Устройство для бокового каротажа скважин

Устройство для бокового каротажа скважин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

tii>.934418 (61) Дополнительное н авт. свид-ву (22) Заявлеио 291280 (21) 3225612/18-25 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Р1 М К з

G 01 V 3/18

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий ($3) УДК 550. 8 (088.8) Опубликовано 070682.Бюллетень Мо 21

Дата опубликования описания 070682 (72) Авторы изобретения

В. A. Королев и В. Ф. Хечетин

Всесоюзный научно-исследовательский инст нефтепромысловой геофизики (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БОКОВОГО KAPOTAKA СКВАЖИН

Изобретение относится к промыс; лово-геофизической технике, а бо-. лее конкретно к устройствам, реализующим метОд бокового каротажа и предназначенным для измерения кажущегося удельного электрического сопротивления в нефтяных, газовых, гидрогеологических и прочих скважинах, бурящихся с целью добычи и разведки полезных ископаемых.

Известны устройства для бокового каротажа скважин, включающие зонд бокового каротажа, канал измерений ,потенциала зонда бокового каротажа, генератор питания токовых цепей зонда, авторегулятор или автокомпенса.тор, обратный токовый (Ве ) и .уда ленный измерительный (Ноо) электро ды. Через обратный токовый электрод (Во,) втекает суммарный ток питания зонда, а относительно измерительного электрода (N ) производится измерение потенциала зонда (1).

При расчетах н моделировании зондов расстояния до удаленных электродов принимают равным бесконечности.

Поэтому потенциал электрода N равен нулю; а электрод В, не вносит искажений ни в условие регулирования токов зонда, ни в измеряемый потюциал. На практике расстояния до электродов В, н N конечны. Этн электроды располагают на изолированном от окружающей среды отрезке кабеля, называемом косой. Неудобства при работе с косами, на которых располагаются электроды В<„ и Нсо настолько возрастают с размером, что

1() их максиматтвная длина, как правило, не превышает 50 м и обычно составляет 20-30 м. При таких расстояниях до удаленных электродов показания зондов бокового каротажа могут значительно отличаться от расчетных и мбдель- ных.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для бокового каротажа скважин, состоящее из зонда бокового каротажа, генератора переменного тока, канала измерения потенциала зонда, канала измерения тока,,удаленнсго электрода (Н ) и делительной системы, причем выход генератора переменного тока соединен со входом, зонда бокового каротажа, первый выход зонда бокового каротажа связан со входом канала измерения тока, второй выход зонда бокового ка" ротажа подключен к первому входу канала измерения потенциала зонда, вто934418 рой вход канала измерения потенциала зонда соединен с удаленным электродом, выход канала измерения тока подключен к первому входу делительной системы, а выход канала измерения потенциала зонда — ко второму входу делительной системы t2).

В этом устройстве применена система раздельной регистрации силы тока и разности потенциалов между одним из электродов зонда бокового 10 каротажа и удаленньм;электродом N с последующим делением сигналов. Генератор переменного тока, питающий зонд бокового каротажа, расположен на поверхности, поэтому обратный 15 токовый электрод В, также расположен на поверхности, т.в. практически в бесконечном удалении оТ скважинного прибора, и не вносит погрешностей в показания зонда бокового каротажа. Однако удаленный электрод Б,„,, относительно которого производится измерение потенциала зонда бокового каротажа, расположен на конечном расстоянии от него. Длина косы этого устройства равна 20 м.; Потенциал электрода N, не равен нулю, поэтому в показании зонда бокового каротажа будет вноситься погрешность, проявляющаяся в занижении измеряемых удельных электрических сопротивлений,ЗО так как потенциал зонда будет меньше расчетного на величину потенциала электрода Ид, относительно бесконечно удаленной точки.

Кроме того, значительная длина косы создает. неудобства fipH производстве спуско-подъемных работ на скважине.

Цель изобретения — повышение точности измерений удельных элвктричес- 40 ких сопротивлений пород за счет уменьшения влияния, удаленного электрода на показания зойда бокового каротажа.

Укаэанная цель достигается тем, что в устройство для бокового каротажа скважин, включающее зонд боково го каротажа, генератор переменного тока, канал измерения потенциала зонда, канал измерения тока, делительную систему, первый удаленный электрод, при этом вход зонда бокового каротажа соединен с выходом генератора переменного тока, первый выход зонда бокового каротажа подключен ко входу канала измерения тока, второй выход — к первому входу канала измерения потенциала зонда, а выход канала измерения тока подключен к первому входу двлительной системы, дополнительно введены второй удален-60 ный электрод, первый и второй управляемые ключи, блок управления и вычислительный блок, причем первый удаленный электрод соединен со входом первого управляемого ключа, а 65 второй — со входом второго управляемого ключа, выходы первого и второго управляемых ключей связаны со вторым входом канала измерения потенциала зонда, управляющие входы первого и второго управляемых ключей соединены с первым и вторым выходами .блока управления, соответственно выход кана-. ла измерения потенциала зонда подключен к первому входу вычислительного блока, второй вход вычислительного блока соединен с третьим выходом блока управления, а выход вычислительного блока подключен ко второму входу делительной системы.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство содержит первый удаленный электрод 1, второй удаленный электрод 2, зонд 3 бокового каротажа, .первый управляемый ключ 4, второй управляемый ключ 5, канал б измерения потенциала зонда, канал 7 измерения тока, генератор 8 переменноrо тока, блок 9 управления, вычислительный блок 10 и делительную систему 11.

Вход зонда 3 бокового каротажа подключен к выходу генератора 8 переменного тока, первый выход зонда 3 бокового каротажа соединен со входом канала 7 измерения тока, а второй— с первьм входом канала .б измерения потенциала зонда, выход канала 7 измерения тока подключен к первому входу делителЬной снстемы 11, первый удаленный электрод 1 соединен со входом первого управляемого ключа 4, второй удаленный электрод 2 связан со входом второго управляемого ключа 5, выходы первого и второго ключей 4 и 5 соединены со вторым входом канала 6 измерения потенциала зонда, управляющие входы первого и второго управляемых ключей 4 и 5 связаны с первым и вторым выходами блока 9 управления, выход канала б измеренйя потенциала зонда подключен к первому входу вычислительного блока 10, второй вход вычислительного блока 10 соединен с третьим выходом блока 9 управления, выход вычислительного блока 10 подключен ко второму входу делительной системы ll

Устройство работает следующим образом.

Питание зонда 3 бокового каротажа осуществляется переменным током от стабилизированного генератора 8, расположенного на поверхности. Для измерения потенциала зонда 3 бокового каротажа относительно электродов

1 и 2 служит канал .б йзмерения потенциала зонда, а для измерения зондирукщего тока — канал 7 измерения тока.

Делительная система 11 производит деление величины потенциала зонда 3 на величину зондирующего тока. На

934418

Процесс измерения разбивается во 5 времени на циклы, в каждом из которых выполняется два такта измерений.

Время цикла выбирается достаточно малым, чтобы измеряемое удельное сопротивление практически не изменилось10 в течение цикла.

В первом такте измерений блок 9 управления открывает ключ 4 и закрывает ключ 5. При этом производится измерение потенциала зонда 3 отно и- )5 тельно первого удаленного электрода

1. На выходе канала б измерения потенциала зонда получаются показания

N которые можно представить слеg 1 дующим образом. 1 = 0о 41со

20 (1) Формула изобретения

Устройство для бокового каротажа скважин, включающее зонд бокового каротажа, канал измерения потенциала зонда, канал измерения тока, делительную систему, первый удаленный электрод и генератор переменного тока, выход которого подключен и входу зонда бокового .каротажа, первый выход зонда бокового каротажа подключен к входу канала измерения тока, .второй выход - к первому входу какала измерения потенциала зонда,.а выход канала измерения тока подключен к. первому входу делительной системы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности,измерений .удельных электрических сопротивлений пород за счет уменьшения влияния удаленного электрода на показания= зонда бокового каротажа, дополнительно введены второй удаленный электрод, первый и второй управляемые ключи, блок управления и вычислительный блок; причем первый удаленный элект- . род соединен с входом первого управ« ляемого ключа, второй удаленный электрод - с входом второго управляU = » (Ъ) 3

)4„=+3) Е,ц л 9к о

> co 4.y g 1

55 где 3

Е,4;а„65 выходе делительной системы 11 получа.ется напряжение, пропорциональное изме. ряемому кажущемуся удельному электрическому сопротивлению пород. где U, — потенциал зонда 3 относи- тельно бесконечно удаленной точки; 25

U — потенциал первого удаленно"

ro электрода 1 относительно бесконечно удаленной точки.

Показания N „ запоминаются вычислительным блоком 10.

Во втором такте измерений блок 9 управления открывает ключ 5 и закрывает ключ 4. При этом производится измерение потенциала зонда 3 относительно второго удаленного электрод

2. На выходе канала измерения потенциала б зонда получаются показания N<, причем

Ы,1 — — U — Пм, (2) где U — потенциал второго удаленN ного электрода 2 относительно бесконечно удаленной точки.

Эти показания также фиксируются в памяти вычислительного блока . 45

10.

Так как электроды 1 и 2 находятся на значительном удалении от центра зонда 3, то можно считать зонд 3 точечным источником тока. Тогда потенциалы 1) ч„ и U8q будут выражаться следующим образом суммарный ток питания зонда

3„ кажущееся удельное электрическое сопротивление средЫу расстояния от центра зонда 3

До удаленных электродов 1 и

2 соответственно.

Таким образом, в результате двух тактов измерений Имеем систему двух уравнений которая решается вычислительным блоком 10 относительно U по аглоритму (5) где k

Рй ек

Напряжение U, свободное от влияния потенциалов удаленных электродов

1 и 2, с выхода вычислительного блока 10 подается на второй вход делительной системы 11, на выходе которой получается напряжение, пропорциональное кажущемуся удельному сопротивлению, неискаженному влиянием потенциалов удаленных электродов 1 и 2. еч

Отиошение k= — выбирается рав. >N ным 0,85-1,15, исключая единицу.

Таким образом, использование предлагаемого устройства позволяет уменьшить погрешность измерений удельного сопротивления, обусловленную конечностью расстояния от зонда до удаленного электрода. Кроме того, длина косы может быть уменьшена.

934418

Составитель Н.Журавлева

Редактор Н.Безродная Техред Л.Пекарь

Корректор Н..Стец

Заказ 3930/42 Тираж 717 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал IUIII Патент г.ужгород, ул.Проектная, 4 емого ключа, выходы первого и второго управляемых ключей соединены со втсрым входом канала измерения потенциала зонда, управляющие входы первого и второго ключей соединены с первьм и вторым выходами блока управления соответственно, выход канала измерения потенциала зонда подключен к первому входу вычислительного блока, второй вход вычислительного блока соединен с третьим выходом блока управления, а выход вычис-., лительного блока подключен ко второму входу делительной системы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

5 1. Ильинский Б.М. Боковой каротаж, М., Недра, 1971, с. 74-77.

2. Дьяконов Д.И., Леонтьев Е.И., Кузнецов Г.С. Общий курс геофизичес- ких исследований скважин. М., Недра ., 1977, с. 94 (прототип) .