Устройство ядерно-магнитного каротажа для исследования скважин малого диаметра

Использование: для ядерно-магнитного каротажа скважин. Сущность заключается в том, что устройство ядерно-магнитного каротажа для исследования скважин малого диаметра содержит источник постоянного тока, усилитель, коммутатор, основную катушку индуктивности, соединенную через коммутатор с источником постоянного тока, при этом в него введены, по меньшей мере, две дополнительные катушки индуктивности, включенные попарно и последовательно основной катушки индуктивности, расположенные симметрично относительно ее средней точки, их входы соединены с основной катушкой индуктивности через коммутатор, а выходы подсоединены к усилителю. Технический результат: повышение общей добротности измерительного тракта, снижение уровня помех, повышение надежности и точности замера сигнала. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для исследования бурящихся нефтяных, газовых и гидрогеологических скважин методом ядерно-магнитного резонанса в магнитном поле Земли.

Известен зонд для ядерно-магнитного каротажа (а.с. №938234, МПК G01V 3/32, опубл. 23.06.1982), состоящий из основной катушки индуктивности, дополнительной катушки, коммутатора.

Известно устройство для ядерно-магнитного каротажа (а.с. №168217, МПК G01V 3/32, Е21В 49/00, опубл. 01.01.1965), состоящее из катушки, источника тока, коммутатора, усилителя.

Известно устройство для ядерного магнитного каротажа (а.с. №620882, МПК G01N 27/78, G01V 3/14, опубл. 25.08.1978), содержащее основную и дополнительную катушки, соединенные с коммутатором, который связан с усилителем и измерительной схемой, размещенные на одном уровне по оси устройства.

Известно устройство для ядерного магнитного каротажа (а.с. №669898, МПК G01V 3/32, Е21В 47/00, опубл. 20.04.2000), ближайшее по технической сущности к заявляемому устройству и принятое за прототип, содержащее источник постоянного тока, ключи и катушку поляризации, которая соединена через контакты ключа с источником постоянного тока и входом усилителя, в него введен коммутатор, выходы которого соединены с источником постоянного тока.

Известное устройство невозможно использовать при проведении исследований в скважине диаметром от 120 до 180 мм, а также проведение исследований методом ядерно-магнитного каротажа через буровой инструмент, внутренний диаметр которых составляет около 90 мм, т.к. для скважин диаметром от 216 мм и больше диаметр зондовой части скважинного прибора составляет 140 мм. Уменьшение же диаметра зонда для скважин меньшего диаметра приводит к тому, что добротность основной катушки и всего измерительного тракта становится малой, и сигналы ядерно-магнитного каротажа невозможно выделить на фоне помех и, как следствие, регистрировать.

Задачей изобретения является создание устройства ядерно-магнитного каротажа для регистрации сигналов ядерно-магнитного каротажа в скважинах малого диаметра.

Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, заключается в повышении общей добротности измерительного тракта и снижении уровня помех, повышении надежности и точности замера сигнала.

Технический результат достигается тем, что в устройстве ядерно-магнитного каротажа для исследования скважин малого диаметра, содержащем источник постоянного тока, усилитель, коммутатор, основную катушку индуктивности, соединенную через коммутатор с источником постоянного тока, новым является то, что в него введены, по меньшей мере, две дополнительные катушки индуктивности, включенные попарно и последовательно основной катушки индуктивности, расположенные симметрично относительно ее средней точки, их входы соединены с основной катушкой индуктивности через коммутатор, а выходы подсоединены к усилителю.

Дополнительные катушки намотаны на кольцевые сердечники из магнитного материала, например феррита, магнитодиэлектрика.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства ядерно-магнитного каротажа для исследования скважин малого диаметра.

На фиг.2 представлена принципиальная электрическая схема устройства ядерно-магнитного каротажа для исследования скважин малого диаметра, где К1.1, К1.2, К2.1, К2.2, К3.1 - контакты реле.

На фиг.3 представлен интервал диаграммы, полученной с помощью предлагаемого устройства, на котором слева изображены кривые стандартного комплекса геофизических исследований скважин, а справа кривые амплитуд сигнала при ЯМК, т.е. кривые U1, U2 и U3, которые идентичны кривым сигналов, зарегистрированных обычным скважинным прибором ЯМК диаметром 140 мм.

Здесь 1 - основная катушка индуктивности, 2 - коммутатор, 3 - дополнительные катушки индуктивности, 4 - усилитель, 5 - источник постоянного тока.

Устройство ядерно-магнитного каротажа для исследования скважин малого диаметра содержит основную катушку индуктивности 1 для поляризации и приема сигналов, подключенную через коммутатор 2 к источнику постоянного тока 5, а также две дополнительные катушки индуктивности 3, намотанные на кольцевые сердечники из магнитного материала, например феррита, магнитодиэлектрика (альсифера, марганец-пермалоя и др.), подключенные к усилителю 4, и подключаемые на время регистрации сигналов к основной катушке индуктивности 1 через коммутатор 2.

Работает устройство следующим образом (см. фиг.2).

Устройство погружают на заданную глубину. Для проведения ядерно-магнитного каротажа сначала проводится поляризация окружающей среды, затем прием сигналов от ядер водорода в пластовом флюиде. Перед началом поляризации контакты реле К1.1 и К1.2 замыкаются, тем самым коммутатор 2 подключает основную катушку 1 к источнику постоянного тока 5 и через основную катушку 1 протекает постоянный ток. Таким образом, происходит поляризация окружающей среды. Контакты реле К3.1 находятся в отключенном состоянии. Дополнительные катушки 3 и усилитель 4 в момент поляризации отключены от основной катушки 1 за счет того, что контакты реле К2.1 и К2.2 замкнуты и шунтируют дополнительные катушки 3 и усилитель 4 за счет схемы защиты, которая находится в нем. Во время приема сигнала контакты реле К1.1 и К1.2 отключаются, тем самым коммутатор 2 отключает основную катушку 1 от источника постоянного тока 5, контакты реле К2.1 и К2.2 размыкаются, тем самым коммутатор 2 подключает ее к дополнительным катушкам индуктивности 3. Контакты реле К3.1 замыкаются, образуя тем самым «среднюю точку» основной катушки индуктивности, которая соединяется с "землей". Сигнал, принимаемый основной катушкой 1 и дополнительными катушками 3, проходит через усилитель 4 и передается на поверхность. Далее цикл поляризации и приема повторяется.

Оптимальные параметры основной катушки зонда малого диаметра определяются расчетным путем («Расчет зонда ядерно-магнитного каротажа с оптимальными электрическими параметрами» Аксельрод С.М. и др., «Геофиз. аппаратура», 1978, №64, с.137-143, «The nuclear magnetism log - a guide for fild use» Brown R.J.S., Neuman C.H., "Log Anal.", 1982, 23, №5).

При расчете параметров зонда диаметром 80 мм для скважинного прибора ядерно-магнитного каротажа оказывается, что добротность основной катушки индуктивности 1, обеспечивающей регистрацию сигналов, становится равной 40-50. Такая величина является недостаточной для выделения их на уровне помех. При подключении дополнительных катушек индуктивности 3, имеющих добротность порядка 120, общая добротность измерительного тракта становится равной 70-90, что обеспечивает уверенную регистрацию сигналов. Добротность дополнительных катушек должна быть больше, чем добротность основной катушки, чтобы обеспечить общую добротность измерительного тракта, достаточную для выделения сигналов на фоне помехи.

Это достигается благодаря тому, что дополнительные катушки намотаны на кольцевые сердечники из магнитного материала, например феррита, магнитодиэлектрика (альсифера, марганец-пермалоя и др.). Сердечники из такого материала обеспечивают большую добротность дополнительных катушек, которые наматываются на них, чем добротность основной катушки, к тому же они обеспечивают минимальные изменения добротности дополнительных катушек при высоких температурах в скважине.

Таким образом, предлагаемое устройство ядерно-магнитного каротажа с использованием зонда малого диаметра позволяет исследовать скважины малого диаметра и повысить надежность и точность получаемого сигнала за счет повышения общей добротности измерительного тракта.

Предлагаемым устройством проведены исследования в скважинах диаметром 155 мм, 140 мм и 120 мм и получены данные, подтверждающие его эффективность.

1. Устройство ядерно-магнитного каротажа для исследования скважин малого диаметра, содержащее источник постоянного тока, усилитель, коммутатор, основную катушку индуктивности, соединенную через коммутатор с источником постоянного тока, отличающееся тем, что в него введены, по меньшей мере, две дополнительные катушки индуктивности, включенные попарно и последовательно основной катушки индуктивности, расположенные симметрично относительно ее средней точки, их входы соединены с основной катушкой индуктивности через коммутатор, а выходы подсоединены к усилителю.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительные катушки намотаны на кольцевые сердечники из магнитного материала.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к геофизическим методам исследования скважин, в частности к ядерно-магнитному каротажу прижимными приборами, применяемыми для исследования нефтяных и газовых скважин.

Изобретение относится к промысловой геофизике и может быть использовано при исследовании свойств горных пород в нефтяных и газовых скважинах методом ядерно-магнитного резонанса в магнитном поле Земли (в слабом поле), а также в скважинах, пробуренных на воду, на основе измерения индекса свободного флюида (ИСФ).

Изобретение относится к способу получения параметров горных пород с помощью прибора ядерного магнитного каротажа. .

Изобретение относится к геофизическим методам исследования скважин, в частности к ядерно-магнитному каротажу (ЯМК), применяемому для исследования нефтяных и газовых скважин.

Изобретение относится к области геофизических исследований в скважине на основе ядерного магнитного резонанса (ЯМР). .

Изобретение относится к устройству и способу для определения, оценки, прогнозирования, т.е. .

Изобретение относится к исследованиям околоскважинного пространства методом ядерно-магнитного резонанса (ЯМР). .

Изобретение относится к устройству и способам определения параметров, представляющим свойства пласта и свойства текучей среды пластов подземных коллекторов, конкретно углеводородных коллекторов

Изобретение относится к устройствам ЯМР, в частности по методу регистрации сигнала свободной прецессии в магнитном поле Земли для исследования образцов керна бурящихся нефтяных, газовых и гидрогеологических скважин

Изобретение относится к геофизическим методам исследования скважин, в частности к ядерно-магнитному каротажу (ЯМК), и может быть использовано для исследования нефтяных и газовых скважин. Заявлено устройство ядерно-магнитного каротажа, состоящее из по меньшей мере одного длинного магнита, намагниченного перпендикулярно его продольной оси, и радиочастотной катушки для создания поля, перпендикулярного полю магнита, генератора радиоимпульсов, приемника сигналов ядерно-магнитного резонанса и согласующего устройства, на первый вход которого подключено начало радиочастотной катушки, конец которой соединен с общей точкой согласующего устройства, на второй вход которого подключен выход генератора радиоимпульсов, а выход согласующего устройства соединен с входом приемника сигналов ядерно-магнитного резонанса. Магнит выполнен из проводящего редкоземельного материала SmCo в виде длинного цилиндра, намагниченного перпендикулярно его продольной оси и широкой боковой поверхности. Радиочастотная катушка намотана на цилиндре, диаметр которого не менее диаметра поперечного сечения магнита, находящегося внутри цилиндра. Причем витки катушки лежат в плоскостях параллельных длинной оси магнита и перпендикулярных его полюсам в симметричных секторах, находящихся напротив полюсов магнита. Поверх радиочастотной катушки расположено экранирующее устройство. Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение чувствительности и глубинности исследования при ядерно-магнитном каротаже зондами малого диаметра. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к исследованию геомеханический свойств пластов. Техническим результатом являются повышение точности определения и результативности стимуляции хрупких зон коллекторов, а также повышение экономичности исследования вновь бурящихся скважин. Способ включает геофизические исследования скважин, лабораторные исследования кернов, выявление по совокупности данных лабораторных исследований кернов и геофизических исследований скважин взаимозависимости геомеханических характеристик пласта и каротажных диаграмм, выявление по совокупности данных геофизических исследований скважин геомеханических характеристик пласта на основе распространенных каротажных диаграмм и выявленной взаимозависимости геомеханических характеристик пласта и каротажных диаграмм. При этом геомеханические характеристики пласта определяются посредством многофакторной регрессии изменения каротажных диаграмм, которые учитывают содержание глин и пористость породы по математической формуле. 1 пр., 1 ил.

Использование: для осуществления каротажа во время бурения с использованием ядерно-магнитно-резонансного инструмента. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют ядерно-магнитно-резонансный каротаж во время бурения с использованием магнитов, помещенных снаружи утяжеленной бурильной трубы, и магнитно-проницаемых элементов для регулирования градиента магнитного поля. Набор магнитов может быть расположен на утяжеленной бурильной трубе и/или встроен в нее, при этом антенна расположена в осевом направлении между ними. В качестве варианта набор магнитов и антенна, размещенная между ними, могут быть расположены на втулке, которая скользит по выемке в утяжеленной бурильной трубе. В дополнение к этому проницаемый элемент может быть расположен в осевом направлении между набором магнитов для изменения глубины исследования. Технический результат: обеспечение возможности использования увеличенного объема магнитного материала, а также обеспечение возможности изменения конфигурации магнитного поля. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 16 ил.

Использование: для измерений качественных показателей пластов. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют сбор множества моментальных снимков ядерного магнитного резонанса (ЯМР) из ствола скважины, показывающих изменения в геологическом пласте и определяющих данные ядерного магнитного резонанса. Также выполняют идентификацию множества флюидов в геологическом пласте на основании данных ядерного магнитного резонанса, определяют соответствующие сигнатуры ядерного магнитного резонанса для идентифицированных флюидов на основании данных ядерного магнитного резонанса, определяют кажущиеся объемы для идентифицированных флюидов на основании сигнатур ядерного магнитного резонанса и определяют скорректированные объемы для идентифицированных флюидов на основании кажущихся объемов. Технический результат: повышение точности и достоверности при определении характеристик составляющих пласта. 4 н. и 22 з.п. ф-лы, 81 ил.

Изобретение относится к средствам для каротажа скважин посредством ядерного магнитного резонанса. Техническим результатом является обеспечение повышенного значения отношения сигнала к шуму, невосприимчивость к перемещениям и избирательность по азимуту для измерений, а также устойчивость к неблагоприятному воздействию окружающей среды и предоставление достоверной или точной информации для анализа подземной среды. В частности, предложен инструмент ядерного магнитного резонанса (ЯМР) для использования в стволе скважины в подземной области, содержащий магнитный узел для создания магнитного поля в объеме в подземной области, и антенный узел для создания возбуждения в указанном объеме и для получения от указанного объема отклика, избирательного по азимуту, на основе указанного возбуждения. Причем антенный узел содержит дипольную антенну поперечного излучения и монопольную антенну. При этом антенный узел выполнен с возможностью получения с помощью инструмента ядерного магнитного резонанса отклика, избирательного по азимуту от указанного объема, используя как дипольную антенну поперечного излучения, так и монопольную антенну. 4 н. и 22 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к устройствам для исследования бурящихся нефтяных, газовых и гидрогеологических скважин методом ядерно-магнитного резонанса в магнитном поле Земли

Наверх