Устройство для определения неоднородностей за стенкой скважины

 

Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин и позволяет с высокой точностью определять неоднородности за стенкой скважины за счет увеличения глубинности исследования и обеспечения высокой разрешающей способности. Для этого устройство содержит изолированные шины (ИШ) 10, часть из которых через блоки 9 создания равного потенциала измерительных электродов (ИЭ) 7 соединена с ИЭ 7 матрицы. Другая часть ИШ 10 соединена с прямыми токовыми ИЭ 2 и 3. Они расположены между изоляторами с (Л с 00 |

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„131 110 А1 (5D 4 E 21 В 47/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3996836/22-03 (22) 23. 12, 85 (46) 15.06.87. Бюл. № 22 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепромысловой геофизики (72) P.È.Êðèâîíîñîâ и А.С.Кашик (53) 550.83:662.241(088.8) . (56) Дахнов В.Н. Интерпретация результатов геофизических исследований разрезов скважин. M.: Недра, 1982, с.17-19

Авторское свидетельство СССР № 879533, кл. G 01 V 3/18, 1979.

Патент ЕПВ(ЕР) ¹ 0071540, кл. G 01 V 3/20, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ ЗА СТЕНКОЙ СКВАЖИНЫ (57) Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин и позволяет с высокой точностью определять неоднородности за стенкой скважины за счет увеличения глубинности исследования и обеспечения высокой разрешающей способности. Для этого устройство содержит изолированные шины (ИШ)

10, часть из которых через блоки 9 создания равного потенциала измерительных электродов (ИЭ) 7 соединена с ИЭ 7 матрицы. Другая часть ИШ 10 соединена с прямыми токовыми ИЭ 2 и

3. Они расположены между изоляторами

13 на кожухе скважинного прибора. Там же расположены обратный токовый электрод В и удаленный 4(N) ИЭ. При этом

ИЭ 7 размещены в.ячейках изолятора 8 на ра" ìåùåííûõ на рессорах ориентированных башмаках из изоляционного материала и присоединены через ступень

13 многоступенчатого коммутатора к микропроцессору 14. Сюда же подключен я ИЭ 4(И). Ступень 12 коммутатора последовательно подключает ИШ 10 и

17110 их комбинации, к клемме А генератора

11. Частота коммутирования ИЭ 7 больше частоты коммутирования ИШ 10. Разность потенциалов между ИШ 10 и ИЗ

4(N) измеряется микропроцессором 14 при каждом цикле коммутирования ступени 13. По этой разности вычисляют удельное электрическое сопротивление и среднее сопротивление горной породы, регистрируемые регистратором 15.

1 з.п. ф-лы., 2 ил, Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин и может быть использовано для определения местоположения, ориентации и профилей неоднородностей горной породы за стенкой скважины, элементов залега- . ния пластов, а также глубины проникновения промывочной жидкости и оценки характера насыщения пласта-коллектора. fO

Цель изобретения — повышение точности определения неоднородностей путем увеличения глубинности исследования и обеспечения высокой разрешающей способности. f5

На фиг.1 приведено устройство, общий вид; на фиг.2 — блок-схема электрических соединений„

Устройство содержит расположенные на кожухе скважного прибора изолято- 20 ры 1, между которыми расположены прямые токовые электроды 2 и 3, обратный токовый электрод В и удаленный измерительный электрод 4 (И), на рессорах 5 размещены ориентированные башмаки 6 с измерительными электродами 7, а также датчики ориентации зонда (не показаны).

Наружная поверхность башмака (фиг.2) представляет собой изолятор 30

8, в ячейки которого установлены измерительные электроды 7. Каждый из этих электродов имеет вид таблетки одинаковой формы. Электроды 7 расположены по ш строкам и и столбцам мат- 35 рицы и через блоки 9 для создания равного потенциала (шунты малого сопротивления) соединены с изолированными шинами 10 (Pr — Р1,), каждый из

2 которых объединяет их в отдельные группы (на схеме показаны три группы

Є— Р)).

Электрическая схема зонда устройства включает генератор 11, соединенный клеммой В с землей, а клеммой А через первую степень 12 многоступенчатого коммутатора — с изолированными шинами 10, через которые к. клемме А могут подключаться в различных комбинациях также другие токовые электроды. Измерительные электроды матрицы через другую ступень 13 коммутатора подключены к микропроцессору 14, который соединен также с первой ступенью 12 многоступенчатого коммутатора и регистратором 15. Микропроцессор

14 через клемму N может быть соединен с удаленным электродом 4 для измерения потенциала любой шины или любого электрода. Ступень 12 коммутатора имеет низкое переходное сопротивление, например такое, которое может быть достигнуто при механическом коммутировании и позволяет коммутировать шины P, - Р„,, подключая их к клемме

А генератора 11, например, в последовательности, указанной в таблице, где P — количество изолированных шин

1К „ — К вЂ” коэффициенты поопопциональности (К (K„ c, ..., (К ), r — радиус исследования найменьшего зонда.

Как видно из таблицы, если увеличивается размер составного электрода башмака, то радиус исследования зонда возрастает пропорционально количеству одинаковых групп электродов (строки 1-3 таблицы) матрицы, а затем — пропорционально линейному раз13171

kdV 1 о

Icp k m.n

aV

6- =k — — и

Ч I меру составного электрода с учетом токовых электродов 2,3 и т.д., учитываемых коэффициентом К

Таким образом, составной электрод может быть набран с помощью изолиро5 ванных шин, подключенных не только к электродам башмака, но и к другим электродам вне его, например симметрично расположенным относительно башмака вдоль оси скважины (электроды fp

2,3). Радиус исследования устройства в каждом цикле измерения сигналов матричных электродов пропорционален линейным размерам минимальной группы измерительных электродов, образован- f5 ных матрицей.

Выполнение башмака 8 из изоляционного материала и расположение на нем ячеек с измерительными электродами 7 в виде матрицы, группирование измери- 20 тельных электродов ? с помощью изолированных шин 10 позволяет обеспечить изменение глубины исследования, в том числе меньшей, чем радиус исследования башмака в известных устрой- 25 ствах при одинаковых размерах башмаков и количестве измерительных электродов. Для оптимизации режимов работы устройства частоты f коммутирования электродов матрицы выбирается из со- ЗО отношения

f=P.m п.L, где Р— количество изолированных шин

10j

m — количество строк электродов

7 на башмаке 8; п — количество столбцов 7 на башмаке 8;

Ь вЂ” максимальная частота переклю- 4р чения изолированных шин 10.

Устройство работает следующим образом.

От генератора 11 переменный ток через клемму А, ступень 12 коммутатора, измерительные электроды башмака

7 и (или) токовые электроды 2,3 вводится в окружающую среду. Обратным токовым электродом служит заземление

В. Ступень 12 коммутатора последовательно подключает изолированные шины

10 (Р„ — Р ) и их комбинации к клемме

А генератора, при этом микропроцессор

14 после каждого цикла коммутирования изолированных шин вырабатывает команду на считывание информации через ступень 13 коммутатора с шунтов 9 соответствующей группы измерительных

10 4 электродов матрицы башмака 8, как это указано в таблице.

Разность потенциалов gV, необходимую для вычисления удельного электрического сопротивления, получают, измеряя микропроцессором 14 потенциал изолированных шин 10 относительно удаленного электрода 4(М) при каждом цикле коммутирования ступени

13. Вычисление удельного электрического сопротивления ведется микропроцессором по формулам: где I-. — ток через ij электрод мат11

PHIl,M

p — среднее сопротивление ropf.P If ной породы при данной комбинации изолированных шин и размере бокового зонда (см. таблицу); коэффициент зонда;

II=1, 2, °, 1;

m=1, 2, ..., j.

Значения р; и )apl, регистрируются регистратором 15 и используются для определения и визуального изображения структурных и текстурных особенностей бокового строения горной породы, а также литологии, величины зоны проникновения, водонефтегазонасыщенности пласта коллектора.

Устройство обеспечивает исследование геометрии боковых неоднородностей за стенкой скважины при разрешающей способности большей, чем у прототипа.

Например, устройство прототипа не может различить разделены ли боковые неоднородности, если их несколько, но они разнесены на определенное расстояние так, что проекции их на измерительную поверхность башмака по линиям тока пересекаются. По данным измерения предложенным устройством можно однозначно установить представляют эти неоднородности единое целое или разнесены на определенное расстояние друг от друга, т.е. можно изучать детальные профили сечения пласта и боковых неоднородностей за стенкой скважины, в том числе с разрешающей способностью и на расстоянии, недоступном для известных устройств. о р м у л а и з о б р е т е н и я

1. Устройство для определения неоднородностей за стенкой скважины, 1317110 содержащее расположенные ча кожухе скважинного прибора прямые, обратный токовый и удаленный измерительный электроды, ориентированные башмаки с измерительными электродами, размещенными в ячейках изолятора, генератор тока для питания электродов., соединенный одной клеммой с обратным токовым электродом, блоки для создания равного потенциала измерительных 10 электродов, соединенные с изолированной шиной, коммутатор, микропроцессор и регистратор, при этом изме— рительные электроды башмака подклю— чены через коммутатор к микропроцес- 15 сору, к которому также подключен удаленный измерительный электрод, а выход микропроцессора соединен с регистратором, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности 29 определения неоднородностей за счет увеличения глубинности исследования и обеспечения высокой разрешающей способности, оно снабжено дополнительными изолированными шинами> башмаки выполнены из изоляционного материала, на каждом из которых ячейки

Радиус исследования зонда

Частота переключения ступени

13 коммутатора при числе измерительных электродов матрицы в группе и 2п Çn n-m

1п 2nL ÇnL n m I, 2Ln опт, 6nL 2п.ш L

KÄr; 2K„r

К.,г; 2К.,r ÇK„r

Зп1, 12nL l8nL Зп m L

РпТ. 2PnL ÇPnL P- n. m L

К гy s o e y Kpr

Последовательность подключения шин 10 к клемме

А генератора с измерительными электродами размещены в виде матрицы с m количеством строк и и количеством столбцов, коммутатор выполнен многоступенчатым и соединен с другой клеммой генератора тока и с изолированными шинами, часть из которых через блоки создания равного потенциала измерительных электродов соединена с электродами матрицы, а другая часть — с остальными прямыми токовыми электродами с возможностью образования составных токовых, включающих электроды матрицы и электроды на кожухе прибора, и составных измерительных электродов матрицы, при этом частота коммутирования измерительных электродов матрицы больше частоты коммутирования изолированных шин.

2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что максимальная частота коммутирования электродов матрицы равна произведению PqmqnaL где P — количество изолированных шин, а !. — максимальная частота их переключения.

Составитель Н.Кривко

Техред Л,Олийнык Корректор, М.Пожо

Редактор М.Келемеш

Заказ 2399/27 Тираж 532 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, тая 4