Способ электрического каротажа

 

Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин на месторождениях рудных полезных ископаемых Сущность изобретения: способ заключается в измерении электродных потенциалов при помощи зонда, содержащего два скользящих электрода, выполненных из разных металлов , отличающихся по нормальным электронным потенциалам, например, из меди и железа, причем параллельно каждому из скользящих электродов подключают неподвижные электроды из тех же металлов , которые погружают в электролит, близкий по составу и концентрации к подземным водам исследуемого района. 1 з п ф-лы, 1 ил.

„„!Ж„„1749872 Al

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 V 3/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЪ|ТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф

Изобретение относится к геофизиче- шают с помощью метода электродных rio ским исследованиям скважин, а более конк- - тенциалов (МЭП), основанного на иэмере ретнок способам электрического"каротажа . нии электродных потенциалов природных . на рудных месторождениях ." - : .: - проводнйков. Сущность способ заключаетИзвестен способ электрического каро-" " ся в перемещенйи по Стенке скважийы пертажа. Предназначенйый для выделения руд- . во го металлического электрода и в фь ных интервалов в разрезе скважин, измерении разности потенциалов между 10 определения их мощности и строения, назы- этим и вторым металлическим электродом, (g ваемый методом скользящих контактов движущимся синхронно с первым, причем . (MCK) и представляющий разновидность то- второй электрод не касается стенки скважикового KBpîòàæà со скользящим по стенке ны, а находится в буровом растворе. Оба скважины тбковым электродом. .: . электрода изготавлйвают из одного и того

Недостаток, способа заключается в TOM, же металла, обладающего устойчивым отри- Ф что по его результатам выделяются не толь- цательным йормальным электродным поко рудные зоны, но и другие интервалы по- тенциалом; О положении рудных ниженното сопротивЛения, такие как интерваловсудятпо положительнымзначеобводненные трещиноватые зоны, углистые ниям измеренной разности потенциалов, сланцы и т.п. Определить природу зон низ- . возникновение которой" объясняется тем, кого сопротивления по данным MCK невоз- что первый металлический электрод, пере можно. мещаясь по стенке скважины и вступая в . Известен также способ электрического . койтакт с зернами рудных минералов, прикаротажа, согласно которому эту задачу ре- обретает потенциал, равный нормальному

1 (21) 4820886/25 (22) 03.05,90 (46) 23,07,92. Бюл. М 27 (71) Свердловский горный институт им.

В.В.Вахрушева (72) А;К.Козырин, Н.B.Áëèíêîâà и И.Г.Сковородников (56) Соколов К.П, Геофизические методы разведки. — Л.: Недра, 1966, 464 с.

Мейер В.А. Геофизические исследования скважин. — Л.: изд. Ленинградского университета, 1981, 98-100. (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО КАРОТАЖА

2 (57) Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин на месторождениях рудных полезных ископаемых.

Сущность изобретенияспособ заключается в измерении электродных потенциалов при помощи зонда, содержащего два скользя- щих электрода, выполненных из разных металлов, отличающихся- по нормальным электронным .потенциалам, например, из меди и железа, причем параллельно каждому из скользящих электродов подключают непддвижные электроды из тех же металлов, которые погружают в электролит, близкий по составу и концентрации к подземным водам исследуемого района. 1 э. п,ф-лы, 1 ил.

1749872 электродному потенциалу этих минералов, а он у рудных минералов положителен. Вне рудных зон разность потенциалов между обоими электродами близка к нулю.

Недостаток способа в том, что он осуществим только в скважинах, заполненных буровым раствором или водой, и неприменим . в сухих скважинах. В сухих скважинах электрическал цепь между измеритальными электродами остается. разомкнутой, и измерение разности потенциалов между ними становится невозможным.

Цель изобретенил — расширение области применения способа за счет обеспечения каротажа сухих скважин, Сущность изобретения заключаетсл в том, что согласно способу перемещают rio стенке скважины первый металлический электрод и измеряют разность потенциалов между этим и вторым металлическим электродом, движущимся синхронно с первым, и

rio результатам судят о положении рудных интервалов в скважине, измеренил проводят при перемещенйи второго электрода по стенке скважины на фиксированном расстоянии от первого, при выполнении электродов из металлов с разной величиной нормального электродного потейциала и подключении параллельно каждому из них неподвижного вспомогательного электрода иэ того же металла, причем вспомогательные электроды помещают в электролит. а о местоположении рудных интервалов судят по минимальной величине абсолютных значений измеренной разности потенциалов, При этом измерение проводят при размещении вспомогательных электродов в электролите, представленном подземными водами из исследуемых скважин или их ок.. рестности, Выйолнение электродов, перемещаемых по стенке скважины, из металлов с разной величиной нормально электродного потенциала и подключение параллельно каждому из них вспомогательного неподвижного электрода из того же металла, при помещении последних в электролит приводит к тому, что измерительный прибор регистрирует разность потен циалов, возникающую в растворе между неподвижными вспомогательными электродами.

При перемещении подвижных электродов по стенкам сухих скважин за пределами рудных и обводненных зон их подключение к вспомогательным электродам эКвивалентно подключению большого сопротивления, которое не будет влиять на показанил измерительного прибора.

При перемещении подвижных электродов по обводненным трещиноватым зонам, т.е. по проводникам с ионной природой проводимости, каждый из этих электродов приобретает свой электродный потенциал.

Поскольку каждый подвижный электрод и

5 соединенный с ним вспомогательный неподвиж ый электрод изготовлены из одного и того же металла; а состав и концентрацил электролитов, в который погружены электроды, близки, разность электродных потенциалов ме>кду подвижными электродами и неподвижными будет име.гь один и тот же знак и примерно одинаковую величину. Таким образом, к измерительному прибору оказываются параллельно подключенными

10 два источника одинаковой ЭДС и его пока15 зания будут такими >ке, как и в предыдущем случае.

Когда же подвижные электроды оказываются в контакте с рудными зонами, имею20 щими низкое сопротивление, ЭДС гальванического элемента, образованного неподвижными электродами, оказывается замкнутой на это низкое сопротивление, и показания регистрирующего прибора резко уменьшаются (в идеальном случае до нуля) 25

Таким образом, о местоположении рудных зон судят по минимальной величине абсолютных значений измеренной разности потенциалов..

На чертеже изображена схема установки для осуществления способа.

Установка состои . из скважинного сна-. ряда с электродами 1 и 2, перемещаемыми по стенке скважины и соединенными проводами 3 и 4 с неподвижными вспомогательными электродами 5 и 6, помещенными в сосуд 7 с электролитом 8, Выводы от электтавливают из металла с положительным нормальным электродным потенциалом Е, 45 например, из меди (Е =+0,34 В) или серебра (Е =+0,799 В). Второй перемещаемый электрод 2 и подключенный параллельно ему неподвижный электрод 6 изготавливают из металла с отрицательным нормальным элек50 тродным потенциалом, напрймер из железа (Е = -0,44 B) или цинка (Е = -0,76 В) Кроме различия в знаке нормального электродного потенциала, металлы для электродов должны быть достаточно устой55 чины против истирания.

Электролит 8, в который помещают неподвижные электроды 5 и 6, должен быть близок по составу и концентрации к подзем; ным водам, с которыми вступают в контакт подвижные электроды 1 и 2 при перемещеродов 1, 5 и 2, 6 подключены к прибору 9 для измерения разйости потенциалов.

40 Первый из перемещаемых электродов 1 и подключенный параллельно ему вспомо-. гательный неподвижный электрод 5 изго1749872 идентичность электролита в сосуде 7 и в собранными из исследуемой скважины. 8 обводненных трещиноватых зонах исследуемых скважин. качестве измерительного прибора был использован переносной карота>кный самописец Н-361.

В качестве измерительного прибора 9

Полученная диаграмма выделяетдве зоиспользуют любой каротажный регистратор

15 (Н-361, Н-381, Н-065 и др,), диаграммная лента которого протягивается синхронно с ны четкими минимумами измеренной разности потенциалов, а третья зона не перемещением скважинного снаряда. отмечается аномалией. Эти результаты поСкважинный снаряд может иметь про - зволяет заключить, что первые две зоны извольную конструкцию; быть гибким или

20 низкого сопротивления являются рудными, жестким, не обязательно должно выпол- а третья зона — нерудной. зоной обводненняться условие скольжения перемещаемых ных ослабленных пород. электродов по стенке скважины. Расстояйие между перемещаемыми электродами 1

Таким образом, рассмотренный пример показывает, что с помощью предложенного и 2 должно быть не более.10 см. Конструк- 25 способа электрического каротажа в сухих скважинах рудные зоны могут быть отделеция электродов должйа предотвращать возможность замыкания электродов 1 и 2 между собой.

Способ иллюстрируется следующим ны от нерудных зон повышенной электропроводности.

Формула изобретения

1. Способ электрического каротажа, в

30 примером, полученным при исследовании сухой скважины, пробуренной из поздем- котором" перемещают по стенке скважины ной горной выработки на одном из медно-- первый металлический электрод и измеряколчеданных месторождений Урала. Рудная ют разность потенциалов между этим и вторым металлическим электродом, движущимся залежь локализуется в рассланцованных кварц-серицитовых породах, имеющих 35 синхронно с первым, и по результатам измеэлектрическое сопротивление от 600 до рений судят о местоположении рудных ин2000 Ом м. Сопротивление рудйых интер- тервапов в скважине, отличающийся валов от долей омметров до 1 Ом м. Пони- .. тем, что, с целью расширения области применения способа за счет обеспечения кароженное сопротивление до 2-3 OM м имеют также, многочисленные обводненные зоны 40 тажа сухих скважин, измерения проводят раздробленных пород, приуроченные к тек- тоническим нарушениям. Сопротивление при перемещении второго электрода по стенке скважины на фиксированном расстоподземных вод в пределах месторождения . янии от первого электрода, выполнении пониженное от 0,5 до 1 Ом м. электродов из металлов с разной величиной нормального электродного потенциала и

Исследуемая скважина была направпена в верхнее полупространство под углом . подключении параллельно каждому из них .

5О. Ее глубина 32,5 м. Предварительно в ней неподвижного вспомогательного электрода . был проведен каротаж МСК, который выя- из того же металла, причем вспомогательвил три зоны пониженного сопротивления. ные:электроды помещают в электролит, а о

Затем для определения природы проводи- 50 местоположении рудных интервалов судят мости этих эон скважина была исследована по минимальной величине абсолютных знапредложенным способом электрического чений измеренной разности потенциалов. каротажа. Для измерений был использован - 2. Способ по и. 1, отличающийся скажинный снаряд жесткой конструкции, тем, что измерение проводят при размеще55 нии вспомогательных электродов в электроперемещаемые электроды в нем были установлены на пружинящих рессорах. В качестве первого из электродов была использована медь, в качестве второго— лите, представленном подземными водами из исследуемых скважин или их окрестности, нии по стенкам скважины 10. Для обеспечения этого требования в качестве электролита 8 используют подземную воду, сочащуюся из исследуемых скважин (если скважины имеют отрицательиые углы наклона) или воду, собранную в окрестностях исследуемых скважин. Поскольку подземные воды рудных месторождений характеризуются известным постоянством свойств, . соблюдение этих условий обеспечивает

10 железо, Скважинный снаряд был доставлен на забой скважины с помощью разборных алюминиевых штанг, Неподвижные вспомогательные электроды были изготовлены из отрезков медного и железного электроразведочных электродов диаметром 15 мм, Их длина составляла 17 см. Электроды были размещены параллельно один другому на расстоянии 6 см в 3-литровой стеклянной банке, заполненной подземными водами, 1749872. 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 В.Попов

Техред М.Моргентал

Корректор Н.Ревская