Способ электрического каротажа

 

Изобретение относится к геофизике и может быть использовано для определения удельного электрического сопротивления пластов горных пород, пересеченных скважиной. Цель изобретения - повьшение точности измерений удельного электрического сопротивления . Поставленная цель достигается путем использования коротких зондов с измерением только компоненты электрического поля постоянного тока. При этом используются два граг диент-зонда, ориентированных по оси скважины с одинаковой приемной установкой , расположенной за пределами питающих электродов. 1 табл. с € (Л оэ 4 05 а

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1347066 A 1 (5D 4 G 01 V 3/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО КАРОТАЖА (57) Изобретение относится к геофизике и может быть использовано для определения удельного электрического сопротивления пластов горных пород, пересеченных скважиной. Цель изобретения — повышение точности измерений удельного электрического сопротивления. Поставленная цель достигается путем использования коротких зондов с измерением только компоненты электрического поля постоянного тока. При этом используются два гра диент-зонда, ориентированнйх по оси скважины с одинаковой приемной установкой, расположенной за пределами питающих электродов. 1 табл. (21) 3936238/24-25 (22) 29.05.85 (46) 23, 10, 87. Бюл. Н 39 (71) Институт геофизики и инженерной сейсмологии АН АрмССР (72) С.С. Казарян (53) 550.83 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 693314, кл. G 01 V 3/04, 1979.

Дахнов В.Н. Электрические и маг-. нитные методы исследования скважин.—

М.: Недра, 1981, с. 44.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

470бб

Следовательно, 10 (5) (— — 1) (д

Рс (6) (— — 1)», Р()

Рс

1 — s — -) .

А М (3) — s — -)

А N (IAJ где S = —.—— Т ность и И

Ом П((IAÐ

»

MN 4» Пм)(MN

1 1 1 — — s(- — — — -)

AN А M А N (4) 1 13

Изобретение относится к геофизическим исследованиям методами каротажа и может быть использовано для onределения удельного электрического сопротивления (УЭС) пластов, пересеченных скважиной.

Цель изобретения — повышение точности измерений УЭС низкопроводящих поРод сР„/РсЪ 25, где P» P, — соответственно УЭС пород бурового раствора.

Приведем вывод уравнения для величин кажущегося сопротивления и напряженности Е .

Электроды зонда находятся в однородной изотропной среде удельного сопротивления р . Потенциалы электрического поля в измерительных электродах М и N расположенных соответственно на расстояниях АМ и AN от питающего электрода А, имеют вид

-1 Хд р А 1 Хд (ъ и = -- — -; Б = -- — "- -) (1) м = 4)) A М "(4) Я где I — сила тока в питающем элекA троде А.

Потенциалы в электродах M и N, I расположенных на расстояних А M u

t 1

А N от питающего электрода А, имеют вид

A 1 I Р A 1

U (2)

4)) АМ " М АN где Š— сила тока в питающем элекД

I троде А

На основании соотношений (1) и (2) для потенциалов электродов М и Ы получают

?дР 1

U =U +U = — — (— м м д 4), АМ д А Тдр 1

U =U +U = — -- (— н ((д(4» соотношений (3) образуют разпотенциалов между точками М

Теперь электрод М бесконечно приближают к электроду М, т.е. пусть

N M» тогда получают

Тд 1 S

Е =--- — -г—

4) АМ А М !

1 Е „= 4

Применяют теорию метода кажуще15 гося сопротивления для определения напряжения Е . В скважине радиуса r,, обладающей сопротивлением р и пересекающей пласт бесконечной мощности сопротивлением ()„, находится уста20 новка °

Тогда в этой скважине, пересекающей пласт бесконечной мощности, потенциалы электрического поля в измерительных электродах M и N, расположенных соответственно на расстояниях

AM u AN от питающего электрода А, имеют вид

A I Рс Г 1 2

30 " 4 АМ

f (ъ) соя(АМ) о

ХдРсГ1 2

4)) АИ )

f (c! coc (» AN) о (д rñ,K î (A r ñ И (Ф с с ) г де f (A)

1 + (— — 1) r, I, (sr,) K,(ar,)

) д с

Соответственно потенциалы в электродах M и N, расположенных на рас—

I стояних А M и А N от питающего элек45 ( трода А, имеют вид

I "Рс Г 1 2 Рд

° = — — - -(-- - = (- — 1) м = 4,) (A М ) P(f (Ъ) cos (Ъ.А M) d Ъ о

Тд Рс Г 1 2 Р() (--— 1)»

41 I А N

»» J ((й) сов(»Д N)d»).

О

На основании соотношений (6) и (7) для потенциалов в электродах М и N, находящихся в скважине радиуса

1347066

4 х

t K,(t) К,(t) — з1п (г. ° АЮ—

Р« ,1+ (— — 1) t1, (t) K,() — S sin(t A M) dt (10) .) ) г,, обладающей сопротивлением (), и пересекающей пласт бесконечной мощности сопротивлением Р„, получают М м ч f(g) О

A с )(= )) а 1((ъ) о

Отсюда

hUh)(Пм- U)(4

MN MN (9) 20 где U u U определяются формулами (8).

1 5 1пг .1

+- — — +О (— — ) г»1 ° (11) 5 (z> +1)

Устремив N M из выражения (9) получают

1)(с l S 2 P()

47 r Амг А M «P(;

«Гс

Подставив вместо интеграла в формуле (10) его асимптотическое выражение, из формулы (11) получают для

Е следующую асимптотическую формулу:

30 (- — 1) Ам

Р. — 1 (AM +

Р«31п f 4 (АМг +1)) — 1 1

Т,Р 1 S

Л с Амг А Мг

1) 1 Р«31п (4 (A M +1)1 -11 1 5 ---1 (12) (A Мг+1) " (A MÐ+1) (A Мг+1) (1 5 Р()

S. ( (AM +1) Значение Е, которое определяется 40 лу (5) и получают следующую окончапо формуле (12), подставляют в форму- тельную формулу: — 1 Рп

AM — — — — — — + — (АМ 1) 1 S Pn

+(— — 1)

АМг A Мг

AM -S А M

31п )с4 (АМг +))J -1 1 1г5 (Я« (Юг+1)ю (Амг+1) п (A Mã +1) 31п Р4 (А M +1)) -1

1 1 5

+ г. (A Mã+1) (13) (A Мг+1)" ротивлением p„. Причем зонд предложенного способа находится в скважине.

Результаты расчетов представлены в таблице, в которой приводится обоснование ограничений величин p /pc 25

Формула получена строгими теоретическими расчетами, выбрав чри модели среды в скважине радиуса r, облат; дающей сопРотивлением Рс и пеРесекающей пласт бесконечной мощности соп)(1аРс 1 $2 Р«

" =--- ----,— +=(-l соs (1AN) — S сos() АM)) dЪ); (8) 10

1, Р, I 1 S 2 Р.

11м 4), АД (со s (% AN) — S со в (ъ А «)) d 3) . где

AM = -- AM с

АМ = — АМ;

rc

K (t); K, (t); 1,(t) — модифицированные функции Бесселя.

Известно следующее асимптотическое разложение: (t) K (t) — sintzdt, 1+ (Р— 1) tI, (t)K,(t)

)(1 Р() 31п 4 (АМг +1)) — 1 1

2 ))(г Рс (z2+1) (AM2+ 1) 1347066

10 р /р 25 50 100 50 5500

L/r, 16 16 16 16

/y 55 85 125 220 310

Составитель Е. Поляков

Редактор О. Головач Техред И.Попович

Корректор В.Бутяга

Заказ 5119/46 Тираж 729 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 и L/r, - 16 при токах на сближенных электродах 1: О, 8.

В таблице для различных значений отношения p> /p приведены минимальные

Б длины зондов предлагаемого способа (Ь/r ) и способа бокового электрического градиент-зондирования (Ь /r ), так как способ двухполюсного градиент-зондирования является одним из разновидностей способов бокового каротажного зондирования (БКЗ) и в этом способе применяемые длины зондов при определении УЭС высокоомных пластов при различных значениях не отличаются от применяемых длин зондов бокового электрического градиент-зондирования (БЭГЗ). Погрешность определения УЭС пласта не более 15%.

Таким образом, из таблицы видно, что поставленная цель — повышение точности измерений без увеличения длины зондов — достигается.

Формула и э о б р е т е н и

Способ электрического каротажа, включающий создание электрического поля постоянного тока тремя питающими электродами, из которых два разнополярных питающих электрода находятся на оси скважины, а третий расположен в бесконечности, и опред ление удельного электрического сопротивления (УЭС) с помощью сближен1 ных электродов, расположенных на оси скважины на относительном расстоянии

Ь/r,, где L — расстояние, м; r, — радиус скважины, м, между центрами питающих и измерительных электродов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения

УЭС низкопроводящих пород с p„/p, 25, где p„ p — соответственно УЭС пород и бурового раствора, при L/r 16 расстояние между питающими электродами устанавливают равным r при соотношении величин токов на сближенных питающих электродах 1:0,8.