Способ дивергентного каротажа скважин
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
3335I4
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства ¹
М. Кл. 6 Olv 3/04
Заявлено 07.Х11.1964 (№ 932133/26-25) с присоединением заявки №
Приоритет
Комитет по делам изобретений и открытий прн Совете Министров
СССР
УДК, 550.837:622.241 (088.8) Опубликовано 21.111.1972. Бюллетень № 11
Дата опубликования описания 10.V.1972
Автор изобретения
Н. И. Рыхлинский
Заявитель
СПОСОБ ДИВЕРГЕНТНОГО КАРОТАЖА СКВАЖИН
На фпг. 1 показан вариант схемы измерения предлагаемым способом в случае регистрации
10 О)г отношения ; на фиг. 2 — вариант той же (\)
О> схемы в случае регистрации отношения
0>г на фнг, 3 сопоставляются кривые распределе15 ния потенциала и его второй производной на участке пласта неограниченной мощности, пройденного скважиной с двумя различными диаметрамн, тде под пунктами Ь и с птоказан вид кривых при известном способе, 20 а под пунктами d и, е — их вид прн предлагаемом способе; на фиг. 4 дана кривая распределения потенциала между измерительными электродами при исследовании предлагаемым способом; на фнг. 5 — диаграм25 ма испытания аппаратуры на модели пласта с электропроводимостью, отличной от проводимости вмещающих пород прн увеличенном диаметре скважины (под пунктом а показана модель пласта, под пунктом b — диаграмма, 30 записанная известным способом, под с — днИзобретение относится к области геофизического исследования скважин электрическими методами. Одним из способов исследования скважин, основанных на исследовании электрического поля, создаваемого в скважине зондовой установкой, является дивергентный каротаж.
Способ заключается в том, что измеряют отношение второй производной разности потенциалов измерительных электродов к Нх потенциалу, являющееся в общем случае функцией многих неременшлх величин, таких, как удельное сопротивление заполняющего скважину раствора, удельное сопротивление пласта, удельное сопротивление вмещающих пород, диаметр скважины и т. д. Ранее предложенный способ дивергентного каротажа не нашел применена вследсгвне того, что он не учитывает изменения диаметра скважины и сопротивление бурового раствора. Оба этн параметра, как правило, непостоянны. Их непостоянство настолько сильно влияет на вторую производную разности потенциалов, что она не определяет величины удельного сопротивления пласта, а в ряде случаев даже меняет свой знак.
Предлагаемый способ позволяет исключить влияние этих параметров на измеряемую величину благодаря тому, что при помощи автоматических регулирующих устройств, например автокомпенсаторов, постоянно поддерживают "îê через токовые электроды зонда такой величины, которая вызывает появление
Ио (z) экстремума потенциала(= 0 в точке измерения его второй производной. аграмма, записанная предлагаемым способом).
Чтобы было понятно, каким путем предлагаемый способ дает возмож ность исключить влияние осцовпых параметров скважццы, особенно диаметра и сопротивления бурового раствора, ца результат измерения, приводим вывод основного дифференциального уравнения распределения потенциала электрического поля вдоль оси скважины.
Предположим, что в скважину помещен зонд. Токовый электрод его будем питать током определенной величины, необходимой для выполнения условий цзмерецця. На расстояции
z от этого электрода вдоль оси скважины имеем
1 dv (z)
<» «»
1 .(») : + — о (»)>
1 (2) «> . где 1,(z) — сила тока через поперечное ссчецие скважины ца расстоя пщ
z от токового электрода;
I,(z) — сила тока, ответвляющегося из сква?кипы в окружающую породу ца единичном интервале глубиц;
1 (»)
dv (z) — соответственно потенциал ц его
dz первая >производцая в точке цаблюдеция с координатой z; о?, — сопротивлецие среды току I,(z); и, — сопротивление единичного отрезка столба бурового раствора току осевого направления, связаццое с удельным сопротивлецием РаствоРа 1?о и диаметРом скважины do следующей зависимостью:
4 со
0)
nd о
dl (z) (4)
Дифференцируя выра?кецие (1) по z и учитывая, что ца практике цет сква?киц с постояццыми диаметром и сопротивлением бурового раствора, а о?, ца основании выражения (3) есть функция диаметра скважины и удельного сопротивления раствора, измецяющихся вдоль
Так как техника измерения позволяет измерять потенциал или его производные и це позволяет непосредственно измерязь токи, цапример ток l,(z), пропорционально зависящий от сопротивления исследуемого пласта о?,, то выражения для токов приходится преобразовывать через потенциал или его производные, чтобы, измерив их, определить это сопротивлецие. Из уравнения непрерывности вектора плотности тока t (dУ1 = 0) известно, что ствола ".êâàæèíû с измецецием координаты й, т. е.,о?,= f(z) +сопз1 получаем:
dl (z) 1 d -v(z) 1 dv(z) d
<><» < > dz > 2 dz пли
dlz (z) <И»
1 d2V(z) 1 1 () И<»
<» d»"- u> dz
10 аце
dlz (z) 1 d v(z)
dz" как получепо известными способом.
Теперь, приравнивая ца основании формулы (4) выражения (2) и (5), получаем дифферепциальцое уравнение () — 1,(») = (о)г (6)
dz dz «>>. пли
d ?v (z) 1 dvz (ба ю (25
d2v (z) Измерив отношение, мы це опреdz2
v z) З0 деляем искомое отношение, как при цз<» вестцом способе, а получаем весьма цеопредгленное выражение
И <»»
lz (z)
35 d v (z), dz
<>т v (z)
v (z) це являющееся мерой отношения сопротивлео>
40 ци я из-за присутствия цеопределеццого
О> . второго члена в правой части этого выражеция, причем этот член в данном способе измерений существует при любом пзмецеции о?„
4 так как вследствие затухающего экспоцецциальцого илц близкого по форме к экс<поцецте распределепия потенциала вдоль оси скважицы производная этого потенциала при коцсч/ dv (») цом г всегда меньше нуля (0
dz
Следовательно, ца осцовации выражеция (1)
1, (z) всегда существует и больше нуля.
Пусть имеется пласт цеограцичеццой мощности с удельным сопротивлением pn=, п1?оЙДеццый cl B3?KHIIQH с ДвУмЯ P33JIIIчцымц диаметрами д,)с4, заполненной раствором с удельным сопротивлением ро.
Ввиду отсутствия растекания тока в пласт скважина выглядит как линейный проводник с
4ро
60 сопротивлением ца единицу длины о?,=—
<<«о
Значит, падение потенциала вдоль оси скважицы будет линейным, с наклоном, обратнопропорциональным квадрату диаметра сква65 жицы. B случае уменьшения диаметра крутиз Риа. 4
Фиг.3
O 7O ЮЗО О
Корректор T. Бабакина
Редактор Федотов
Vuz, 5
Текред Л. Богданова
ЦНИИПИ Заказ 1276/10 Изд. № 522
Типография, пр. Сапунова, 2
Тираж 448 Подписное
