Зонд для индукционного каротажа скважин

 

ОПИСА

Е 248593

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 15.III.1966 (№ 1060798/26-25) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликовано 18.VI1.1969. Бюллетень ¹ 24

Кл. 5а, 47/00

21g, 30/01

МПК Е 21Ь

G 0lv

УДК 550.837:622.241 (088.8) Комитет ll0 делов изобретений и открытий лри Совете Министров

СССР

Дата опубликования описания 26.11 1970

Автор изобретения

В. Н. Боганик

Заявитель

ЗОНД ДЛЯ ИНДУКЦИОННОГО КАРОТАЖА СКВАЖИН

Данное изобретение относится к области геофизических исследований скважин. В настоящее время для исследования рудных и антрацитовых месторождений находит широкое применение индукционный каротаж скважин.

В условиях этих месторождений промышлен ный интерес представляют пласты, мощность которых меньше диамегра скважины. Применяемые в настоящее время зонды для нефтяных скважин в этих условиях не пригодны.

Многокатушечный зонд можно представить в виде суммы двухкатушечных систем, каждая из;которых состоит из генераторной и измерительной соосных катушек индуктивности, отстоящих друг от друга на расстоянии L, Применение многокатушечных зондов с различными L > и смешанным размещением генераторных и измерительных катушек вдоль зонда не может обеспечить выделение про пластков мощностью, меньшей чем диаметр скважины.

Цель изобретения — создание датчиков для зонда, позволяющих решить задачу выделения таких пропластков. Для этого один из датчиков зонда выполнен в виде трех обмоток, расстояние между которыми в 4 — 20 раз меньше расстояния между самими датчиками, и число витков в обмотках подобрано соответствующим образо м.

На фиг. 1 изображен предлагаемый зонд; на фиг. 2 — электрическая характеристика зонда;

2 на фиг. 3 — форма кривой индукционного каротажа против тонкого хорошо проводящего пропластка, окруженного непроводящей средой; на фиг. 4 — ход кривой индукционного каротажа против хорошо проводящих пластов различной мощности, залегающих в непроводящей среде;,на фиг. 5 — зависимость величины сигнала от диаметра хорошо проводящего цилиндра, в .котором соосно расположен зонд.

1р Предложенный зонд состоит из генераторного и измерительного датчиков 1 и 2, закрепленных:на стержне 8 и помещенных в защитный кожух 4. Все детали зонда изготовлены из электрически непроводящего и немагнитного

15 материала. Генераторный датчик 1 с обмоткой Е помещен в электростатический экран 6.

Обмотка датчика симметрирована относительно средней точки 7, с которой соединен электростатический экран и экранирующая оплет20 ка 8, идущая к общей «земле» электрической схемы. Подводящие провода 9, 10 выполнены в виде бифиляра и помещены в оплетку 8. На расстоянии Lp от тенераторного датчика расположен измерительный датчик 2, выполнен25 ный в виде обмоток ll, 12,18, расстояния между которьзми aLp и Ыс в 4 — 20 раз меньше расстояния между датчиками. Обмотки 11 и И включены навстречу обмотке 12. Все обмотки измерительного датчика симметрированы отзо носительно бифилярных подводящих проводов

248593

14, .15, .помещенных в оплетку,1б. На датчике установлен электростатический экран 17, соединенный со средней точкой всех обмоток датчика 18 и экранирующей оплеткой 1б, идущей к общей «земле» электрической схемы.

Строгое симметрирование обмоток генераторного и измерительного датчиков и их экранирование необходимо для того, чтобы уменьшить влияние паразитных полей за счет подходящих проводов. 10

Характерной особенностью предлагаемого зонда является то, что число витков и в обмотках 11, 12 и 18 измерительного датчика подбирается таким образом, чтобы пласт, помещенный между генераторными и измерительными 15 датчиками, не создавал сигнала. Это условие вы полняется для витков, имеющих одинаковое сечение, если 11 13 (1 — а) - (1 + b)2

20 где а«1 и Ь«1.

Если обмотки многослойные, а, стало быть, сечения витков различные, то следует пользоваться так называемыми эффективными сече- 25 ниями обмоток и

A= gS, Для многослойных датчиков вместо приве- 35 денной формулы необходимо выполнить условие

Ап А э А (1 — а) (1+ b) где а«1, b«1,,при котором пласт, помещенный между генераторным и измерительным датчиками, не создает сигнала, Сигнал появляется,,когда проводящий пласт находится против измерительного датчика, как показано 45 на фиг. 3, где дан ход .кривой индукционного каротажа против тонкого хорошо проводяц",его пласта для зонда со следующими параметрами: а = 01 1 р, Ь = 0,251 р, А, Ад,А з = — О,б48: 1

: 0,3125. Здесь Lo — размер зонда, so

Сигнал е выражен в некоторых условных единицах, а на оси глубин Н показано расположение обмоток, дающее представление о дифференцирующей способности зонда в сравнении с его основным размером 1р. 55

Для кривых индукционного каротажа (фиг. 4) сигнал е против пластов выражен в процентах от величины сигнала,против пласта бесконечной мощности. Масштаб тлубин Н, а h — мощность исследуемого пласта даны 60 в единицах L, На графике против пластов даны соответствующие шифрам кривых Й/<р аномалии. По кривым видно, что сигнал против маломощного пласта уже при h=0,11-р составляет 50% сигнала от пласта бесконечной мощ- 65

2=1

30 где Ь вЂ сечен отдельного витка, n — общее число витков в данной обмогке. ности, а сигнал против середины пласта мощностью h = 0,4 1-р соответствует сигналу против пласта бесконечной мощности. В то же время, как это видно, на зависимости величины сигнала от диаметра d хорошо проводящего пласта, показанной на фиг. 5, при d=2Lo скважина создает сигнал, не превышающий + 15% сигнала от цилиндра бесконечно большого диаметра. Таким образом, с помощью предлагаемого зонда можно выделять пласты, мощность которых много меньше диаметра скважины. Еще большую дифференцирующую способность будет иметь зонд, если сближать обмотки 11, 12, 18 измерительного датчика друг к другу. Но при этом уменьшается абсолютная чувствительность зонда за счет сильной фокусировки. Это ограничение носит чисто аппаратурный характер, так как приводит к снижению ее общей чувствительности, т. е. к такому моменту, .когда полезный сигнал становится сопоставимым по величине с помехами.

По мере усовершенствования аппаратуры и снижения уровня помех можно будет применять все более сильную фокусировку и при этом должно удовлетворяться приведенное условие по выбору числа витков в секционированном датчике.

Показанные кривые характеризуют зонд в тех случаях, когда можно .пренебречь явлением скин-эффекта. Для зондов, у которых расстояние между генераторным и измерительным датчиками различно за счет скин-эффекта, форма кривых сильно искажается и тем больше, чем больше различие в этих расстояниях. Особенностью предлагаемого зонда является также то, что расстояние между обмотками измерительного датчика и обмоткой генераторного датчика незначительно отличается друг от друга, а поэтому искажения кривых за,счет скин-эффекта также будут незначительны прежде всегoiB ближней зоне, т. е. в области скважины, что .для интерпретации данных индукционного каротажа на рудных и антрацитовых месторождениях является весьма важным обстоятельством.

Предмет изобретения

Зонд для индукционного каротажа скважин, состоящий из генераторного и измерительного датчиков, соосно расположенных, отличающийся тем, что, с целью выделения пластов мощностью меньшей диаметра скважины, а также повышения точности измерений, в нем один из датчиков выполнен,в виде трех обмоток, расстояние между которыми в 4 — 20 раз меньше расстояния до другого датчика, средняя обмотка включена навстречу крайним, а число витков в обмотках подобрано таким образом, что отношение эффективного сечения в средней обмотке к расстоянию до другого датчика равно сумме отношений эффективных сечений в крайних обмотках, отнесенных к соответствующим им расстояниям до другого датчика.

248593

Составитель Э. А. Терехова

Редактор Т, В. Данилова Техред 3. Н. Тараненко Корректор В. И. Жолудева

Заказ 552/4 Тираж 480 Подписное

Ш1ИИПИ Комитета по делам. изобретений и открытий прн Совете Министров СССР

Москва Я-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2