Зонд электрического каротажа
ЗОНЛ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО КАРПТЛЖА , содержащий электрический изолированный корпус и размещенные на нем вертикальные и вьтолненные в виде иолос основной токовый электрод, два равноудаленных от него на угол ± (О экранных токовых электрода и две пары измерительных электродов, распапоженных симметрично между токовыми электродами, отличаю Ц и и с я тем, что, с целью ynponieния конструкщш зонда и улучшения его проходимости в скважине, все электроды размещены на корпусе зонда в секторе с углом 60 Ц) i-90 . СО
СОЮЗ СОНЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУВЛИН (!91 (И) < у G 01 Ч 3/20
Б, - (;„„.. к 1 опиолник изоБриткния, 3(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
По ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИй
H ABT0PCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3546127/18 — 25 (22) 01.02.83 (46) 07.10.84. Бюл. 11 37 (72) К.Л.Санто, Л.А.Соколова и Е.В.Чаадаев (71) Всесоюзный научно-исследова— тельский и проектно-конструкторский институт геофизических методов исследований, испьп аний и контроля нефтегазоразведочных скважин (53) 550.832 (088,8) (56) 1. Ильинский В.М. Боковой каротаж. M., "Недра", 1971, с. 14- ..
2. Дахнов В.Н. Злектрические и магнитные методы исследования скважин. М., "Недра", 1981, с. 344.
3. Альпин Л.М. Микрокаротаж с применением плоского поля. М., Недра, 1979, с. 110 (прототип). (54) {57) ЗОНД ЭЛГКТРИЧЕСКОГО КАРОТАЖА, содержащий электрический изолированный корпус и размещенньк на нем вертикальные и выполненные в виде 1голос основной токовый электрод, два равноудаленных оТ него на угол
«+ g экранных токовых электрода и две пары измерительных электродов, расположенных симметрично между токовыми электродами, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения конструкции зонда и улучшения его проходимости в скважине, все электроды размещены на корпусе ".îíда в секторе с углом 60 и (90
1117560
Изобретение предназначено для геофизических исследований ближайшей окрестности скважины, а именно для определения удельного электрического сопротивления прискважинной части пласта °
Известен трехэлектродный зоцц бокового каротажа (БК-З), с одержащий основной и два экранных цилиндрических токовых электрода, к которым 10 подключен один полюс источника тока, обеспечивающий снижение влияния скважины на измеряемый сигнал за счет создания в центральной части зонда плоского поля, нормального 1Р оси скважины (1) .
В силу большого радиуса исследования этот зонд не может быть использован для изучения прискнажинной части пласта.
Известен семиэлектродный зонд бокового каротажа с кольцевыми (ци— линдрическими) электродами, расположенными на изолированном корпусе зонда (БК-7), содержащий основной и пару симметрично расголожснных экранных токовых электродов и две пары измерительных э.пектр Одов, симметрично расположенньгх.между токовыми электродами. Симметричные электроды попарно электрически соединены.
Зонд обеспечивает снижение влияния скважины на измеряемый сигнал за счет создания электрических пробок в плоскостях, перпендикулярных Оси
35 скважины, путем выравнивания потенIJHBJIOII На ИЗМЕРительных электРодах„ что достигается автоматической регулировкой тока экранных токовых эл ектр од он 12) .
Однако нсе имеющиеся зонды БК-7, реализованные в аппаратуре БКС-1, БКС-2, БИ1<-2, не обеспечивают изучения уделт.ного сопротивления прискважинной части пласта из-за относи45 тельно больших радиусов исследования . !
Наиболее близким к изобретенг!1о является зонд электрического каротажа, содержащий электрический изоли- 0 рованный корпус и размещепные на ! нем вертикальные и выполненные в виде полос основной токовый электрод, I два равноудаленных от него на угол
1- с!! экранных токовых электрода и две пары измерительных электродов, расположенных симметрично между то ковыми электродами.
Зонд электрического ка рот ажа представляет v. Обой ссмиэлектродный зонд бокового микрокаротажа с расположеннь1ми на изолиро 1енном прижимном башмаке вертика11 1.ными лине!1«ни!Ми
ОСНОВНЫМ И ЦВ p МЯ Р<1ВНООГСТОЯП 1МИ
ОТ «!ЕГО KPGHHbIMH ТОКОВЫМИ ЭЛРКТРОдами, двумя парами измерит ел ь ных электродов, симметрично,распсложе
НЫХ ОТНОСИТЕЛЬНО ОСНОВНОГ О ЭЛЕКТРО да. Симметрично расположенные электроды попарно электрически соепииены.
Зонд создает плоское электрическое поле, аналогичное пол о, создаваемому зондом БК-3. Исключение вг!Ия !Ия промывочной жидкости, заполняющей скважину на измеряемый сигнал д:=тигается применением прижимаеыого к стенке скважины непроводящего 611шмака, изолирующего электроды зонда от промывочной жидкости, Сн-!жение влияния глинистой корки достигается созданием электрических пробок в ,вертикальных плоскостях, равноотстсл.цих от измеритепьных электродов
Каfg3OII 11c РЫ ПУТ<ЕМ ВЫРаннИВcн ЛЯ I1C тенциалов на измеритель,bTx электродах с помощью антомазической регули— ровки тока экранных токовьг-: электроГ з дов !3
Использование н известном зонде бокового микрогкаротажа прижимного изолированного башмака усложняет кон" тру!;.ци1о скважинно-о прибора, уве—
Л11«П«! НаРТ ЕI C ЛОПЕРЕЧНЫЕ PG3ME .Pb! И ухудшает проходимость в cb-наживе.
Ограниченные угловые разы ерь! башмака о (нс более 20 } Ограничива!о! угло II-.Ie размеры размещенного на IIF и зонда
Цель изобретения — упрощен!!е ь :. струкции зонца и улучшение егс пг оходимости н скважине, чт; позвол;:Рт достичь уменьшения е "o по!гере::HbE размеров при исследонании удельного сопротивления прискважинной части пласта указа !He;I цель ддсгигается тем, что н зонде .-;лектрическ.1-.о карота::ип„ соцержащем элекг! Нчески изолированный корпус и размещенные на нем пер т11кальны! 11 I:-I. .!1ол«1енные в виде полос основной токовый эле "TpoII, « дв ревноудаленнь«х CT негc.:,I,, угол
-" !11 =,кран11ых токовьн". эл ктрода и дне пары измерительных электродов„ ,; ...положенных симметрично между Ioковыми электрода! и. Нее .Лектр оды
1117560 з размещены на корпусе зонда в секторе с углом 60 Ч « 90
Электр оды р а змещены неп оср едст венно на непроводящем корпусе зонда, диаметр которого равен 0,7-0,75 диаметра скважины. Поскольку электроды зонда оказываются неизолированными от промывочной жидкости, заполняющей скважину, то ее влияние на показания зонда заметным образом 10 возрастает и зонд с угловыми размерами 2 (, не превьппающими 120 оказывается непригодным для исследования прис кважин ной части пласта .
Однако расположение электродов непосредственно на непроводящем корпусе зонда позволяет снять ограничение на угловые разме ы зонда, обусловленное ограниченностью угловых размероВ прижимного башмака. Поэтому по- 20 явилась возможность уменьшить влияние скважины на показания зонда путем увеличения его угловь(х размеров о
2q до углов, превышающих 120
25 . На фиг. 1 изображена схема расположения электродов зонда электрического каротажа; н . фиг. 2 — радиальные характеристики зондов электрического и бокового каротажа", на фиг.3 — З0 кривые зависимостей относительныс кажущихся сопротивлений зондов электрического каротажа в.пласте без проникновения от его удельного сопротивления.
Зонд электрического каротажа является семиэлектродным и имеет цили дри:.еский изолированный снаружи корпус кругпогэ сечения 1 и расположен-, ные на пем вертикальные линейные (на
- 4Q вертикальном сечении зонда, показанные точками): основной токовый т электрод 2, два авноотстоящих от него экранных токовых электрода 3 и
4, две парь; измерительньг.- электродов 5, б и 7, 8, расположенных симметрично относительно основного токового элек -.рода. Экранные токовые электроды 3 H 4 разнесены на угол
+ q относительно основного электрода,-"0 измерительные электроды в каждой паре 5, 6 и 7, 8 — на угол пь, между серединами пар измерительных (сере дина этих пар смещена относительно электродовj основного токового элект-Б5 рода — :a угол, 3 (фиг.<), причем середины этих пар показаны позиция9 и 10.
На основной токовый электрод 2 подается фиксированный ток I = cnnst на экранные токовые электроды 3 и 4 экранные токи J, величина которых известным образом поддерживается такой, чтобы обеспечить равенство потенциалов на измерительных электродах 5, 6 и 7, 8. При этом в вертикальных плоскостях, проходящих через ось прибора и точки 9 и 10, образуются электрические пробки, которые обеспечивают фокусировку тока основного электрода 2 и, как следствие, уменьшают влияние скважины на измеряемый сигнал. Характеристики зонда (радиус исследования, чувствительность к влиянию глинистой корки и промывочной жидкости) определяются его угловьпп размерами К, Я, Ц> . Размещение электродов зонда 2 — 8 непосредственно на изолированном корпусе
1 расширяет область возможного изменения параметров К, Р ц до углов, не превышающих 180 . В этой более о широкой области изменения параметров оказалось возможным создание электрического зонда с диаметром, равным
0,7-0,75 диаметра скважины, имеющего характеристики, допускающие грименение зонда для исследования удельно\ го сопротивления прискважинной части пласта;
Кривая 11 (фиг.2) изображает рад: альп ю характеристику Q1, ) электрического зонда в зависимости от радиуса (с пара .:.-трами зонда J p
= 0.75с1 Я)= 5, (3 = 15, Q, = 10
I кривая 12 — радиальную характеристик у зонда с пар аметр ами d q 0 р 7 J
q == 90 p:-- 15 Р:. =- 100 где дЪ
„иаметр -cíäà, — диаметр скважины, углы ., (o! o ;påäåëåíû на фиг.1. ,:.1 (я сравнения (флг. 2) приведены радиаль.".:ые характеристики зондов бокового каротажа аппаратуры БКМ (кривая 13), аппаратуры БКС-2 (кривая i 4) и зонда БК.-3 (кривая 15) .
Расчет радиальных хар,"ктерпстик пля зондов бокового каротажа произвол-:тся по формуле где()„ z®и k м„ - соответственно кажу(щиеся сопротивления! j j? "6(1!
) во»дов з>>с .ктplf
j<
«сс> Р )>>„= l, 1 р„ ) Т < / мп - ) ° /) п f3n Н= Р1л Расчет Q (j ) проводится при P„/р = 1, 10, 100, 1000 с последук)— щим усреднением полученных р езультатов. Вычисление )<, пп, >), .») произвоп>п > дится с помощью программ, реализующих на ЭВМ решение соответствующих прямых задач. Здесь pn, j>j, — кажущиеся сопротивления пласта и скважины>!)3 1 >й — сопротивления зон превышающего и повьппающего проникновения. Лнализ приведенных (фиг.2) кривых 10 и 11 и сопоставление этих кривых с кривыми 12-15 показывает, что радиусы исследования R предлагаемых ис<.>< зондов, определенные из условия выбора радиальных характеристик q(г=Я,„„,) =05 существенно меньше, чем у зондов БКм, БКб и БК-3, где БКм — малый, БКб — большой и БК-3 трехэлектродные зонды бокового каротажа, и соответственно равны для зонда с параметрами с1 > = 0,75 <1, ((75, Р 15 о jjf = 10 (кривая 10) — 26 см, я для зонда с параметрами d p = 0,7 J ф = 75, (Э = 15, с(= 10 (кривая 11) — 30 см. т.е. приблизительно соответствует рапиусу промь>той зоны в реальных ситуациях 25 — 30 см Кривая 16 (фиг.3) показывает зависимость P>,/ P /" -- 5, Ь = 10 . Il > !) 1<1!1<>< с«оцу< т, п о нлиянп<. кольце><ог<) зя"«.)Ря м< «ду корпусом зонда и стенкой < к>>лживы заполнс иного глинис той к<)ркс и и про5 мь>ночной жидкостьк), ня измеряемые кажу>цие< я сопротивления золло» отff<>сительно мало„в диапазоне изменения относительного удельного сопротивления пласта pfj / >)с = 5 — 1000 >fe 10 превып>яет 87 для первого зонда (кривая 16) и pf)/ p(= 10-1000 ffe пре— вьппает 307 для второго зснда (кривая 17) . Сочетание малых радиусов иссле15 дования зондов J = 0,75 d, (I) =- 75 о о c Э = 15, в, = 10 и с1 = 0,7д, (! 90, !>) = 15, с = !0 соответственно 26 и 30 см и малого влияния скважины (глинистой корки и промывоч20 ной жидкости) на показания этих зондов ве превьппающего 87 при изменении ! ><)/О в интервале от 5 до 1000 обеспечивает воэможность использования этих зондов для исследования удель25 Hof 0 сопротивления прискважинной части пласта. Поскольку зонды не содержат при:HMHoI изолированного башма)<ÿ и имеют диаметрь> меньше мяксимальчой п>ирины башмака у известного зонда (ширина башмака с радиус ем кривизны, равнь>м радиусу скважины и углом раскрытия 120 равна О, 8 d ), цель изобретения оказывается достигнутой. Предлагаемый боковой микрокаротажный зонд, обеспечивая решение тех же задач, что микрокаротяжные зонды с прижимными изолированными башмаками, проще их по конструкции, следовательно, более технологичен при и зт отовле нии и более удобен и ри практиче>оком применении. Сокращение пиринь> зонда улучшает его проходил>ость в скважине, снижае" вероятность прихвата прибора. 1} )75бО О, Фиг.2 1,0 A/я. RS" «ЗЛЮ- 1и Фнлиал ППП Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4
