Устройство для дивергентного микрокаротажа скважин

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИВЕРГЕНТНОГО МИКРОКАРОТАЖА СКВАЖН, содержащее зонд с токовым и двумя измерительными электродами, размещенный на прижимном башмаке, и электронную схему, включающую авторегулятор, предназначенную для поддержания постоянствавторой производной разности потенциалов между измерительными электро-: дами и для: измерения потенциала центрального измерительного электрода, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и повышения точности измерений, в нем зонд вьшолнен в виде кольцевых электродов , коаксиально расположенных вокруг центрального точечного измери-' тельного электрода, причем внешний кольцевой электрод вьшолнен объемным и является токовым, а внутренний - измерительным.

®ФМа

ЩЯ;, .)t,цР . 1 г„

6аФеет н Щ, r °

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„217318 (51) 4 G 01 V 3/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

I (21) 1117544/26-25 (22) l2.12.66 (46) 30.06.86. Вюл. Ф 24 (71) Восточный геофизический трест (72) Н.И.Рыхлинский, Н.Н.Зефиров и А.С.Кашик. (53) 550.837:622.241 (088.8) (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИВЕРГЕНТНОГО ИИКРОКАРОТАЖА СКВАЖИН, содержащее зонд с токовым и двумя измерительными электродами, размещенный на прижимном башмаке, и электронную схему, включающую авторегулятрр, предназначенную для поддержания постоянства второй производной разности потенциалов между измерительными электродами и для :измерения потенциала центрального измерительного электрода, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью .упрощения устройства и повышения точности измерений, в нем зонд выполнен в виде кольцевых электродов, коаксиально расположенных вок. руг центрального точечного измерительного электрода, причем внешний кольцевой электрод выполнен объемным и является токовым, а внутренний —, измерительным. 40

1 2

Известные устройства для микрокаротажа и микробокового коротажа скважин, содержащие зонд с точечными электродами, размещенный на прижимном башмаке, и измерительную схему, дают результаты измерений, значительно подверженные влиянию глинистой корки и геометрии стенок скважины.

Предлагаемое устройство дивергент" ного микрокаротажа позволяет получить результаты измерений, меньше подвергнутые влиянию этих факторов, чем результаты измерений любыми дру.гими устройствами. Это обеспечива ется благодаря наличию в нем трехэлектродного зонда, у которого токовый и один из измерительных электродов выполнены кольцевыми.При этом кольцо токового электрода выполнено объемным и коаксиально расположено вокруг второго кольцевого измерительного электрода и центрального точечного измерительного электрода..

Такая конструкция зонда обеспе-. чивает наличие экстремума в,точке измерения потенциала и не требует применения авторегулятора для поддержания экстремума.

На фиг.1 показана схема предла гаемого устройства; на фиг.2 — его зонд, Устройство состоит из наземной аппаратуры и скважинного прибора, Наземная аппаратура содержит блок . питания 1 и блок регистрации 2 и 3, поступающий из скважинного прибора сигнала .

Скважинный прибор включает зонд, содержащий токовый электрод д и два измерительных электрода М и М, и

:электродную схему. Электрод A выполнен в виде объемного кольца, ко,аксиально расположенного вокруг из мерительных электродов и контакти:рующего при движении со стенкой скважины. Электрод М выполнен в виде плоского кольца, вмонтированного в башмак зонда.

Электронная схема скважиниого при" бора состоит из авторегулятора, собранного на лампах 4 — 8 и служащего для питания токового электрода Д зонда и поддержания постоянства разности потенциалов между электродами

Щ и N зонда, и усилителя измеряемого сигнала, собранного на лампах 9, 10 и служащего для усиления и согласования с параметрами кабеля потенциа17318 2 ла электрода И . Кроме того, эта схе ма включает задающий генератор на лампе 11, служащий для питания переменным током модулятора авторегулятора, и схему 12 коммутации на реле для телеуправления процессом измерения. Устройство предназначено для работы на одножильном кабеле.

Для описания действия устройства воспользуемся цилиндрической системой координат, начало которой находится в центре электрода М и ось 2 которой перпендикулярна плоскости башмака. В данном случае ток, исходящий от электрода А в полость,в которой расположены измерительные элект- . роды М и N, постепенно растекает- . ся в пласт по направлению оси 2 . На основании известного уравнения электродинамики d:1 =0 легко установить, что изменение силы тока на элементарном участке полости в радиальном направлении к электроду.N равно силе тока, исходящей в пласт в пределах этого элементарного участка, т.е

3 „Ж

-3 „(), с r

Далее потенциал на поверхности башмака с координатами Z=O и r равен

u(l)= (Ч п, где R „— сопротивление, оказываемое току 3<(1) в пределах измерительных электродов (сопротивление присква35 жиннои эоны пласта) ° Изменение элек рического потенциала в пределах .полости в направлении коорпинаты равно где R — сопротивление току Д „() элементарного участка пространства полости башмака с координатой г..

Продифференцировав выражение (3) по с учетом того, что все параметры этого выражения в общем являются функциями координаты л, и подставив

50 результат дифференцирования а также

1 выражение (2) в уравнение (1}, получим l d 0(г) t dac dV(l Rñ

+ U(l) О

Учитывая, это полость, в которой находятся измерительные электроды, расположена внутри токового электроdU»

Е - =0

H то уравнение (4) примет вид

6 0 Оср-"д

Š—. p

6Р2 6Р2

Редактор О. Филиппова Техред М.Ходанич

Корректор Т. Колб

Заказ 3624/4 Тираж 728

ВНИИПИ Государственного комитета СССР . по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно"полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная, 4

3 21 да, в центре которого напряженность электрического поля равна нулю, т.е.

Л "м "с

2 R н

+ — u -0.

У

Йзмерив.потенциал электрода ill и его вторую производную в направлении координаты 1, определяем отношение сопротивлений Рд и, т.е,, зная .сопротивление среды, заполняющей полость измерительных электродов башмака, находим сопротивление R, которое пропорционально сопротивлению прискважинной зоны пласта. На пракJZ 011 тике вместо " измеряют близкую й» . ей по величине вторую раз но ст ь бг

Из теории функций известно, что

7318 4 где l1с — среднеарифметическая величина потенциалов на конечном достаточно малом расстоянии 61. в различных направлениях от точки 1 в полос ти Z . Такие условия измерения 0« обеспечивают кольцевой электрод М > концентрически расположенный относительно электрода Р1 .В этом случае его потенциал Ь„Oc) и 0U q 2(UM-"u)

10 тогда

R„ ll 11 с. 2 1м "н

Посредством авторегулятора, . уп15 равляющего током электрода 4, под" держивается постоянной величина разности потенциалов между кольцевым Al и точечным Я электродами, т.е.

1 с и д и. м 1к " Р ь 0 соп54

Обеспечив постоянство второй разности посредством усилителя 9 и регистратора 2, 3 измеряют потенциал электрода М, который в данных усло25 виях пропорционален электрическому сопротивлению прискважинной зоны плас та.