Аппаратура для дивергентного каротажа скважин
O ll H C
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
Союз Советских
Социалистичеснитт
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 20.1!11965 (№ 948610 26-25) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 19.XI.1971. Бюллетень № 35
Дата опубликования описания 26.1.1972
МПК Ст 01v 3/06
Комитет по делам изобретений и открытий ори Совете Министров
СССР
УДК 550.837:622.241 (088.8) Автор изобретения
Н. И. Рыхлинский
Заявитель
АППАРАТУРА ДЛЯ ДИВЕРГЕНТНОГО КАРОТАЖА СКВАЖИН
dv (z) 1 dv (z) du>
ы2
" v(z) =0, 2
Но (z)
dz25 противление элементарного уча
В настоящее время ранее предложенный способ дивергентного каротажа скважин, заключающийся в определении удельного электрического сопротивления пройденных скважиной горных пород путем измерения отношения второй производной потенциала к потенциалу, не нашел применения вследствие того, что не учитывал влияния изменения диаметра скважины и сопротивления бурового раствора.
Вследствие этого,не нашло применения и устройство для исследования по этому способу.
Предложен новый способ дивергентного каротажа, который исключает влияние указанных параметров на результат измерения.
В основе исследования лежит общее дифференциальное уравнение распределения вдоль оси скважины потенциала электрического поля токового заземления, имеющее вид:
dv (z) d2v(z) где v(z), — соответственно пол 2 dz2 тенциал электрического поля, его первая и вторая производные на оси скважины в точке, удаленной на расстояние Z от токового заземления;
ЙЫ2 о, — — соответственно электрическое сотт2
А H И Е--321784 стка скважины и era первая производная; от, — общее электрическое сопротивление, оказываемое радиальной со5 ставляющей тока заземления в точке на расстоянии z от этого заземления.
Регулировкой автокомпенсатором тока в токовых электродах зонда такой величины, кото10 рая вызывает появление экстремума потенdv (z) циала в точке измерения, т. е, =0, из
dz уравнения исключают член, содержащий нетт ю определенный аргумент . Путем поддер15 dz жания вторым автокомпенсатором постоянства 2тт второй производной потенциала, т. е. т 2
= const, дифференциальное уравнение прини20 мает форму тРо (.2) где = const.
42З
Таким образом, задав оперделенную величину второй производной потенциала (а на практике ей пропорциональной, но не беско3Q нечно малой второй производнои разности IIo321784
Л2v (г) тенциалов измерительных электродов
Qz2
d2v (z)
=const и измерив потенциал в 2 этой точке при наличии там его экстремума, 5 определяют сопротивление среды в радиальном направлении относительно оси скважины, т. е. со2 ° V (2)
2 2 (z) 2
Предлагаемая аппаратура предназначена для измерений в скважине предлагаемым спосо бом, На фиг. 1 показана принципиальная схема 15 аппаратуры; на фиг, 2 — блок-схема.
Аппаратура состоит из скважинного прибора и наземного регистрирующего устройства.
Наземное устройство включает стабилизированный выпрямитель 1 для питания сква- 20 жинного прибора и измерительное устройство для регистрации поступающего из скважинного прибора сигнала, состоящее из усилительно-выпрямительного блока 2 и регистрирующего прибора 8. Для обеспечения регистрации 25 измеряемого сигнала с необходимой точностью в большом динамическом диапазоне, усилительно-выпрямительный блок охвачен глубокой отрицательной обратной связью по току. Наземное устройство содержит также 30 схему телеуправления скважинным прибором, которая переключает зонды и устанавливаег масштабы записи.
Скважинный прибор состоит из набора пятиэлектродных зондов различных размеров 35 (M,, М2 и N — измерительные электроды, остальные — токовые) и автокомпенсаторов 4 и 5. Автокомпенсатор 4 выполнен на лампах б — 10, а автокомпенсатор 5 — на лампах
11 — 15. Для питания модуляторов автоком- 40 пенсаторов предназначен генератор переменного тока на лампе 1б, Сигнал с измерительных электродов усиливается усилителем на лампах 17 и 18. Переключение зондов различных размеров и установка масштаба записи 45 осуществляется с помощью схемы коммутации и установки масштабов записи, Работает аппаратура следующим образом.
Устройством телеуправления переключателем 19 устанавливают размер зонда и подби- 50 рают необходимый масштаб регистрации кривой электрических сопротивлений среды. Затем через центральную жилу кабеля от стабилизированного выпрямителя 1 подают ток напряжением 220 V для питания накальных и анодных цепей ламп скважинного прибора, и начинает работать генератор переменного напряжения с частотой 300 гц, питающий модуляторы.
Переменное напряжение, поступив на управ- 60 ляющие сетки ламп 9 и 10 модулятора автокомпенсатора 4, управляющего второй производной разности потенциалов на измерительных электродах, усиливается и обеспечивает через вторичную обмотку трансформатора 20 65 питание током одного из электродов А — А4 в зависимости от размеров зонда. После этого каждый из переменных электродов Мь М2 и N приобретает определенный потенциал. Разность между средним значением потенциалов электродов М1 и М2, получаемым на сопротивлениях 21 и 22 и потенциалом электрода Л подается на вход этого автокомпенсатора и может возрастать благодаря увеличению тока на выходе автокомпенсатора до тех пор, пока пропорциональное ему после усиления и выпрямления напряжение на конденсаторе 23 не достигает величины опорного напряжения 50в, подаваемого на модулятор с цепи накалов ламп. В дальнейшем независимо от изменений внешних условий в цепи зонда напряжение на входе автокомпенсатора вследствие его большого коэффициента усиления будет поддерживаться всегда постоянным с амплитудой, пропорциональной величине опорного напряжения.
Далее разность потенциалов между электродами М1 и М поступает на вход автокомпенсатора 5 (лампы 11 — 15), поддерживающего экстремум потенциала, и после усиления и выпрямления фазовым детектором 24 открывает модулятор 14, 15, вход которого обеспечивает питание током одного из электродов
А — А 4. Этот ток поддерживается таким, чтобы разность потенциалов между электродами М2 и М2 всегда была близка к нулю.
Обеспечив постоянство второй производной разности потенциалов между электродами М>, М и Л и экстремум в обласги электрода N зонда, измеряют его потенциал по отношению к удаленному электроду N при помощи усилителя 17, 18. Нагрузкой выходного каскада этого усилителя служит находящийся в наземной аппаратуре резонансный контур 25, настроенный на частоту 300 гц.
Таким образо 2r, предлагаемая аппаратура предназначена для определения удельного электрического сопротивления пластов горных пород методом дивергентного каротажа в любых неблагоприятных для измерения условиях, таких, как непостоянство диаметра скважины, ее шунтирующего влияния и влияния вмещающих пород. Она позволяет с помощью зондов различных размеров изучать изменение электрического сопротивления пластов в радиальном направлении относительно оси скважины на значительном от нее расстоянии.
Это дает возможность четко выделять нефтегазоносные горизонты в разрезе скважин, оценивать коэффициенты их пористости и нефтегазонасыщенности значительно эффективнее, чем другими известными промыслово-геофизическими методами, особенно для скважин, наполненных высокояинерализованной промывочной жидкостью, Предмет изобретения
Аппаратура для дивергентного каротажа скважин, содержащая скважинный прибор, включающий набор зондов различного разме321784
А
Э„
А5 .Раг /
Редактор Б. Федотов
Техред Л. Богданова
Корректор Е. Усова
Заказ 3995/17 Изд. № 1734 Тираж 473 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, 5Ê-35, Раушскан наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2 ра, усилитель, генератор, схемы коммутации и установки масштаба записи, и наземное регистрирующее устройство, включающее схему питания скважинного прибора, регистрации поступающих сигналов и телеуправления скважинным прибором, отличающаяся тем, что, с целью исключения влияния скважины на результаты измерения, в скважинный прибор введены автоматические регулирующие устройства, которые посредством управления токами в цепи токовых электродов зонда поддер5 живают в точке измерения потенциала электрического поля экстремум этого потенциала и постоянство его второй производной.
