Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Из многочисленных методов скважинных электрических ис­следований наиболее широкое распространение получил метод Кажущихся сопротивлений (КС) и метод естественного электри­ческого поля (ПС). Эти методы используются в основном для Расчленения геологического разреза и выбора интервалов ис­пытания.

В большинстве случаев геолого-гидрогеологическая интерпре­тация диаграмм электрокаротажа ведется по графикам без их Математической обработки и носит, как правило, качественный

характер. Лучше всего на диаграммах выделяются проницае­мые пески и песчаники в толще глин, а также глинистые плас­ты между песчаными и карбонатными породами.

Значения кажущихся удельных электрических сопротивле­ний, замеренных в скважине, зависят от сопротивления горных пород и промывочной жидкости в стволе. Большое влияние на сопротивление пород оказывают электролитические свойства воды, заполняющей поры, и трещины как водоносных пород, так и водоупоров. Повышение минерализации воды резко снижает электрическое сопротивление.

При выполнении измерений в скважинах большого диамет­ра увеличивается влияние на замеры промывочной жидкости, особенно при замерах потенциал-зондом. Более достоверные сведения о литологическом разрезе в этом случае дают резуль­таты замеров микрозондом. Каротажную диаграмму при этом необходимо интерпретировать при наличии кавернограммы.

Исследование скважины методами микрокаротажного зон­дирования и кавернометрии позволяет весьма точно опре­делять границы пластов и выделять тонкие пропластки. Эти замеры дают менее искаженные значения электрического сопро­тивления пород. Это позволяет в некоторых случаях решать за­дачи прикладного характера при бурении гидрогеологических скважин (определение глубины крепления скважины трубами, установки фильтров и т. д.).

Так, при бурении группы скважин в Кишиневе на водонос­ный горизонт, представленный карбонатными породами, необ­ходимо было получить дебит 30 м3/ч из каждой скважины. По данным бурения и стандартного электрокаротажа водоносный пласт мощностью 55 м представлен известняками с небольшими прослоями мергеля. Испытание скважин показало, что из каж­дой скважины без установки фильтров можно получить не бо­лее 15 м3/ч. При увеличении водозабора наблюдалось обильное пескование и резко увеличивалась жесткость воды. Замеры микрокаротажным зондом показали, что верхняя часть водонос­ного пласта представлена известняком с тонкими прослоями мергеля и песка. После изоляции этих пород из каждой сква­жины был получен дебит более 50 м3/ч при мощности эксплуа­тируемого водоносного пласта 8—12 м.

Интерпретация данных замеров методом естественного элек­трического поля имеет ряд особенностей, а чтобы правильно оценить результаты измерений, необходимо знать условия обра­зования электрического поля. Локальные электрические поля, регистрируемые в скважине методом ПС, возникают главным образом в результате окислительно-восстановительных, диффУ’ зионно-адсорбционных и фильтрационных явлений в горных породах. При бурении гидрогеологических скважин последние две причины возникновения естественных электрических полей имеют наиболее широкое распространение.

По величине аномалий естественных потенциалов принято оценивать, степень проницаемости пород. Однако такая оценка без учета физических явлений, обусловливающих аномалии, ча­сто приводит к неправильным выводам. Так, если минерализа ция пластовых вод существенно отличается от минерализации промывочной жидкости, заполняющей ствол скважины, на гра нице раздела этих жидкостей образуется диффузионный потен­циал. Отрицательная аномалия наблюдается, если минерализа­ция пластовых вод выше минерализации раствора, и положи­тельная — при обратном соотношении минерализации. Если скважиной вскрыты пласты с различной минерализацией воды, аномально высокие значения ПС будут соответствовать интер­валам с наибольшей разницей минерализации промывочной и пластовой жидкостей и не будут отражать степень проницаемо сти пласта.

При образовании естественных электрических полей в ре зультате фильтрационных процессов значение ПС зависит от скорости фильтрации жидкости и ее свойств. При движении жидкости в порах и трещинах горной породы смещается под­вижная часть двойного электрического слоя, возникающего на границе твердой и жидкой фаз. Электрическое поле, созданное смещенными зарядами, противодействует этому выносу. Как правило, более проницаемые пласты дают минимальные ано­малии ПС.

Необходимо иметь в виду, что на фильтрационные потенциа­лы накладываются поля диффузионно-адсорбционного проис­хождения. Правда, при этом те и другие потенциалы воздейст­вуют обычно в одном и том же направлении, что увеличива­ет суммарный эффект, на-блюдаемый при измерении. Так, водо­проницаемые пласты в разрезах скважин чаще всего характе­ризуются минимумами потенциалов как фильтрационного, так и диффузионно-адсорбционного происхождения. Это объясняет­ся тем, что в интервалах высокой проницаемости в результате совершенной гидродинамической связи в системе пласт-—сква­жина происходит либо вынос потоком подземных вод промывоч ной жидкости и замена ее в стволе скважины пластовой водой, либо создание мощного контура вокруг скважины, в котором поры и трещины заполнились промывочной жидкостью в резуль­тате поглощения. В момент выполнения замеров в данном слу­чае против водопроницаемых пластов создается физико-хими­ческое равновесие в результате того, что в стволе скважины и порах пласта находится однородная по физико-химическим свойствам жидкость, а скорость потока подземных вод, как правило, весьма незначительна. Аномальные значения ПС филь­трационного происхождения возникают в случае поглощения или притока воды из пласта в скважину. Этот метод можно ис­пользовать для оценки водопроницаемости при откачках или наливах воды в скважины.

Промывочная жидкость в скважине после прекращения про­мывки вследствие протекания диффузионных явлений и перете­кания на отдельных участках ствола изменяет свои первона­чальные физико-химические и электрические свойства. Изме­нение удельного электрическо­го сопротивления жидкости в стволе скважины, зафиксиро­ванное скважинной резистиви — метрией, отражает степень гид­родинамической связи системы пласт—скважина по всей дли­не ствола. Это позволяет ис-

пользовать скважинную рези- стивиметрию для определения мест поглощения и притока жидкости в ствол скважины, мест нарушения герметичности обсадных труб, раздела про­мывочного раствора и воды в скважине и ряд других задач прикладной гидрогеологии.

Перед проведением резис­тивиметрии в скважину вводят порцию раствора с удельным электрическим сопротивлени­ем, отличным от сопротивле­ния жидкости, находящийся в стволе скважины. После этого проводят серию последователь­ных замеров резистивиметром, прослеживая перемещение гра­ницы раздела жидкостей.

Данные скважинной рези­стивиметрии позволяют опре­делить наиболее проницаемые участки для установки фильт­ров. Однако при этом следует учитывать, что глинистая кор­ка, образующаяся на стенках скважины, оказывает действие экрана на процесс перетека­ния жидкости в системе пласт—скважина и результаты записи могут быть в значи­
тельной мере искажены. Разрыв колонны труб может быть обна­ружен методом резистивиметрии также только в случае перете­кания жидкости в интервале разрыва. На рис. 41 показан раз­рыв колонны труб в скв. 703, зафиксированный методом рези­стивиметрии и подтвержденный кавернометрией. Резистивимет — рию проводили после засоления воды в стволе скважины с по­следующим доливом пресной воды. Ниже интервала разрыва колонны труб сопротивление раствора остается постоянным во времени.

Скважинную резистивиметрию можно использовать для по­слойного определения скорости фильтрации подземных вод по одиночным скважинам, активной пористости, водоотдаче и ко­эффициенту фильтрации горных пород при откачках. Методика этих работ изложена в работе [26]. При работах по этому ме­тоду детальность изучения фильтрационных свойств разрезов буровых скважин и высокая точность результатов сочетаются с возможностью вести исследования в самых сложных гидрогео­логических условиях.

Комментарии запрещены.