Устройство для индукционного каротажа скважин

 

Изобретение относится к области технической физики и может быть применено при выполнении промыслово-геофизических исследований для выявления наличия и пространственного расположения локальных гидродинамических связей между горными породами и пересекающей их скважиной, а также для изучения негоризонтальных пластов, рассеченных пропластками высокого удельного электрического сопротивления. Цель изобретения - повышение эффективности и информативности каротажных исследований. Это достигается благодаря тому, что устройство обеспечивает измерение вторичных полей, находящийся как в фазе с первичным током, так и в противофазе. Первичное поле возбуждается генераторной катушкой, питаемой от генератора переменного тока. Вторичное поле принимается двумя измерительными катушками. Первая катушка через первый измерительный блок и первый анализатор фазы подключена к основному, первому регистратору. К выходу первого измерительного блока подключен также дополнительный анализатор фазы, который управляет работой генератора управляющих импульсов и коммутатора. При наличии противофазного вторичного поля коммутатор срабатывает и начинается регистрация сигнала с выхода второй измерительной катушки, подключенной ко второму регистратору через последовательно соединенные второй измерительный блок и второй анализатор фазы. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G G01 Ч 3/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4638267/25 (22) 16.12.88 (46) 23.07.91. Бюл. ¹ 27 (75) Б.И.Вильге, Ю.А,Лимбергер, .В.М.Ильинский и Л,С,Хейфец (53) 550.83 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР.

¹ 344107, кл. G 01 Ч 3/10, 1968.

Аппаратура и оборудование для геофизических исследований нефтяных и газовых скважин: Справочник. — М.. Недра, 1987, с.73-74. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНДУКЦИОННОГО

КАРОТАЖА СКВАЖИН (57) Изобретение относится к области технической физики и может быть поименено пои выполнении промыслово-геофизических исследований для выявления наличия и пространственного расположения локальных гидродинамических связей между горными породами и.пересекающей их скважиной, а также для изучения негоризонтальных пластов, рассеченных пропластками высокого удельного электрического сопротивления.

Изобретение относится к технической физике и может быть применено при выполнении промыслово-геофизических исследований для выявления наличия и пространственного расположения локальных гидродинамических связей между горными породами и пересекающей их скважиной, а также для изучения негоризонтальных пластов, рассеченных пропластками высокого удельного электрического сопротивления,,;„. Ж„„1665328 А1

Цель изобретения — повышение эффективности и информативности каротажных исследований. Это достигается благодаря тому, что устройство обеспечивает измерение вторичных полей, находящихся как в фазе с первичным током, так и в противофазе. Первичное поле возбуждается генераторной катушкой, питаемой от генератора переменного тока. Вторичное поле принимается двумя измерительными катушками, Первая катушка через первый измерительный блок и первый анализатор фазы подключена к основному, первому регистратору. К выходу первого измерительного блока подключен также дополнительный анализатор фазы, который управляет работой генератора управляющих импульсов и коммутатора. При наличии противофазного вторичного поля коммутатор срабатывает и начинается регистрация сигнала с выхода второй измерительной катушки, подключенной к второму регистратору через последовательно соединенные второй измерительный блок и второй анализатор фазы, 1 ил.

Цель изобретения — повышение эффективности и информативности каротажных исследований, На чертеже изображена структурная схема устройства для каротажа скважин.

Устройство содержит источник 1 переменного тока, к выходу которого подключена генеральная катушка 2, последовательно соединенные первую измерительную катушку 3, первый измерительный блок 4, пер вый анализатор 5 фазы и первый регистратор 6. также последовательно соединенные вторую измерительную катушку

1665328

7, второ11 измерительный блок 8, второй анализа гор 9 фазы и второй регистратор 10, а также последовательно соединенные тре тий анализатор 11 фазы, ге11ератор 12 упр.1вля1о1цих импульсов и коммутатор 13, причем сигналыtûé вход третьего анализатора 11 фазы подкл1о lcll к выходу первого измерителы1ого блока 4, выход коммутатора 13 подсоединен к входу упг)авле11ия второго измерителы1ого блока 8, опорные входы анализатора 5, 9 и 11 фазы подключены соответственно к первому, второму и третьему опорным выходам источника 1 пе,реме11ного тока, генераторная катушка 2 и измерит)льные катушки 3 и 7 располо>кены вдоль оси каротажного зонда, а вторая из,мерительная катушка 7 подкл1очена на вс) речу пspf)OII измерительной катушке 3 и гальван1 чески с ilåé не связана.

Устройство работает следующим обраЗО1Л.

Гок, текущий от источника 1 в генераторной катушке 2, возбуждает в среде В»хревые и:1дукц10lflltlc токи, находящиеся с

f III в фазе. Эти токи соэда1от в первой измер11тел .1 ой ка гушке 3 измеряемый сигнал, поступаю1ций 11а вход перього измерительного блскз 1, первого анализатора 5 фазы измеряа :",ога сигнала. В случае, если фаза измеряс ..ага си1нала и фаза опорнога напр>1>1:.ен1:sl, подаваемого от источника 1 nepot fB1IIf(>I тока, совпадают, на выходе

l1BpLiof анализатора 5 возникает сигнал, поступающий на вход первого регистратора бдля pQIHOTpàöftè. В случае, если B исследус..IL)!1 è! гервале горных пород текут вторичные Toh:H, фаза которых противопало>кна фазе первичных токов, то IB выходе первого анализа ора 5 фазы измеряемого сигнала действует 11улевой сип1ал ("Лог,О"), а на выходе третьего анализатора 11 фазы измеряемого сип1ала действует сигнал "Лаг,1, В момен г, э1о появлен Isl генератор 12 управо ля1ощих импульсов включается и вырабатывае г им11ульс тока, включающий коммутатор

13 ll вь1кл1оча1ощий ега, если фаза вторичlItIx T0vñ B стала вновь равной или близкой к

11ул1о. Ес1гда кг)ммутатор 13 включается, ан подкл1о-Iaåò второй измерительный блок 8 к вгораму анализатору 9 фазы, и в этот промежуток времени работает второй регистрагар 19. 11оскольку вторая измерительная кагуш1а 7 подключена навстречу первой из1,еригелы1ай кагушке 3, то на первый и ВТо рой а11ализатары 5 и 9 фазы подают один и тот же сигнал, находящийся в фазе с током

B fB1 o1;BTf)píoé катушке 2, что позволяет исг1ользавать одинаковую конструкцию первого и второго анализаторов 5 и 9 фазы и pBI ис)рировать сигналы с помощью перми.

Изобретение позволяет решать следующие геолого-географические задачи.

55 Обнаружение и выявление наличия локальных гидродинамических связей между горными породами, пересеченными скважлно 1, пробуренной с применением промывочнойжидкости на углеводородной основе. Эта задача решается на основе вы5

50 вага и второго регистраторов 6 и 10 в одинаковой форме.

Вторичные токи, сдвинутые по фазе на

180, вазника1от в исследуемой горной породе тогда, когда возбу>кденные в ней вихревые индукционные токи, созданные первичным электромагнитным полем, пересека1от границы раздела между средами с разллчным удельным электрическим сопротивлением, а именно тогда, когда поверхности раздела между различными участками гарных пород (границы пластов) не перпендикулярны аси скважины и удельное электрическое сопротивление вмещающих пород меньше удельного электрического сопротивления пласта, Такая ситуация может возникнуть в том случае, если между горными породами и пересекающей их скважиной с промывочной жидкостью на углеводородной основе имеется локальная гидродинамическая связь, В этом случае промывочная жидкость из скважины по локальным гидродинамическим связям проникает в горную породу, образуя тонкие прослои высокого удельного электрического сопротивления, поверхности которых не перпендикулярны оси скважины, Вихревые индукционные токи, текущие в среде, пересекая эти паверх11асти раздела, создают на них поверхностные заряды, поле которых направлено против поля, их вызвавшего.

Электрическое поле этих поверхностных зарядов создает в горной породе вторичный электрический ток, направленный навстречу первичному индукционному току, т.е. находящийся с ним в противофазе. а электромагнитное поле этих вторичных токов создает в измерительных катушках зонда сигнал, находящийся в противофазе по отношению к сигналу от всей среды, созданному первичнь1ми вихревыми токами.

Вторичные таки, текущие в среде и находящиеся в противофазе с первичными вихревыми токами, возникают также тогда, когда плотный или нефтенасыщенный пласт пересечен скважиной под углом, меньшим л/2

Электромагнитные поля таких вторичных токов создают в измерительных катушках сигналы, которые не могут быть зарегистрированы известными устройстваделения интервалов в разрезе скважин, на которых обнаружено наличие вторичных токов, текущих в противофазе по сравнению с первичными токами.

Определение пространственной ориентации указанных локальных гидродинамических связей, т.е. угла наклона, места расположения их относительно оси скважины, а также их количества в интервале исследования и раскрытости каждой связи.

Обнаружение и выявление плотных или нефтенасыщенных негориэонтальных пропластков, находящихся среди пород пониженного удельного электрического сопротивления, определение их пространственной ориентации, мощности, угла наклона относительно оси скважины и количества исследования.

Решение перечисленных задач позволяет определить тип коллектора, его эффективную мощность, пористость и. как следствие, запасы нефти и методы ее извлечения.

Формула изобретения

Устройство для индукционного каротажа скважин, содержащее источник переменного тока, к выходу которого подключена генераторная катушка, первый измерительный блок, к входу которого подклю ена первая измерительная катушка, а к .выходу — последовательно соединенные первый анализатор фазы и первый регистратор, и второй измерительный блок, к вхо5 ду которого подключена вторая измерительная катушка. а к выходу — последовательно соединенные второй анализатор фазы и второй регистратор, причем опорные входы первого и второго аналиэа10 торов фазы подключены соответственно к первому и второму опорным выходам источника переменного тока, а генераторная и, измерительные катушки расположены вдоль оси каротажного зонда. о т л и ч а ю15 щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности и информативности каротажных исследований, оно дополнительно снабжено последовательно соединенными третьим анализатором фазы, генератором

20 управляющих импульсов и коммутатором, причем сигнальный и опорный входы третьего анализатора фазы подключены соответственно к выходу первого измерительного блока и третьему опорному выходу источни25 ка переменного тока, выход коммутатора подключен к входу управления второго измерительного блока. а вторая измерительная катушка включена навстречу первой измерительной катушке и гальванически с

30 ней не связана.

1665328

Составитель В. Попов

Редактор О. Юрковецкая Техред М.Моргентал Корректор М. Кучкрявая

Заказ 2390 Тираж 340 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент". r. Ужгород, ул,Гагарина, 101