Каротаж потенциала собственной поляризации (ПС)

Каротаж потенциала собственной поляризации (ПС) (англ. Spontaneous Potential log (SP)) — один из самых распространенных электрических методов геофизических исследований скважин, основанный на изучении естественных электрических полей. Показывает наличие естественных электрических полей возникающих благодаря протеканию на границах между породой и глинистым раствором электрохимических процессов (напряжение в мВ — милливольт).

Сущность метода ПС

Пластовая вода, залегающая в коллекторе и фильтрат бурового раствора раствор обладают разной минерализацией и плотностью, вследствие этого ионы Na+ и Cl- мигрируют из зоны с повышенной минерализацией в пониженную. Мобильность ионов Cl- больше чем Na+, поэтому вскоре на границе с проницаемым продуктивным пластом со стороны бурового раствора появляется отрицательно заряженная область, а со стороны более минерализованной воды коллектора положительно заряженная зона (рис 1).

Рис. 1. Схематическое объяснение природы потенциала собственной поляризации.

Рис. 1. Схематическое объяснение природы потенциала собственной поляризации.

Глина из-за кажущегося отрицательного заряда своей решетки для анионов Cl является непроницаемой мембраной и пропускает через себя только положительно заряженные ионы, т.е. катионы. Из-за этого возникает потенциал собственной поляризации напротив каждого вида пород, который измеряется при каротаже ПС.

Если минерализация пластовой воды выше минерализации скважинной жидкости, то отклонение влево (рис 1), в противном случае наоборот.

Что и как можно определить?

Определение проницаемых пластов и расчленение разреза

  • Пески, песчаники отличаются минимумом значений ПС.
  • Глины, плотные непроницаемые породы – для них характерны максимальные значения.
  • Алевролиты, глинистые песчаники в свою очередь обладают средними значениями.

С помощью данного вида электрического каротажа можно определить пласты мощностью порядка 1 – 1.5 м. Разрешение хорошее в пластах с высокой пористостью и плохое в пластах с низкой пористостью.

Определение глинистости

Формула определения глинистости по каротажу ПС

где Vsh – коэффициент глинистости; Usp — показания ПС; Uspmin – показания в чистых песчаниках; Uspmax – показания в глинах.

Рис. 2. Литологическое расчленение разреза по ПС

Рис. 2. Литологическое расчленение разреза по ПС

Что влияет на показания?

На амплитуду кривой потенциала собственной поляризации оказываю влияние следующие факторы:

  • Мощность пласта – чем меньше мощность пласта, тем ниже показания ПС.
  • Соотношение между сопротивлениями пластовой воды и скважинной жидкости (бурового раствора) – чем выше разница в сопротивлении, тем больше амплитуда.