Зонд для электромагнитного каротажа скважин

 

1. ЗОНД ДЛЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО КАРОТАЖА СКВАЖИН, содержащий разнесенные по длине зонда излучающую катушку, соединенную с генератором , и измерительные катушки, соединенные с измерительной частью, соединенной посредством кабеля с панелью и регистратором, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности исследования ближней зоны, он содержит вьтояненный из проводящего материала экран в ,форме трубы с продольным вырезом, охватывающий катушки и расположенный от оси катушек на расстоянии от 0,5 диаметра катушек до 0,3 длины зонда, а также устройство для прижатия экрана продольным вырезом к стенке скважины. 2.Зонд по п. 1, о т л и ч а юЩ и и с я тем, что поперечное сечение экрана имеет форму окружности, а продольный вырез имеет апертуру величиной 10-180. (Л 3.Зонд по п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что поперечное сечение экранаимеет прямоугольную форму, а продольный вырез совпадает с одной из сторон экрана.

1 А

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

<В1 (>т>

4(51) G 01 V 3/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ХОМИТЕТ СССР

110 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Ф ф ., в-..

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ И и ABTGPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ э,:ч.:, (21) 3522854/18-25 (22) 17.12.82 (46) 30.05.85. Бюл. № 20 (72) С.Б.Денисов, Д.С.Даев и В.Ф.Наливайко (71) Центральная геофизическая экспедиция Министерства нефтяной промышленности (53) 550.837(088.8) (56) 1. Патент США № 4107598, кл. 324-6, опублик ° 1978.

2. Патент США № 3893020, кл. 324-6, опублик. 1975 (прототип) . (54) (57) 1. ЗОНД ДЛЯ ЗЛЕКТРОМАГНИТНОГО КАРОТАЖА СКВАЖИН, содержащий разнесенные по длине зонда излучающую катушку, соединенную с генератором, и измерительные катушки, соединенные с измерительной частью, соединенной посредством кабеля с

-панелью и регистратором, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью обеспечения воэможности исследования ближней зоны, он содержит выпопненный из проводящего материала экран в,форме трубы с продольным вырезом, охватывающий катушки и расположенный от оси катушек на расстоянии от 0,5 диаметра катушек до 0,3 длины зонда, а также устройство для прижатия экрана продольным вырезом к стенке скважины.

2. Зонд по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что поперечное сечение экрана имеет форму окружности, а продольный вырез имеет апертуру величиной l0-180

3. Зонд по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что поперечное сечение экрана имеет прямоугольную форму, а продольный вырез совпадает с одной иэ сторон экрана.! !0767!

Изобретение относится к промысловой геофизике и может быть использовано в устройствах для электромагнитного каротажа скважин.

Известно устройство для электромагнитного каротажа скважины, предназначенное для определения удельного электрического сопротивления и диэлектрической проницаемости горных пород в скважине, содержащее 10 генератор переменного тока высокой частоты, излучающую и приемные катушки зонда, измерительную схему скважинного прибора и наземную панель. В скважинном приборе ЗДС, наведенные в измерительных катушках, преобразуются в более низкую, чем рабочая, частоту и передаются по кабелю на поверхность. В наземной панели производятся вычисление и последукнцая запись на самописец разности фаз и отношения амплитуд сигналов, наведенных в измерительньгх катушках. По измеренным характеристикам электромагнитного поля с помощью специальньгх палеток определяют диэлектрическую проницаемость и удельное сопротивление горных пород !1 ).

Недостатком известного устройства является низкая точность. !

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является зонд для электромагнитного каротажа сква жин, содержащий разнесенные по длине зонда излучающую катушку, соединенную с генератором и измерительные катушки, соединенные с измерительной частью, соединенной посредством кабеля с панелью и регистратором (2f.

Недостатком известного устройства является невозможность исследования ближней зоны из-за ограничений, не позволяющих выполнить зонд длиной менее 0,6-0,7 м (менее 3-4 диаметров 45 скважины) для исследования ближней к скважине зоны пласта при бурении на нефть и газ. Причина ограничения связана с тем, что при малой длине зонда, центированного на оси скважи- 5О ны, не образуется боковая волна, несущая информацию о горных породах.

Если зонд расположен на стенке скважины, то результаты измерений обусловлены интерференцией боковой вол- 55 ны, прошедшей по горной породе в области касания зондом стенки скважины, и волнами, прошедшими по буровому раствору, и не поддаются расшифровке.

Цель изобретения — обеспечение возможности исследования ближней зоны.

Цель достигается тем, что зонд для электромагнитного каротажа скважин, содержащий разнесенные по длине зонда излучаюшую катушку, соединенную с генератором, и измеритель ные катушки, соединенные с измерительной частью, соединенной посредством кабеля с панелью и регистратором содержит выполненный из проводящего материала экран в форме трубы с продольным вырезом, охватывающий катушки, расположенный от оси катушек на расстоянии от 0,5 диаметра катушек до 0,3 длины зонда, а также устройство для прижатия экрана продольным вырезом к стенке скважины.

Поперечное сечение экрана может иметь форму окружности, а продольный вьгрез может иметь апертуру величиной 10-180

Кроме того, поперечное сечение экрана может иметь прямоугольную форму, а продольный вырез может совпадать с одной из сторон экрана.

На фиг. 1 показаны схема зонда и его положение в буровой скважине с экраном, поперечное сечение которого имеет. форму окружности, на фиг. 2 показана схема зонда и его положение в буровой скважине с экраном, поперечное сечение которого имеет прямоугольную форму.

Зонд содержит излучающую 1 (фиг. 1) и измерительные 2 и 3 катушки, экран 4 с продольным вырезом 5, прижатым к стенке скважины 6. Генератор 7 соединен с излучающей катушкой 1. Измерительная часть прибора 8 соединена с приемными катушками 2 и 3, а также посредством кабеля с панелью 9 и регистратором 10.

На фиг. 1 показаны пути движения электромагнитной волны: путь 11 от излучающей катушки, путь 12 по стенке экрана, путь 13 — по гор.ной породе, путь 14 †от стенки экрана и горной породы к измерительным катушкам, прижимное устройство 15 обеспечивает прижатие продольного выреза 5 к стенке скважины 6.

Зонд работает следующим образом.

Для проведения каротажа зонд прижимают продольным вырезом 5 к стенке скважины 6 с помощью прижимного устройства 15. Генератор 7 с помощью излучающей катушки 1 создает в окружающей среде электромагнитные волны, которые проходят по пути 11 внутри экрана и образуют боковую волну на границе с внешней средой, распространяются во внешней среде по пути 12 в экране и

13 — в горной породе и по пути 14 приходят к измерительным катушкам. 2 и 3.

Боковая волна, проходящая в экраI

Ю не на пути 12, испытывает сильное затухание.

3а пределы экрана волна не выходит, поэтому боковые волны на участках, закрытых экраном от внешней среды, не приходят к измерительным катушкам 2,3.

Боковые волны, образующиеся в горных породах, открытых продольным вырезом 5, несут информацию о диэлектрической проницаемости и удельном электрическом сопротивлении пород. При условии выбора достаточно короткого зонда (длиной 0,1

0,3 м) это будут свойства промытой зоны или эоны проникновения. С достаточной точностью можно предположить, что ЭДС, наведенная в измерительных катушках 2 и 3, будет прямо . пропорциональна апертуре продольного выреза 5. Если ЭДС в среде без экрана принять эа единицу, то при наличии экрана ЭДС будет составлять е /360 часть единицы (eL — - апертура, выраженная в угловых градусах).

ЭДС, наведенные в измерительных ка107671 4 тушках 2,3, поступают на вход измерительного прибора 8 и затем на панель 9 и регистратор 10.

Для устранения прямой индуктивной связи между приемными и измерительными катушками максимальная ширина сечения экрана должна быть в 3 раза меньше длины зонда.

Для уменьшения воздействия эк1О рана на параметры катушек (комплексное сопротивление, добротность н т.д.) минимальная ширина сечения экрана не должна превышать 0,5 диаметра катушек.

Зонд, представленный на фиг. 2, содержит те же элементы, что и зонд на фиг. 1, и работает таким же образом, но отличается тем, что поперечное сечение экрана имеет прямо2() угольную форму.

Экспериментальные измерения проводились зондом на частоте 60 ИГц с экраном, выполненным из меди и имеющим диаметр 40 мм. Длина экран на зонда 700 мм, апертура выреза о щели — 70 . Глинистая корка имитировалась перемещением прибора от стенки бака диаметрам 140 мм к его центру. Эксперимент показал степень влияния глинистой корки, подтвердил . отсутствие влияния среды, расположенной за экраном зонда.

Использование изобретения позволяет осуществить измерения диэлектрической проницаемости и удельного электрического сопротивления горных пород в ближней к стенке скважины зоне на расстоянии 10-15 см, исключить влияние бурового раствора при измерениях короткими зондами.

1(07671

ВНИИПИ Захаз 29 14/6 ТиРаж 748 Подписное

:Филиал IIIIII "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная,4