Устройство для бокового индукционного зондирования

 

(72} Авторы изобретеии я

С,И.Билибин, Ю.В.Бялый, Д.А.Малышев, А.Е.Овчинников, В.Н.Орлов и М.И.Плюснин (7(} Заявитель

Московский ордена Трудового Красного Знамени геологоразведочный институт им. Серго Орджоникидзе (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БОКОВОГО ИНДУКЦИОННОГО

ЗОНДИРОВАНИЯ

Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин и может быть использовано, например, для определения геофизических параметров пластов и зоны проникновения фильтрата бурового раствора.

Известно устройство для бокового индукционного зондирования, содержащее генератор высокой частоты, систему генераторных катушек, размещен о ных на непроводящей немагнитной основе, соединенных с выходом генератора высокой частоты и между собой, несколько систем измерительных ка-., тушек, расположенных на той же осно"

15 ве, причем катушки каждой системы соединены между собой и со входами измерительных преобразователей, измерительные преобразователи измерительных систем устройства и телеизмерительную систему для передачи ин- . формации на поверхность (1 ).

Основным недостатком этого устройства является техническая слож2 ность совмещения нескольких систем измерительных катушек с сохранением приемлемых для эксплуатации габаритов устройства, а также взаимное влияние катушек на точность измерений при расстояниях между катушками различных измерительных систем,срав- нимых с линейными размерами катушек.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для бокового индукционно" го зондирования, содержащее несколь-, ко генераторов близких высоких частот, генераторные катушки, которые соединены между собой и с выходами генераторов высоких частот через раздельные фильтры, систему измерительных катушек, которые также соединены между собой и со входами измерительных преобразователей через систему раЗделения измеряемых сигналов, представляющую собой разделительные фильтры, и телеизмерительную систему для передачи инфор

930193 мации на поверхность, причем взаимное расположение и магнитные моменты катушек генераторной и измерительной систем катушек выбраны с обеспечением компенсации пряного

5 поля во всех реализуемых при помощи указанных катушек компенсированных индукционных зондах (2J.

Известное устройство позволяет устранить технические сложности за 10 счет совмещения одних и тех же катушек, т.е. использование этих катушек в качестве главных в одних зондах и в качестве компенсационных в других зондах, однако его недостаток заключается в необходимости частотного разделения (фильтрации) одновременно существующих в генераторных и измерительных линиях устройства сигналов близких частот. Указанное обстоятельство снижает точность измерений этим устройством и затрудняет его техническую реализацию ввиду необходимости стабильной узкополосной фильтрации сигналов, а при использовании достаточно большого количества зондов приводит к усложнению интерпретации данных зондирования из-за большого диапазона используемых частот.

Цель изобретения - повышение информативности зондирования эа счет увеличения количества образуемых катушками индукционных зондов и повышение, точности зондирования путем проведения измерений на одной фиксированной частоте с временным разделением сигналов от различных индукционных зондов.

Поставленная цель достигается тем, ю что в устройстве. для бокового индукционного зондирования, содержащем генератор высокой частоты, генераторную катушку, соединенную с выходом генератора высокой частоты, систему измерительных катушек, систему разделе55 ния измеряемых сигналов, измерительный преобразователь и телеизмерительную систему для передачи информации на поверхность, при этом система измерительных катушек соединена с вхо.дом измерительного преобразователя через систему разделения измеряемых сигналов, образуя вместе с генераторной катушкой разноглубинные индукционные зонды, а вход телеизмерительной системы соединен с выходом измерительного преобразователя, а выход нагружен на каротажный кабель, система разделения измеряемых сигналов выполнена в виде группы коммутаторов и блока цикличного управления коммутацией,управляющие выходы которого соединены с управляемыми входами коммутаторов и управляемым входом телеизмерительной системы для передачи информации на поверхность, На чертеже показана блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит генератор 1 высокой частоты, генераторную катушку

2, соединенную с выходом генератора, систему измерительных катушек 3-9, соединенных между собой и со входами измерительного преобразователя через коммутаторы 10-16, измерительный преобразователь 17, телеизмерительную систему для передачи информации на поверхность 18, вход которой соединен с выходом измерительного преоб1 азователя 17, а выход нагружен на каротажный кабель 19, и блок цикличного управления коммутацией 20, выходы которого соединены с управляемыми входами коммутаторов 10-16 и с управляемым входом телеизмерительной системы для передачи информации на поверхность 18, Горные породы, окружающие скважину, обозначены позицией 21.

Устройство работает следующим образом.

Переменный ток с выхода генератора 1 высокой частоты поступает на генераторную катушку 2, которая возбуждает переменное электромагнитное поле в горных породах 21. Система коммутаторов t0-16, подчиняясь управляющему сигналу с выхода блока цикличного управления коммутацией 20, соединяет несколько измерительных-катушек, например катушки 3 и 4, во встречно-последовательную измерительную систему катушек и подключает эту систему ко входу измерительного преобразователя 17, образуя из генераторной и измерительных катушек индукционный зонд i2, 3, 4).

Поскольку все измерительные катушки выполнены таким образом, что отMjI,3 ношение †= COnSt

МЗL3 где И„, t1 — магнитные моменты соответственно i-ой и j-ой измерительных катушек; L<, L — расстояния от 1-ой и j -- ой "измерительных катушек до генераторной катушки, то любое четное чис5 9301 ло измерительных катушек образует с генераторной катушкой скомпенсированный по прямому полю индукционный зонд.

Сигнал, наведенный в измерительной системе катушек, пропорциональный кажущейся удельной электропроводности горных пород 21, усиливается,и преобразуется измерительным преобразователем 17 и поступает на вход телеизмерительной системы для передачи инфор- iî мации на поверхность 18, которая в соответствии с управляющим сигналом с выхода блока цикличного управления коммутацией 20, направляет измеряемый сигнал по одному из уплотненных is телеизмерительных каналов на поверхность по каротажному кабелю 19. Затем, подчиняясь следующей команде с выхода блока цикличного управления коммутацией 20, коммутаторы 10-16 об- щ разуют из генераторной и измерительных катушек другой индукционный зонд,например 2, 3, 4, 5, 6, соединив их между собой также во встречно-последовательную компенсированную систему, и 2s подключает измерительную систему катушек ко входу измерительного преобразователя 17; сигнал от этого зонда передается на поверхность по другому каналу телеизмерительной системы для 3О передачи информации на поверхность

18. Далее по командам блока цикличного управления коммутацией 20 последовательно происходит коммутация и измерение с зондами, образованными генераторной катушкой 2 и измерительными катушками 3-9, всеми их необходимыми сочетаниями.

Описанные операции составляют измерительный цикл устройства, в процессе проведения каротажа блок цикличного управления коммутацией 20 обеспечивает необходимую периодичность повторения указанных циклов.

Коммутаторы в устройстве могут быть выполнены, например, в виде группы электронноуправляемых последовательно-параллельных ключей, а блок цикличного управления коммутацией - в виде последовательно соединенных генератора тактовых импульсов, кольцевого счетчика и группы дешифраторов состояний счетчика.

Преимущества предлагаемого устройства по сравнению с известным заключаются в повышении точности определения геофизических параметров пластов горных пород за счет исключения необходимости частотного разде93 6 ления измеряемых сигналов близких частот, в упрощении реализации уст ройства, не содержащего требующих настройки узкополосных фильтров, а также в повышении информативности зондирования за счет увеличения количества образуемых катушками индукционных зондов.

Положительный эффект от использования изобретения может быть достигнут за счет повышения достоверности расчленения литологического разреза скважин и выделения и индентификации пластов-коллекторов.

Формула изобретения

Устройство для бокового индукционного зондирования, содержащее генератор высокой частоты, генераторную катушку, соединенную с выходом генератора высокой частоты, систему измерительных катушек, систему разделения измеряемых. сигналов, измерительный преобразователь и телеизмерительную систему для передачи информации на поверхность, при этом система измерительных катушек соединена с входом измерительного преобразователя через систему разделения измеряемых сигналов, образуя вместе с генераторной катушкой разноглубинные индукционные зонды, а вход телеизмерительной системы соединен с выходом измерительно; го преобразователя, а выход нагружен на каротажный кабель, о т л и ч à lo— щ е е с я тем, что, с целью повышения информативности зондирования за счет увеличения образуемых катушками индукционных зондов и повышения точности зондирования путем проведения измерений на одной фиксированной частоте с временным разделением из-. мерений различными индукционными зондами, система разделения измеряемых сигналов выполнена в виде группы коммутаторов и блока цикличного управления коммутацией, управляющие выходы которого соединены с управляемыми входами коммутаторов и управляемым входом телеизмерительной системы для передачи информации на поверхность.

Источники информации, принятые so внимание при экспертизе

1. Патент США и 4107597, кл. 324-6, опублик. 1979.

2. Патент США Н 3253837, кл. 280-5.22, опублик. 1966 (прототип

930193

Составитель R.ÆóðàBëåâà

Редактор В.Лазаренко Техред 3. фанта

Корректор A.Äçÿòêo

Заказ 3461/59 Тираж 719

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4