Способ электромагнитного каротажа скважин

 

ОПИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

236387

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 27.111.1967 (№ 1144251/26-25) Кл. 5а, 47/00

21, 30/01 с присоединением заявки №.ЧПК Е 21Ь

<"х Oli

УДК 550.837:622.241

Приоритет

Опубликовано 12,V,1970. Бюллетень ¹ 17

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Дата опубликования описания 13.Х.1970

Автор изобретения

И. M. Заслонов

Трест «Татнефтегеофизика»

Заявитель

СПОСОБ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО КАРОТАЖА СКВАЖИН

I $ л(1+ Ы) ар

Z—

R3

R — вертикальная составляющая магнитного поля; где

Предлагаемое изобретение относится к области промыслов геофизических исследований скважин.

Существующие методы электрического каоотажа скважин, основанные на измерении разности потенциалов между измерительными электродами или на измерении напряженности вторичного электромагнитного поля (индукционный каротаж), не позволяют совместно решать задачи, связанные с высокой дифференциацией разреза и большой глубинностью исследования, так каK при существующих .методах эти требования взаимно исключаются.

В cd) I3e IIpH5 енепия 3|3 IbIx 30h308 можно получить до=таточно дифференцированный разрез, но при малой глубине исследования, т. е.;при большом влиянии скважины и зоны проникновения бурового раствора, à при применении больших зондов можно значительно ослабить влияние скважины, но в этом случае получается слабая дифференциация раствора с нечеткими границами раздела пластов.

Метод индукционного каротажа также ?Ip. свободен от вышеизложенных недостатков.

При осуществлении этого метода для ослабления влияния зоны проникновения раствора на результаты измерения необходимо применять зонды с достаточно большими расстояниями между передающей и приемной катушками, что противоречит требованиям детальности расчленения разреза.

Противоречивость требования детальности, расчленения разреза и большой глубинности исследования сохраняется и при использовании фокусирующих зондов, хотя и несколько ослабляется влияние скважины и зоны IIpoникновения.

Предлагаемый способ, осчованный на измс10 рении затухания электромагнитного поля на участке между точками измерения,,позволяет голучить треоуемую дегальность расчленения разреза прп сохранении большой глубинности исследования и тем самым практически устра15 нить влияние скважины и зоны .проникновения раствора на результаты измерения. Параметр затухания опрсдсляют путем деления вели гин напряженности поля в точках измерения.

20 Для пояснения способа приведем анализ для случая однородной среды. Напряженность вертикальной составляющей магнитного полл на оси передающей катушки в однородной среде описывается следующим уравнением:

236387

15

К вЂ” gi ";77с7>.

20 (2) 25

Н (1+1(1+l)) Lç

Hsrz (1 + kL) (L + ) 35

Р,=

HAfz Hvz

Hë(z

Р,=

Ое м HZN

%к

Hzf< — % л

Hza4 Hzrc

Л, — расстояние от точки наблюдения до передающей катушки;

1, S, n — сила тока, площадь одного витка и число витков передающей кагушки, соогветственно;

К = )fi ра — ра — волновое число среды; у — проводимость среды; е, ц — диэлектрическая и магнитная проницаемости среды; с> — круговая частота электромагнитного поля; у 1

l — расстояние между приемными катушками. . В точках измерения М и У напряженность поля соответственно равна

1 8 n(1+ lг1.) l — eel ЕМ—

L3

1.S.n (1+ le(L+ l)) 1-ee(c+s) (1+ 0з где L — расстояние между передающей катушкой и первой приемной.

Отношение величин напряженностей поля в точках М и Л равно

Отношение величин напряженностей поля (Р) определяется коэффициентом установки — Ы (К) и членом е, представляющим сооой затухание электромагнитого поля на участке между приемными катушками (l), При выборе расстояния между передающей и первой приемной катушкой намного большим, чем расстояние между приемными катушками (L )) l), коэффициент установки К будет незначительно зависеть от электрических параметров среды и для выбранного зонда может считаться. постоянной величиной. — el

Затухание поля, определяемое чле ом е непосредственно связано с электрическими параметрами (у и е) участка между приемными катушками l через волновое число!г, по этому затухание поля можно использовать для расчленения пород в скважинах7 причем детальность расчленения будет определяться расстоянием l между точками измерения.

Таким образом, изменяя расстояние между

Г риемными катушками, можно регулирозать детальность |расчленения пород в скважине, сохраняя большую глубинность исследования, определяемую пасстоянием (L) между передающей и первой приемной катушками.

Как видно из выра>кения 3, отношение величин напряженности поля P не зависит от мощности излучения передающей катушки, что позволяет значительно снизить требования к передающей аппаратуре в отношении стабильности мощности излучения.

Выбор частоты электромагнитного поля опрсделяется чувствительностью и стабильностью приемной аппаратуры и мощностью изл;чения передатчика, причем дол>кно быть соблюдено условие возмо>кности применения зондов с 1.))l, Оптимальный диапазон частот при использовании сравнительно несложной аппаратуры лежит в пределах 80 — 120 кец. В этом случае мо>кно применять зонды с L = 10 — 15 л и

l)0,3 м.

При использовании таких частот слагаемым ецоФ в выражении для волнового числа среды

И) можно пренебречь, тогда Й можно определить из выражения

Так как магнитная проницаемость (ц) оса дочной толщи практически равна магнитной постоянной, можно считать, что измеряемая величин" Р однозначно связана с проводимостью среды.

В зависимости от точности используемого делительного устройства и чувствительности усилителя можно применять несколько схем н а бл юдений.

1) Tpex«aòóøå÷íûé зонд (АМЛ ) .

Измеряемой величиной является отношение напря>кенностей поля в точках Мu V

2) Трехкатушечный зонд (AMN).

Измеряемой величиной является отношение разности напряженностей поля в точках измерения к напряжеш7ости поля в одной из этих точек

3) Четырехкатушечный зонд (АМКЛ ) ..

Измеряемой величиной является отношение разности напряженностей поля в точках М и

Л к напряженности поля в точке К

4) Четырехкатушечный зонд (АМКЛ ) .

Измеряемой величиной является отношение разностей напряженностей поля

Для осуществления способа можно использовать, например, установку, блок-схема Которой показана на чертеже.

l236387

1

1»- Й

Редактор Л. К. Ушакова Составитель Э. А. Терехова Корректоры; А. Абрамова и М. Коробова

Заказ 2766/4 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 415

Типография, пр. Сапунова, 2

Скважинный передатчик 1 питает передающую катушку А током заданной частоты 80 —120 кги. Возбужденное передающей катушкой

А электромагнитное поле улавливается с по. мощью двух приемных катушек М и Л, находящихся на расстоянии (L, L+ l) от передающей катушки А, значительно превышающем расстояние между ними (1.)) l) . Сигналы, улавливаемые приемными катушками .Ч и Ж, усиливаются одним и тем же избирательным усилителем 2, вход которого переменно подключается с помощью коммутаторного устройства 8 к приемным катушкам, а выход с помощью коммутаторного устройства 4 — ко входу делительного устройства 5. Коммутаторные устройства 3 и 4 питаются от одного генератора 6. Усиленные сигналы, пропорциональные напряженности поля в точках измерения, выпрямляются выпрямителем 7 и подактся на точный электронный делитель, позволяющий получать часгное с точностью до 0,1 10.

Постоянное напряжение, пропорциональное частному от деления напряженностей поля в точках измерения, представляющее собой затухание поля P на участке между приемными катушками в выбранном масштабе, передается по кабелю типа ГТП íà поверхность зем. IH. где регистрируется любой каротажной станцией.

Предмет изобретения

Способ электромагнитного каротажа сква10 жин, при котором в скважине возбуждают электромагнитное поле и измеряют напряженность поля в точке измерения, отличающийся тем, что, с целью получения требуемой детальности разреза пород при сохранении большой

15 глубинности исследования, а также устранения влияния нестабильности мощности источника поля на результаты измерения,:в процессе каротажа определяют затухание электромагнитного поля на участке между точками

20 измерения путем деления величин напряженностей поля в этих точках и проводят расчлекение пород в скважине по измеренной величине затухания.