Способ электрического видеокаротажа скважин

 

Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин и может быть использовано для определения местоположения, ориентации и профилей сечения неоднородностей горной породы, а также определения элементов залегания пластов, трещин, глубины проникновения промывочной жидкости , оценки насыщения пласта или слойки коллектора углеродом. Цель - повышение информативности способа за счет визуализации формы и структуры локальных неоднородностей тел в прискважинном пространстве. Способ заключается в сканиваронии изменения удельного электрического сопротивления горной породы вдоль луча сфокусированного тока и ориентированном плоском цветном ее изображении в . функции глубины в виде разверток (томограмм ) , соосных со стенкой скважины . Томограммы сравнивают между собой для выявления локальных неоднородностей за стенкой скважины. Способ реализуется в следующей последовательности операций. В стволе скважины и горной породе создают электрическое поле. Изменяя фокусировку луча тока, производят сканирование им по элементам пространства х(х,, Хг,...Ха) у(у, Уг,...Ув), элементам времени f(t, , t ,... С ) и, , измеряя функции спектрозональных составляющих и, и,,,,,и удельного электрического сопротивления горных пород, т.е. сканируя по элемен-. там спектра u(u .Uj,.. . ,и , получают многомерный выходной сигнал в пространстве Р размерностью . N а, Ъ, с, т, который кодируют и воспроизводят как цветоделенные сигналы изображения с а - числом элементов разложения в строке, b - числом строк, с - числом кадров, m - числом спектрозональных компонент светового поля. Форму и структуру локальных неоднородностей определяют сравнением конфигурации и местоположения их на цветных изображениях (томограммах). S 00 4i)k

СОЮЗ СОЯЕТСНИХ

СОЦИАЛИОтИЧЕСКИX

РЕСПУБЛИН (1) ф G 01 U 3 18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4080757/24-25 (22) 20.06.86 (46) 07.07.88. Бюл. Р 25 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепромысловой геофизики (72) P.È. Кривоносов, А.С. Кашик и Н.А. Савостьянов (53) 550.83(088 ° 8) (56) Патент Великобритании В 92853, кл. G 01 U 3/18, 1963.

Шлюмберже. Техника каротажных исследований и интерпретации. — Конференция в Москве, 1986, с. 76-79. (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ВИДЕОКАРОТАЖА СКВАЖИН (57) Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин и может быть использовано для определения местоположения, ориентации и профилей сечения неоднородностей горной породы, а также определения элементов залегания пластов, трещин, глубины проникновения промывочной жидкости, оценки насыщения пласта нли слойки коллектора углеродом. Цель — повы шение информативности способа за счет визуализации формы и структуры локальных неоднородностей тел в прискважинном пространстве, Способ заключается в сканиваронии изменения удельного электрического сопротивле„„SU„„1408407 А 1 ния горной породы вдоль луча сфокусированного тока и ориентированном плоском цветном ее иэображении в . функции глубины в виде разверток (томограмм), соосных со стенкой скважины. Томограммы сравнивают между собой для выявления локальных неоднородностей за стенкой скважины. Способ реализуется в следующей последовательности операций. В стволе скважины и горной породе создают электрическое поле. Изменяя фокусировку луча тока, производят сканирование им по элементам пространства х(х,, х,...х) y(y,, у,...у ), элементам времени T(tr С,. :С, ) и,, Я измеряя функции спектрозональных составляющих ц п,...,u удельно"

ro электрического сопротивления гор- С ных пород, т ° е. сканируя по элементам спектра u(u,,uz,...,о ), получа- Я ют многомерный выходной сигнал в пространстве P размерностью.. N

= а, Ь, с, m, который кодируют и воспроизводят как цветоделенные сигналы иэображения с а — числом элементов разложения в строке, b - -числом строк, с — числом кадров, m — числом спектрозональных компонент светового поля. Форму и структуру локальных неоднородностей определяют сравнением конфигурации и местоположения их на цветных изображениях (томограммах).

1408407

25 где р>» и у,„ — удельные электрические сопротивления пласта (или боковых неоднородностей) по напластованию и по нормали к нему.

Пусть r> электрический радиус исследования сфокусированного зонда.

Если площадь боковой поверхности измерительного электрода S, а площадь окружающего экранного электрода Бэ, то гэ = К Ба, где К вЂ” коэффи40, циент пропорциональности, зависящий от формы и размеров центрального и экранного электродов.

С другой стороны, r может быть охарактеризован как расстояние вдоль луча тока сфокусированного зонда, при котором коэффициент расфокусировки Р не превышает некоторого заданного уровня

«р(=Ч

Бч и где S — площадь поверхности, перпендикулярной силовым линиям луча тока на расстоянии г, 55

Если локальная неоднородность,р (например,. Я ) находится за пределами г, плотность тока через нее резко снижается и вклад этой неодноИзобретение относится к геофизическим исследованиям скважин и может быть использовано для определения местоположения, ориентации и профилей сечения неоднородностей горной породы. Бель изобретения †. увеличение информативности способа за счет визуализации форм структуры локальных 10 электрических неоднородностей в при,скважиннбм пространстве.

Способ заключается в следующем. ! !

Представим сечение скважины и ани-! зотроннай горной породы с перемен- 15 ,ным удельным электрическим сопротив1 лением р; (>=-1,...m) в виде последо:вательно включенных объемов в направлении луча сфокусированного тока бокового микрозонда с экранными и 20 центральным измерительным электродами. Если скважина встречает пласт под углом ««,, то сопротивление его ,определяется по формуле

I I родности в измеренное кажущееся удельное сопротивление пласта становится незначительным.

Вследствие боковой локальной неоднородности р;, измеренное сфокусич 1 рованным зондом различного радиуса исследования удельное электрическое сопротивление 1 ->„ изменяется от для малого зонда радиуса исследования гэ, до g для самого большого радиуса г s<

Переходя к кажущимся удельным сопротивлениям, если «>„,измеренное кажущееся удельное сопротивление при электрическом радиусе исследования р„ — при r и т.д., имеет

Рг Уиг Яс

Гз+,Рь р г.= "г

Я„ gy„Як(— > где и «>г,..., u — функции спектрозональных составляющих удельного электрического сопротивления р;, получаемые при дифференцировании по r.

Например, если при заданной максимальной площади Ss K экранного электрода и максимальном уровне относительной фокусировки определен радиус исследования rs » то при расфокусировке луча тока, что может быть достигнуто дискретным уменьшением линейных размеров фокусирующих электродов (уменьшение $э) или плавным изменением соотношения плотностей токов Аз и Ао, радиус исследования зонда уменьшае ся от гэманс до эмн

Величину гэмии можно выбрать такой, что р„ = 1>„, будет определяться только значением удельного сопротивления промывочной жидкости р, Тогда все спектрозональные составляющие и, «>г,..., u, являясь функциями р„, не будут зависеть от р«,.

Функции u,...,u могут рассматриваться как характеристики светоинформационного поля с m цветоотделенными сигналами. Построив спектрозональную регистрирующую систему, сканирование в которой можно осуществить лучом тока по элементам пространства x(x „ x,...,х„) = f (r, 4 )

У(У, У ... У = и (я), где

r, 4, z †цилиндрические координаты поверхности параллельной станки сква1408 07 жины, а х,у — координаты плоской ее развертки, элементам времени Т(»,, tg tc) и элементам спектра о(ue, ups и,„), выходной сигнал моГ жет быть представлен в пространстве

RN размерностью N = а, Ь, с, m, где а — число элементов разложения в строке, Ь вЂ” число строк, с — число кадров, m — число спектральных компонент све- 10 тового поля, и зарегистрирован в виде цветного плоского изображения.

Способ осуществляется следующим образом.

В стволе скважины и горной породе создается электрическое поле. Производится сканирование сфокусированным лучом тока. Непрерывно или дискретно уменьшая (увеличивая) радиус исследования сфокусированным лучом от r. „, 20 до га1 (или наоборот) по элемена мин там пространства х(х,х,...,хс ) = f (Га, ), по элементам времени T(t<, г,,t ) и измеряя функции спектрозональных составляющих u,, u,...,u удельного электрического сопротивления горных пород О;, т.е. по элементам спектра u(u и,, ° ° .,u ), получают много30 мерный выходной сигнал в пространстве

R равномерностью N = а, Ь, с, тп, н который кодируют и воспроизводят как цветоделенные сигналы изображения с а — числом элементов разложения в строке, Ь вЂ” числом строк, с — числом кадров, m — числом,.спектрозональных компонент светового поля.

Форму и структуру локальных неоднородностей определяют сравнением конфигурации и местоположения их на цветных изображениях (томограммах). Устройство для реализации способа представляет из себя микропроцессор, производящий управление фокусировкой 45 зонда, выполненный сбор, обработку информации для получения разностных . сигналов от изменения кажущегося удельного электрического сопротивления и ориентации зонда, организацию б0 синхросигналов о пространственном размещении измерительных электродов, уплотнение и подготовку цифровой информации для передачи на поверхность.

На поверхности организуется режим регенерации изображения без обращения к скважинной части.

В результате работы устройства в момент остановки скважинного прибора или во время движения регистрируются цветные томограммы, на которых прояв- ляется локальная неоднородность, вызванная формой и размерами геологического тела, его анизотропией и изменением угла наклона ограничивающих поверхностей, косой слоистостью, появлением микровключений, трещиноватости, изменением положения и формы зоны проникновения, литологического и минерального состава и т.д.

Предлагаемый способ обеспечивает исследование формы и структуры локальных макро- и микронеоднородностей за стенкой скважины. В результате визуальное цветное плоское иэображение горной породы приобретает качественно новое содержание, а именно позволяет воспроизводить форму объема и структуру боковых неоднородностей, толщину зоны проникновения промывочной жидкости, а также судить об элементах залегания пластов или слойков коллекторов.

Формула изобретения

Способ электрического видеокаротажа скважин, заключающийся в сканировании удельного электрического сопротивления горной породы сфокусированным лучом тока и визуальном ориентированном плоском ее изображении в виде развертки, соосной со стенкой скважины, в функции глубины, о т— л и ч а ю шийся тем, что,.с целью увеличения информативности способа за счет визуализации формы и структуры локальных неоднородностей геологических тел в прискважинном пространстве, производят последовательное дискретное изменение фокусировки луча тока, изменяя глубинность исследования по радиусу скважины, и при каждом фиксированном значении фокусировки производят сканивароние лучом тока по элементам пространства х(х,х< 1,«х<„) = f гэ, ч" ) y(y ° цилиндрические координаты скважины, и элементам времени T(t„ ,...,t ), измеряют функции спектрозональных составляющих u(u,u,...,u ) удельного электрического сопротивле» ния rpe u „1, = яц я (, - Я кажу» щееся электрическое сопротивление при фокусировке, соответствующей радиусу исследования зонда r (m-1), а многомерный выходной сигнал воспроиз1408407

Составитель E.Ïoëÿêoâ

Техред Л.Сердюкова

Корректор А.Обручар

Редактор П.Гереши

Тираж 522 Подписнбе

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3309/50

I . Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 водят как одновременные цветоделенные сигналы изображения с а — числом элементов в строке, Ь - числом строк, с — числомкадров, m — - числом спектрозональных компонент светового поля, и по цветным плоским топограммам определяют форму и структуру локальных неоднородностей.