Мимовільна поляризація в свердловині
Промивна рідина є водою, в якій зважені частинки глини і розчинені солі (в основному хлористий натрій). Молекула солі в розчині розпадається на два іони – позитивно заряджений катіон та негативно заряджений аніон. Під впливом електричного поля у розчинах солей виникає електричний струм, зумовлений рухом іонів. Тому електропровідність розчинів називають іонною.
При зануренні електрода в розчин атоми металу – позитивно заряджені іони (катіони) – переходять із електрода в рідину. Надлишкові електрони атомів, що перейшли в рідину, залишаються в електроді, надаючи йому негативного заряду.
Мал. 1. Поле струмів ПС та амплітуда UПС
у свердловині (за С. Г. Комаровим).
Мимовільне утворення поля електричних струмів у свердловині та поблизу неї називають мимовільною поляризацією у свердловині та скорочено позначають ПС. Електрорушійна сила мимовільної поляризації ЄПС, під дією якої в свердловині виникають струми мимовільної поляризації, залежить від будови та властивостей геологічного розрізу. Токові лінії поля ПС є контурами, що замикають біля точок перетину свердловини з поверхнею розділу пластів (рис. 1).
Струменями мимовільної поляризації в свердловині створюється потенціал мимовільної поляризації UПС. Величина потенціалу падає у напрямку руху електричного струму. Найбільші зміни потенціалу присвячені місцям із найбільшою густотою струмових ліній (з найбільшою щільністю струму). Це зазвичай спостерігається проти контакту порід, одна з яких глиниста, а інша містить мало глинистого матеріалу (наприклад, контакт глини з пісковиком). Завдяки цьому, криві зміни потенціалу ПС по свердловинідають уявлення про послідовність залягання пластів у розрізі свердловини та про їх властивості. Тому каротаж ПС є обов'язковою частиною ЕК усіх газових свердловин.
При реєстрації кривої ПС потенціал електродаN, щодо якого ведуться виміри, залишається невідомим. У вимірювальному ланцюзі виникає електродна різниця потенціалів, до якої додається різниця потенціалів від компенсатора поляризації. Тому крива ПС дозволяє судити лише про зміну потенціалу мимовільної поляризації по свердловині, але не про його абсолютну величину. На каротажних кривих ПС вказують масштаб реєстрації різниці потенціалів мВ/см, не відзначають початок відліку, тобто. у каротажних кривих ПС немає нульової лінії.
Лінію, проведену по ділянках кривої мимовільної поляризації, відповідним пластам глин, називаютьлінією глин. Вона прийнята як умовна нульова лінія для відліку значень потенціалу ПС. Відхилення кривої мимовільної поляризації в точці вимірювання від лінії глин називаютьамплітудою потенціалу мимовільної поляризації.
Залежно від відношення амплітуда ПС проти пласта може бути позитивною чи негативною.
1. Якщо мінералізація ПШ більше мінералізації ПВ і гідростатичний тиск перевищує пластове, що заповнює свердловину ПЖ на ділянці проти пласта заряджається негативно. Піщаний пласт, що залягає в глинах, відзначається на кривій ПС відхиленням у бік негативних значень потенціалу. І тут прийнято говорити, проти пласта амплітуда ПС негативна.
2. Якщо мінералізація ПШ менше мінералізації ПВ і пластовий тиск перевищує гідростатичний, що заповнює свердловину ПЖ на ділянці проти пласта позитивно заряджається.
Електричний каротаж, заснований навивченні питомого опору гірських порід називаютькаротажем опору (КС).
Фізичний зміст та розмірність питомого електричного опору при електричному каротажі випливає з наступного. Якщо взяти зразок породи у формі куба з ребром 1 м, то підставляючи у формулу