Зонд индукционного каротажа

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВеОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ гггi 462154

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 20.09.71 (21) 1700066/26-25 с присоединением заявки ¹â€” (32) Приоритет—

Опубликовано 28.02.75. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 08.10.75 (51) М.Кл. G 01v 3/18

Государственный комитет

Совета Мииистров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 550.83(088.8) г . г аЭ геок.; .:--: гртее (72) Авторы изобретения

А. Г. Барминский, А. А. Кулигин и А. Д. Дьяченко (71) Заявитель

Кавказское отделение Всесоюзного научно-исследовательского института нефтепромысловой геофизики (54) ЗОНД ИНДУКЦИОННОГО КАРОТАЖА /АВ= Еи

1

Изобретение относится к области исследования скважин геофизическими методами и, в частности, к аппаратуре индукционного каротажа.

Известны различные многокатушечные зонды индукционного каротажа, в которых соответствующим расположением катушек, выбором числа витков и направления намотки получают необходимые радиальную и вертикальную характеристики зонда и сводят к минимуму э. д. с. в измерительной цепи, обусловленную прямым воздействием магнитного поля возбуждающих катушек.

Недостатком известных зондов индукционного каротажа является то, что они не обеспечивают точного измерения часто встречающихся высоких удельных сопротивлений пород вследствие наличия на выходе измерительной цепи зондов паразитного сигнала-помехи и изменения его величины в процессе измерений в скважине.

На фиг. 1 показана схема наиболее простого трехкатушечного зонда; на фиг. 2— упрощенная эквивалентная схема измерительной цепи этого зонда.

Зонд содержит возбуждагощую катушку 1, компенсирующую катушку 2, измерительную катушку 3, источник 4 э. д. с., по величине равной э. д. с, Е„, наводимои прямым полем возбуждающей катушки в измеритель2 ной катушке зонда; индуктивность 5 (L„) измерительной катушки зонда; омическое сопротивление 6 (r„) измерительной катушки зонда; сопротивление потерь 7 (R„) в материале провода и экрана измерительной катушки; источник 8 э. д. с., по величине равной э. д. с. Е», наводимой прямым полем возбуждающей катушки в компенсирующей катушке зонда; индуктивность 9 (L» ) компенсирую10 щей катушки; омическое сопротивление 10 (r» ) компенсирующей катушки; сопротивление потерь 11 (R„) в материале провода и экрана компенсирующей катушки.

На эквивалентной схеме (фиг: 2) в кон15 туре, образованном элементами измерительной катушки зонда, протекает ток:

Ек

1 — z„+RÄ

20 где „= (r „+ jeL„) — комплексное сопротивление последовательно соединенных

riI u LH.

Напряжение между точками ЛВ контура измерительной катушки можно определить

2з как разность Еии ЛУи, где AU„паденис напряжения на последовательно соединенных ги и L, . Тогда:

462154

Е» » - Л» где „=- (r„+ jeL< ) — комплексное сопротивление последовательно соединенных г,и Е».

Определив напряжение между точками

СД контура компенсирующей катушки как разность Е и ЛУ,, где ЛУ вЂ” падение напряжения на последовательно соединенных г к и,, получим, со= Е. (2) Из выражений (1) и (2) видно, что фаза каждого из двух сигналов, включенных встречно в измерительную цепь, определяется соотношением импедансов элементов измерительной и компенсирующей катушек зонда. К

Так как в известных зондах величина + » отличается от величины, рассмотрен » R» ные сигналы не могут быть скомпенсированы изменением положения или числа витков компенсирующей катушки. Напряжение недокомпенсации совпадает по фазе с током питания зонда, а следовательно, и с полезным сигналом от окружающих зонд пород, т. е. является помехой. Обычно это напряжение компенсируют, подавая в цепь зонда или последующую измерительную цепь необходимый по величине и фазе сигнал. Однако из-за температурных изменений параметров катушек зонда (в основном, R„) в процессе работы в скважине положение компенсации нарушается и наблюдается изменение нулевых показаний, что приводит к большим погрешностям измерения высоких удельных сопротивлений пород.

Указанные погрешности свойственны и для зондов с числом катушек больше трех, в том числе и для случая, когда дополнительные катушки включены в возбуждающую цепь зонда.

В контуре, образованном элементами ком- пенсирующей катушки зонда, течет ток:

С целью расширения диапазона измерений удельных сопротивлений пород многокатушечными зондами индукционного каротажа фокусирующие и компенсирующие катушки выполнены идентичными по параметрам и конструкции, соответствующим основным катушкам, а в возбуждающую и измерительную цепи включена необходимая для получения заданных параметров фокусировки и степени

1О компенсации э. д. с. прямого поля зонда часть витков, соответствующих фокусирующих и компенсирующих катушек. Такое решение обеспечивает существенное снижение напряжения недокомпенсации и автоматическую

15 компенсацию влияния изменения параметров катушек зонда в процессе работы.

На фиг. 3 показан четырехкатушечный зонд индукционного каротажа, содержащий основную вобуждающую катушку 12, фокусирующую катушку 13 в цепи возбуждения, фокусирующую катушку 14 в измерительной цепи и основную измерительную катушку 15, Так как все параметры катушек 14 и 15 одинаковы, то в контурах, образованных указан25 ными катушками и сопротивлениями потерь, текут токи, совпадающие по фазе. Следовательно, сигналы, снимаемые с измерительной катушки зонда 15 и с делителя, образованного фокусирующей катушкой 14, могут быть практически полностью скомпенсированы.

Аналогично электромагнитное поле от катушки 12 практически совпадает по фазе с по ем от включенной части витков катушки 13, Предмет изобретения

Зонд индукционного каротажа, состоящий из основных и дополнительных фокуснрующих и компенсирующих катушек, образующцх со4О ответственно возбуждающую и измерительную цепи зонда, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерений удельных сопротивлений пород, фокусирующие и компенсирующие катушки вь!полнень1

4> идентичными по параметрам и конструкции основным катушкам, а в возбуждающую и измерительную цепи включена часть витков соответствующих фокусирующих и компенсИрующих катушек.

462154 ( г, Составитель В. Зверев

Редактор Л. Цветкова Техред М. Семенов Корректоры Н. Лебедева, Л. Брахннна

Заказ 4044 Изд. М 1321 Тираж 619 Подписное

ЦНИИГ1И Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва,,Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

МОТ, Загорский филиал