Устройство для микрокаротажа скважин

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ (11) 641379 (6l) Дополнительное к авт, свил-ву (22) Заявлено19.01.76 (21) 2317107/18 25

2 (51) М. Кл. с присоединением заявки №

G 01 V 3/18

Е 21 В 47/00

Государстаенный наматет

СССР па делам изобретений и атирмтнй (23) Приоритет (5Ç) УДК 550.834:

:622.291 (088, B) опубликовано 05.01.79рюллетень № 1

Дата опубликования on исания 08. 01 79 (72) Авторы изобретенная

Г. М. Шарыгин, В. Т. Чукнн, H. Н. Зефиров и К. В." Тарасов

Всесоюзный, научно-исследовательский институт геофизических методов разведки

1 (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МИКРОКАРОТАЖА

СКВАЖИН

Изобретение относится к устройствам для геофизических исследований скважин, в частности, для электрического микрокаротажа.

Известен ряд модифнкаций. электричес- 5 кого микрокаротажа, основанных на применении мнкрозондов с тсчечвыми электродами и микроустановок с управляемым электрическим полем (с фокусировкой тока). В группу методов с фокусировкой то-!О ка входят,твухэлектродный и четътрехэлектродный (Мтс -oga 1ЕгОЯод)боковой микрокаротаж, каротаж ближней эоны (РгоМтл11у 1 оя), дивергентный микрокаротаж.

Каждая из упомянутых модификапий микро каротажа состоит в измерении по стволу скважины кажущегося сопротивления соответствующей микроустановкой. смонтированной на изоляционном башмаке, который укрепляется на одном из рычагов или 20 рессор микрокаверномера. Известны также устройства для микрокаротажа скважин, обеспечивающие одновременную запись двух микробоковых зондов с различным радиусом исследования.

Основным назначением электрического микрокаротажа является выделение коллекторов, определение удельного сопротивления промытой зоны этих коллекторов (непосредственно примыкающей к скважине части зоны проникновеиияфильтратабчоовс го раствора в пласт) с пелью опенки их пористости или коэффипиента продуктивности. Кроме того, микрокаротаж используется для детального литологического расчленения разреза скважин.

Микрозонд с тремя точечными электродами совместно с четвертым удаленным электродом )1), образующий градиент-микрозонд и потенниал-микрозонд, из- а сигп ного влияния корки решает только задачи качественного литологического расчленения и по разности показаний двух микрозондов — наличие глинистой корки против пронипаемых пластов. Количественные определения промытой зоны производятся фокусированными микрозондами. Установка

641379 карогажа ближней зоны имеет радиус исследования около 30-40 см, благодаря чему ее показания достаточно надежно характеризуют сопротивление эоны проникновения в проницаемых пластах. Вместе . 5 с тем она не обеспечивает измерение со противления промытой зоны в случае небоха=шой глубины проникновения бурового раствора в пласты, а также не позволяет идентифицировать в разрезе скважины пласты-коллекторы по наличию против них глинистой корки.

Наиболее совершенной установкой микрокаротажа скважин и близкой предлагаемому изобретению является устройство(2), I> в котором в значительной мере ликвидированы указанные недостатки.

Это устройство позволяет одновременно с каротажем ближней зоны с одного и того же башмака получать измерение уста- о новкой, эквивалентной двухэлектродному . зонду микробокового каротажа с меньшим радиусом исследования и с некоторой чувствительностью к глинистой корке.

Устройство содержит изоляционный баш-2 мак с концетрически расположенными центральными, измерительными и экранными электродамй, генератор и измерительную схему с автокомпенсатором, содержащий усилитель, фазочувствительный выпря- ЗО митель, преобразователь и усилитель мощности.

Тем ng, менее, в достаточной мере это устройство задачи мнкрокаротажа не ре- З5 .шает. Как известно цз практики геофизических работ, глинистая корка может образоваться и на плотных породах, в товре мя как она может быть минимальной, или даже отсутствовать на проницаемых поро И дах. Кроме того, уменьшение диаметра скважины по сравнению с номинальным диаметром не во всех случаях указывает на наличие глинистой корки на стенках.

Это может быть вызвано разбуханием и вспучиванием пород у стенок скважины.

Так же как глинистая корка может иметь место на размытых стенках скважины, .имеющих диаметр, больший номинального.

Поэтому показания микрокаверномера несут заведомо недостаточную информацию о глинистой корке. В этих условиях результаты измерений установкой, эквива лентной двухэлектродному микробоковому зонду в данном устройстве, оказываются неоднозначными из- за совместного sansния глинистой корки и случая неглубокого проникновения бурового раствора. Для уверенной оценки параметров зоны пронинновения количества информации оказываевся недостаточным.

Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности исследований и одновременная передача информа ции от нескольких микрозондов с раэличной степенью фокусировки.

Указанная пель достигнута тем, что устройство для микрокаротажа, включающее изоляционный башмак с концентрически расположенными центральными, измерительными и экранными электродами, генератор, усилитель, фазочувствительный выпрямитель, преобразователь, усилитель мощности и измерительный усилитель, ссьдержит дополнительно коммутатор, группу синхронных ключей, делитель частоты и запоминающие конденсаторы, при этом коммутатор через делитель частоты подключен к выходу генератора, вход усилители первой группой синхронных ключей подключен к измерительным электродам, запоминающие конденсаторы второй группой синхронных ключей подключены к вйходу фаэочувствительного выпрямителя, а третьей группой синхронных ключей — ко входу преобразователя.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы его работы; на фиг . 3— график зависимости — от толщины глиРк

Яс нистой корки.

Башмак 1 устройства 4 — электродный электрод A размером 120 х 40мм, два различных измерительных электрода

М„и М шириной 6 мм и экранирующий электрод А>, внешние размеры которого

240 х 120 мм. Между электродами имеются изоляционные промежутки шириной по 6 мм. Размеры башмака выбираются исходя из максимально необходимого радиуса исследования: ширина берется приблизительно в 3 раза меньше радиуса исследования, а высота равна двум размерам ширины. Форма башмака может быть прямоугольной, ромбовидной или овальной, кривизна поверхности для скважин диаметром 200-300 мм принята равной 100мм

В размерах башмака и eI о электродов возможны вариации с целью требуемой корректировки характеристик отдельных микроустановок относительно друг к друFff °

Измерения ведутся по автокомпенсаторной схеме, которая включает в себя следующие узлы: генератор 2, усилитель 3, фазочувствительный выпрямитель 4, пере641379 ключаемое инерционное звено, состоящее из конденсаторов 5, 6, 7 и резистора 8, преобразователя 9 и усилителя 10 мощности. Измеряемой величиной является потенциал электрода М, который подается на измерительный усилитель 11. Устройство имеет делитель частоты 12 и трехпоэиционный коммутатор 13, выполненный из магнитоуправляемых контактах (герконах). Частота переключения коммутатора

24 Гц, получаемая путем деления частоты генератора 240 Гц делителем 12 частоты. Таким образом, время каждой позиции коммутатора содержит 10 периодов колебаний генератора (240 Гц )

8 ГцхЗ

Коммутатор управляет четырьмя группами синхронно работающих ключей 14, 15, 16, 17. Три мнкрозонда с различной степень фокусировки образуются путем переключения группой ключей 14 одной фазы входа усилителя 3 на электроды

М„, М и А . Вторая фаза постоянно включена на электрод А о. При подаче на вход сигнала AUA < происходит наиболь25 а 4 шая степень фокусировки, при д0, „„о средняя и при Од д — малая. В первых двух случаях имеет 3-электродная установка, в последнем 2-электродная.

С целью повышения быстродействия схемы автокомпенсатора в инерционном звене группами ключей 15 и 16 производится переключение конденсаторов 57, каждый иэ которых запоминает свой

З5 уровень заряда, соответствующий входному сигналу како й-либо степени фокусировки до следующего своего такта. Четвертая группа ключей 17 выходное напряжение измерительного усилителя распределяет по

ДО трем каналам с временным разделением,. соответствующим трем м.псроустановкам с различной степенью фокусировки.

На фиг. 2 показаны временные диаграммы работы устройства. Рабочая (несущая)

45 частота 240 Гц {а) делится делителем частоты в 10 раз, выходные импульсы которого (б) синхронизируют работу трех позиционного коммутатора. Контакты коммутатора во время трех его позиций (в, г, д) по описанному выше принципу управляют работой автокомпенсаторной схемы.

Выходной сигнал измерительного усилителя в общем случае имеет вид синусоиды с чередующейся амплитудой (е), 55 который распределяется по трем каналам для дальнейшей обработки и регистрации (ж, и, к).

HEl фиГе 3 приведены зависимости

Рк от толщины глинистой корки для

Рс йаибольшей степени фокусировки 18, средней 19 и наименьшей 20. Зтн дальные получены в электролитической модели с вышеописанным башмаком для случая

Рд .Рс — = 230. Иэ кривых видно, что микрозонд с наибольшей фокусировкой, соответствующей случаю каротажа ближней зоны

18, не чувствителен к корке толщиной до

20-25 мм. Средняя степень фокусиров, и

19 дает нечувствительность в пределах

10-15 мм, а в случае малой фокусировки 20 зоны нечувствительности к корке нет, кривая спадает сразу при появлении корки. Случай," 230 показан как средний из диапазона изменения этих величин, иллюстрирующий воэможности предлагаемого устройства для микрокаротажа скважин.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства для микрокаротажа скважин состоит в том, что будет получена дополнительная геолого-геофизи ческая информация о динамике проникновения фильтрата бурового раствора в пласт., необходимая для получения, расчетных данных о продуктивности пласта. Одновремеп ное определение наличия я толщины глинистой корки, с записью двух микробоковых зондов с различным ради сом исследования повышает эффе..тивность измерений ими, позволяя вносить поправки на влияние глинистой корки или недостаточного прижатия башмака к стенке скважины. Кроме того, отпадает необходимость измерений стандартными потенциал - я градиент-микрозондами, которые в основном используются для выявления проницае» мых пластов по глинистой корке, тем самым сокращается время проведения геофизических исследований в скважине.

Формула изобретения

Устройство для микрокаротажа сква жин, включающее изоляционный башмак с концентрически расположенными централь:" ными, измерительными и экранными алек- тродами, генератор, усилитель, фазочувствительный выпрямитель, преобразователь, усилитель мощности и измерительный усилитель, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения эффективности исследовайий и одновременной передачи информации от нескольких микрозондов

641379 с различной степенью фокусировки, оно дополнительно содержит делитель частоты, коммутатор с несколькими группами синхронных ключей и запоминакншие конденсаторы, при этом коммутатор через делитель частоты подключен к выходу генератора, вход усилителя первой группой синхронных ключей подключен к измерительным электродам, запоминакицие кон денсаторы второй группой синхронных клк О чей включены к выходу фазочувс гвительного выпрямителя, а третьей группой:синхронных ключей - ко входу преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Померанц Л. И., Чукин В. Г.

Промыслово-геофизическая аппаратура и оборудование, М., 1966, с. 172-177.

2. Авторское свид тельство СССР

¹ 441543, кл. G 01U 3/18, 1970.

641379 ,кк

Сос гавитель Э. Терехов

Редактор Б. Павлов Техред 3, фанта Корректор Л. Василина

Заказ 7506/41 Тираж 696 Подписное

UHHH flH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5, Раушскаи наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4