Проектирование домов

Диэлектрический каротаж (ДК) – метод ГИРС, основанный на измерении параметра диэлектрической проницаемости εк. Для производства работ применяется глубинный скважинный прибор, включающий трёхкатушечный зонд, который по конструкции аналогичен зондам ИК (рис 30). Маркировка зондов типовая.
Например, зонд Г0,8И10,2И2 состоит из двух измерительных катушек И1 и И2, расстояние между которыми 0,2 м, и одной генераторной катушки, находящейся на расстояниях от И1 0,8 м и от И2 1 м.


Рис. 30. Схема зонда ДК

Г – генераторная катушка,

И1, И2 – измерительные катушки,

L1, L2 – длины зондов

Отличие диэлектрического каротажа от ИК в том, что метод работает на более высоких частотах. Должно соблюдаться условие 1/ωερ>1, при котором токи смещения преобладают над токами проводимости. На практике достаточным условием считается 1,1≥ ωερ≥ 0,2. Диаграмма соотношения токов проводимости и смещения для частот f =10-100 МГц приведена на рис. 31.


Рис. 31. Диаграмма соотношения токов

проводимости и смещения в проводящей

поляризующейся среде при частоте

электромагнитного поля f = 10-100 МГц

1 – область параметра ωερ = 1;

3,4 - зоны преобладания токов проводимости (2) и смещения (3);

ω = 2πf в Гц, ε = ε*·1/36·10-9 в ф/м

В отечественных приборах используется диапазон частот 30-60 МГц при длинах зондов в несколько раз превышающих диаметр скважины dc. Параметры поля в точке измерений определяются преломленной волной АВСD (рис. 31 справа).

На участках АВ и СD происходит затухание колебаний и их фазовый сдвиг за счет влияния скважины, а на участке ВС те же процессы происходят за счет влияния пересекаемых скважиной пород. Последние априори имеют скорость распространения электромагнитных волн бо'льшую, чем в промывочной жидкости, что предопределяет эффект полного внутреннего отражения этих волн при определённом (критическом) угле θ. Образовавшаяся боковая (головная) волна распространяется вдоль стенки скважины со скоростью и затуханием, обусловленными параметрами пересекаемых пород. Влияние скважины исключается за счет двух катушек. Регистрируемый параметр - разность фаз Δφ:

Δφ = аф (Z1-Z2) = аф·ΔZ, где

аф – фазовая постоянная (аф=ω√εμ), ΔZ – база зонда.

Диэлектрическую проницаемость εк определяют по фазовым сдвигам и отношению амплитуд. Используются различные частоты и измерения несколькими зондами.

Кривые ДК имеют слабосимметричную форму со смещением максимума в область ΔZ, что повторяет в менее явном виде эффект прямого или обращенного зондов КС. Пласты пород как с низкой, так и с высокой εк выделяются достаточно четко. Типовой пример – разделение нефтяных и водоносных пластов при внутриконтурном заводнении продуктивных горизонтов пресной водой. В таких случаях нефть и вода различаются по показателю ε, при практически одинаковых значениях ρк (рис. 33).


Рис. 33. Сопоставление кривых ДК и КС

в интервале внутриконтурного заводнения нефтесодержащих пластов пресной водой

1-3 – нефтеносный, водоносный и глинистый пласты

ДК плохо «работает» в низкоомных разрезах при ρ<4-5 Ом*м и в соленых буровых растворах. Существенно искажают результаты измерений зоны проникновения, диаметр которых dзп>0,8-1 м. Влияет также глинистая корка, так как ε глин значительно больше ε пород разреза и ε зоны повышающего проникновения.