Устройство для каротажных электрических зондирований

Устройство для каротажных электрических зондирований

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к промыслово-геофизической технике и может быть использовано для измерения удельного электрического сопротивления (УЭС) горных пород, пересеченных скважиной, и изучения радиального распределения УЭС в прискважинной зоне. Цель изобретения - повьшение достоверности результатов зондирования в горных породах со сложной структурой порового производства. Устройство содержит систему 1,,..., 1„ генераторных катушек, систему 2j,..., 2д, измерительных катушек, образующих зонды электромагнитного каротажа с большой 9M.t

2 75 Ai

„„SU„„ (50 4 С 01 V 3/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГПФ (21) 3880115/24-25: .(22) 04.04 ° 85 (46) 15.09.86. Бюл. № 34 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепромысловой геофизики (72) В,А. Королев и В.Ф. Иечетин (53) 550.83(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1004940,.кл. G 01 Ч 3/18, 1981.

Баршинский А.Г., Проскурин В.И.

Комплексный прибор индукционного и бокового каротажа. — Исследование коллекторов сложного строения, техника и методика. Труды ВНИИ нефтепромгеофизика. вып. 12, Уфа, !982, с. 73-79. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КАРОТАЖНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЗОНДИРОВАНИЙ (57) Изобретение относится к промыслово-геофизической технике и может быть использовано для измерения удельного электрического сопротивления (УЭС) горных пород, пересеченных скважиной, и изучения радиального распределения УЭС в прискважиниой зоне.

Цель изобретения — повышение достоверности результатов зондирования в горных породах со сложной структурой порового производства. Устройство содержит систему 1,,..., 1„ генераторных катушек, систему 2,,..., 2„ измерительных катушек, образующих зонды электромагнитного каротажа с большой

1l? и средней радиальной глубикксстью наследования, генераторы 3<, „, . !„высокой частоты1 генератор низкой час = таты,: телеизмерительный блок, цент ральный и экранные электроды, образующие. зонд бокового каротажа с малой радиальной глубикностью исследования, электроизоляционные экраны, фокусирующие электроды. Оси гекераторкых

1,Ф....,IÔ и иэмерительчых 2,,...,2„, катушек йерпендикулярны продольной оси устройства. Гекератарные катушки

1 аее 1 д питаемые гекераторяР Ы фОЭФф Д

3,,...,3„, создают н окрукающей среде электромагнитные поля, токовые ликии которых направлены вдоль нормалей к центрам свободных поверхностей центрального электрода зонда бокового

П593 каротажа, питаемого генератором низкой частоты. Благодаря наличию злектраиэоляциоккых экранов и фокусирующих элехтродон размещенных на поверхности центрального электрода симметрично относительна плоскости, проходящей через проекции осей катушек электромагнитных зондов и продольную ось устройства, токоные линии, истекавпде со вободных поверхностей центрального электрода, совпадают па направлению с токовыми линиями электромагнитных полек. Телеизмерительный блок осуществляет измерение сигналов измерительных катушек 2,,...,2, тока центрального электрода 6 и потенциала экранных электродов. 1 з.к. ф-JIbl 4

Изобретение относится к промыслово-геофизической технике и может быть использовано для измерения удельного .электрического сопротивления (УЭС) горных пород, пересечекных скнажнкоч, и изучения радиального распределения

УЭС В прискважинной заке с целью выделения в разрезах скважин проницаемых пластов — коллекторов и определения их параметров.

Цель изобретения — повышение цостоверности результатов зондирования в пластах со сложной структурой парового пространства.

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — сечение зонда боконо1а каротажа устройстна плоскостью, перпендикулярной его продольной оси, проходящей через середину центрального электрода (разрез Л-Л ка фиг. 1); ка фиг. 3 — распределение токовых линий поля одного из электромагнитных зондов и поля зокда бокового каротажа н плоскости, проходящей через продоль-: ную ось устройства к перпендикулярной осям катушек электромагнитных зандак,". иа. .фиг. 4 — то же„ н плоскости, перпендикулярной оси устройства и прохадящей через середину цектральнага электрода.

Ба фиг. 1 изображена система !,, ...,1„. генераторных катушек, сис-, в ° 2 1 2 измерительных катушек, генераторы 3,,...,3 „ высокой частоты, генератор 4 низкой час% таты, телеизмерительный блок 5, центральный электрод 6 зонда бокового каротажа и его первый 7 и второй 8 экранные электроды, первый 9 и второй

1О электроизоляциокные экраны; первый

11 и второй 12 фокусирующие электроды.

Быход генераторов 3 3 высокой частоты подключены соответственно к входам генераторных катушек

1,,...,1„ выходы измерительных катушек 2,„...,2 соединены с входами телеизмерителького блока 5, выход гекератора ч лизкой частоты подключен к соединенным между алабай первому 7

g0 н второму 8 экранным электродам, первый 7 я нторой 8 экранные электроды и цектральный электрод 6 подключены к входам телеизмерительного блока 5 ., Зск гекераторных 1,,...,1„ и измерительных 2,....,2 катушек перпендикулярны (или наклонны) к продольной аск у(.троиi тна

На фиг, 2 изображены нормали 13

K ценiрам свободных панерхностей цек

$ дб трельного электрода 6, проекция 14

7593 4

Генераторные катушки 1,,1„, питаемые генераторами 3,,...,3„ высокой частоты, создают в окружающих устройство горных породах электромагнитные поля различных частот, в частности, удовлетворяющих принципу электродинамического подобия, т.е.

ы;к., = (a„" z» где ы,, (д„ - круговые частоты тока питания генераторных катушек зондов с номерами i и и, z; z „ — длины зондов с номерами i н и. Таким образом, чем длинее зонд, тем меньше его рабочая частота и наоборот. Показания более длинных зон-! дов несут информацию о более удаленных от о и скважины частях пласта,а показания коротких — о сравнительно близких частях пласта. В измерительных катушках 2,,2,...,2 электромагннтньпс зондов создаются ЗДС завися» щие от удельного электрического сопротивления окружающих пород, которые подаются на входы телеизмерительного блока 5, в котором производится кх преобразование и формируется измеряемсй параметр электромагнитных полей, наиболее тесно связанный с измеряемым

УЗС, например разность фаэ hq или отIt,j ношение амплитуд — и т.п. )h (Токовые линии электромагнитных колей, возбуждаемых генераторными катушками, имеют вид концентрических окружностей с центром на оси генераториой катушки. з t25 генераторных катушек 1,,...,1„ электромагнитных зондов на плоскость,перпендикулярную оси устройства, проекция 15 осей генераторных 1,...,1„ н измерительных 2<,...,2,„ катушек на эту же плоскость.

Первый 9 и второй 18 электроизоляционные экраны представляюг собой части полого цилиндра с внутренним днам тром, равным диаметру централь- 10 ного электрода 6, первый 11 и второй

12 фокуснрующие электроды являются частями полого проводящего цилиндра с внутренним диаметром, равным наружному диаметру электроизоляционных экранов, угловые размеры электроизо" ляционных экранов 9, 10 и фокусирующих электродов 11 и 12 равны 90, а длина их превыиает длину центрального электрода 6. Первый 9 и второй 20

10 электроизоляциоиные экраны установлены на поверхности центрального электрода 6, а первый t 1 и второй 12 фокусирующие электроды - соответственно на поверхностях первого 9 и 25 второго 10 электроизоляциониых экранов. Первый 9 и второй 10 электроизоляционные экраны и первый tt и второй 12 фокуснрующие электроды размещены симметрично относительно нлоскости, проходящей через продольную ось устройства и осн генераторкых

1,,...,1„ и измерительных 2,,...,2,„ катушек электромагнитных зондов таким образом, что нормали 13 в цент35 рах свободных поверхностей центрального электрода 6 перпендикулярны проекциям 15 осей катушек электромагнитных зондов на плоскость сечения.

Первый 9 и второй t0 злектроизоля40 ционкые экраны и первьвс 1 t и второй

12 фокусирующие электроды располо:кены также симметрично относительно плоскости, проходящей через середину центрального электрода 6 и перленди4$ кулярную его оси (фиг. 1).

Для конеречно расположенных генераторных катушек токовые линии лежат

s плоскости, параллельной оси устройства. Распределение токовъпс линий электромагнитного поля в однородной среде приведено на фиг. 3, 4. При достаточно больших частотах полей и больших расстоякиях от генераторных катушек фронт электромагнитной волны близок к плоскому.

Первый 11 н второй 12 фокусирующие электроды соединены с экранными электродами (фиг. 1) зонда бокового каротаха. 56

Иа фиг. 3, 4 изображены токовые линии 16 поля одной из генераторнык катушек (1,) электромагнитного зонда и токовые линии 17 тока центрального электрода 6 зонда бокового каротажа в однородной среде.

Устройство работает следующим образом.

В этом случае. токовые ликии электромагнитного поля на достаточно большом (в пределах глубинности зонда бокового «аротажа) расстоянии от оси устройства направлены почти перпендикулярно к этой оси. Зтим условиям соответствуют произведения длины зонда z,ка квадрат его рабочей частоты, находящиеся в интервале 10 ИГц м s аа. f с 20 Щ.ц,м2 °

Генератор 4 низкой частоты питает током частотой 300-400 Гц первый 7

5 12575 и второй 8 экранные и центральный 6 электроды 6 зонда бокового каротажа.

Потенциал экранных электродов и ток центрального электрода передаются в телеизмерительный блок э, где преобразуются в величину кажущегося удельного электрического сопротивления пород. Размеры зонда бокового каротажа таковы, что его показания определяются удельным сопротивлением 10 зоны проникновения. Токовые линии 17 (фиг. 3,4) зонда бокового каротажа перпендикулярны поверхностям экранных 7, 8 н центрального 6 электродов и направлены вдоль радиусон, исходящих из оси электродов. Благодаря наличию электроизоляционных экранов 9, t0 и фокусирующих электродов 11, 12 расположенных особым образом по отношению к осям катушек электромагнит- 2п ных эондовд TQKoBblE линии истекающие с поверхности центрального элект=. рода 6, совпадают пс направлению с токовыми линиями поля электромагнитных зондов. В связи с этим структур- 2 ные неоднородности в пласте (трещинозатость, кавернсзность, карстовые пустоты) в одинаковой иере отражаются на показаниях электромагнитных зондов и зондов бокового каротажа.

Выбор размеров изоляционных экранов и. фокусирующих электродов осуществляют исходя из того что узею 9

35 личение толщин электроиэоляцнонных экранов и фокусирующих электродов способствует лучшему совпадению по направлению токовых линий центрального электрода и электромагнитных

46 зондов, а также ослаблению влияния скважины. С другой стороны, это ухудшает проходимость прибора з скважине., Исходя из условий эксплуатации и конкретных геолого-технических условий

4Я бурящихся с кв ажин, н аружный диаме тр

d электроиэоляционных экранов выбирается в пределах (1,1-1,5)d,„ где

d о. — диаметр центрального электрода зонда бокового каротажа, а наружный диаметр фокусирующих электродов — в

56 пределах (1,1-1 5)d

Кроме того, увеличение угловых размеров электроизоляционных экранов и фокусирующих электродов также способствует лучшему совпадению пс направлению токовых линий центрального электрода и электромагнитных зсндоз, однако нри этом ухудшаются условия

9 6 измерения тока центральнога электрода, так как уменьшается отношение тэка центрального электрода к току экранных электродов, и его абсолютная величина,. Исхэдя из характеристик испсльэуемогс телеиэмерительнсго блока, угловые размеры электрсизсляционных экранов и фокусирующих злектО родов выбираются в пределах 60-120

Таким образом„„ применение предлагаемого устройства повышает достоверность результатов зондиравания в структурно-неоднородных средах,,что позволяет сделать верные выводы с радиальном распределении УЭС, характере проникновения фильтрата промывочной жидкости з пласт и характере насыщения пласта - коллектора, Формула и э обретения

1. Устройство для карстажных электрических зондирований, включающее п генераторов высокой частоты, генератор низкой частоты, телеизмерительный блок, систему п генераторных и ш измерительных катушек, образующих электроМагннтные зонды -.. большой и средней радиальной глубинностью исследования, а также центральный и экранные электроды,, образу.эщие зонд бокового карстажа с малой радиальной глубинностью исследования., причем зь,ходы генераторов высокой частоты подключены соответственно к входам генератсрных катушек, выходы измерительных катушек соединены с входами

zqлеизмерительногс блока, выход генератора низкой частоты подключен к соединенным между собой экранным электродам,, экранные и центральчый электроды пэдкл эчены к входам телеизмерительнсгс блока, с т л и ч а ю щ ее с я тем, ч Ор с Ueëüþ повышения достоверности результатсз зондирования з горных породах со сложной

còð -ктурой порозого пространства, в него введены злектроиэсляционные экраны и фокусирующие электроды, а оси генератсрных и измерительньы ка-, тушек электромагнитных зондсз расположены перпендикулярно или наклонно к продольной оси устройства, электрсчэоляциснные экраны установлены на поверхности центрально-и электрода, а фокусирующне электроды — соответственно на позерхностях электроизсля . сизых экранов, электрсиэоляциснные

7 1257 экраны и фокусирующие электроды размещены симметрично относительно плоскости., проходящей через продольную ось устройства и оси генератррных и измерительных катушек электромагнитных зондов таким образом, что нормали в центрах свободных поверхностей центрального электрода перпендикулярны проекциям осей катушек электромагнитных зондов на плоскость, !О перпендикулярную оси устройства,электроизоляционные экраны и фокусирующие электроды расположены симметрично такие относительно плоскости, проходящей через середину центрально- 15 го электрода и перпендикулярную его оси, при этом фокусирующие электроды соединены с экранными электродами зонда бокового кароташа.

593 8

2, Устройство по и,1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что электроизоляционные экраны выполнены в виде частей полого цилиндра с внутренним диаметром, равным диаметру d центрального электрода зонда бокового каротажа, нарукным диаметром, равным (1, 1-1,5)d, фокусирующие электроды выполнены также в виде частей полого проводящего цилиндра с внутренним диаметром, равным нарухному диаметру

d„ электроизоляционных экранов и наружным диаметром, равным (1, 1-1 ° 5)йя, угловые размеры электроизоляционных экранов и фокусирующих электродов находятся в преДелах

60-120, а длина их- не менее длины центрального электрода.

/ г

/

/ г г г г г (/ г

I ) I 1, а

/ I

/.

/ ф /

l /

/

l

l г г г г

1 257593

Составитель А. Абрамова

Техред A.Кравчук, Корректор B. Синицкая

Редактор М. Келемеш

Заказ 4915/45

Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4