Способ электрического каротажа

 

ОПИСАЙИЕ

ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

233119

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл. 21g, 30/01

5а, 47/00

Заявлено 31.Х.1967 (№ 1193746/26-25) с присоединением заявки ¹

Приоритет

МПК G Olv

Е 21b

УДК 550.837:622.241 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 18.Х11,1968. Бюллетень № 2 за 1969 г.

Дата опубликования описания 18.IV.1969

Автор изобретения

О. М, Косенков

Комплексная тематическая геофизическая экспедиция

Заявитель

СПОСОБ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО КАРОТАЖА

V — 17 +V — + э э

1 о Кэ

1 о +,"э т рвк К К -1- и

4 (20

Изобретение относится к геофизическим методам исследования скважин, в частности к методам электрического каротажа с автоматической регулировкой поля.

Известны способы электрического каротажа с автоматической регулировкой поля такие, как боковой трехэлектродный, боковой семиэлектродный, дивергентный и некоторые другие виды каротажа. Наиболее близким прототипом предполагаемого изобретения является способ бокового семиэлектродного каротажа

БК-7. Способ бокового семиэлектродного каротажа заключается в создании в скважине электрического поля с помощью зонда, имеющего основной токовый электрод Ао, два симметричных токовых экранных электрода А...

А,, и две пары контрольных электродов

M>N> и М,,Л ... расположенных симметрично электроду Ао внутри зонда, и измерении потенциала одного из контрольных электродов относительно потенциала удаленного измерительного электрода ¹=.

Принцип работы зонда БК-7 следующий.

Через центральный токовый электрод Ао пропускается ток Ip постоянной амплитуды, под действием которого на контрольных электродах возникает напряжение AVp. При протекании тока 1, через экранные электроды, имеющего ту же полярность, что и ток Ip, на контрольных электродах MN возникает напряжение Л V Соответствующее автокомпенсационное устройство уравнивает величины напряжений Л1о и Л1 „меняя амплитуду тока

I Физический смысл величин напряжений

ЛГо и ЛГ, следующий: ЛГо — разность потенциалов, пропорциональная первой производной потенциала основного задающего электрического поля, возникающего при протекании тока lo через электрод А„; ЛГ, — разность потенциалов пропорциональная второй производной потенциала дополнительного регулируемого электрического поля, возникающего при протекании тока 1э через экранные электроды.

Так как измеряется суммарный потенциал одного из контрольных электродов, то можно записать:

25 где 1 о — потенциал контрольного электрола, возникающий при протекании тока I„; 1, — то же самое для тока I,; р, и p, — кажущиеся сопротивления потенциал-зондов А,М и

А1эМА2э, К, и К, — коэффициенты этих зон30 дов; рвк — кажущееся сопротивление зонда

233119

Таблица

;"к/,"с

2,2

5,6

7,3

13

24

52

106

1,9

4,2

7,1

13

22

52

100

5

250

1,5

4,2

6,9

13

31 бб

138

1,7

4,8

8,0

13

62

130

65 величина p„/о, зоны проникновезоны проникновеД/с/ = 8 (d — диа/э

БК-7; и = — — отношение амплитуд токов;

/о

К вЂ” коэффициент зонда БК-7.

Таким образом, кажущееся сопротивление зонда БК-7 есть функция от параметров рэ и и. Параметр tl. пропорционален первой производной потенциала основного задающего поля и обратно пропорционален второй производной потенциала дополнительного регулируемого поля. Как известно, радиус исследования при фиксированном размере зонда наибольший у потенциал-зонда и падает по мере увеличения порядка производной потенциала.

Так, например, радиус исследования градиентзонда и зонда для второй производной соответственно в два и четыре раза меньше радиуса исследования потенциал-зонда. Так как параметр и зависит от первой производной потенциала Vp и второй производной потенциала VÄ То параметр и в основном зависит от удельного сопротивления прискважпнной зоны, т. е, зоны проникновения в случае проницаемого пласта. Таким образом, величина и †и пропорциональный этой величине по/ э тенциал V, зависят от прискважинной зоны.

Так как измеряемый потенциал есть сумма потенциалов V> и VÄ TO и он оказывается зависимым от прискважинной зоны. Это объясняет достаточно низкую эффективность способа бокового семиэлектродного каротажа для измерения удельного сопротивления незатронутой части пластов коллекторов и широкое применение зондов БК-7 для измерения удельного сопротивления прискважинной зоны.

Предлагаемый способ позволяет существенно ослабить влияние прискважинной зоны при измерении удельного сопротивления пласта и отличается тем, что в скважине создают дополнительное регулируемое компенсирующее электрическое поле, потенциал которого в точке измерения противоположен по знаку потенциалу основного задающего электрического поля.

На фиг. 1 изображены некоторые варианты зондов; на фиг. 2 — блок-схема измерений для зонда с точечными электродами; на фиг. 3— блок-схема для зонда с протяженными электродами.

Пусть мы имеем многоэлектродную установку, создающую в скважине основное задающее и дополнительное регулируемое электрическое поле, и по-прежнему измеряем потенциал одного из контрольных электродов относительно электрода Л 00. Измеряемые потенциалы Vo V основного задающего и дополнительного регулируемого электрических полей содержат информацию как о дальней, так и о прискважинной зоне. Вычитая потенциал из потенциала Vo, мы можем при определенных условиях исключить информацию о прискважинной зоне. Другими словами, дополнительное регулируемое электрическое поле будет компенсировать влияние прискважинной зоны на основное задающее электрическое поле. Наилучшим вариантом является тот, при котором дополнительное поле определяется присква>кпнно11 зоной и почти не зависит от удельного сопротивления дальней зоны.

Рассмотрим для примера один из классов зондов предлагаемого способа.

Возьмем потенциал-зонд А„М длиной порядка 2 — -4 диаметров скважины. Экранные электро,11 1 133cl10 10> ll l T3lilll t образом, L1T00hl хотя бы один из них попал внутрь зонда межэлсктРОДами Лэ H М. 3То 11PlfBQJHT K Toivel), что ток /, должен быть в противофазе с током /„, текущим через электрод А„. Таким образом, потенциал V в точке измерения будет противоположен по знаку потенциалу для любых значений удельных сопротивлений горных пород. Следуя традиции, обозначим экранный электрод, ближайший к электроду

Л!, через В,. Обратный электрод А, может находиться либо вне зонда со стороны электрода А, либо не бесконечности, либо между электродами А> и Во. Возможен вариант, когда электроды Аэ и А, совмещены. Условий регулирования может быть много, но практическое значение имеют лишь три: компенсация до нуля и точке М первой производной потенциала тока /э основного электрода Àll,. компенсация до нуля второй производной потенциала тока основного электрода; компенсация до нуля в некоторой точке между электродами Вэ и М потенциала тока основного элекТро1а. Во всех случаях измеряется разность потенциалов между электродами М и Л/= .

В качестве примера приведем один такой зонд Ао, А,2dB,0,75 АИ 0,5 de. Электроды

Во и Ж относятся на значительные расстояния. На фиг. 2 приведены следующие обозначения: à — генератор тока основного задающего поля; А — автокомпенсационное устройство для создания дополнительного регулируемого поля, Л вЂ” измерительный блок.

В таблице приведены расчетные данные для этого зонда для пластов бесконечной мощности при; Л/ с = 20

/1/1=1! Цсй=2 D/dÐ=4 ЦФ=8

Из таблицы видно, что мало зависит от диаметра ния Д и от наличия самой ния по крайней мере до метр скважины).

233119

Возможны и другие типы зондов, в которых применена компенсация прискважинной зоны по вышеуказанному способу.. Например, в качестве основного задающего поля можно использовать поле зонда бокового каротажа. На фиг. 3 приведены следующие обозначения:

à — генератор тока центрального электрода зонда БК-3; А, — авторегулятор, регулирующий ток через экранные электроды зонда

БК-3; А, — автокомпенсационное устройство для создания дополнительного регулируемого поля. В этом случае также потенциал дополнительного поля противоположен по знаку потенциалу задающего поля.

Способ электрического каротажа с автоматической регулировкой поля, заключающийся в создании в скважине основного задающего и фокусирующего электрических полей и измерении разности потенциалов, характеризующей удельное сопротивление горных пород, от гичаюш,ийся тем, что, с целью исключения влияния прискважинной зоны, в скважине создают дополнительное регулируемое компенсирующее электрическое поле, потенциал которого в точке измерения противоположен по знаку потенциалу основного задающего элек15 трического поля.

Г

I

1 Ао Аг 8г ! о о о

А Аз в, о о

I

4, Ве о о о

Ае вз о о

УсеиА регупиродония у» -О м о

iV о

Фо

V о м о

iV о

У о

Л о

Чслойие регулиройо»ие У», (/» и во о

8 Ni + Vã о о о о

Ае о

8о о л/ о л, м л, о о о о в. воАе I

lyi м л, о о о мо

8, Л, м л, о о о о

Уепедие регупировия (У у ) би о»о!- и л- 8, 1

8 ве о % 4 о о л, л; м о о о е Л, о о

Лг о о

% К о о о о

Л 8 о о в, л, о о м о о л, л г о о в. А, 1

I ве Аг 1

A о л г о о

Лз IVo о о

8 Л, о о

1

Услойие регулиридо»ие o y

Аоо веу ЛЛ IVz м >/g Ло вог Авг

Лоо

Фиг. 1

А, l о

А,-А, 1

Аг А о о

Aî

1 о

Ар о

Ае Аг о

1 Ае А. о о

Aî

Предмет изобретения

8о

I в, 1 в. о

l в.-А, 1

233119

4 э

Фиа. 2

Составитель Ю. И. Сериков

Редактор Е. В. Семанова Техред Л. Я. Левина

Корректор А. П. Васильева

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 511/18 Тираж 437 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4