Способ каротажа

 

Использование: электрический каротаж , изучение удельного электрического сопротивления пород, слагающих стенки скважин, в том числе сильно выполаживающихся скважин. Сущность изобретения. вычисление удельного электрического сопротивления вмещающих пород на основе определения сопротивления цилиндрического электрода, соединенного с колонной бурильных труб, посредством изолирующей штанги и подключенного к колонне через диод, помещенный внутрь штанги, на основе измерения сопротивления колонны в каждой точке измерения при двух полярностях постоянного тока, подаваемых на верхний конец колонны и удаленный электрод . 2 ил. iw Ј

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ .

РЕСПУБЛИК (5!)5 G 01 V 3/06

>1 1СЦ

В ЕСФЩЦд Е 0 ПАИИ78ф 40

ЮИЖР %

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4672763/25 (22) 04.04.89 (46) 23.07.92. Бюл. N 27 (71) Свердловский горный институт .им, В, В. Вахрушева . (72) А.К,Козырин и А.И.Минцев

: (56) Дахнов В.Н. Промысловая геофизика.—

М;, 1959, с, 23 — 34.

Блйнникова Н.В. Теория и методика однозлектродных измерений в ГИС при: поисках и разведке рудных месторождений.

ДиС. на соискание ст. кан . r-м. н. - Сверд- ловск, 1984, с. 194-197, (54) СПОСОБ КАРОТАЖА (57) Использованйе: электрический каротаж, изучение удельного электрического соф

Изобретение относится к электрическому каротажу и может быть использовано для изучения удельного электрического сопротивления пород, слагающих стенки скважин, особенно глубоких сильно выполаживающихся при бурении.

Известен способ электрического каротэжа,.согласно-которому по скважине перемещается зонд. состоящий из питающих и приемных электродов. По результатам измерений вычисляют значения кажущегося удельного электрического сопротивления пород; слагающих стенки скважины;

Недостатком способа является то, что зонд спускается нэ каротажном кабеле под действием груза; а при бурении глубоких скважин (1000 — 2000 м) в условиях крутого залегания пород обы Гно происходит разрушение скважины или онэ сильно выполаживается при бурении тэк, что дальнейшее

„„БЫ „„1749871 А1 противления пород, слагающих стенки скважин, в том числе сильно выполэживающихся скважин. Сущность изобретения: вычисление удельного электрического сопротивления вмещающих пород на основе определения сопротивления цилиндриче- . ского электрода, соединенного с колонной бурильных труб, посредством изолирую- щей штанги и подключейното к колонне через диод; помещенный внутрь штанги, на основе измерения сопротивления колонны в каждой точке измерения при двух полярностях постоянного тока. подаваемых на . верхний конец колонны и удаленный электрод. 2 ил. перемещение зонда под действием груза с определенной глубины не происходит. что ей приводит к невозможности изучения кажу- 4 щегося удельноГО электрического сопротив- 4 ленйя пород. слагающих стенки скважины О ниже этой глубины, — QQ

Наиболее близким к предлагаемому bio . с технической сути является способ, согласно которому bio скважине перемещают колонну бурильных труб, подключают к ней источник тока (постоянного), определяют электрическое сопротивление колонны в каждой точке наблюдения через выбранный интервал глубины путем деления потенциала колонны на. ток, стекающий с нее, а затем вычисляют кажущееся удельное электрическое сопрот зление пород, слагающих стенки скважины.

Недостатком способа является то, что вычисленные значения удельного электри1749871 но

- .. ческого сопротивления в значительной степени зависят от длины колонны в ряде случаев и получаются смещенными от соответствующих йм слоев, а потому не могут служить для характеристики удельного 5 электрического сОпротивления стенок скважины. Способ малоэффективен для расчленения пород в разрезе скважины по удельному электрическому сопротивлению, Целью йзобретения является повыше- 10

- ние достоверности расчленения пород, сла.4 гающих стенки скважины.

Существо, способа заключается в том что определяют сопротивление не всей колонны бурильных труб, длина которой меня- 15 ется, а сопротивление цилиндрического электрода, имеющего фиксированные размеры, т.е. в этом случае получают сопротив-. ление одноэлектродного зонда, которое позволяет изучать удельное электрическое 20 сопротивление стенок скважины с большей эффективностью, чем в известном способе.

Прй подкл1очении к колонне плюса источника тока с нее стекает ток 11. В этомслучае диод, соединяющий колонну с элект- 25 родом, включен в прямом йаправлении, и с электрода будет стекать ток 1г. Общий ток, подаваемый на колонну 1 = 11+ 12. Так как . напряжение, подаваемое на колонну и на . электрод одно и то же, то можно сказать, что 30 колонна и электрод включены параллельно.

Таким образом, при подключении плюса источника тока к колонне определяют сопро- тивление ".

U 35

R1 =

1 где U — потенциал колонны,,которое состоит из параллельно сОединенных сопротивлений колонны R2 и электрода

R, т.е.: 40

R2.R 1= R, + R, При подключении к колонне минуса источника тока диод будет включен в обрат.ном направлении, и ток i будет стекать 45 ..только с колонны, В этом случае получают: сопротивление колонны Вг — °

1

Сопротивление электрода В будет рав50

В1 Вг г +

Однако в сопротивление R будет входить сопротивление диода В 1, которое соединено последовательно с сопротивлением.ци- 55 линдрического электрода, так KGK ток стекает только с электрода, а с диода нет.

Формула (1) запишется следующим образом — Ra ° (2)

R1 R2

R2 1 11

Сопротивление диода R.oïðåäåëÿþò исходя иэ вольт-амперной характеристики применяемого диода.

Сопротивление И, полученное по формуле (2), будет. включать в себя сопротивление самого электрода, сопротивление бурового раствора в скважине и сопротив-. ление стенок скважины. Сопротивление цилиндрического электрода для случая однородной среды с удельным сопротивлением р и нулевого влияния скважины (сопротивление бурового раствора равно сопротивлению вмещающих пород) будет равно

2 Л в — —,„+, p) а удельное электрическое сопротивление вмещающих пород определяются по формуле . Ь Ж R1 1 2 гл4 к ) () г—

В случае неоднородной среды и влияния бурового раствора будем иметь кажущееся удельное электрическое сопротивление р<, а не истинное р. В нашем случае каротажа не ставится задача определения истинного сопротивления вмещающиx пород, а лишь задача расчленения разреза скважины по удельному электрическому сопрбтивлению.

Для этого достаточно иметь кажущееся удельное электрическое сопротивление, как и в обычном электрическом каротеже по ме-тоду соп ротйвлений (1).

На фиг. 1 приведена схема измерений согласно способу; на фиг, 2 — пример использованйя способа йа скважине Н-Учалинского месторождения.

Способ реализуется следующим образом.

В исследуемую скважину 1. заполненную буровым раствором 2, помещается колонна 3 бурильных труб. Перемещая колонну 3 по скважине через выбранный интервал глубин в каждой точке наблюдения проводят следу1ощие операции. Подсоединяют плюс источника 4 тока к колонне 3, а минус — к электроду В. Измеряют ток 1, стека1ощий с клонны прибором 5 и потенциал U колонны относительно удаленного электрода и с помощью измерительног< прибора 6, Затем определяют сопротивле ние.колонный- R = —. Вэтомслучаедио,:

О !

7, помещенный в изолирующую штангу Ь соединяет колонну 3 с электродом 9. Посл

1749871 этого подсоединяют минус источника тока 4 для больших зондов в стандартном электрок колонне 3, а плюс — к электроду В. Изме- каротаже(1). Минимальные размеры оцениряют ток I. потенциал колонны 0 относи- вают из соотношения тельно электрода N и определяют h1 Iz

) сопротивление Rz. Используя формулу (4), 5 Т Г находят кажущееся сопротивление р вме- Я щающих пород в окрестности цилиндриче- Поэтому -1- 100 должно быть больше класского электрода 9, Дальше колонна саточностиизмерительногоприборавтокоперемещается1 в следующую точку наблю- вой цепи, Оптимальные размеры Л1 дения и все операции повторяются вновь. 10 выбирают так же, как и размеры стандартТаким образом получают документацию ногозондадля электрокарбтажа наосноаа.раэреза скважины по кажущемуся удельно- нии опыта работ в изучаемом районе. му электрическому сопротивлению. Изолирующая штанга 8 должна надежРасчеты, выполненные для оценки вли- . но изолиррвать колонну от цилиндрическояния электродов В и N на результаты изме- 15 го электрода, а также обеспечивать рений, показывают, что их нужно уносить от изоляцию диода от окружающей среды. скважины в противоположные стороны на Изоляцию удобнее всего изготовить из отрасстояние большее или равное глубине ис- резка пластполимерной штанги, выпускаеследуемой скважины.. : мой промышленностью, Источйиком постоянного тока может 20 Ф о р м у л а и з о б р е т е и и я служить одна или несколько батарей сухих.. Способ каротажа, заключающийся в пеэлементов типа ГРМЦ-29 или ГРМЦ.-69. В ремещении колонны бурильных труб по качестве измерительных приборов5и 6мо- скважине, определении электрйческого coryt быть использованы Любые приборы для противления колонны в каждой точке наизмерения постоянноготокаи напряженйя. 25 блюдения и вычислении кажущегося . Полупроводниковый диод 7 целесообразно удельного электрического сопротивления выбирать исходя из того тока, который мо- вмещающих пород, о т л и ч а ю. шийся жет дать его источник. Ток же задают в эа- - тем;что, с целью повышения достоверности висимости от уровня помех в районе работ, расчленения пород, слагающих стенки сква-;

Чем больше уровень помех, тем больший 30 жины, к нижнему концу колонны подсоедитокдолжен обеспечивать источниктока. Ес- -- няют через диод, помещенный внутрь ли ток не превышает 2 А, то можно приме- изолирующей штанги, цйлиндрйческий нять диодтипа Д246 или подобного типа. В: электроддлиной Ь! идиаметрома и в кажкачестве цилиндрического электрода мож- " дой точке измерения определяют сопротив но использовать отрезок бурильных труб. 35 ление колонны R> при подключении

При этом чем меньше длина электрода Ь1, положительной полярности источника тока, по сравнению с длиной колонны.1, тем мень- ", к ее верхнему концу и сопротивлеййе колонший ток будет с нее стекать и, следователь- ::: ны Rz при подключении к ее верхнему концу но, тем меньше сопротивление 81 будет: отрицательной полярности источника тока, отличаться от coripoòèâëåíéÿ 1 йг. Для ус- 40 а кажущееся удельное электрическое сопропешного примейения способа лучше,:когда тивление,ок вмещающих пород вычисляют

В1 и R2 заметно отличаются-друг от друга. по формуле

Большие размеры А1 невыгодны вследст- :. 2z Я R> Rz вие того, что значения р, будут осреднятьСя - р, . .ТЖ (й — R> для большего пространства и могут пол- 45 учиться малодифференцированными как и где йд — сопротивление диода.

1749871

ЕазальтоВьа лщ>фйрит (сД Фиаажэвяу

СЛ ..йии5аэо3ый оорфирит Д ") Ксдно- рмчедйниоя руда (" ) Яоцито3ый оорфирит

Фиг.2

Редактор О.Хрипта

Заказ 2595 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН, СССР

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

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

Составитель E.×чрков техред M.Moðãeíòàë

Корректор Н.Ревская