Способ и устройство для измерения кажущегося электрического сопротивления пород в условиях обсаженных скважин



Способ и устройство для измерения кажущегося электрического сопротивления пород в условиях обсаженных скважин
Способ и устройство для измерения кажущегося электрического сопротивления пород в условиях обсаженных скважин
Способ и устройство для измерения кажущегося электрического сопротивления пород в условиях обсаженных скважин
Способ и устройство для измерения кажущегося электрического сопротивления пород в условиях обсаженных скважин
Способ и устройство для измерения кажущегося электрического сопротивления пород в условиях обсаженных скважин
Способ и устройство для измерения кажущегося электрического сопротивления пород в условиях обсаженных скважин

 


Владельцы патента RU 2526520:

Общество с ограниченной ответственностью "ПетроТул" (RU)

Изобретение относится к области геофизических исследований обсаженных скважин. Сущность: возбуждение электромагнитного поля производят с помощью генераторной соленоидной катушки индуктивности, питаемой разнополярными импульсами тока длительностью, например, 150 ms. Прием нестационарного магнитного поля вихревых токов производят соленоидной катушкой индуктивности с ферритовым сердечником в диапазоне времен от 150 ms до 500 ms от момента выключения тока питания генераторной соленоидной катушки в непрерывном режиме. Сигнал с приемной катушки предварительно усиливают за счет применения высокодобротного контура ударного возбуждения, включающего тороидальную катушку индуктивности. По анализу кривых спада электромагнитного поля производят расчет кажущегося электрического сопротивления. Устройство содержит источник зондирующего тока, генераторную и компенсационную катушки, размещенные соосно и коаксиально и соединенные встречно через источник зондирующего тока, приемную катушку, блок согласования, регистрирующее устройство, дополнительную катушку индуктивности тороидальной формы и коммутирующие элементы. Тороидальная катушка индуктивности соединена с приемной катушкой через коммутирующие элементы параллельно с блоком согласования. Технический результат: измерение кажущегося сопротивления пород в условиях обсаженных скважин без контакта с колонной и с достаточной точностью. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.

 

Предлагаемые способ и устройство относятся к области геофизических исследований скважин и предназначены для определения кажущегося электрического сопротивления горных пород в условиях обсаженных скважин.

Известны способы измерения кажущегося электрического сопротивления пород в условия обсаженных скважин ИНТЕХ-НЭК (ОАО НПП ГЕРС, г.Тверь, ЭКОС-31-7М (ООО НППГТ «Геофизика» г.Пятигорск), ЭКРАН (ЗАО ПГО «Тюменьпромгеофизика») [1], разработанные по одному принципу, предложенному профессором Альпиным Л.М. в 1939 г. [2] и развитом в работах Кауфмана А.А. [3, 4].

Известен способ, реализованный на аналогичном принципе в оборудовании CHFR (Schlumberger) [5].

В данных технологиях (способах) используются зонды, состоящие из токовых и измерительных электродов.

В процессе проведения исследования прибор создает в обсадной колонне ток, распространяющийся вниз и вверх по колонне и замыкающийся на поверхностный электрод. Основная составляющая тока (более 99.99%) протекает по колонне, в то время как небольшая часть отходит в породу - потенциал именно этой компоненты измеряется.

Измерения при данных технологиях производят следующим способом: на обсадную стальную колонну, сверху и снизу, симметрично относительно измерителей, поочередно во времени через токовые электроды подают ток питания силой в несколько ампер. Обратный токовый электрод располагается на поверхности (как правило, используется устье колонны соседней скважины). Производят измерения потенциала в точке N относительно удаленной точки, расположенной на устье скважины, в которой производят измерения, первой разности потенциала AU между точками приема потенциала (в аппаратуре ЭКОС-31-7М расстояние - 1 м) и второй разности потенциала d2U на измерительной базе M1NM2 (электрод N расположен посередине между электродами M1 и М2). Эти измерения производятся при стоянке прибора на точке, причем на каждой точке не менее двух раз: когда ток питания колонны подан через токовый электрод А1 и токовый электрод А2. Основное требование к проведению измерений - соблюдение условия стационарности измерений, то есть качественные измерения возможны лишь в том случае, когда условия проведения измерений не менялись на протяжении всего времени регистрации сигналов от обоих токов колонны [5].

Типичное сопротивление пород примерно в 108 раз больше, чем сопротивление стальной обсадной колонны, поэтому измеряемая разность потенциалов находится в диапазоне первых нановольт и их долей (10-9 В).

Данный способ получил ограниченное применение в геофизических исследованиях нефтегазовых скважин старого фонда с конечной целью изучения коэффициента текущей нефтенасыщенности пород-коллекторов нефти [6-7].

Широкое применение этой технологии ограничено: во-первых, требованием хорошего полного контакта электродов с колонной, что очень сложно добиться в скважинах старого фонда, когда имеются значительные нарушения целостности колонны; во-вторых, - возможностью проведения только поточечных измерений с фиксированием блока измерительных датчиков в стволе скважины до 15 минут на каждой точке, что существенно увеличивает время исследований,

Зондовые устройства должны обеспечивать измерение электрического сопротивления в диапазоне 1-200 Омм в скважинах, заполненных проводящей жидкостью на водной основе и в смеси с нефтью, а также в сухих скважинах.

Таким образом, системы CHFR, применяемые в Schlwnberge, и ЭКОС-31-7М и НЭК, разработанные в России, не гарантируют необходимой точности определения измерения электрического сопротивления и, соответственно - определения текущей нефтенасыщенности коллекторов.

Целью предлагаемого решения является устранение недостатков известных указанных технологий путем создания технологии бесконтактных измерений кажущегося электрического сопротивления пород в условиях обсаженных скважин.

Поставленная цель достигается тем, что применен нестационарный режим измерения электромагнитного поля.

Основное отличие гармонического режима в импульсном варианте и нестационарного режима измерений в рассматриваемом аспекте заключается в том, что при гармоническом режиме измерение вторичного электромагнитного поля производят в период пропускания генераторного импульса, когда электромагнитное поле пропускаемого импульса во много раз превышает измеряемый сигнал, и много усилий надо приложить для того, чтобы скомпенсировать влияние генераторного сигнала, что и делается в технологии CHFR и созданных на его базе разработках. В случае применения нестационарного режима возбуждения и регистрации полей измерение принимаемого вихревого электромагнитного поля производится после выключения генераторного импульса, при этом детально регистрируется процесс спада электромагнитного поля в диапазоне паузы генераторного импульса, когда первичное поле полностью отсутствует.

Кривая спада вторичного электромагнитного поля, близкая к закону е-1, отражает спад поля вихревых токов, возбужденных в породах нефтяного коллектора. Причем сигнал на относительно ранних временах содержит информацию о приближенных к скважине породах, а сигнал на поздних временах - об удаленных породах от скважины. На этом принципе построено зондирование околоскважинного пространства.

Применение нестационарного режима измерения позволяет производить регистрацию электромагнитного поля вихревых токов, возбуждаемых в породах на удалении от оси исследуемой скважины. В этом случае помехи (сигналы), обусловленные источниками, о которых полностью отсутствует информация (точные значения переходных сопротивлений систем колонна-зона проникновения, зона проникновения-порода и т.д.) исключаются априорно.

Нестационарный режим измерения электромагнитных полей достигается в возбуждении импульсов постоянного тока в соленоидной катушке длительностью до 150 ms и регистрацией переходного процесса полей приемным соленоидом в интервале относительно времен (200-500 ms).

Индукция (В) нестационарного вихревого электромагнитного поля спадает в диапазоне времен 0-500 ms (фиг.1) с момента выключения пропускаемого генерирующего сигнала.

В диапазоне 0-2 µs сигнал сильно осложнен собственными переходными процессами контуров и не подлежит интерпретации.

Индукция (В) нестационарного вихревого электромагнитного поля в диапазоне времен 0-200 ms определяется вихревыми электрическими токами в стальной колонне и в десятки раз сильнее индукции (В) магнитных полей, наводимых вихревыми токами в породах, слагающих разрез околоскважинного пространства

Измерения в предлагаемой технологии проводят в интервале времени 200 ms до 500 ms с момента отключения генерирующего сигнала.

Представленная на фиг.1 ЭДС во временном режиме рассчитана по известным положениям [8, стр.78-120].

Напряженность поля магнитного диполя (витка с током) с магнитным моментом М в плоскости витка равна:

H = M 4 π r 3 ,                                          ( 1 )

где r - расстояние от центра витка до точки измерения.

Магнитный момент многовиткового зонда с магнитным сердечником равен:

M = μ э ф ф I n S 1 ,                                   ( 2 )

где µэфф - эффективная относительная магнитная проницаемость сердечника, зависящая от геометрических параметров и материала сердечника;

I - сила тока в зонде;

n - число витков генераторной катушки зонда;

S1 - площадь сечения магнитного сердечника.

Эффективная магнитная проницаемость сердечника из электротехнической стали цилиндрической формы длиной l=0.2 м с магнитной проницаемостью µотн=400 единиц, диаметром d=0.015 м, то есть с величиной λ=l/d=13.3, составит:

μ э ф ф = μ о т н ( 1 0.255 l ω 2 l 2 ) 1 + 0.765 ln 2 λ 1 λ 2 ( μ о т н 1 ) = 76.                                    ( 3 )

Сечение сердечника диаметра 0.015 м равно 1.8·10-4 м2.

Магнитный момент М зонда, имеющего 500 витков провода и сердечник с µэфф=76, при токе в зонде 1 А, равен

M=76·500·1·1.8·10-4=6.8 А·m2.

Пренебрегая для примерной оценки различием поля соленоида и диполя при равенстве их магнитного момента, подставим значение М в формулу (1) и получим напряженность магнитного поля в стенках пятидюймовой (к примеру) трубы в точке, удаленной от центра трубы на r≈0.07 м,

H≈1500 A/m.

Напряженность магнитного поля в стенках трубы, создаваемая длинным зондом с магнитным сердечником, является величиной, близкой к уровню, при котором µ существенно зависит от возбуждающего поля.

Скорость и морфология кривой спада электромагнитного поля после выключения генераторного импульса зависит от силы вихревых токов в колонне и геологических породах-коллекторах нефти (фиг.2).

Измерения выполнены в интервале времен от 0 до 500 ms. Измерения проводят в период паузы между импульсами генерирующего сигнала (см. фиг.1).

Измерения показали достоверность полученных значений кажущего электрического сопротивления (ошибка измеренных значений и значений сопротивления отдельных литотипов модели на указанных расстояниях не превысила 5%) и хорошую повторяемость данных.

Данный способ позволяет производить измерение нестационарного электромагнитного поля в том диапазоне времен, когда эффект от влияния всех помех околоскважинных изменений стал исчезающе малым, и тем самым получать значения кажущегося электрического сопротивления на различных расстояниях от оси скважины по желанию интерпретатора.

Измерения при этом можно производить в непрерывном режиме без остановки скважинного измерительного устройства.

На основе выполненных расчетов разработано устройство для измерения напряженности электромагнитного поля.

Устройство относится к геофизическим исследованиям скважин и может быть применено для измерения кажущегося электрического сопротивления в обсаженных скважинах.

Известно устройство (ПИК-1) [9, стр.153] индукционного каротажа, используемое при геофизических исследованиях скважин (аналог), служащее для измерения кажущегося электрического сопротивления отдельных литотипов пород нефтяных коллекторов. Прибор ПИК-1 позволяет производить измерения электрического сопротивления пород только в условиях открытого ствола при отсутствии экранирующего влияния стальной обсадной колонны.

Известно устройство для измерения импульсов тока на основе катушки индуктивности (прототип), представляющее в своей основе соленоид [10, стр.471]. В этом устройстве наведенная ЭДС вызывает прямо пропорциональное изменение тока через индикаторную цепь, на которую нагружена катушка индуктивности, с которой снимаются данные.

ЭДС индукции определяется как [8, стр.78-90]:

U 1 = L d i d t                                            ( 4 )

где U1 - напряжение на выводах катушки индуктивности;

L - индуктивность соленоидной катушки;

d i d t - скорость изменения тока, проходящего через соленоидную катушку индуктивности.

Применение прототипа для измерения кажущегося электрического сопротивления пород в условиях открытого ствола скважины возможно, если в породе возбудить вихревой ток, который, в свою очередь, вызовет наведенный индуктивный импульс в приемной катушке. По величине наведенного тока судят о значении кажущегося электрического сопротивления пород (фиг.2).

При работе в скважине в присутствии стальной обсадной колонны происходит экранирование приемной катушки, в процессе которого происходит снижение уровня поля, обусловленного токами в породе в 108 и более раз. Полезный сигнал в данном случае находится, из-за низкого уровня, за порогом чувствительности регистрирующего устройства.

Целью предполагаемого изобретения является создание технологии бесконтактных измерений кажущегося электрического сопротивления пород в условиях обсаженных скважин.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемое устройство для измерения кажущегося электрического сопротивления пород в условиях обсаженных скважин, содержащее генераторную и компенсационную катушки, размещенные соосно и коаксиально и соединенные встречно через источник зондирующего тока, приемную катушку, блок согласования и регистрирующее устройство, вход которого соединен с выходом блока согласования, снабжено дополнительной катушкой индуктивности тороидальной формы, размещенной на сердечнике, выполненном из ферромагнитного материала, и соединенной с приемной катушкой через коммутирующие элементы и параллельно с блоком согласования, при этом время замкнутого состояния коммутирующих элементов должно превышать постоянную времени тороидальной катушки индуктивности, а время разомкнутого состояния коммутирующих элементов должно превышать время измерений и фиксирования сигнала с тороидальной катушки индуктивности.

Отличительной особенностью заявляемого устройства является снабжение его дополнительной катушкой индуктивности тороидальной формы, размещенной на сердечнике, выполненном из ферромагнитного материала, и соединенной с приемной катушкой индуктивности через коммутирующие элементы и параллельно с блоком согласования, при этом время замкнутого состояния коммутирующих элементов должно превышать постоянную времени тороидальной катушки индуктивности, а время разомкнутого состояния коммутирующих элементов должно превышать время измерений и фиксирования сигнала с тороидальной катушки индуктивности.

Схема устройства для измерения кажущегося электрического сопротивления пород в условиях обсаженных скважин представлена на фиг.3 и содержит источник зондирующего поля, состоящий из источника зондирующего тока 1, генераторной 2 и компенсационной 3 катушек, приемной катушки 4, блок согласования 5, соединенный через кабель 6 с регистрирующим устройством 7, коммутирующие элементы 8, 9, соединенные с приемной катушкой 4 и дополнительной катушкой индуктивности тороидальной формы 10.

Устройство (фиг.3) работает следующим образом.

Генераторная катушка 2 является силовой и подбирается с условием получения максимально возможной энергии излучения для обеспечения высокого уровня энергии с целью возбуждения вихревых токов в породах заколонного пространства. Компенсационная катушка 3, включенная встречно относительно основной генераторной катушки, наводит вихревые токи в стальной обсадной колонне; уменьшенная относительно основной генераторной катушки 2 позволяет создать вихревое магнитное поле, силовые линии которого замыкаются на себя в пределах только стальной проводящей колонны.

При этом происходит компенсация влияния магнитного поля вихревых токов в колонне, сформированного в зоне приема на сигнал, поступающий на приемную катушку. При выполнении этого условия с приемной катушки 4 снимается сигнал, полностью зависящий только от сопротивления (проводимости) пород в заколонном пространстве. Этот информативный сигнал будет относительно мал (шунтирующее действие колонны) и находится за пределами чувствительности канала регистрации сигнала, включающего блок согласования 5, кабель 6 и регистрирующее устройство 7. Для увеличения уровня информативного сигнала схема устройства (фиг.3) снабжена дополнительной катушкой индуктивности тороидальной формы (10), размещенной на сердечнике, выполненном из ферромагнитного материала, и соединенной с приемной катушкой (4) через коммутирующие элементы (8, 9) и параллельно с блоком согласования (5), что позволяет получать на выходе (на выводах катушки 10) необходимый уровень сигнала. Коммутирующие элементы 8 и 9 являются синхронно управляемыми. Они имеют два рабочих положения (замкнуты или разомкнуты). При разомкнутом положении коммутирующих элементов сигнал, наведенный в приемной катушке 4, обуславливает ток через тороидальную катушку 10. В момент их размыкания в катушке 4 возникает импульс ЭДС самоиндукции, амплитуда которого пропорциональна скорости размыкания коммутирующих элементов 8 и 9. Время замкнутого состояния коммутирующих элементов 8 и 9 должно превышать значение постоянной времени катушки 10, а время разомкнутого состояния должно превышать время обработки сигнала с приемной катушки индуктивности 4. Обработка сигнала заключается в измерении его экстремального значения, реализуемого за счет пикового детектирования, определяемого пределами быстродействия коммутирующих элементов 8, 9. Основное условие работы предлагаемого устройства (фиг.3) - скорость размыкания коммутирующих элементов 8 и 9 обуславливает пропорциональное изменение тока во времени в катушке 10 в равенстве (4).

После резкого размыкания подводящих линий сигналы поступают к катушке 10 через коммутирующие элементы 8 и 9, устройство является резонансным контуром ударного возбуждения, и на выводах тороидальной катушки индуктивности 10 возникают затухающие по амплитуде гармонические колебания. Уровень этих колебаний будет тем выше, чем выше добротность контура ударного возбуждения.

Таким образом, уровень измеряемого сигнала существенно повышается за счет наличия в схеме контура ударного возбуждения с применением дополнительной тороидальной катушки индуктивности с сердечником, выполненным из ферромагнитного материала.

Регистрирующее устройство (7) производит измерения максимального по амплитуде возникающего колебания, полностью пропорционального наведенному в тороидальной катушке (10) полезного сигнала.

Экспериментальные исследования показали возможность измерения сигнала, наводимого в катушке 4 силой,составляющей первые наноамперы (10-9 А).

Применение нестационарного режима регистрации позволяет разместить, к примеру, генераторную и приемную катушки на одной оси и совместить их, чтобы уменьшить габариты устройства, что имеет большое значение при конструировании скважинной аппаратуры.

Значение индукции (В) регистрируемого вторичного магнитного поля вихревого тока в той или иной литологической разности определяется силой этого тока, зависящего от кажущегося сопротивления (КС) конкретного литотипа, расположенного на зондируемых расстояниях. Определение значений КС по значениям регистрируемой магнитной индукции на конкретных временах спада сигнала сделано на основе принципов, изложенных в работе [8, стр.78-120].

Магнитное поле вихревых токов, возбуждаемых в колонне, достигает приемного датчика на ранних временах регистрации (до 139 ms). Сигнал от более удаленных зон коллектора поступает на датчик на временах после 150 ms.

Непосредственно зондирование по глубине среды осуществляется при системном сравнительном анализе кривых спада электромагнитного поля приемного зонда на относительно ранних 200-300 ms и поздних 300-500 ms временах регистрации (см. фиг.1). Технология взаимосвязи характера кривой спада нестационарного электромагнитного поля на ранних и поздних временах регистрации с глубиной зондирования известна [8, стр78-120].

Устройство позволило произвести зондирование в направлении радиуса от оси скважины при измерении значений кажущегося электрического сопротивления.

Точка привязки полученной информации по глубине находится в центре приемного блока соленоидов (фиг.4).

Результаты экспериментального опробования способа, реализованного в предлагаемом устройстве, представлено на фиг.5.

Измерения нестационарного поля, на основании значений которых рассчитаны значения кажущегося сопротивления, произведены на модели скважины с различными литотипами пород на расстояниях 1-0.35 м, 2-0.65 м, 3-0.95 м, 4-2.35 м. Позиции точек зондирования указаны на фиг.4.

Алгоритм расчетов заключается в следующем. Значение наведенной индукции, обусловленной вихревым током в породе, с приемной катушки индуктивности 4 и усиленное контуром ударного возбуждения поступает на регистрирующее устройство (7), где фиксируются значения напряжения, привязанные к конкретному времени регистрации. На основании [8] рассчитываются значения кажущегося электрического сопротивления, которые точно привязываются по значению времени к конкретному расстоянию от оси премного соленоида.

На фиг.5 даны значения кажущегося сопротивления, зафиксированные на расстоянии до 2.35 метра. Все значения фиксируются надежно, о чем свидетельствует незначительные вариации «разброса» данных, что укладывается в статистическую погрешность 5%.

Таким образом, предлагаемый способ измерения кажущегося электрического сопротивления пород в условиях обсаженных скважин и устройство для его реализации позволят без контакта с колонной получать качественную информацию по распределению параметров сопротивления с горных пород.

Использованная литература

1. С.М. Аксельрод. Измерение сопротивления пород через обсадную колонну (по материалам зарубежной литературы), НТВ «Каротажник», выпуск 75, Тверь, 2000 г.

2. Alpin LM: "The method of the electric logging in the borehole with casing," U.S.S.R. Patent №.56, 026 (November 30, 1939).

3. Kaufinan A.A.: "The Electrical Field in a Borehole with a Casing, «Geophysics 55», no. 1(1990):29-38.

4. Kaufinan A.A. and Wightman W.E.: "A Transmission-Line Model for Electrical Logging Through Casing, «.Geophysics», №.12, (1993):1739-1747.

5. Нефтяное обозрение, 2002, том 7, №2.

6. Н.И. Рыхлинский, В.А. Жуков, Ю.С. Климов, A.M. Казаков, Э.В. Диев, Особенности интерпретации данных метода наноэлектрического каротажа через обсадную колонну в условиях Западной Сибири, НТВ «Каротажник», выпуск 194, Тверь, 2010.

7. Е.С. Антипина, А.И. Губина. Некоторые результаты исследования информативности геофизических методов определения текущей нефтенасыщенности коллекторов через обсадную колонну, НТВ «Каротажник», выпуск 200, Тверь, 2011., стр.33-45.

8. Сидоров В.А. Импульсная индуктивная электроразведка - М: Недра, 1985. - 192 с.

9. Л.И. Померанц, В.Т. Чукин, Аппаратура и оборудование для геофизических исследований скважин, М., Недра, 1978.

10. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике. М., 1977.

1. Способ измерения кажущегося электрического сопротивления пород в условиях обсаженных скважин, заключающийся в возбуждении импульсного электромагнитного поля и измерении параметров вихревых токов в породах, отличающийся тем, что возбуждение электромагнитного поля производят с помощью генераторной соленоидной катушки индуктивности, питаемой разнополярными импульсами тока длительностью, например, 150 ms, а прием нестационарного магнитного поля вихревых токов в породах производят соленоидной катушкой индуктивности с ферритовым сердечником в диапазоне времен от 150 ms до 500 ms от момента выключения тока питания генераторной соленоидной катушки в непрерывном режиме, при этом сигнал с приемной катушки предварительно усиливают за счет применения высокодобротного контура ударного возбуждения, включающего тороидальную катушку индуктивности, и по анализу кривых спада электромагнитного поля производят расчет кажущегося электрического сопротивления.

2. Устройство для измерения кажущегося электрического сопротивления пород в условиях обсаженных скважин, содержащее генераторную и компенсационную катушки, размещенные соосно и коаксиально и соединенные встречно через источник зондирующего тока; приемную катушку, блок согласования и регистрирующее устройство, вход которого соединен с выходом блока согласования, отличающееся тем, что устройство снабжено дополнительной катушкой индуктивности тороидальной формы, размещенной на сердечнике, выполненном из ферромагнитного материала, и соединенной с приемной катушкой через коммутирующие элементы и параллельно с блоком согласования, при этом время замкнутого состояния коммутирующих элементов должно превышать постоянную времени тороидальной катушки индуктивности, а время разомкнутого состояния коммутирующих элементов должно превышать время измерений и фиксирования сигнала с тороидальной катушки индуктивности.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области геофизических исследований электрических свойств горных пород на основе изопараметрического зондирования и может быть использовано для определения электрофизических параметров пластов-коллекторов при бурении скважин на нефть и газ.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при изучении электрических свойств горных пород. Заявлен способ измерения удельной электропроводности и электрической макроанизотропии горных пород, включающий электромагнитное возбуждение тока, текущего вдоль проводящей поверхности металлического корпуса каротажного прибора, тороидальной катушкой.

Изобретения относятся к области подземной разведки, в частности к устройствам и способам определения параметров среды и геологического сопровождения бурения скважины.

Изобретение относится к области геофизических исследований скважин в процессе бурения и может быть использовано для определения электрического сопротивления (УЭС) пластов, окружающих скважину.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при скважинных исследованиях распределения удельного сопротивления пласта. .

Изобретение относится к применению измерений методом сопротивлений для оценки толщ пород, которые включают глубоководные отложения. .

Изобретение относится к каротажу скважин. .

Изобретение относится к геофизике и может использоваться для трехмерных (3D) измерений электрических параметров горных пород: вдоль скважины, в радиальном и азимутальном направлениях.

Устройство для измерения удельной электропроводности и электрической макроанизотропии горных пород относится к области геофизических исследований в нефтегазовых скважинах и может быть использовано для изучения электрических свойств горных пород (коллекторов), окружающих скважину, зондами (скважинными излучателями) методом электромагнитного каротажа. Устройство для измерения удельной электропроводности и электрической макроанизотропии горных пород, содержит корпус, тороидальные генераторные и тороидальные приемные катушки. Корпус выполнен немагнитным, генераторные и приемные катушки установлены внутри корпуса на немагнитном стрежне. Генераторные катушки расположены на противоположных концах стержня, с возможностью синфазного, противофазного и компенсационного включения. Между генераторными катушками расположено заданное число приемных катушек на известном расстоянии друг от друга, при этом приемные катушки для измерения плотности тока выполнены на ферромагнитном сердечнике, а приемные катушки для измерения наведенной ЭДС выполнены на диэлектрическом сердечнике. Технический результат - повышение точности данных зондирования. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к скважинным измерительным устройствам, используемым для измерения электромагнитных свойств ствола скважины. Техническим результатом является обеспечение направленного действия антенны с возможностью принимать сигналы с разных сторон. Предложен скважинный измерительный инструмент, включающий, по меньшей мере, одну неплоскую антенну, сконфигурированную для передачи и/или приема электромагнитного излучения. При этом неплоская антенна включает в себя, по меньшей мере, одну неплоскую петлю антенного провода, развернутого вокруг корпуса инструмента. Причем в одном примере варианта осуществления неплоскую антенну можно считать двухплоскостной, включающей в себя первую и вторую секции полуэллиптической по форме, образующие первую и вторую пересекающиеся геометрические плоскости. В другом примере варианта осуществления аксиальное разделение между неплоской петлей антенного провода и проходящей по окружности центральной линией антенны изменяется, по существу, синусоидально относительно азимутального угла по окружности инструмента. Являющиеся примером неплоские антенны согласно изобретению могут быть предпочтительно выполнены с возможностью приема и передачи излучения, по существу, чисто x-, y- и z-моды. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при разведке нефти и природного газа. Электромагнитная расстановка содержит множество размещенных по оси электромагнитов, расположенных в немагнитном корпусе. Расстановка дополнительно содержит электрический модуль, такой как диодный мост, имеющий конфигурацию, обеспечивающую электрический ток постоянной полярности для по меньшей мере первого электромагнита расстановки. Расстановка может иметь конфигурацию, обеспечивающую создание спектра магнитного поля, который содержит один магнитный диполь, в случае, когда расстановка возбуждается электрическим током первой полярности, и по меньшей мере одну пару противоположных магнитных полюсов в случае, когда расстановка возбуждается электрическим током противоположной полярности. Изобретение предусматривает многочисленные независимые дальнометрические методы определения относительного положения между стволами скважин. Технический результат - повышение точности операций подземной магнитной дальнометрии. 4 н. и 8 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к приборам для скважинных измерений, используемым для измерения электромагнитных свойств подземной скважины. Прибор (100) каротажа в процессе бурения включает в себя направленную антенну удельного сопротивления и экран (150, 250, 350, 450, 550) антенны. Экран (150, 250, 350, 450, 550) имеет, по меньшей мере, одну щель (160), имеющую, по меньшей мере, один электрически разомкнутый конец (165), образованную в нем. Экран (150, 250, 350, 450, 550) антенны может включать в себя опорный участок (170, 370) и множество разнесенных на расстояния пальцев (172, 372), продолжающихся на расстоянии от опорного участка (170, 370), так что концы (174, 374) пальцев электрически изолированы от корпуса (110) прибора и друг от друга. Как вариант, экран (550) антенны может включать в себя множество разнесенных на расстояния пластин (570), которые электрически изолированы от корпуса (110) прибора и друг от друга. Технический результат заключается в обеспечении надлежащей физической защиты чувствительных элементов антенны. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области геофизических исследований в нефтегазовых скважинах, а именно к устройствам для изучения электрических свойств горных пород (коллекторов), окружающих скважину, методом электромагнитного каротажа. Технический результат: повышение точности измерений при упрощении конструкции. Сущность: устройство содержит основание в виде немагнитной проводящей металлической трубы с соосно расположенной на нем приемной тороидальной катушкой с ферромагнитным сердечником и снабжено герметичным корпусом из немагнитного металла, который электрически соединен с основанием. Приемная тороидальная катушка с ферромагнитным сердечником содержит не менее двух обмоток, одна из которых сигнальная, вторая - компенсирующая. К сигнальной обмотке подключен вход усилителя-преобразователя обратной связи, к компенсирующей обмотке - выход усилителя-преобразователя обратной связи. На основании рядом с приемной тороидальной катушкой с ферромагнитным сердечником размещена приемная тороидальная катушка с неферромагнитным сердечником. Обе катушки установлены внутри корпуса с изолирующим зазором. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области геофизических исследований в нефтегазовых скважинах, а именно к устройствам для изучения электрических свойств горных пород (коллекторов), окружающих скважину, методом электромагнитного каротажа. Технический результат: повышение точности измерений при упрощении конструкции. Сущность: устройство содержит основание в виде немагнитной проводящей металлической трубы и не менее одной генераторной тороидальной катушки конструкции, расположенной соосно основанию, и снабжено герметичным корпусом из немагнитного металла, который электрически соединен с основанием. На основании рядом с генераторной тороидальной катушкой размещена измерительная тороидальная катушка. Обе катушки установлены внутри корпуса с изолирующим зазором. Измерительная тороидальная катушка содержит не менее двух обмоток, одна из которых сигнальная, вторая компенсирующая. К сигнальной обмотке измерительной катушки подключен вход усилителя-преобразователя обратной связи. К компенсирующей обмотке измерительной катушки подключен выход усилителя-преобразователя обратной связи. Между генераторной и измерительной катушками расположен электростатический экран, который электрически соединен с основанием и корпусом устройства. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для обнаружения геологических формаций. Система (10) обнаружения геологических формаций включает электромагнитное передающее устройство (11), расположенное на поверхности геологической формации (12) вблизи первой скважины (13), имеющей вертикальное направление бурения. Причем упомянутая первая скважина охвачена металлической обсадной колонной (14). Система включает также электромагнитное приемное устройство (14), расположенное на глубине внутри упомянутой первой скважины (13). При этом электромагнитное приемное устройство (14) включает средства (30) обнаружения электромагнитного поля. Система отличается тем, что упомянутое электромагнитное передающее устройство (11) включает средства (20) формирования электромагнитного поля, способные формировать первичное электромагнитное поле, сфокусированное в направлении упомянутой металлической обсадной колонны (18), при этом металлическая обсадная колонна (18) излучает вторичное электромагнитное поле в геологическую формацию (12). Технический результат - повышение точности и достоверности получаемых данных. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области геофизических исследований в открытом стволе скважин, бурящихся на нефть и газ, а именно к устройствам для изучения электрических свойств горных пород, окружающих скважину. Технический результат: повышение информативности исследования электрических свойств горных пород вокруг скважины. Сущность: зонд включает немагнитный металлический корпус, две генераторные тороидальные катушки и не менее трех приемных тороидальных катушек, расположенных внутри корпуса осесимметрично на основаниях из немагнитного металла при наличии электрического контакта между основаниями и корпусом, в котором для каждой катушки имеется изолирующий зазор. Зонд снабжен непроводящей вставкой, установленной в верхней части корпуса. Рядом с каждой генераторной тороидальной катушкой на одном основании установлена токоизмерительная тороидальная катушка. Изолирующий зазор в корпусе является общим для каждой пары генераторной и токоизмерительной тороидальных катушек. Зонд включает также электростатический экран, расположенный между генераторной и токоизмерительной катушками. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх