Устройство ядерно-магнитного каротажа

 

Использование: в геофизике при исследовании нефтегазовых скважин. Сущность изобретения: осуществляют включение измерительного датчика в цепь калибровки, для чего в состав устройства введен генератор стабильного по амплитуде сигнала с частотой , равной частоте свободной прецессии, и резисторы связи, а коммутатор , обеспечивающий поочередное подключение измерительного датчика к источнику тока поляризации и измерительному усилителю , обеспечивает подключение генератора стабильного сигнала к измерительному датчику, соединенному с входом измерительного усилителя через резисторы связи. Выходной сигнал в этом режиме пропорционален коэффициенту передачи всего приемоизмерительного тракта, включая и измерительный датчик. 3 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 6 01 Ч 3/32

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГоспАтент сссР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4866861/25 (22) 09.07.90 (46) 23,06.93. Вюл. N. 23 (71) Производственное обьединение "Татнефтегеофизика" (72) А.А,Ахунов (56) Методическое руководство по проведению ядерно-магнитного каротажа и интерпретации его данных./Под ред. Неретина. М.:

ВНИИЯГГ. 1982, с. 27 — 28.

Авторское свидетельство СССР

М 913309. кл, G 01 Ч 3/32, 1982, (54) УСТРОЙСТВО ЯДЕРНО-МАГНИТНОГО

КАРОТАЖА (57) Использование; в геофизике при исследовании нефтегазовых скважин. Сущность

Изобретение относится к промыслово-геофизическим исследованиям, а более конкретно к технике ядерно-магнитного каротажа нефтегазовых скважин.

Целью изобретения является устранение указанного недостатка известных устройств эа счет включения в тракт калибровки всех элементов приемоизмерительного тракта, включая и измерительный датчик, На фиг.1 и 2 показаны блок-схемы устройства без и при наличии калибровочного датчика, на фиг.3 — диаграммы, поясняющие их работу.

Предлагаемое устройство (см, фиг,1) включает скважинную часть 1, узлы и элементы которой размещены в герметичном корпусе(не показан), выполненном по крайней мере частично из немагнитных и неэлектропроводных материалов, наземную часть

2 и соединяющий их каротажный кабель 3, „„5U „„1822996 А1 изобретения: осуществляют включение измерительного датчика в цепь калибровки, для чего в состав устройства введен генератор стабильного по амплитуде сигнала с частотой, равной частоте свободной прецессии, и резисторы связи, а коммутатор, обеспечивающий поочередное подключение измерительного датчика к источнику тока поляризации и измерительному усилителю, обеспечивает подключение генератора стабильного сигнала к измерительному датчику, соединенному с входом измерительного усилителя через резисторы связи.

Выходной сигнал в этом режиме пропорционален коэффициенту передачи всего приемоизмерительного тракта, включая и измерительный датчик. 3 ил. выполняющий роль несущего троса и линии

СВЯЗИ.

Скважинная часть 1 включает измерительный датчик. состоящий иэ соединенных параллельно соленоидной катушки 5, ось которой перпендикулярна оси скважины, и конденсатора 6, образующих резонансный контур. настроенный на частоту свободной процессии ядер атомов водорода в магнитном поле Земли; источник тока поляризации

7 (который в принципе может быть размещен в наземной части 2 устройства); измерительный дифференциальный усилитель 8 со схемой мягкого включения (не показана); генератор стабильного по амплитуде сигнала 9 с частотой, равной частоте свободной прецессии ядер атомов водорода в магнитном поле Земли. с симметричным парафазным выходом резисторы связи 10 и 11, включенные на выходе генератора 9; комму1822996 татор 12 с тремя группами ключей 12А, 12В, 12С; блок управления 13 коммутатора 12, а также скважинный блок телеметрии 14 и скважинный блок питания 15, соединенные с каротажным кабелем 3. Наземная часть 2 устройства включает наземный блок телеметрии 16, соединенный с каротажным кабелем 3, блок обработки и анализа сигнала

17, регистратор 18 и наземный блок питания 19., 10

Устройство при наличии калибровочного датчика, показанное на фиг,2, включает кроме этих узлов калибровочный датчик 20, выполненный, например, в виде соединенных параллельно тороидальной катушки 21, 15 в полости которой размещена ампула с эта-. лонной водородсодержащей жидкостью 22, и конденсатора 23, образующих резонансный контур, настроенный на частоту свободной прецессии ядер атомов водорода в 20 магнитном поле Земли. Коммутатор 12 в этом варианте устройства выполнен с 4 группами ключей 12А, 12В, 12С, 12Д, обеспечивающими выбор измерительного 4 или калибровочного 20 датчиков, 25

Действует предлагаемое устройство следующим образом.

Блок управления 13 коммутатором 12 подключает через ключи 12А измерительный датчик 4 к выходу источника тока поля- З0 риэации 7 (режим А на диаграмме 24 (фиг.3), при этом магнитное поле тока, протекающего Ro катушке 5 датчика 4 обеспечивает поляризацию магнитных моментов ядер атомов водорода в прилегающем объеме по- 35 род параллельно оси катушки 5; после окончания поляризации блок управления 13 коммутатором 12 через ключи 12В подключает измерительный датчик 4 к входу измерительного усилителя 8 (режим В на 40 диаграмме 25 на фиг.З) и сигнал, возбуждаемый в датчике 4, магнитными моментами прецессирующих ядер атомов водорода в породах после его усиления усилителем 8 проходит через системы телеметрии 14, 3, 45

16, обработки и анализа, в блоке 17 регистрируется регистратором 18; после оконча. ния регистрации сигнала свободной прецессии блок управления 13 коммутатора

12 через ключи 12С подключает генератор 9 50 через резисторы связи 10 и 11 к измерительному датчику 4, который через ключи 12В остается подключенным к измерительному усилителю 8 (режим С на диаграммах 25. 26 фиг.3), и производится регистрация сигнала 55 генератора 9, проходящего через все элементы приемоизмерительного тракта 4, 8, 14, 3, 16, 17. Затем вычисляют отношение сигнала, зарегистрированного в режиме

В(0в), к сигналу, зарегистрированному в режиме С(Ос). Отношение R = -» — дает отноОе

0с сительную оценку амплитуды сигнала свободной прецессии ядер атомов водорода в породе, свободную от влияния изменений параметров всех элементов приемоиэмерительного тракта, включая измерительный датчик 4.

Второй вариант устройства (см. фиг.2) предполагает проведение в каждой точке скважины двух подобных описанным выше циклов измерения, в первом иэ которых (режимы А, В, С на диаграмме 24, 25, 26 фиг,3) используется измерительный датчик 4, а во втором (режимы А. В, С на диаграммах 27, 25, 26 фиг.3) — калибровочный датчик 20. Выбор датчика обеспечивается блоком управления 13 коммутатора 12 через ключи 12Д, По результатам измерений в первом цикле выUe числяют параметр R - —, а по результаUc там измерений во втором цикле — параметр

Ue

R - . Затем вычисляют отношение

0 с

R/R êîòoðîå дает оценку относительной амплитуды сигнала свободной прецессии, связанную с подвижным флюидом в породах, свободную как от влияния изменения параметров всех элементов приемоиэмерительного тракта, так и от ориентации скважинной части устройства относительно магнитного поля Земли.

Сигнал калибровки датчика 20, кроме того, как и в известных устройствах может быть использован для контроля частоты свободной прецессии ядер атомов водорода в магнитном поле Земли, что позволяет осуществить подстройку по частоте как элементов приемоусилительного тракта, так и генератора 9 стабильного сигнала.

Использование предлагаемого устройства позволяет в сравнении с известным повысить точность оценки уровня сигнала свободной прецессии и соответственно коллекторских параметров пород эа счет учета влияния изменения параметров всех элементов приемоиэмерительного тракта, включая и измерительный датчик, Формула изобретения

Устройство ядерно-магнитного каротажа, содержащее скважинную часть, состоящую из измерительного датчика, включающего соленоиднуюкатушку,оськоторойперпендикулярна оси скважинной части, и включенного параллельно ей конденсатора. образующих резонансный контур, настроенный на частоту свободной прецессии ядер атомов водорода в магнитном поле Земли. источник тока

1822996 поляризации, скважинный блок питания, дифференциальный измерительный усилитель, блок управления и коммутатор, включающий первую, вторую и третью пары ключей, входы управления каждой из кото- 5 рых подключены к первому и второму выходам блока управления, входы каждой из первой и второй пар ключей подключены параллельно к выходам измерительного датчика, выходы первой пары ключей под- 10 ключены к выходам источника тока поляризации, а выходы второй пары ключей подключены к входу дифференциального измерительного усилителя. выход которого через скважинный блок телеметрии и линию 15 связи соединен с неземной частью, содержлщвй блок обработки и анализа, регистратор, а также наземные блоки питания и телеметрии, отл ич а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности измерений эа 20 счет учета изменений параметров всех элементов приемоиэмерительного тракта, включая измерительный датчик в процессе измерений, дополнительно содержит генератор стабильного по амплитуде сигнала с частотой. равной частоте сигнала свободной прецессии ядер атомов водорода в магнитном поле Земли, выполненный по схеме с симметричным парафазным выходом. первый и второй резисторы связи, входы третьей пары ключей коммутатора соединены с вторыми выводами первого и второго резисторов связи, выходы подключены к измерительному датчику, а входы управления подключены к третьему выходу блока управления, первые выводы первого и второго резисторов связи подключены к выходу генератора стабильного по амплитуде сигнала, а четвертый выход блока управления подкл ючен к с к важинно му блоку тел емет рии.

1822996

1 г5

2б

27

28

Составитель А. Ахунов

Редактор Т. Куркова Техред M.Моргентал Корректор С. Патрушева

Заказ 2179 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открмтиям при ГКНТ СССР

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

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