Способ каротажа

 

Использование: в области геофизики, более конкретно в геоэлектроразведке с использованием электрокинетического эффекта для диагностики геологическихсреди для контроля техногенных процессов при добыче полезных ископаемых. Сущность изобретения: перемещают вдоль ствола скважины, расположенной в пористой вяагонасыщенной среде, точечный импульсный источник акустической волны, фиксируя текущую .координату импульсного источника, тем самым изменяют электромагнитные параметры среды на основе электрокинетического эффекта; в процессе перемещения источника акустической волны измеряют с помощью расположенного вне скважины на заданном от нее расстоянии приемника магнитного поля напряженность магнитного поля: фиксируют при максимальном значении модуля, учитывая местоположение импульсного источника акустической волны, местоположение границы твердой и жидкой фаз; о качестве характеристики разрезг используют изменение электрокинетической чувствительности на границе раздела твердой и жидкой фаз; обеспечивается возможность достоверной диагностики удаленных от скважины областей благодаря проведению измерений без контакта с породой в зоне, расположенной вне прискважинной области, свободной от нарушений, 2 ил. %л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 V 3/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ пО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

АВТОРСКОМУ CBNQETE3lbCTBY (21} 4786064/25 (22) 29.01.90 (46) 30,10.92. Бюл, № 40 (71) Нижегородский научно-исследовательский радиофизический институт (72) Е. M. Стрелков и Г. М. Шалашов (56) Патент CLUA ¹ 2814017, кл. 324-1, 1957.

Патент CLUA ¹ 3599085, кл, 324-3, 1971. (54) СПОСОБ КАРОТАЖА (57) Использование: в области геофизики, более конкретно в геоэлектроразведке с использованием электрокинетического эффекта для диагностики геологических сред и для контроля техногенных процессов при добыче полезных ископаемых. Сущность изобретения: перемещают вдоль ствола скважины, расположенной в пористой влагонасыщенной среде, точечный импульсный источник акустической волны, фиксируя текущую.координату импульсного источника, Изобретение относится к разведочной и промысловой геофизике, а именно, к каротажу. основанному на электрокинетическом эффекте, и может быть использовано для диагностики геологических сред и койтроля технологических процессов при добыче полезных ископаемых.

Известны способы каротажа, основанные на электрокинетическом эффекте, заключающемся в том, что под действием акустического давления в результате сноса ионов диффузной части двойного электрического слоя, имеющегося на границе раздела твердой и жидкой фаз, возникает разность потенциалов, создающая объемный ток в направлении, обратном поверхностному току. Например, известен способ, по которому в пористой влагонасыщенной среде возбуждают сферическую акустическую Ж,„, 1772775 А1 тем самым изменяют электромагнитные параметры среды на основе электрокинетического эффекта; в процессе перемещения источника акустической волны измеряют с помощью расположенного вне скважины на заданном от нее расстоянии приемника магнитного поля напряженность магнитного поля; фиксируют при максимальном значении модуля, учитывая местоположение импульсного источника акустической волны, местополо>кение границы твердой и жидкой фаз; в ка:естве характеристики разреза используют изменение электрокинетической чувствительности на границе раздела твердой и жидкой фаз; обеспечивается возможность достоверной диагностики удаленных от скважины областей благодаря проведению измерений без контакта с породой в зоне, расположенной вне прискважинной области, свободной от нарушений. 2 ил.

Ь волну электромеханическим излучателем, размещенным на спускаемом в скважину зонде. На этом же зонде размещен электрод для измерения злектрокинетического потенциала. По разности фаз между акустическим и электрическим сигналами, являющейся следствием инерционности (Я флюида в пористой среде, определяют проницаемость, характеризующую породу вблизи зонда.

Прототипом принят способ каротажа, также основанный на электрокинетическом эффекте. Па этому способу возбуждают в пористой влагонасыщенной среде акустическую волну электромеханическим излучателем, размещенным на зонде, На этом же зонде на различном удалении от излучателя вдоль оси скважины размещены несколько электродов..По разности электрокинетиче1772775

10 ф ф

l b = K (смаке, ioj

М = К (Нмакс. о) ских потенциалов на электродах определяют степень ослабления акустической волны вследствие затухания и затем определяют относительную проницаемость породы.

Использования в качестве регистрируемого параметра потенциала электрического поля позволяет проводить лишь локальные измерения вблизи электрода датчика. При измерениях должен быть обеспечен непосредственный контакт датчика со средой в зоне электрокинетического преобразования, т, е, датчики должны находиться в скважине, При этом на величину потенциала определяющее влияние оказывает ближайшая к приемнику прискважинная зона, по характеристикам существенно

Отличающаяся от ненарушенного массива.

Целью изобретения является повышение достоверности каротажа удаленных от скважины областей исследуемой среды.

Поставленная цель достигается тем, что при перемещении импульсного источника акустической волны вдоль ствола скважины измеря от с помощью расположенного вне скважины на заданном от нее расстоянии приемника магнитного поля величину напряженности магнитного поля Н, фиксируют местоположение импульсного источника акустической вол . ы по максимальному значению модуля l Н !, по которому судят о местоположении границы твердой и жидкой фаз, а в качестве характеристики геологического разреза используют изменение электрокинетической чувствительности Лб Не границе раздела твердой и жидкой фаз, которую определяют по формуле где io — едини ный радиус-вектор от оси скважины ДО точки приема магнитнОГО по" ля;

4,a<< — величина напряженности магнитного поля. соответствующая максимальному значению модуля i4 l;

К вЂ” коэффициент пропорциональности, определяемый конструкцией источника и приемника, судят о направлении. увеличения злектрок нетической чувствительности по:-.а "равлению вектора ЬЗ.

Использование в качестве регистрируемого параметра напряженности магнитного поля позволяет получить информацию о

Г;.ей области электрокинетического преобразования, а не только об области, окружак щей приемник, В этом случае вклад от нарушенной прискважинной зоны не является onðåäånío .ièì, что повышает дасто15

45 верность при каротаже удаленных от скважины областей.

На фиг. 1 представлена схема устройства для реализации способа каротажа; на фиг. 2 — характерная форма импульса магнитного поля.

Устройство содержит компрессор 1, шланг 2, точечный импульсный источник 3 акустической волны, а также приемник магнитного поля, включающий антенны 4, 5, кабель 6, двухканальный усилитель 7, регистратор 8, а также счетчик 9, Изобретение осуществляется следующим образом. .Перемещают вдоль ствола скважины, расположенной в пористой влагонасыщенной среде, точечный импульсный источник 3 акустической волны, фиксируя его текущую координату с помощью счетчика 9. При этом возбуждают в пористой влагонасыщенной среде акустическую волну в импульсном режиме с .помощью компрессора 1, подключенного через шланг 2 к точечному импульсному источнику 3. изменяя тем самым электромагнитные параметры среды благодаря электрокинетическомму эффекту. При перемещении импульсного источника 3 вдоль ствола скважины измеряют с помощью расположенного вне скважины на заданном от нее расстоянии приемника магнитного поля величину напряженности магнитнОГО пОля Н. Для этОГО принимд10т с помощь антенн 4, 5, соответственно, две азимутальные составляющие Нх, Ну магнитного поля и, после усиления усилителем 7 измеряют их с помощью регистратора 8.

Фиксируют с помощью счетчика 9 местоположение имп:,. Льсного источника 3 акустической волн ы. соответствующее максимальному значению модуля i М l, по которому судят о местоположении границы твердой и жидкой фаз. В качестве характеристики геологического разреза используют изменение электрокинетической чувствительности Е4 на границе раздела твердой и жидкой фаз, которую определяют по формуле где io — единичный вектор от оси скважины до точки приема магнитного поля; смаке — величина напряженности магнитного поля, соответствующая максимальному значению модуля i Н i;

K — коэффициент пропорциональности, определяемый конструкцией источника и приемника, 1772775

По направлению вектора Я судят о направлении увеличения электрокинетической чувствительноси. При известном значении электрокинетической чувствительности G породы в определенной обло- 5 сти, например, на поверхности Земли, по изменению ЛС можно получить геологический разрез по электрокинетической чувствительности.

Формула изобретения 10

Способ каротажа, при котором перемещают вдоль ствола скважины, расположенной в пористой влагонасыщенной среде, точечный импульсный источник акустической волны, фиксируя текущую координату 15 импульсного источника, тем, самым измеряfQT электромагнитные параметры среды благодаря электрокинетическому эффекту, измеряют электромагнитную характе ристику в заданной точке. по которой судят о 20 характеристиках геологического разреза, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности каротажа удаленных от скважины областей исследуемой среды, при перемещении импульсного ис- 25 точника акустической волны вдоль ствола скважины измеряют с помощью расположенного вне скважины на заданном от нее расстоянии приемника магнитного поля величину напряженности магнитного поля Д. фиксируют местоположение импульсного источника акустической волны по максимальному значению модуля I Н ), по которому судят о местоположении границы твердой и жидкой фаз, а в качестве характеристики геологического разреза используют изменение электрокинетической чувствительности Я3 на границе раздела твердой и жидкой фаз, которую определяют по формуле

М = K мэкс, Тэ), ф где i> — единичный радиус-вектор от оси скважины до точки приема магнитного поля; смаке — величина напряженности магнитного поля, соответствующая максимальному значению модулями Н I;

К - коэффициент пропорциональности, определяемый конструкцией источника и приемника, судят о направлении увеличения электрокинетической чувствительности по направлению вектора ЬО.

1772775

Составитель Т.Кашина

Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова

Редактор

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

Заказ 3845 . Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж 36, Рауаская наб., 4/5