены за условия измерений; в глинистом пласте — после поправок за глинистость (следующий раздел); kD и kN рассчитаны по плотности газа в пластовых условиях; поправка за экскавацию зависит от искомых ϕ и Shr, поэтому расчёт повторяют с новой поправкой, пока результат не перестанет меняться: обычно хватает двух-трёх повторений; оба прибора видят одну и ту же зону с одинаковой насыщенностью.
Плотностная и нейтронная пористость, исправленные за глинистость
ϕD,c=ϕD−VshϕD,sh,ϕN,c=ϕN−VshϕN,sh
доли единицы
Справедливо, если: глинистый материал в пласте такой же, как в опорной глинистой пачке; вклады складываются пропорционально объёмам — как в темах о каждом методе; газовые сдвиги и экскавация относятся к порам вне глины: решение для газа применяют к исправленным значениям.
Справедливо, если: сравнивают одни и те же глины; ствол в глинах ровный, плотность надёжна; экспоненциальный тренд — следствие закона уплотнения ϕ=ϕ0e−cσ′ при нормальном давлении, когда эффективное напряжение растёт пропорционально глубине; тренд строят по нормально уплотнённой части разреза и продолжают вниз; ошибка продолжения растёт с расстоянием.
Показание чистого пласта, скелет которого — смесь двух минералов
L=(1−f)L1(ϕ)+fL2(ϕ)
единицы метода
Справедливо, если: пласт чистый, поры заполнены жидкостью известной плотности, поправки за условия измерений внесены; для плотности формула — точный баланс масс; для нейтронной пористости и интервального времени — приближение: вклады минералов смешиваются не строго линейно, и на реальных палетках линии смесей слегка искривлены.
Справедливо, если: это не утверждение, что пласт — известняк, а только шкала, общая для всех линий; палетку выбирают по фильтрату: для пресного и солёного растворов линии разные.
Сдвиг точки газоносного пласта на кросс-плоте «нейтрон — плотность»
ΔϕD,ls=kD,lsϕShr,ΔϕN=−kNϕShr−Δϕex
доли единицы
Справедливо, если: коэффициенты те же, что в теме о газе, глинах и карбонатах, но плотностная пористость рассчитана на известняк; объём газа ϕShr оценивают по насыщенности промытой зоны (микрозонды) и первой оценке пористости, а затем уточняют; для нефти kD,ls около 0,15, а kN близок к нулю: точка сдвигается на единицу-две вверх.
Pe — барн/электрон, U — барн/см³, ρe — г/см³ (как мера числа электронов в единице объёма)
Справедливо, если: компоненты однородно перемешаны в небольшом объёме за стенкой скважины, который видит прибор; электронная плотность каждого компонента взята по калибровке прибора (известняк с пресной водой), поэтому объёмы смешиваются так, как их видит прибор; барита и тяжёлых минералов в корке и растворе нет.
плотности — г/см³, U — барн/см³, Pe — барн/электрон
Справедливо, если: пласт чистый, оба минерала известны, поры заполнены жидкостью известной плотности и состава; показания исправлены за условия измерений, барита в корке и растворе нет; при газе в промытой зоне пористость получится завышенной (см. пример с газоносным известняком ниже).
Справедливо, если: пласт чистый, поры заполнены жидкостью известной плотности; кажущаяся пористость верна: ошибка в 0,01 сдвигает ρmaa примерно на 0,02 г/см³ (см. ниже).
Справедливо, если: показания исправлены за скважину; в растворе нет хлорида калия; компоненты с постоянным составом; природные минералы различаются по содержаниям в разы.
Содержание органического углерода по урану (местная калибровка)
TOC≈aU+b
TOC — массовые %, уран — г/т
Справедливо, если: уран связан с органическим веществом, а не с фосфатами, трещинами или вторичными отложениями; калибровка — для одной толщи и одной обстановки осадконакопления; перенос в другие толщи не допускается; кривую урана осредняют по интервалу: в отдельных отсчётах она шумная.
Параметр M — наклон на плоскости «акустика — плотность»
M=0,003048ρb−ρfΔtf−Δt
Δt — мкс/м, плотность — г/см³; M — условная величина (мкс/фут на 1 г/см³, делённые на 100)
Справедливо, если: чистый пласт с жидкостью в порах, показания исправлены за условия измерений; интервальное время линейно по объёмам (уравнение среднего времени); с эмпирическим преобразованием M немного меняется с пористостью; множитель — условный масштаб: 0,01 при Δt в мкс/фут, то есть 0,01⋅0,3048=0,003048 при мкс/м; расчёт и палетка должны использовать один и тот же множитель.
Параметр N — наклон на плоскости «нейтрон — плотность»
N=ρb−ρfϕNf−ϕN
нейтронная пористость — доли единицы, плотность — г/см³; N — в см³/г
Справедливо, если: чистый пласт с жидкостью; нейтронная кривая в известняковых единицах того прибора, для которого построены точки минералов; N не зависит от пористости, только если нейтронное показание линейно по объёмам; у песчаника и доломита оно нелинейно, и их N между 0 и 30 % пор меняется на 0,02–0,04.
Вторичная пористость по подъёму точки на M–N-плоте
ϕ2=(1−ϕt)(MmaM−1)
доли единицы
Справедливо, если: чистый пласт с жидкостью из одного известного минерала; акустический каротаж видит только межзерновую пористость ϕ1 и следует уравнению среднего времени, плотность и нейтрон — общую ϕt=ϕ1+ϕ2.
Справедливо, если: форма для уравнения среднего времени; для эмпирического преобразования — своя (ниже); точки минералов на палетке построены тем же преобразованием, что и расчёт.
wi и fi — доли единицы; M и N — в своих единицах (см. выше)
Справедливо, если: отклики всех трёх методов линейны по объёмам; для песчаника и доломита с нелинейным нейтронным откликом точки минералов берут при пористости пласта.
Справедливо, если: чистая порода: ток проводит только вода в порах, поверхностная проводимость зёрен и глин пренебрежимо мала; межзерновая пористость, более или менее однородная по объёму; a и m подобраны для данной породы и применяются в том диапазоне пористости, где их определили; R0 и Rw относятся к одной температуре; для пласта — к пластовой.
Справедливо, если: чистая порода, проводит только вода; вода образует связную систему — плёнки и заполненные мелкие поры (гидрофильная порода); Rt и R0 относятся к одной породе, одной воде и одной температуре.
безразмерная; все сопротивления в одинаковых единицах
Справедливо, если: чистый (неглинистый) пласт с межзерновой пористостью; ток проводит только пластовая вода; Rt — сопротивление неизменённой части пласта с поправками за скважину, вмещающие породы и проникновение (Скважина как среда измерений: зона проникновения и глинистая корка); Rw — при пластовой температуре; a, m, n соответствуют породе (по керну или проверенной аналогии); порода гидрофильная.
Справедливо, если: те же, что для Sw; вода в промытой зоне — практически только фильтрат; раствор на водной основе (в растворах на углеводородной основе фильтрат не проводит ток).
Справедливо, если: ошибки малы по сравнению с самими величинами (линейное приближение); ошибки независимы; при совместном учёте их складывают с учётом знаков или квадратично для случайных ошибок.
Оценка сопротивлений фильтрата и корки по сопротивлению раствора
Rmf≈0,75Rm,Rmc≈1,5Rm
Ом·м; все три величины — при одной температуре
Справедливо, если: статистическое соотношение для растворов на водной основе, в которых преобладает NaCl; для гипсовых, сильно обработанных химическими реагентами и сильно утяжелённых растворов оно ненадёжно; разброс велик — десятки процентов: чем тяжелее раствор, тем меньше обычно отношение Rmf/Rm; существуют корреляции, учитывающие плотность раствора; если есть замер на пробе, используют замер.
Переход от эквивалентного сопротивления рассола к истинному (аппроксимация палетки)
Rw,24≈146−337Rwe,2477Rwe,24+5
эмпирическая: оба сопротивления в Ом·м при 24 °C (75 °F)
Справедливо, если: вода близка к раствору NaCl; формула применима при Rwe,24 не больше 0,12 Ом·м, то есть при минерализации выше примерно 50 г/кг; порядок действий: привести Rwe от пластовой температуры к 24 °C, пересчитать, вернуть Rw к пластовой температуре; палетка для разных температур устроена сложнее: при пластовых температурах до 150–200 °C расхождение с ней достигает примерно 10 %, при более высоких оно больше; числа 77, 5, 146 и 337 — подгоночные коэффициенты без физического смысла; при Rwe,24 больше 0,12 Ом·м для вод типа NaCl принимают Rw≈Rwe — с точностью около 10 %; для пресных вод сложного состава зависимость другая (дополнительный раздел).
Справедливо, если: чистый пласт с межзерновой пористостью: глины и проводящие минералы искажают результат; Rt исправлено за скважину, вмещающие породы и проникновение (Каротаж сопротивления: электрические и индукционные зонды); при неглубоком проникновении берут показание глубокого зонда; пористость и коэффициенты a и m — те же, что затем пойдут в расчёт насыщенности; литология и вода во всех сравниваемых пластах одни и те же.
Справедливо, если: те же, что для Rwa; показатель n определяют по керну, без него обычно принимают 2; Rw и Rwa относятся к одной температуре: при большой разнице глубин Rw пересчитывают.
Водонасыщенность при неверном показателе цементации, откалиброванная по водоносному пласту
Sw,расч=Sw(ϕ2ϕ1)(m−m0)/n
безразмерная
Справедливо, если: оба пласта чистые, с одной водой и одной зависимостью параметра пористости от пористости; коэффициент a в обоих расчётах один и тот же, показатель n принят верно; за Rw принято Rwa опорного пласта, рассчитанное с тем же m.
Переход от эквивалентного сопротивления к истинному для пресных пластовых вод (аппроксимация палетки)
Rw,24≈100,69Rwe,24−0,24−0,58
эмпирическая: оба сопротивления в Ом·м при 24 °C (75 °F)
Справедливо, если:Rwe,24 больше 0,12 Ом·м; «средняя» пресная пластовая вода с заметной долей двухвалентных ионов; усреднение по водам разного состава: для конкретной воды ошибка может быть большой; числа 0,69; 0,24 и 0,58 — подгоночные коэффициенты; расхождение с палеткой около 10 %.
Справедливо, если: чистые пласты одной литологии (a и m одинаковы) с одной и той же пластовой водой при близкой температуре; Rt исправлено за скважину, вмещающие породы и проникновение, пористость — за условия измерений и литологию; показатель n одинаков для всех пластов интервала.
Справедливо, если: показатель m принят заранее: шкала абсцисс строится под него; постоянные скелет, флюид и вода во всём интервале; показание метода линейно связано с пористостью (для плотностного каротажа — точно, для акустического — при уравнении среднего времени, для нейтронного — приближённо); чистые пласты; Rt исправлено.
Отношение сопротивлений промытой зоны и неизменённого пласта
RtRxo=RwRmf(SxoSw)n
любые одинаковые единицы сопротивления (обычно Ом·м); Rmf и Rw — при одной и той же температуре
Справедливо, если: чистый пласт с межзерновой пористостью: ток проводит только вода в порах; уравнение Арчи с одним и тем же параметром пористости и одним показателем n в обеих зонах; вода промытой зоны — фильтрат, неизменённого пласта — пластовая вода; раствор на водной основе; Rxo и Rt — сопротивления зон после поправок за скважину, корку, вмещающие породы и проникновение, а не показания зондов.
Водонасыщенность по отношению сопротивлений с эмпирической связью насыщенностей зон
Sw=Q5/8=(Rmf/RwRxo/Rt)5/8
безразмерная
Справедливо, если: эмпирическая связь Sxo=Sw1/5: нефтенасыщенный пласт, умеренное проникновение, обычная остаточная нефтенасыщенность; для газа, тяжёлой нефти, карбонатов с кавернами и гидрофобных пород она не проверена; показатель насыщения n=2; при другом n показатель степени равен 5/(4n) (дополнительный раздел); все предпосылки отношения сопротивлений зон.
Водонасыщенность по отношению сопротивлений при известной остаточной насыщенности промытой зоны
Sw=(1−Shr)Q1/n
безразмерная
Справедливо, если:Shr относится к этому пласту и к тому же процессу — вытеснению фильтратом при бурении; значение по опытам заводнения может отличаться; все предпосылки отношения сопротивлений зон.
Кривая по отношению сопротивлений и её расхождение с ПС
ER=−KlgRtRxo,ΔE=ER−ESP=−nKlgSxoSw
мВ; T в °C
Справедливо, если: чистые пласты с одной и той же пластовой водой; ПС не искажено толщиной пласта и фильтрационными потенциалами — или искажено одинаково в сравниваемых пластах; кривую ER сдвигают так, чтобы в заведомо водоносном пласте она совпала с ПС: сдвиг поглощает разницу эквивалентных и истинных сопротивлений вод и постоянные ошибки отношения; раствор пресный (Rmf>Rw), а Rxo/Rt получено с поправкой за проникновение; вторая формула следует из отношения сопротивлений зон, если ПС пласта равно ПС водоносного.
Сопротивление воды промытой зоны при неполной промывке
Rz1=Rwz+Rmf1−z
Ом·м; z — доля единицы
Справедливо, если: проводимость смеси равна объёмно-взвешенной проводимости вод — приближение для растворов одной соли; у реальных смесей проводимость немного выше, и эффект чуть сильнее; доля z одинакова во всей промытой зоне; её значения в примере условные.
Пористость по насыщенности из отношения сопротивлений
Fc=RwSwRnRt,ϕc=(Fca)1/m
безразмерная; Rt и Rw в одинаковых единицах
Справедливо, если: чистый пласт, коэффициенты a, m и n известны; сравниваемая пористость ϕt независима: по плотностному или нейтронному каротажу, по керну.
Эмпирическая оценка водонасыщенности при окаймляющей зоне
Sw≈SwA(SwRSwA)1/4
доли единицы
Справедливо, если: эмпирическая поправка без строгого вывода; применяют, только когда расхождение действительно вызвано окаймляющей зоной; SwA и SwR найдены по одним и тем же исправленным Rt и Rxo.
Водонасыщенность с эмпирической связью при произвольном показателе насыщения
Sw=Q4n5
безразмерная
Справедливо, если: эмпирическая связь Sxo=Sw1/5 и все предпосылки отношения сопротивлений; связь опубликована для обычных песчаников, и при необычном n её применимость тоже под вопросом.
Отношение сопротивлений зон по показаниям двух зондов
RtRxo≈ARdRs−(A−1),A=Js1
безразмерная
Справедливо, если: ступенчатый профиль; глубокий зонд почти не видит промытую зону, а Js одинаков для всех пластов; на деле A подбирают так, чтобы формула совпадала с палеткой проникновения в выбранном диапазоне диаметров: это поглощает и вклад промытой зоны в глубокий зонд.
любые одинаковые единицы ГК (API, мкР/ч); индекс безразмерен
Справедливо, если: радиоактивность изучаемого пласта создаёт только глинистый материал; глинистый материал в пласте такой же, как в опорной глинистой пачке, а чистая часть — как в опорном чистом пласте; пласт толще вертикального разрешения прибора; значения за пределами линий обрезают: IGR<0 принимают за 0, IGR>1 — за 1.
Справедливо, если: эмпирическая зависимость: коэффициент C отражает породы, по которым она подобрана, и уточняется по керну; индекс рассчитан по правильно выбранным линиям чистых пород и глин; радиоактивность связана с глинистым материалом.
Справедливо, если: эмпирическая зависимость, подобранная для третичных песчано-глинистых отложений; это частный случай семейства с параметром кривизны A=3; общий вид — в дополнительном разделе.
Справедливо, если: пласт водоносный: углеводороды тоже уменьшают амплитуду ПС, и оценка будет завышена; пласт достаточно мощный, либо амплитуда исправлена за его толщину и сопротивление; сопротивления фильтрата и пластовой воды заметно различаются, а вода в пласте та же, что в опорном чистом пласте; раствор проводящий: в растворах на углеводородной основе ПС не записывают.
Глинистость по расхождению нейтронной и плотностной пористости
Vsh≈ϕN,sh−ϕD,shϕN−ϕD
доли единицы
Справедливо, если: пласт насыщен жидкостью: газ сближает кривые или меняет их местами, и оценка будет занижена; матрица выбрана верно: в доломите, в породах с тяжёлыми минералами расхождение возникает и без глин; глины в пласте такие же, как в опорной пачке; показания исправлены за скважину.
Справедливо, если: индекс равен массовой доле глины: глина в пласте такая же, как в опорной пачке, и радиоактивна только она; плотности компонентов постоянны.
Коэффициент Ларионова по глинистости при индексе 0,5
C=2log2(V0,51−1)
безразмерная
Справедливо, если: керновая глинистость определена так же, как каротажная: объём глинистого материала, а не только глинистых минералов; индекс в интервалах керна рассчитан по тем же линиям, что и во всей зоне; одна точка даёт лишь первое приближение: по всем данным C подбирают методом наименьших квадратов.
Ёмкость катионного обмена, отнесённая к объёму пор
Qv=100ϕtCEC(1−ϕt)ρgr
Qv — мг-экв на см³ пор; 100 переводит ЕКО со 100 г на 1 г породы
Справедливо, если: ЕКО измерена на образце этой же породы — химическими методами (например, по поглощению метиленового синего) или по электрическим измерениям при нескольких солёностях (дополнительный раздел); все обменные катионы находятся в поровой воде, то есть относятся ко всему поровому объёму ϕt.
Справедливо, если: показатель насыщения n=2; при другом n уравнение решают численно; α и γ не зависят от водонасыщенности; при γ=0 получается уравнение Арчи.
Справедливо, если: чистый песчаник одинаковой пористости во всём интервале, глинистый материал в пласте такой же, как в соседних глинах; рассеянная глина заполняет межзерновые поры, не раздвигая зёрен; при Vsh=ϕsd поры заполнены целиком; структурная глина замещает зёрна, не затрагивая межзерновых пор; глинистость и общая пористость определены независимо, например по гамма-каротажу и плотностному каротажу (Газ, глины, карбонаты и давление в оценке пористости по ГИС).
Общая и эффективная пористость глинистого коллектора
ϕt=ϕe+Vshϕt,sh,Swb=ϕtVshϕt,sh
доли единицы
Справедливо, если: вся пористость глин занята связанной водой: эффективной пористости у глин нет; глинистый материал в пласте такой же, как в соседних глинах; Vsh — объём глинистого материала вместе с его водой, как в теме Определение глинистости.
Справедливо, если: прослои параллельны напластованию и тоньше вертикального разрешения зонда, ток идёт вдоль них; в вертикальной скважине такое сопротивление Rh измеряет индукционный зонд (подробнее); песчаные прослои чистые и подчиняются уравнению Арчи, глинистые — такие же, как соседние глины; в наклонной скважине или при наклонных пластах зонд видит смесь сопротивлений вдоль и поперёк слоёв, и модель нужно дополнять.
Справедливо, если: эмпирическое уравнение: глинистое слагаемое пропорционально глинистости и водонасыщенности; при n=2 это квадратное уравнение общего вида с α=ϕem/(aRw) и γ=Vsh/Rsh; Rsh берут по соседним глинам; на практике его нередко подбирают так, чтобы водоносные глинистые пласты давали Sw≈1 — тогда это уже параметр модели, а не сопротивление глин.
Справедливо, если: как у уравнения Симанду; множитель 1/(1−Vsh) взят из модели слоистого пласта при m=2: эффективная пористость сосредоточена в доле 1−Vsh объёма породы; в варианте с m=n=2 его называют также уравнением общей глинистости (total shale): оно не предполагает определённой формы распределения глин.
Справедливо, если: эмпирическое уравнение, подобранное для разрезов с пресными и слабосолёными пластовыми водами и высокой глинистостью; показатель 1−Vsh/2 меняется от 1 при малой глинистости до 0,5 в чистой глине; решается явно: Sw=[Rt−1/2/(…)]2/n.
Справедливо, если: обменные катионы проводят ток параллельно поровой воде; при вытеснении воды углеводородами катионы остаются в оставшейся воде, и их концентрация растёт как Qv/Swt; m∗ и n∗ определяют на керне с поправкой за глины (дополнительный раздел); они больше «кажущихся» показателей Арчи того же керна; B растёт с температурой и падает в пресной воде: при 25 °C в солёной воде он порядка 4 (См/м)/(мг-экв/см³), при 80 °C — примерно втрое больше; для пласта его берут по опубликованным корреляциям для пластовой температуры, а не по значению при температуре лаборатории; Qv берут по ЕКО керна или по каротажным оценкам, откалиброванным по керну.
Справедливо, если: в порах вода двух видов: связанная глинами (объём Swb, проводимость Cwb) и свободная пластовая; углеводороды вытесняют только свободную, поэтому Swt≥Swb; по каротажу Swb и Cwb берут по соседним глинам: Swb=Vshϕt,sh/ϕt, Rwb=1/Cwb=Rshϕt,shm/a; при очень пресной воде слой связанной воды утолщается, и её долю увеличивают; в примерах урока вода достаточно солёная, чтобы этим пренебречь.
Проводимость водонасыщенного глинистого образца в зависимости от проводимости рассола
C0=F∗1Cw+F∗BQv
проводимости в См/м при температуре измерения
Справедливо, если: образец полностью насыщен рассолом, Swt=1; B постоянен — это выполняется при достаточно солёных рассолах; в пресных B уменьшается, и точки опускаются ниже прямой, поэтому наклон определяют по солёным рассолам.
Справедливо, если: глина распределена в порах равномерно и проводит ток вместе с водой, как смесь электролитов; показатели цементации и насыщения равны 2; ϕim оценивают по акустическому каротажу (ϕim≈ϕS), для которого рассеянная глина «выглядит» как поровая вода, а q — по расхождению плотностной и акустической пористости: если плотность глины близка к плотности скелета, плотностная пористость близка к эффективной ϕim(1−q), и q≈(ϕS−ϕD)/ϕS.
Показание индукционного зонда с учётом раствора в стволе
Ra1=RmGm+Rt1−Gm
Ом·м; Gm безразмерен
Справедливо, если: теория геометрических факторов: скин-эффект пренебрежимо мал или уже исправлен; пласт толще вертикального разрешения зонда, проникновения нет — их учитывают следующими поправками; Gm относится к конкретному прибору, диаметру ствола и положению прибора; значения в примере условные.
Справедливо, если: ступенчатый профиль; пласт толще вертикального разрешения зондов; поправки за скважину и вмещающие породы внесены; боковые зонды: зоны складываются последовательно, как сопротивления; для индукционных зондов складывают проводимости, и палетка другая; микрозонд показывает Rxo; J не зависят от контраста сопротивлений (у реальных зондов зависят слабо).
эмпирическая постоянная: у разных авторов от 0,625 до 0,7; более поздние сопоставления указывают на 0,67, на старых палетках принято 0,7, —Пористость по акустическому каротажу
коэффициент Ларионова, задающий кривизну: 3,7 для третичных (палеогеновых и неогеновых) рыхлых пород, 2 для более древних консолидированных, —Определение глинистости
интервальное время флюида в зоне исследования: 620 мкс/м (189 мкс/фут) для пресного фильтрата, около 607 мкс/м (185 мкс/фут) для солёного, мкс/мM–N и MID-плоты для сложных разрезов
псевдогеометрические факторы корки и промытой зоны — их доли в показании; остаток 1−Jmc−Jxo приходится на неизменённый пласт, —Микрозонды и сопротивление промытой зоны
отношение плотности воды при пластовых температуре и давлении к её плотности на поверхности: около 1,00 при 50 °C и 15 МПа, 0,97 при 100 °C и 30 МПа, 0,94 при 150 °C и 45 МПа, —Пористость по плотностному каротажу
наклон прямой — снижение температуры на один логарифмический цикл; зависит от мощности охлаждения и теплопроводности пород, °CПластовая вода и пластовая температура
интервальное время скелета для этого преобразования: 184 мкс/м (56 мкс/фут) для кварцевого песчаника, 161 (49) для известняка, 144 (44) для доломита, мкс/мПористость по акустическому каротажу
статическая амплитуда: отклонение от линии глин против чистого водоносного пласта при отсутствии токов; отрицательна, когда пластовая вода солонее фильтрата, мВКаротаж потенциалов самопроизвольной поляризации (ПС)
поправка за эффект экскавации с коэффициентом литологии K: 1 для песчаника, 1,046 для известняка, 1,173 для доломита, доли единицыЛитология и пористость по кросс-плотам
θc
критический угол между лучом в растворе и перпендикуляром к стенке, —Акустический каротаж
средняя логарифмическая потеря энергии за одно столкновение, —Нейтронный каротаж
ρ
плотность раствора; для растворов NaCl около 20 °C приближённо ρ≈1+0,73w, где w — массовая доля соли, г/см³ (= кг/л)Пластовая вода и пластовая температура