Метод собственных потенциалов, или, как его еще называют, метод потенциалов собственной поляризации, основан на изучении естественного постоянного электрического поля в скважине, которое возникает вследствие различных физико-химических процессов, протекающих на границе скважина –– породы и на границах пластов различной литологии. На поверхностях раздела образуются двойные электрические слои, различные потенциалы которых создают определенные величины напряженности электрического поля между породами и скважиной.
Поляризация –– это разделение электрических зарядов разного знака под влиянием естественных физико-химических факторов. Поляризация обусловлена наличием у горных пород естественной электрохимической активности –– диффузионно-адсорбционной, фильтрационной и окислительно-восстановительной. Электрохимическая ячейка в скважине.

Диффузионно-адсорбционная активность является основной причиной возникновения ЭДС на границах раздела пород, насыщенных водными разделами электролитов.
При контакте свободных растворов различной концентрации происходит диффузия ионов –– ионы из более концентрированного раствора движутся в менее концентрированный раствор. Подвижности катионов (положительно заряженных ионов)

и анионов (отрицательно заряженных ионов)

неодинаковы (u_к и v_А –– скорости движения ионов, а f –– действующая на них сила). Обычно в пластовой воде и промывочной жидкости растворен NaCl. Радиус гидратированного (покрытого оболочкой из полярных молекул воды) иона натрия примерно в полтора раза больше радиуса гидратированного иона хлора, поэтому анионы (Cl) подвижнее катионов (Na). В результате этого в менее концентрированном растворе возникает объемный отрицательный заряд. Таким образом, возникает отрицательная ЭДС, называемая диффузионной.
Диффузионная ЭДС определяется формулой Нернста

, где R –– универсальная газовая постоянная, T –– абсолютная температура в Кельвинах, F –– число Фарадея, u и v –– подвижности катионов и анионов, C –– концентрации растворов (пластовой воды и фильтрата промывочной жидкости).
Для растворов NaCl при температуре 18 ºC

. Т.к

, где ρ –– удельное электрическое сопротивление (УЭС), то

. Поскольку на границах пластов контактирую пористые среды, насыщенные растворами, а не свободные растворы, то определенную роль играют также и процессы адсорбции. В порах на границе минерального скелета и поровой воды возникает двойной электрический слой (ДЭС). Оксид кремния (кварц, из которого состоит большинство песков) обменивается ионами с водой:

. Анионы SiO₃ образуют внутреннюю, отрицательно заряженную обкладку ДЭС, а катионы H образуют внешнюю обкладку, расположенную в растворе. Ионы внутренней обкладки называют коионами, а ионы внешней обкладки –– противоионами. Схема ДЭС в капилляре

Противоионы, прилегающие непосредственно к поверхности твердой фазы неподвижны и образуют адсорбционный слой, остальные противоионы распределяются под действием теплового движения на достаточно большом расстоянии от поверхности, сохраняя подвижность, и образуют диффузионный слой. Поскольку в диффузионном слое анионы практически отсутствуют, то в скважине против диффузионного слоя образуется положительный заряд. Соответствующая ЭДС называется диффузионно-адсорбционной.

КДА –– коэффициент диффузионно-адсорбционной активности. Он меняется от -11,6 для чистых песчаных коллекторов до 58 для чистых глин.

Технология проведения работ методом ПС

При работе методом ПС определяют разность потенциалов между электродами M и N.

т.к.

где U^ПС –– потенциалы, вызванные диффузионно-адсорбционной активностью пород, U_Э –– электродные потенциалы, U_Т –– потенциалы, вызванные блуждающими и теллурическими токами.

Так как величина константы неизвестна, то показания метода ПС отсчитывают от условного нуля –– так называемой линии глин, за которое принимают крайнее правой отклонение диаграммы.
Регистрирующий прибор помимо полезного значения потенциала регистрирует и бесполезную константу. Поэтому в прибор ПС включают компенсатор поляризации, с помощью которого в схему вводят компенсационную разность потенциалов так, что бы сумма компенсационной разности и константы была примерно равна 0.
Для снижения влияния мешающих факторов часто используют параметр, называемый альфа ПС.

где E_min и E_max –– ЭДС в чистых глинах и чистых песках соответственно. Диаграмма ПС

Задачи, решаемыt с помощью метода ПС

С помощью метода ПС можно решать различные задачи, например:

литологическое расчленение разреза (по глинистости) в терригенных коллекторах;
выделение коллекторов (для коллекторов α_ПС = 1, а для глин α_ПС = 0);
часто удается построить корреляционную связь между коэффициентом пористости и α_ПС;
с помощью «метода двух растворов» –– использования двух буровых растворво с разной концентрацией, можно определить минерализацию пластовой воды.

14.11.12 Добавлен раздел Eclipse\|Schedule.

15.12.11 Добавлен раздел "Теория разработки"

13.12.11 Семинар SPE "Количественная неопределенность при моделировании месторождений"

07.12.11 Ключевые слова Eclipse

30.11.11 Создание модели в Eclipse

Последние комментарии на форуме

14.05.14 Химические реакции (0)

От: jamilya

21.04.14 Вопросы новичков (1)

От: annamavr

09.04.14 Нужна помощь в моделировании ИНЖЕКТОРА ВЕНТУРИ (0)

От: minotavr

02.04.14 Обеспечение мобильными зданиями для проживания (0)

От: anton1980

07.08.13 Эклипс для чайников (0)

От: oilman

Главная · Новости · Форум · Контакты · Поиск · Карта сайта · Ключевые слова Eclipse · Файловый архив

При использовании материалов сайта оставляйте ссылку на history-matching.ru
Моделирование нефтяных месторождений
© history-matching.ru 2011 | Карта сайта |