Способ определения электрической микроанизотропии прискважинной зоны пластов и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин и может быть использовано для определения электрической микроанизотропии прискважинной зоны пласта.Цель изобретения - повышение точности определения электрической микроанизотропии прискважинной зоны пластов.Способ и устройство основаны на фокусировке измерительного тока центрального электрода зондовой установки фокусирующим током экранного электрода. При этом создают разнонаправленные напряженности электрического поля в среде путем использования вертикально и горизонтально расположенных относи-, тельно прижимаемой к стенке скважины зондовой установки обратных токовых электродов. Измеряют кажущиеся сопротивления по крайней мере с двумя коэффициентами фокусировки измерительного тока, равными 1-2 и 0,1-0,3 при каждом расположении обратных электродов. Бее измерения проводятся за один проход зондовой установки по интервалу каротажа. 2 с.п. ф-лы, 7 ил. i (Л

СО1ОЗ СОВЕТСНИХ

СОц1ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

091 01) 81 А1 (51)4 G 01 Ч 3 l8

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К A8T0PCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3925222/24-25 (22) 04.07,85 (46) 15.01.87. Бюл. У 2 (7!) Всесоюзный научно-исследовательский институт геофизических методов разведки (72) Г,М,Шарыгин (53) 550.837 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 989511, кл. G Ol Ч 3/18, 1978, Авторское свидетельство СССР

9 1022107, кл. G 01 V 3/20, 1983, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МИКРОАНИЗОТРОПИИ ПРИСКВАЖИННОЙ

ЗОНЫ ПЛАСТОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение! относится к геофизическим исследованиям скважин и может быть использовано для определения электрической микроаниэотропии при. скважинной зоны пласта. Цель изобретения — повышение точности определения электрической микроанизотропии при- . скважинной зоны пластов.Способ и устройство основаны на фокусировке измерительного тока центрального электрода эондовой установки фокусирующим током экранного электрода. При этом создают разнонаправленные напряженности электрического поля в среде путем использования вертикально и горизонтально расположенных относительно прижимаемой к стенке скважины эондовой установки обратных токовых электродов ° Измеряют кажущиеся сопротивления по крайней мере с двумя коэффициентами фокусировки измери" тельного тока, равными 1-2 и 0,1-0 3 при каждом расположении обратных электродов. Все измерения проводятся за один проход зондовой установки по интервалу каротажа, 2 с.п. ф-лы, 7 илф

) )28368) 2

Изобретение относится к геофизи- ратор импульсов 4, в частности явческим исследованиям скважин, в част- ляющпйся четырехфазным мультивибраности для электрического микрокаро- тором с частотой повторения импультажа с фокусировкой тока с помощью сов в каждой фазе 7 Гц и, следовательзондовых установок, смонтированных но, с общей частотой 7х4=28 Гц, на изоляционной основе и прижимаемых синхронизирован с задающим генераток стенке скважины, ром через RC-цепочку, подключаемую

Цель изобретения — повышение раз- к общей межкаскадной связи мультивибрешаюшей способности определения ратора с расчетом, чтобы в каждой фа.-. электрической микроанизотропии при- )О зе мультивибратора укладывалось ровскважинной зоны пластов. но 10 периодов задающего генератора, На фиг.1 изображена структурная Однако в расчете на использование схема устройства, реализующего спо- устройства в составе цифровых систем соб; на фиг,2 — группа синхронных новых разрабатываемых каротажных ключей на магнитоуправляемых кон- 15 станций целесообразно использовать тактах — герконах; на фиг,3 — то же, в блоке синхронизации делитель часно на полевых транзисторах; на фиг.4- тоты на триггерах, а в качестве временные диаграммы работы устройст- многофазного генератора импульсов ва; на фиг,5 — схема расположения применять двоичный счетчик с дешифзондовой установки и обратных. токовых 20 ратором, на выходе которого могут электродов в скважинном приборе; на быть получены сдвинутые по фазе им.фиг.6 — пример расположения верти- пульсы, жестко синхронизированные с кальных обратных токовых электродов частотой задающего генератора, Чена одной изоляционной основе с зон- тыре фазы выходных сигналов многодовой установкой; на фиг,7 — псевдо" 2з фазного генератора управляют ключагеометрические факторы установок с ми, сгруппированными в четыре групразличным коэффициентом фокусировки. пы синхронных ключей 5 — 8 для пеУстройство для определения элект- реключения цепей по четырем направрической микроанизотропии присква- лениям на четыре позиции, жинной зоны пластов (фиг ° 1) предназ- 30 На фиг ° 2 и 3 показаны примеры выначено для измерений по автокомпен- полнения группы синхронных ключей сационной схеме последовательно-вре- на магнитоуправляемых контактах— менного действия и содержит следую- герконах и полевых транзисторах, при щие узлы: зондовую установку 1, за- этом следует иметь в виду, что дающий генератор 2, блок синхрони- 3 каждая фаза многофазного генератора зации 3, многофазный генератор им- импульсов управляет (включает) тольпульсов 4, группы синхронных ключей ко по одному, соответствующему этой

5 — 8, входные трансформаторы 9, фазе, ключу из каждой группы, Герусилитель 10 с высоким коэффициен- коны помещаются в катушки, в каждой том усиления, фазочувствительный 40 из которых их число равно количествыпрямитель 11, запоминающие конден- ву фаз переключателя, а токи катушек саторы 12 — 15, преобразователь— магнитное поле "которое включает усилитель мощности 16, измеритель- герконы, управляются фазовыми сигнаный усилитель )Б. Зондовая установ- лами многофазного генератора, Разка имеет три электрода — централь- 45 ности потенциалов, образующиеся на ный 18, измерительный 19, экранный электродах зондовой установки от

20, удаленный измерительный элект- измерительного тока I центрального род 21, вертикально расположенные 22 электрода )8, через входные транс-. и горизонтально расположенные 23 форматоры 9 поступают на усилитель обратные токовые электроды. 50 10, общее усиление которого совместУстройство работает следующим об- но с повышающим коэффициентом трасразом, формации входных трансформаторов

Задающий генератор 2 частотой составляет около (3-5) 10, После

280 Гц является источником измери- фазочувствительного выпрямления

I тельного тока I@ центрального элект- 5 эти сигналы через группу синхронных рода зондовой установки и опорного ключей 5 заряжают запоминающие консигнала для фазочувствительного денсаторы 12-15, к которым одновревыпрямителя и преобразователя— менно через группу синхронных клюусилителя мощности, многофазный гене- чей подключается вход преобразовате1283681 ля — усилителя мощности 16, схема которого аналогична соответствующему узлу в серийной аппаратуре, бокового микрокаротажа МБК, На выходе преобразователя — усилителя мощности возникает фокусирующий ток I о с частотой задающего генератора, поступающий на экранный электрод 20 и через группу синхронных ключей 8 — на вертикальные и горизонтальные обрат- 10 ные токовые электроды 22 и 23, Благодаря большому усилению усилителя 10 величина экранного тока I автоматически устанавливается такой,.чтобы полностью скомпенсировать разность 15 потенциалов от измерительного тока

I на какой-либо паре выбранных электродов, Таким образом, осуществляется последовательно-временное измерение 20 четырьмя микроустановками с фокусировкой тока с частотой дискретизации каждой из них 7 Гц. Благодаря использованию переключаемых запоминающих конденсаторов, в которых запоминается уровень сигнала от предыдущего такта измерений каждой установки и отработка компенсации в последующем такте необходима только на приращение кажущихся сопротивлений на 30 интервале трех сантиметров при скорости каротажа 800 м/ч, а также синхронизации, при которой все переключения производятся в моменты времени, когда синусоида сигнала задающего генератора переходит через нуль и не возникает переходных процессов, достигается достаточное быстродействие схемы устройства, I чтобы одновременно производить изме- 40 рения зондовыми установками с фокусировкой тока, число которых может достичь шести. При измерении принято, чтобы измерительный ток I g имел постоянную амплитуду, а измеряемой ве- 45 личиной, пропорциональной .кажущемуся сопротивлению, являлся потенциал электрода 19 относительно удаденного электрода 21, измеряемый измерительным усилителем 17, 50

На фиг.4 показаны временные диаграммы работы устройства. На ординатах 29-39 соответственно приведены частота генератора, импульсы многофазного генератора МГИ, синхроимпуль-55 сы от передних фронтов импульсов

МГИ, причем импульс от первой фазы тактовый — отрицательный, остальные позиционные (канальные), далеена ординате 35 — переменный по амплитуде в фазах потенциал измерительного электрода 19 относительно удаленного электрода 21, которые затем после фазочувствительного выпрямления распределяются в наземной схеме измерения и управления с помощЬю синхроимпульсов по каналам (фазам), в которых после интегрирования они регистрируются многоканальным регистратором, Распределение сигналов по каналам, их обработка и регистрация производятся по общеизвестным схемам, На фиг,5 показано расположение зондовой установки 1 и двух горизонтальных обратных токовых электродов 23, расположенных на рычагах прижимного устройства, а на корпусе скважинного прибора, покрытого изоляционным слоем, расположены вертикальные обратные токовые электроды 22. Эти электроды могут помещаться и на той же изоляционной основе, где смонтирована зондовая установка 24, как это показано на фиг,б. Изоляционные промежутки между электродами 20 и 22 могут быть в пределах 50-100 мм, а зависимости от аналогичных расстояний в горизонтальном направлении, т.е. от угла между башмаками.

На фиг,7 показан пример изменения псевдогеометрических факторов от величины фокусировки для зондовой установки (башмака) размером 100х

z200 мм, имеющий центральный электрод размером 34х100 мм, охватываемый измерительным электрбдом, ширинои

5 мм, который разделен изоляционными промежутками также по 5 мм.

Фокусировка производилась между электродами 18 и 19 — коэффициент равен 2 — и между электродами 19 и 20— коэффициент 0,22, Коэффициент фокусировки определяется по относительному изменению отношения токов .I /I > установки в однородной среде по.сравнению с этим отношением для фокусировки между электродами

l8 и 20, при которой производится боковая, перпендикулярная к стенке скважины . фокусировка пучка тока Iи коэффициент которой принят за единицу.

На фиг.7 показаны зависимости псевдогеометрического фактора g в зависимости от радиального направле-. ния r при двух значениях Р„ /

5 1283681 где „ „.- электрическое сопротивление йрискважинной зоны и глинистой корки, равное 0,1 и 10, При етом для этих соотношений кривые

25 и 26 соответствующие коэффициенту фокусировки 0,22, а кривые 27 и 28 для коэффициента 2.

Лз приведенного примера видно существенное различие я от фокусировки, а также и от соотношения между и „, т,е, глубинность зави;сит от вида проникновения (повышаю щего или понижающего).

Технико-экономический эффект предлагаемого способа и устройства состоит в повышении геологической эффективности выявления и исследования коллекторов в скважинах, в определении их сложного строения и детализации, в повышении точности определения отношения сопротивления пласта и промытой эоны, используемого для определения коэффициентов подвижной нефтегазонасыщенности путем учета микроанизотропии прослоев и опреде-, ления общей анизотропии пачек пластов, величины которых используются при комплексной интерпретации данных геофизических исследований скважин и подсчета запасов месторождений.

Ф р м у л а изобретения

1. Способ определения электрической микроанизотропии прискважинной зоны пластов, включающий фокусировку измерительного тока центрального электрода зондовой установки фо/ кусирующим током экранного электрода, о т л и-ч а ю шийся тем, что, с целью повьппения разрешающей о способности определения электрической микроанизотропии прискважинной зоны пластов, проводят измерения кажущихся сопротивлений последовательно при вертикальном и горизонтальном расположении обратных токовых электродов относительно зондовой установки по меньшей мере при двух коэффициентах фокусировки измерительного тока, равных 1-2 и 0,1-0,3 в режиме разделения времени, по заранее построенным .на моделях зависимостям кажущихся сопротивлений от сопротивления прискважинной зоны и размера глинистой корки на стенке скважины для этих коэффициентов фокусировки

55 находят значения сопротивлений прискважинной зоны при вертикальном и горизонтальном расположении обратных токовых электродов и по отношению найденных значений определяют величину электрической микроанизотропии прискважинной зоны пластов, 2. Устройство для определения электрической микроаниэотропии прискважинной зоны пластов, содержащее эондовую установку со смонтирОванными на ней центральным и экранным электродами, входные трансформаторы управляемые ключи, задающий генератор, многофазный генератор импульсов, измерительный усилитель, удаленный электрод, при этом выходы фаз многофазного генератора импульсов соединены с управляющими входами уп-. равляемых ключей, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения разрешающей способности определения электрической микроанизотропии прискважинной зоны пластов, устройство. дополнительно содержит измерительные электроды, измерительная схема дополнительно содержит усилитель, фазочувствительный выпрямитель, запоминающие конденсаторы, преобразовательусилитель мощности, блок синхрони зации, два обратных токовых электрода, при этом первый выход задающего генератора через блок синхронизации соединен с многофазным генератором импульсов, управляемые ключи объединены в четыре группы синхрон- ных ключей, второй выход задающего генератора соединен с первыми входами фазочувствительного выпрямителя и преобразователя-усилителя мощности а третий — симметричный выход его и подключен к центральному электроду зондовой установки и через первую группу синхронных ключей — к обратным токовым электродам, вход усилителя через вторую группу синхронных ключей и входные трансформаторы соединен с электродами зондовой установки, а его выход через фазочувствительный выпрямитель и третью группу синхронных ключей подключен к запоминающим конденсаторам, к которым одновременно через четвертую группу синхронных ключей подсоединен второй вход преобразователя-усилителя мощности, симметричный выход которого через первую группу синхронных ключей соединен с обратными токовыми электродами и

128368) 8 с экранным электродом зондовой уста- которой и к удаленному электроду подковки, к измерительному электроду ключен вход измерительного усилителя.

I 28368I

29

31

32

ЗЗ

ЗФ

38

128368) 22

Фиг.б

Фиг.5 ,О

3,0 корректор Л. Пилипенко

Редактор М,Бандура

Заказ 7433/43

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул, Проектная,4

ЯЗ

1, Фиг. 7

Составитель Е,Поляков

Техред М.Ходаиич

Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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