DE1623121B2 - Verfahren zur ermittlung von wahrscheinlich bewegliche kohlen wasserstoffe fuehrenden erdformationen - Google Patents
Verfahren zur ermittlung von wahrscheinlich bewegliche kohlen wasserstoffe fuehrenden erdformationenInfo
- Publication number
- DE1623121B2 DE1623121B2 DE19671623121 DE1623121A DE1623121B2 DE 1623121 B2 DE1623121 B2 DE 1623121B2 DE 19671623121 DE19671623121 DE 19671623121 DE 1623121 A DE1623121 A DE 1623121A DE 1623121 B2 DE1623121 B2 DE 1623121B2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- signal
- borehole
- depth
- induction
- circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
- G01V3/18—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for well-logging
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
- Y02A90/30—Assessment of water resources
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Geology (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Description
mit Rs, Rd als den nahe bzw. entfernt von der Bohrlochwandung
gemessenen Widerständen und A, B als durch die Meßanordnung gegebener Konstanten
und daß diejenigen Tiefen des Bohrlochs bestimmt werden, in denen das Signal X
merkbar von dem Wert des spontanen Potentials abweicht.
2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Ermittlung von wahrscheinlich große Mengen beweglichen
Kohlenwasserstoffs führenden Erdformationen, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter Widerstandswert
(Rm) in einer Zone der das Bohrloch umgebenden Erdformationen gemessen wird, die
zwischen den Zonen mit den Widerständen (Rs, Rd) liegt, daß ein für die Eindringtiefe des Bohr-
spülungsfiltrats kennzeichnendes Verhältnis-^21-
ermittelt wird und daß diejenigen Tiefen des Bohrlochs bestimmt werden, in denen einerseits
das spontane Potential und das zusammengesetzte Signal stark voneinander abweichen und andererseits
das Verhältnis
-ξ=" >
1.15 ist.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ermittlung von wahrscheinlich bewegliche Kohlenwasserstoffe
führenden Erdformationen in den ein Bohrloch umgebenden Schichten mittels Messung
und Kombination des elektrischen Widerstandes nahe und in weiterem Abstand von der Bohrlochwandung
unter Berücksichtigung des spontanen Potentials.
Derartige Verfahren sind in den USA.-Patentschriften 3 166 709 und 3 181 117 beschrieben. Bei
dem Verfahren nach der USA.-Patentschrift 3 166 709 wird ein einziges Induktionslog verwendet, dessen
seitliche Eindringtiefe naturgemäß immer dieselbe ist und jedenfalls nicht an ein und derselben Bohrlochtiefe
unterschiedliche Größe besitzen kann. Allerdings läßt sich dieser Druckschrift der Verfahrensschritt entnehmen, daß die gewonnenen Meßwerte zu
aussagefähigen Kennwerten kombiniert werden. Die USA.-Patentschrift 3 181117 beschreibt die Schaltungseinrichtungen,
mit denen die Auswertung der gemäß USA.-Patentschrift 3 166 709 gewonnenen Signale
erfolgt; die Schaltungsmittel für die Kombination sind mithin an sich bekannt und bilden keinen
Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, das die Interpretation der Aufzeichnungen
oder »Logs« vereinfacht. In manchen Fällen ist die Interpretation der Aufzeichnungen
verhältnismäßig unkompliziert, häufig ist dies jedoch nicht der Fall, weil das aufgezeichnete Log mehrere
Kurven, die viele hundert, manchmal sogar tausende von Metern des Bohrlochs beschreiben, umfaßt, wobei
die Kurven sich vorwärts und rückwärts quer zum Log in einer solchen Weise verschlingen, daß es schwierig
ist, schnell festzulegen, in welcher Tiefe die unterirdischen Erdformationsschichten verwertbare Mengen
von Kohlenwasserstoffen enthalten. Das Verfahren gemäß der Erfindung soll es mithin ermöglichen,
nur die signifikanten Daten festzustellen, d. h. den Unterschied zwischen Kohlewasserstoffe führenden
Erdschichten und Wasser führenden Erdschichten, und zwar allein auf Grund der elektrischen Messungen.
Dabei sollen Erdformationen identifiziert werden können, die erhebliche Mengen beweglichen Öles
enthalten, und es sollen auch Anzeigen über das relative Verhältnis zwischen beweglichem und ruhendem
öl erhalten werden.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ein zusammengesetztes Signal gebildet
wird gemäß der Gleichung
mit Rs, Rä als den nahe, bzw. entfernt von der Bohrlochwandung
gemessenen Widerständen und A, B als durch die Meßanordnung gegebenen Konstanten,
und daß diejenigen Tiefen des Bohrlochs bestimmt werden, in denen das Signal χ merkbar von dem
Wert des spontanen Potentials abweicht.
Es soll nachstehend noch näher erläutert werden, warum dieses Verfahren den gewünschten Aufschluß
über das Vorliegen von Kohlenwasserstoffen erbringt. Ein Vorteil liegt darin, daß von den elektrischen Meßaufzeichnungen
weitere Kurven abgeleitet werden, die als Index für die seitliche Eindringtiefe des Bohrspülfiltrats
in durchlässige Formationen dienen. Mit Hilfe dieser weiteren Aufzeichnungen können große
Längen aufgezeichneter Logs schnellstens ausgewertet und die meistversprechenden Formationen sofort
lokalisiert werden.
Wenn noch genauerer Aufschluß gefordert wird, insbesondere zur Ermittlung von wahrscheinlich große
Mengen beweglichen Kohlewasserstoffs führenden Erdformationen, kann ein dritter Widerstandswert
Rm in einer Zone der das Bohrloch umgebenden Erdformationen
gemessen werden, die zwischen den Zonen mit den Widerständen Rs, Rd liegt, wobei ein
für die Eindringtiefe des Bohrspülfiltrats kennzeich-
nendes Verhältnis -^- ermittelt wird und diejenigen
Tiefen des Bohrlochs bestimmt werden, in denen einerseits das spontane Potential und das zusammengesetzte
Signal stark voneinander abweichen und
,„ andererseits das Verhältnis -—■—
> 1,15 ist.
OO Kj
Die Erfindung soll nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert werden.
F i g. 1 zeigt beispielsweise eine Einrichtung für die Durchführung des Verfahrens gemäß der vorliegenden
Erfindung, und
F i g. 2 zeigt einen Abschnitt einer graphischen Aufzeichnung oder eines Logs, die mit der Einrichtung
nach F i g. 1 erhalten wurde.
In F i g. 1 ist eine Bohrlochuntersuchungsvorrichtung 10 für die Untersuchung unterirdischer Erdformationen
11 gezeigt, die von einem Bohrloch 12 durch teuft sind. Das Bohrloch 12 ist mit einer leitenden
Bohrspülung oder Bohrschlamm 13 gefüllt. Der Bohrlochapparat oder die Bohrlochsonde 10 wird
von der Erdoberfläche mittels eines bewehrten Vielleiterkabels herabgelassen. Das Kabel 14 ist über
eine Umlenkrolle 15 zu einem Trommelwindenmechanismus 16 geführt. Eine Betätigung des letzteren dient
der Bewegung der Sonde 10 durch das Bohrloch 12.
Die Bohrlochsonde 10 umfaßt einen länglichen zylindrischen Träger 17, an dem verschiedene Spulen
und Elektroden für die Durchführung der Bohrlochmessungen befestigt sind. An dem oberen Ende des
Trägers 17 ist ein zylindrisches fiüssigkeitsdichtes Gehäuse 18 angeordnet, das verschiedene elektrische
Schaltkreise für die Erregung der Spulen und Elektrodensysteme enthält. Die resultierenden Meßsignale
werden längs der Leiter im Kabel 14 heraufgeschickt und dort mittels geeigneter Bürsten- und Schleifringmechanismen
19 abgegriffen, wonach sie einem auf der Erdoberfläche angeordneten Steuerpult 20 zugeführt
werden.
Die Bohrlochsonde 10 selbst bildet nicht den Gegenstand der vorliegenden Erfindung und wird daher
nur summarisch beschrieben:
Der Träger 17 der Bohrlochsonde 10 weist ein Tiefenuntersuchungsinduktionssystem auf, das durch
die Senderspulen T1, T2 und T3 sowie die Empfängerspulen
R1, R2 und R3 gebildet wird. Jede Spule ist
vom Solenoidtyp.
Unter »Tiefenuntersuchung« soll die seitliche oder horizontale Tiefe verstanden werden, bis zu der das
System in die benachbarten Erdformationen mit der Messung einzudringen vermag. Das Tiefeninduktionssystem
ist mit »IL-D«. bezeichnet und dringt ziemlich
tief ein, so daß die Ausgangssignale vorzugsweise die elektrische Leitfähigkeit von Formationsregionen in
relativ großem seitlichem Abstand vom Bohrloch repräsentieren. Demgemäß wird hier unter günstigen
Bedingungen eine Messung von R, erhalten, dem Widerstand der jungfräulichen oder nicht verunreinigten
Abschnitte der Erdformation.
Der Träger 17 umfaßt ferner ein Mitteluntersuchungsinduktionssystem,
das durch die Senderspulen T1, T2 und T3 sowie die Empfängerspulen i\,
r2, r3 und r4 gebildet wird. Dieses Mitteltiefeninduktionssystem,
bezeichnet »IL-M«, mißt die elektrische
Leitfähigkeit von Formationsregionen in einer mittleren Entfernung vom Bohrloch.
Der Träger 17 weist ferner ein Flachuntersuchungselektrodensystem auf, das durch die Elektroden A1,
M1', M1, A0, M2, M2 und A2 gebildet wird. Zusätzliche
Elektroden B0, B1, B2 und N dienen dem Stromrücklauf
und als Potentialbezugselektroden für dieses Elektrodensystem. Dieses Flachuntersuchungselektrodensystem,
genannt »EL-S«, mißt die elektrische Leitfähigkeit von Formationsmaterial ziemlich nahe
der Bohrlochwandung. Deshalb wird mit ihm unter günstigen Bedingungen eine Anzeige des Widerstandes
R^0 erhalten, das ist also des Widerstandes von
Abschnitten durchlässiger Erdformationen, in die Bohrspülungsfiltrat und Bohrspülungsfluid eingewandert
ist.
Die ,40-Elektrode wird auch für die Messung des
Eigenpotentials im Bohrloch verwendet. Dieses Eigenpotential, bezeichnet »SP«, resultiert aus der chemischen
Reaktion zwischen dem Bohrspülungsfluid und dem fossilen Formationswasser. Es handelt sich um
eine galvanische Reaktion, die Gleichspannungen erzeugt.
Die verschiedenen aus der Sonde erhaltenen Meßsignale werden längs des Kabels 14 übertragen und
mittels des Steuerpultes 20 auf Verstärker 21 bis 24 mit niedrigen Ausgangsimpedanzen gegeben. Das
SP-Signal wird dem Verstärker 21 zugeführt, das Tiefinduktionssignal dem Verstärker 22, das Flachelektrodensignal
dem Verstärker 23 und das Mittelinduktionssignal dem Verstärker 24. Bei der vorliegenden
Einrichtung liegen die Induktions- und Elektrodensignale in Form von »Leitfähigkeiten« vor.
Der Verstärker 21 speist das SP-Signal in ein Speichersystem 25 ein. Der Verstärker 22 speist das Tiefinduktionssignal
in ein Speichersystem 26 ein. Der Verstärker 23 speist das Flachelektrodensignal in
ein Speichersystem 27 ein, und der Verstärker 24 speist das Mittelinduktionssignal in ein Speichersystem
28 ein. Nur das Speichersystem 27 ist im einzelnen dargestellt, während die anderen genannten
Systeme von ähnlichem Aufbau sind.
Das Speichersystem 27 umfaßt eine Vielzahl von Speicherkondensatoren 30 auf einer drehbaren Trommel
31 aus nicht leitendem Material. Jeder der Kondensatoren 30 ist zwischen einem äußeren Kontaktpunkt
32 und einen inneren Schleifring 33 geschaltet. Eine Schleifbürste 34 hat dauernd Kontakt mit dem
Schleifring 33 und ist mit Masseanschluß 35 verbunden, so daß der Schleifring 33 dauernd geerdet ist.
Die Trommel 31 wird stufenweise mit der Bewegung der Bohrlochsonde 10 durch das Bohrloch mittels
eines Meßrades 36 und einer mechanischen Gelenkverbindung 37 verdreht, die die Trommel 31 mit dem
Meßrad 36 verbindet. Das Meßrad 36 wirkt mit dem Kabel 14 zusammen, so daß eine Bewegung des Kabels
14 eine Verdrehung des Rades 36 und damit auch der Trommel 31 zur Folge hat.
Das Signal vom Verstärker 23 wird mittels Kontaktbürste 38 auf die Speicherkondensatoren 30 übertragen.
Auf diese Weise wird jeder Kondensator auf eine Spannung aufgeladen, die von der Signalspannung
abhängt, wenn er in Kontakt mit der Bürste 38 ist. Um dieses Verfahren zu vereinfachen, besitzt der
Verstärker 23 eine sehr niedrige Ausgangsimpedanz. Die Signalspannungen, die in den verschiedenen Kondensatoren
30 gespeichert sind, werden aufeinanderfolgend mittels Ausgangskontaktbürsten 39 abgegriffen.
Jedes der anderen Speichersysteme 25, 26 und 28 besitzt einen ähnlichen Aufbau; sie werden alle mechanisch
mittels der gleichen Gelenkverbindung 37 und des gleichen Meßrades 36 verdreht. Diese besitzen
weniger Ausgangskontaktbürsten in Übereinstimmung mit dem jeweiligen Gebrauch der von den
gespeicherten Signalspannungen gemacht wird.
Anstatt eine rotierende Trommel zu benutzen, können auch Schrittschaltrelais und stationäre Kondensatoren
verwendet werden, um jedes der Speichersysteme zu verwirklichen. Dies ist z. B. im einzelnen
in der USA.-Patentschrift 3 181 117 beschrieben.
Eine Aufgabe der Speichersysteme 25 bis 28 ist es, die Erscheinungszeit der verschiedenen Meßsignale einzustellen, so daß in jedem gegebenen Moment die verschiedenen Ausgangssignale von den verschiedenen Speichersystemen Messungen repräsentieren,
Eine Aufgabe der Speichersysteme 25 bis 28 ist es, die Erscheinungszeit der verschiedenen Meßsignale einzustellen, so daß in jedem gegebenen Moment die verschiedenen Ausgangssignale von den verschiedenen Speichersystemen Messungen repräsentieren,
die an der gleichen Tiefe des Bohrlochs gewonnen wurden. Dies ist erforderlich, da das Tiefenbezugsniveau
für das Tiefeninduktionssystem an der Stelle L1 der Bohrlochsonde 10 angeordnet ist, während
das Tiefenbezugsniveau für das Mittelinduktionssystem beim Punkt L2 liegt und der Tiefenbezugspunkt
für das Flachelektrodensystem und die SP-Messung beim Punkt L3 liegt. Die Tiefenverzögerungen
infolge des Speichersystems sind so eingestellt, daß die Signale wieder zurück in Übereinstimmung
gebracht werden. Es wird noch erläutert werden, daß die Speichersysteme 26 und 27 auch noch anderen
Zwecken dienen.
Das SP-Signal vom Speichersystem 25 wird einem fotografischen Aufzeichnungsgerät 40 für die Aufzeichnung
auf einem Aufzeichnungsträger oder einer Aufzeichnungskarte zugeführt, um so eine dauernde
Aufzeichnung der SP-Signalwerte zu erhalten. Das Aufzeichnungsgerät 40 ist ein Mehrspulengalvanometer,
und der Aufzeichnungsträger (fotografischer Film) wird stufenweise mit der Bewegung der Bohrlochsonde
10 durch das Bohrloch über die mechanische Verbindung 37 bewegt.
Drei in der Tiefe voneinander getrennte Werte des Tiefinduktionssignals werden vom Speichersystem 26
mittels einzelner Verstärker 41, 42 und 43 einem Amplituden- und Summierschaltkreis 44 zugeführt.
Bei den Verstärkern kennzeichnet ein —-Zeichen eine umgekehrte Polarität, und ein +-Zeichen zeigt an,
daß der Ausgang die gleiche Polarität wie der Eingang besitzt. Der Amplituden- und Summierschaltkreis
44 dient der Kombination ausgewählter Bruchteile der drei Tiefeninduktionssignalwerte, um so
einen einzigen resultierenden Signalwert zu erhalten, der eine genauere Messung eines engeren vertikalen
Abschnitts der Erdformation repräsentiert. Diese Technik ist im einzelnen in der USA.-Patentschrift
3 166 709 beschrieben.
Das resultierende Tiefeninduktionssignal aus dem Amplituden- und Summierschaltkreis 44 wird dann
einem Verhältnisschaltkreis 45 zugeführt. Dasselbe Signal wird außerdem einem Logarithmierschaltkreis
46 zugeführt. Der Ausgang des Logarithmierschaltkreises 46 ist proportional dem Logarithmus der mit
dem Tiefeninduktionssystem gemessenen Widerstandswerte. Dieses logarithmische Signal wird dem
fotografischen Aufzeichnungsgerät 40 zugeführt und aufgezeichnet.
Mehrere Werte der Flachelektrodensignale werden über die Kontaktbürsten 39 einem Amplituden- und
Summierschaltkreis 47 zugeführt. Der Amplituden- und Summierschaltkreis 47 erzeugt ein einzigc/Ausgangssignal
proportional dem Mittelwert der verschiedenen Eingangssignalwerte, die ihm zugeführt
werden. ·
Im vorliegenden Beispiel werden acht Werte abgegriffen, die bei Tiefenabschnitten gemessen wurden,
welche im Bohrloch jeweils 15 cm voneinander entfernt lagen, und der Mittelwert bildet das Signal,
das am Ausgang des Amplituden- und Summierschaltkreises 47 erscheint, d. h., daß der tatsächliche vertikale
Meßbereich, der durch dieses Ausgangssignal repräsentiert wird, etwa einem Vertikalbereich von 120 cm
im Bohrloch entspricht. Dies bewirkt unter anderem, daß die Vertikalauflösung für die Flachelcktrodenmessungen
sich mehr der gleichen Vertikalauflösung nähert, die für die Induktionsmessung wirksam ist.
Dieses gemittelte Flachelektrodensignal wird dem zweiten Eingang des Verhältnisschaltkreises 45 zugeführt.
Diese Technik der Signalmittelwertbildung ist an anderer Stelle im einzelnen erläutert, so daß hier nicht
näher darauf eingegangen werden muß.
Das Ausgangssignal des Verhältnisschaltkreises 45 ist proportional dem Verhältnis
R,
ELS
ILD
wobei RELS die Widerstandswerte darstellt, die mit dem
Flachelektrodensystem gemessen wurden, während RiLD der Widerstand ist, der mit dem Tiefinduktionssystem
gemessen wurde.
Das Verhältnissignal wird dem ersten Eingang eines Amplituden- und Summierschaltkreises 48 zugeführt.
Eine konstante Bezugsspannung —V wird einem zweiten Eingang des Amplituden- und Summierschaltkreises
48 zugeführt, der so arbeitet, daß er ein erwünschtes »Schnellanzeige« Signal gemäß folgendem
Ausdruck liefert:
xO
R,
QL =r
5 R
1-l.S
ILD
2
3'
3'
Unter günstigen Bedingungen (d. h. in der Mehrzahl der Fälle) entspricht dieses »Schnellanzeige«-Signal
ziemlich genau dem tatsächlichen Wert der -^-.
Die konstante Bezugsspannung —V wird verwendet, um den »2/3«-Faktor in die Gleichung (1) einzuführen.
Das >>Schnellanzeige«-Signal (QL) aus dem Amplituden-
und Summierschaltkreis 48 wird einem Logarithmier-Schaltkreis 49 zugeführt. Das Ausgangssignal
des Schaltkreises 49 ist proportional dem Logarithmus des Eingangssignals. Dieses logarithmische Signal
wird mittels eines Einstellpotentiometers 50 einem Verstärker 51 zugeführt. Das Potentiometer 50 ist
so eingestellt, da ein erwünschter »/(«-Faktor vorgesehen wird. Das Signal am Ausgang des Verstärkers
51, bezeichnet mit »X«, wird dem fotografischen Aufzeichnungsgerät 40 zugeführt und aufgezeichnet. Es
wird außerdem einem Differenzschaltkreis 52 zugeführt, dessen zweiter Eingang mit dem SP-Signal
beaufschlagt wird. Das sich ergebende Differenzsignal am Ausgang des Schaltkreises 52 wird als »I« bezeichnet
und wird mittels des Schalters 53 dem fotografischen Aufzeichnungsgerät 40 zugeführt. Falls
es nicht erwünscht ist, dieses Differenzsignal /1 aufzuzeichnen, kann der Schalter 53 geöffnet werden.
Das Mittelinduktionssignal am Ausgang des Speichersystems 28 wird einem Logarithmierschaltkreis
54 zugeführt. In Abhängigkeit davon erzeugt der Logarithmierschaltkreis 54 ein Ausgangssignal proportional
dem Logarithmus des Widerstandes, der vom Mittelinduktionssystem gemessen worden ist.
Das logarithmische Signal wird dem Aufzeichnungsgerät 40 zugeführt und aufgezeichnet.
Das Mittelinduktionssignal am Ausgang des Speichersystems 28 wird ferner dem ersten Eingang eines
zweiten Verhältnisschaltkreises 55 zugeführt. Am zweiten Eingang des Verhältnisschaltkreises 55 liegt
das Tiefinduktionssignal an, das am Ausgang des Amplituden- und Summierschaltkreises 44 erscheint.
Der Verhältnisschaltkreis 55 erzeugt ein Ausgangssignal
proportional dem Wert
ILM
wobei RiLM die vom Mittelinduktionssystem gemessenen
Widerstandswerte darstellt und RILD der Widerstand
ist, der vom Tiefinduktionssystem gemessen wurde. Dieses zweite Verhältnissignal wird dann dem
Aufzeichnungsgerät 40 zugeführt und aufgezeichnet.
Das Flachelektrodensignal, das am Steuerpult 20 anliegt, wird ebenfalls einem Logarithmierschaltkreis
zugeführt, und zwar dem Logarithmierschaltkreis 56. Dieser erzeugt ein Ausgangssignal proportional dem
Logarithmus des Widerstandes, der vom Flachelektrodensystem gemessen wurde. Dieses Signal wird
dem Aufzeichnungsgerät 40 zugeführt und aufgezeichnet. Falls erwünscht, kann das Eingangssignal für
den Logarithmierschaltkreis 56 am Amplituden- und Summierschaltkreis 47 abgegriffen werden, anstatt
dem Steuerpult entnommen zu werden. In diesem Fall würde das aufgezeichnete logarithmische Signal
dem mittleren Flachelektrodensystem-Meßwert entsprechen.
Ein Abschnitt eines repräsentativen Logs bzw. einer repräsentativen Aufzeichnung des fotografischen
Aufzeichnungsgeräts 40 ist in F i g. 2 der Zeichnung dargestellt. Man erkennt, daß die SP, J, X und
.signale auf dem linken Abschnitt des Logs
aufgezeichnet sind, wobei die Abszissen-Skala eine lineare Skala ist. Die drei logarithmischen Signale von
der Tiefeninduktion, der Mittelinduktion und den Flachelektrodenmessungen werden im rechten Abschnitt
des Logs aufgezeichnet, wobei die Abszisse logarithmisch geteilt ist. In beiden Fällen ist die
Ordinatenskala linear in Tiefenniveaus des Bohrlochs geteilt.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Bohrlochsonde 10 kontinuierlich
(gewöhnlich nach oben) durch das Bohrloch 11 bewegt, und gleichzeitig werden die verschiedenen Spulen
und Elektrodensysteme kontinuierlich betätigt, um die entsprechenden Werte aufzuzeichnen, für deren Messung
sie vorgesehen sind. Die erhaltenen Meßsignale werden über das Kabel 14 übertragen und den verschiedenen
Signalverarbeitungs- und Aufzeichnungsschaltkreisen zugeführt, die sich an der Erdoberfläche
befinden. Diese Schaltkreise arbeiten in der zuvor beschriebenen Weise, um die verschiedenen Signale
zu erzeugen, welche auf der sich bewegenden Aufzeichnungskarte innerhalb des fotografischen Aufzeichnungsgeräts
40 aufgezeichnet werden, um kontinuierliche Aufzeichnungen über die verschiedenen Signale
als Funktion der Tiefe im Bohrloch zu erhalten.
Die Höhe des aufgezeichneten SP-Signals wird
durch die Gleichung beschrieben:
(2)
60
worin SP die Spitze-Spitze-Auslenkung des SP-Signals
ist, K eine Konstante abhängig von der Bohrlochtemperatur, Rmf der Widerstand der filtrierten Phase
der Bohrspülung und Rw der Widerstand des fossilen
Wassers ist, das ursprünglich in der Erdformation vorlag, bevor das Bohrloch gebohrt wurde. Falls
die Formation infiltriert wurde, wird das fossile Wasser zurückgedrückt, vom Bohrloch weg. Es wird sich jedoch
noch in größerer Entfernung seitlich hinter der infiltrierten Zone finden, d. h. in der »uninfiltrierten«
oder »unkontaminierten« Lage der Erdformation.
Das Signal X am Ausgang des Verstärkers 51 wird
durch den mathematischen Ausdruck beschrieben:
QL.
(3)
Das »Schnellanzeige«-Verhältnis -^- ist, wie oben
erläutert, aus den Messungen des Flachelektroden- und des Tiefinduktionssystems gewonnen worden.
überraschenderweise wird das Signal X nach Gleichung
(3) in vielen Fällen identisch mit dem SP-Signal sein, und die beiden Kurven überlagern einander
ziemlich gut auf dem aufgezeichneten Log. überraschenderweise zeigt die Inkoinzidenz von X und SP
an, daß Kohlenwasserstoffe in der Erdformation vorliegen, vorausgesetzt, daß eine genügende seitliche
Tiefe der Filtrateinwanderung vorliegt, um einen aussagekräftigen i^-Wert zu erhalten. In der großen
Mehrzahl der Fälle wird diese letzte Bedingung in der Tat erfüllt.
Dieses Verhalten wird durch die in F i g. 2 dargestellten SP- und X-Kurven illustriert. Die beiden
Kurven überlagern einander ziemlich nahe in beiden Schieferschichten und in der Wassersandschicht (Porenraum
100% mit Wasser gefüllt). Sie sind unterschiedlich in den ölsanden. Es kann nachgewiesen
werden, daß die Höhe dieses Unterschiedes eine Anzeige der Beweglichkeit der Kohlenwasserstoffluide
darstellt, d. h. den Prozentsatz des Kohlenwasserstofffluids, der ohne weiteres beweglich ist. Die nicht beweglichen
Anteile des Kohlenwasserstofffluids werden als »ruhend« bezeichnet. Der Unterschied zwischen
den SP- und AT-Kurven beträgt
Δ = SP-X, (4)
wobei /| als Bezeichnung für den Differenzbetrag verwendet wird.
Mittels Archies Sättigungsformel kann nachgewiesen werden, daß
= IK log
sx
(5)
ist, wobei Sw die Wassersättigung in einem unkontaminierten
oder nicht infiltrierten Abschnitt der Erdformation ist und SxQ die Wassersättigung in dem
vollständig infiltrierten oder überfluteten Abschnitt der Erdformation. In jedem Fall wird die Sättigung
ausgedrückt als Bruchteil der Formationsporenräume. Demgemäß bedeutet eine 100%ige Wassersättigung, daß
der Porenraum zu 100% mit Wasser gefüllt ist. Beträgt die Sättigung weniger als 100%, so enthält der
verbleibende Anteil der Porenräume Kohlenwasserstofffluid. Ebenso wie für Gleichung (3) gilt auch für
Gleichung (5), daß sie sehr genau nur dann ist, wenn die Filtrationseinwanderung genügend tief ist, um
einen aussagekräftigen /^(,-Meßwert zu erhalten, und
zwar mit dem jeweiligen Flach-Untersuchungsgerät, das verwendet wird.
Im Falle eines 100% wasserführenden Sandes ist Sw gleich Sx0 (beide sind gleich Eins), und das Ver-.-
109584/62
hältnis wird gleich Eins. Infolgedessen wird der Logarithmus
des Verhältnisses und damit auch Δ gleich
Null. Ih Konsequenz überlagern sich die Kurven SP . und X.
Falls andererseits die Formation ölführend ist und der größte Teil des Öls beweglich ist (sehr geringe
ruhende ölsättigung), so wird das Fluid in der infiltrierten Zone beinahe vollständig Bohrspülungsfiltrat
sein, und Rx0 und Sx0 werden ungefähr gleich wie
im Falle von Wassersand. R, und Sw jedoch werden
unterschiedlich infolge der Anwesenheit von öl in den nicht infiltrierten Regionen. R, wird größer, und Sw
wird kleiner sein als in vergleichbarem Wassersand. In diesem Falle wird die Trennung zwischen den
SP- und X-Kurven ein Maximum werden. In den
Ausdrücken der Gleichung (5) wird ~- kleiner als
Eins. In Konsequenz wird der Logarithmus des Verhältnisses ein negativer Wert zunehmender Größe
für abnehmende Sw-Werte. Und demgemäß wird die
Δ -Kurve in Fig. 2 mehr und mehr nach links ausgelenkt.
Falls die ruhende ölsättigung in der überfluteten Zone zunimmt, so wird Sx0 ebenfalls abnehmen. In
Konsequenz wird der Unterschied Δ zwischen den SP- und X-Kurven geringer werden. Im Grenzfalle,
wenn kein öl beweglich ist, sollte die Differenz Null werden, und die SP- und X-Kurven sollten einander
überlagern. Demgemäß ist durch die Aufzeichnung der SP- und X-Kurven auf demselben Abschnitt des
Aufzeichnungsträgers oder Logs gleichzeitig ein Maß für den beweglichen ölanteil im Falle ölführender
Formationen gegeben.
Die Differenzkurve Δ ist ebenfalls im Log nach F i g. 2 dargestellt. Man erkennt, daß sie der Schiefergrundlinie
folgt, wenn Wassersand vorliegt, und nach links abgelenkt wird, falls ölführende Sande vorliegen,
wobei die Ablenkung in ihrer Größe zunimmt, je größer der Anteil beweglichen Öls, verglichen mit dem
des ruhenden Öls, ist.
In den in F i g. 2 dargestellten Beispielen besitzt der obere ölsand bei etwa einer Tiefe von 1585 m
eine sehr geringe ruhende ölsättigung in der überfluteten Zone, und demgemäß beobachtet man eine
gute Trennung zwischen den SP- und X-Kurven. Der untere ölsand bei 1615 m und tiefer besitzt andererseits
erhebliche ruhende ölsättigung, so daß sich eine bemerkenswert geringere Trennung zwischen den
SP- und X-Kurven ergibt.
Die obige Gleichung (1) gibt das Verhältnis an, um
den »Schnellanzeige«-Wert —sr- aus dem -
Verhältnis zu gewinnen für zwei bestimmte Einrichtungen, die in F i g. 1 der Zeichnung angegeben sind.
Der allgemeine Zusammenhang besitzt die Form:
keit sollte im Auge behalten werden. Dieses Verhältnis ist gegeben durch:
R =
C '
wobei der eine Wert der Reziprokwert des anderen ist. Beide beruhen auf der gleichen grundsätzlichen
elektrischen Eigenschaft, und demgemäß ergibt die ίο Messung des einen eine Anzeige des anderen und
umgekehrt. In diesem Zusammenhang sollte die folgende Gleichung berücksichtigt werden:
worin mit jRs der mit der Flachuntersuchungseinrichtung
gemessene Widerstand ist, Rd der Widerstand gemessen mit der-tieferen Untersuchungseinrichtung
und A und B Konstanten, deren numerische Werte von den beiden jeweiligen Einrichtungen (einschließlich
ihrer Abmessungen) abhängen, die verwendet werden, um die Rs- und !^-Messungen durchzuführen.
Das Verhältnis zwischen Widerstand und Leitfähig-
Cs Rd · C5
= RS-Cd.
Demgemäß könnte in manchen Fällen der Verhältnisschaltkreis 45, der der Bildung des Schnellanzeigesignals
dient, druch einen Multiplizierschaltkreis ersetzt werden, wenn man voraussetzen kann, daß
saubere Eingangssignale erhältlich sind (d.h. Rs-
und Crf-Signale).
Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß aus der Kombination der Gleichungen (3) und (6) die erfindungsgemäße
Lehre hergeleitet wurde, denn Einsetzen des Wertes für
aus Gleichung (6) in Gleichung (3) führt zu der Gleichung
Wie oben bereits erwähnt, ist es notwendig, um genaue Ergebnisse zu erhalten, daß die durchlässigen
Erdformationen genügend infiltriert werden, so daß das Flachuntersuchungssystem einen aussagekräftigen
i^o-Meßwert liefert. Für den Fall des in F i g. 1 gezeigten bestimmten Flachuntersuchungselektrodensystems
und bestimmten Tiefenuntersuchungsinduktionssystems werden genaue Ergebnisse erhalten, sobald
die Filtrateinwanderung so groß ist, daß der Durchmesser der infiltrierten Zone 75 cm oder mehr
beträgt. Im Fall eines 20-cm-Bohrloches bedeutet dies, daß das Filtratfluid um eine Entfernung von
mindestens 27 cm von der Wandung des Bohrloches seitlich eindringen muß.
Der untere Grenzwert der Einwanderungszone für gute Genauigkeit kann noch abgesenkt werden,
indem man Elektrodenanordnungen verwendet, die eine noch flachere seitliche Untersuchungszone besitzen.
Falls man z. B. das Elektrodensystem nach Fig. 1 durch ein die Wandung des Bohrloches berührendes
Elektrodensystem nach USA.-Patentschrift 3 132 298 ersetzt, so wird der erforderliche Mindesteinwanderungsdurchmesser
für gute Genauigkeit etwa 45 cm betragen. Im Falle eines Bohrloches mit einem Durchmesser von 20 cm ist somit eine Mindesteinwanderung
von 12,5 cm in die Erdformation erforderlich.
Die in F i g. 1 gezeigten Anordnungen sind für die meisten ziemlich konsolidierten Erdformationen brauchbar. Für sehr wenig konsolidierte oder weiche Formationen sollte ein noch flacheres Untersuchungselektrodensystem Verwendung finden.
Die in F i g. 1 gezeigten Anordnungen sind für die meisten ziemlich konsolidierten Erdformationen brauchbar. Für sehr wenig konsolidierte oder weiche Formationen sollte ein noch flacheres Untersuchungselektrodensystem Verwendung finden.
Um solche Fälle zu untersuchen, bei denen die FiI-trateinwanderung
nicht tief genug ist, um einen hohen Grad von Genauigkeit zu erreichen, ist auf dem aufgezeichneten
Log eine weitere Kurve vorgesehen, die als Einwanderungsdurchmesseranzeige oder Index
dienen kann. Diese Kurve 60 ist in F i g. 2 dargestellt. Die Kurve 60 ist eine Aufzeichnung des Verhältnisses
von
ILM
ILD
Die Skalenteilung für diese Kurve ist bei 61 in Fig. 2 angedeutet. Das Verhältnis wird erhalten
mittels des Vergleichsschaltkreises 55 der Fig. 1 (unter Berücksichtigung der Beziehung zwischen
Widerstand und Leitfähigkeit).
Falls keine Filtrationseinwanderung vorliegt, so erfolgt durch die Mittel- und Tiefinduktionseinrichtungen
die gleiche Messung, und das Verhältnis wird gleich 1. Das ist natürlich für die Schieferformationen
der Fall. Wenn die Tiefe der Einwanderung zunimmt, so wird die Mittelinduktionseinrichtung mehr und
mehr durch die Einwanderung beeinflußt. Demgemäß (und unter der Voraussetzung einer frischen Bohrspülung)
nimmt das Verhältnis für zunehmende Einwanderungstiefe ebenfalls zu.
Es hat sich gezeigt, daß im Falle der in F i g. 1 dargestellten Einrichtungen das Verhältnis immer dann
größer oder gleich 1,15 ist, wenn die Einwanderungstiefe genügt, um eine genügende Genauigkeit für die
X- und Δ -Werte zu erbringen. In F i g. 2 ist der Einwanderungsindex
1,4 für den Wassersand und den oberen ölsand und 1,6 für den unteren ölsand. Das
zeigt an, daß die X- und zJ-Werte in diesen Fällen
zuverlässig sind:
Falls der Einwanderungsindex kleiner als 1,15 ist,
sollten die X- und zl-Proben nur mit Vorsicht ausgewertet werden, das Werte, die auf die Anwesenheit
von öl hinzudeuten scheinen, an Stelle dessen nur anzeigen können, das eine genügende Filtrateinwanderungszone
nicht vorliegt. Es ist jedoch festzuhalten, daß selbst in diesen Fällen die Möglichkeit einer
ölführenden Formation nicht übersehen wird.
Bezüglich der Logarithmierschaltkreise 46, 54 und 56 derFig. 1 soll noch bemerkt werden, daß die
Tatsache, daß das Eingangssignal den Wert der Leitfähigkeit angeben kann und das Ausgangssignal den
Wert des Widerstandes, eine einzigartige Eigenschaft der logarithmischen Arbeitsweise ist. Dies
resultiert aus der Beziehung
log R = -log C, (9)
wobei C die Eingangsleitfähigkeitssignale und R die Ausgangswiderstandssignale angibt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
1. Verfahren zur Ermittlung von wahrscheinlich bewegliche Kohlenwasserstoffe führenden Erdformationen
in den ein Bohrloch umgebenden Schichten mittels Messung und Kombination des elektrischen
Widerstandes nahe und im weiteren Abstand von der Bohrlochwandung unter Berücksichtigung
des spontanen Potentials, dadurch gekennzeichnet,
daß ein zusammengesetztes Signal gebildet wird gemäß der Gleichung
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US553450A US3397356A (en) | 1966-05-27 | 1966-05-27 | Methods of investigating subsurface earth formations by combining the electrical resistivities at different lateral depths within the formations |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1623121A1 DE1623121A1 (de) | 1970-12-03 |
DE1623121B2 true DE1623121B2 (de) | 1972-01-20 |
Family
ID=24209443
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19671623121 Pending DE1623121B2 (de) | 1966-05-27 | 1967-05-23 | Verfahren zur ermittlung von wahrscheinlich bewegliche kohlen wasserstoffe fuehrenden erdformationen |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3397356A (de) |
DE (1) | DE1623121B2 (de) |
GB (1) | GB1189363A (de) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3493849A (en) * | 1968-07-31 | 1970-02-03 | Schlumberger Technology Corp | Methods and apparatus for investigating earth formations wherein the vertical resolution of a first exploring means is altered to approximate the vertical resolution of a second exploring means |
GB1473096A (de) * | 1973-05-01 | 1977-05-11 | ||
US4119148A (en) * | 1977-09-07 | 1978-10-10 | Deardorf Eldon N | Perforating apparatus and method for well casing |
US4472684A (en) * | 1980-07-24 | 1984-09-18 | Schlumberger Technology Corporation | Deep investigation induction logging with mirror image coil arrays |
GB2121189A (en) * | 1982-05-25 | 1983-12-14 | Bpb Industries Plc | Method and apparatus for induction logging of boreholes |
WO1995003557A1 (en) * | 1993-07-21 | 1995-02-02 | Western Atlas International, Inc. | Method of determining formation resistivity utilizing combined measurements of inductive and galvanic logging instruments |
US7042225B2 (en) * | 2003-12-12 | 2006-05-09 | Schlumberger Technology Corporation | Apparatus and methods for induction-SFL logging |
US7541751B2 (en) * | 2007-03-05 | 2009-06-02 | Mdl Corporation | Soft start control circuit for lighting |
US8106659B2 (en) * | 2008-07-25 | 2012-01-31 | Precision Energy Services, Inc. | In situ measurements in formation testing to determine true formation resistivity |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3124742A (en) * | 1964-03-10 | Apparatus for investigating earth formations having an | ||
US3002148A (en) * | 1958-04-30 | 1961-09-26 | Halliburton Co | Earth formation logging method and apparatus |
US3086168A (en) * | 1959-03-30 | 1963-04-16 | Halliburton Co | Synthetic array logging system and method |
US3075142A (en) * | 1960-02-26 | 1963-01-22 | Continental Oil Co | Electrical well logging device |
US3180141A (en) * | 1960-09-09 | 1965-04-27 | Schlumberger Well Surv Corp | Methods of investigating earth formations utilizing resistivity and porosity indications |
US3166708A (en) * | 1962-05-07 | 1965-01-19 | Schlumberger Well Surv Corp | Method of investigating earth formations by determining the amounts of different types of fluids that may be present in the formations |
US3329889A (en) * | 1962-11-28 | 1967-07-04 | Schlumberger Technology Corp | Methods and apparatus for investigating earth formations featuring simultaneous focussed coil and electrode system measurements |
-
1966
- 1966-05-27 US US553450A patent/US3397356A/en not_active Expired - Lifetime
-
1967
- 1967-05-23 DE DE19671623121 patent/DE1623121B2/de active Pending
- 1967-05-25 GB GB24269/67A patent/GB1189363A/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US3397356A (en) | 1968-08-13 |
DE1623121A1 (de) | 1970-12-03 |
GB1189363A (en) | 1970-04-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69015778T2 (de) | Verfahren und Gerät zur Spontanpotential-Bohrlochmessung. | |
DE112006002951B4 (de) | Dielektriztätsmessungen bei Öl-basiertem Schlamm mit abbildendem Messwerkzeug | |
DE69206963T2 (de) | Verfahren und Gerät zur Bohrlochmessung mit ringförmigen und azimuthalen Elektroden | |
DE2211398C3 (de) | Vorrichtung zur elektrischen Untersuchung von Erdformationen im Bereich eines Bohrlochs | |
DE1953165A1 (de) | Bohrlochpruefgeraet zum Messen der Charakteristiken von Erdformationen und Verfahren zu dessen Benutzung | |
DE2554458C3 (de) | Verfahren zur Bestimmung der Eigenschaften der ein Bohrloch umgebenden Erdformationen | |
DE4235963C1 (de) | Verfahren zur Überwachung eines Gebietes | |
DE2833549A1 (de) | Geraet zur messung elektrischer eigenschaften einer durch ein bohrloch angeschnittenen formation | |
DE112008002120T5 (de) | Verfahren zum Quantifizieren eines spezifischen Widerstands und einer Kohlenwasserstoffsättigung in Dünnschichtformationen | |
DE2718396A1 (de) | Verfahren zur in-situ-bestimmung des muttergestein-lagerstaettenpotentials von gesteinsschichten | |
DE2062841A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Untersuchung von Erdformationen | |
DE3007555A1 (de) | Verfahren fuer die in-situ-berechnung der kationenaustauschkapazitaet von unterirdischen erdformationen | |
DE2547801B2 (de) | Verfahren und Meßanordnung zum Bestimmen der geophysikalischen Eigenschaften von Erdformationen im Bereich eines Bohrlochs | |
DE1623121B2 (de) | Verfahren zur ermittlung von wahrscheinlich bewegliche kohlen wasserstoffe fuehrenden erdformationen | |
DE68902950T2 (de) | Verfahren zum berechnen des organischen gehalts in sedimenten aus aufgezeichneten daten, welche durch bohrlochmessgeraete erzeugt wurden. | |
DE3244447A1 (de) | Verfahren zum feststellen von potentiellen lagerstaetten von kohlenwasserstoffen mit niedrigem wasseranteil in einer geologischen formation | |
DE60003308T2 (de) | Verfahren zur bestimmung eines widerstandes einer formation durch welche ein verrohrtes bohrloch führt | |
DD152637A5 (de) | Verfahren zur prospektion von erdgas-und erdoellagerstaetten | |
DE2057632B2 (de) | Verfahren und vorrichtung zur bestimmung des spontanen potentials von erdformationen | |
DE1623121C (de) | Verfahren zur Ermittlung von wahrscheinlich bewegliche Kohlewasserstoffe führenden Erdformationen | |
DE2814977A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der mit gebundenem wasser gefuellten porositaet von ein bohrloch umgebenden erdformationen | |
DE1807966A1 (de) | Verfahren zur Messung des elektrischen Widerstandes von Erdformationen und Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens | |
DE1244309B (de) | Verfahren zum Ermitteln der dielektrischen Eigenschaften von Formationen von einem Bohrloch aus | |
DE2057632C (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Bestim mung des spontanen Potentials von Erdformationen | |
DE851935C (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Untersuchung der von einem Bohrloch durchteuften Gesteinsschichten |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |