Способ электромагнитного каротажа скважин

1 ОПИСАНИ Е ИЗОБРЕТЕН ИЯ 236387 Саоз Советских Социалистических РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 27.111,1967 ( 1144251/26-25)с присоединением заявкиПриоритетитет по лелем эобретений и открытн 7,1970, Бюллетень17 ликован ри Совете Министр СССР9 ата опубликования описания Авторизобретен. М, Заслонов Трест Татнефтегеофизик Заявител ПОСОБ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО КАРОТАЖА С 2 сится к об- следований ками, что противоречит треоованцям детальности расчленения разреза.Противоречивость требозацця детальности, расчленения разреза ц большой глубинности исследования сохраняется и при использова. пци фокусирующих зондов, хотя и несколько ослабляется влияние скважины и зоны проникновенияПредлагаемый способ, осчованный на измерении затухания электромагнитного поля на участке между точками измеренияпозволяет голучить треоуехуо легальность расчленения рчзреза прп сохранении большой глубинности исследования и тем самым практически устранить влияние скважины ц зоны .проникновения раствора на результаты измерения. Параметр затухания опрсдсляют путем деления вели иц напряжеццостц поля в точках измерения.Для пояснения способа приведем анализ для случая однородной среды. Напряженность вертикальной составляющей магнитного полл ца оси передающей катушки в однородной среде описывается следующим уравнением; 10 5 гд Предлагаемое изооретение отноласти промыслов геофизцческих исскважин.Существующие методы электрического каротажа скважин, основанные на измерении разности потенциалов между измерительными электродами или на измерении напряженности вторичного электромагнитного поля (индукционный каротаж), це позволяют совместно решать задачи, связанные с высокой дифференциацией разреза и большой глубинно- стью исследования, так как при существующих методах эти треоования взаимно исключаются.В слу)тае примецепит халых зондов мохкпо получить до таточно дифференцированный разрез, но при малой глубине исследования, т. е.;при большом влиянии скважины и зоны проникновения бурового раствора, а при применении больших зондов можно значительно ослабить влияние скважины, но в этом случае получается слабая дифференциация раствора с нечеткими границами раздела пластов.Метод индукционного каротажа также це свободен от вышеизлокецных недостатков.При осуществлении этого метода для ослаб.ления влияния зоны проникновения раствора на результаты измерения необходимо применять зонды с достаточно большими расстояниями между передающей и приемной катушл - вертикальная составляю щая магнитного поля;О 2 К - 2 ЛГ4 -Ч 2 ги - Ч 2 к 60 Ь, - расстояние от точки наблюдения до передающейкатушки;1,5, гг - сила тока, площадь одного витка и число витков передающей кагушки, соогветствеицо; К = /г,аа - зараз - волновое число среды;у - проводимость среды;е, ц - диэлектрическая и магнитная проницаемостисреды;св - круговая частота электромагнитного поля;уг - расстояние между приемными катушками,В точках измерения М и Лг напряженность поля соответственно равна Е 5 л(1+ /гав) г-иН 2 М =гз71 Я п 1+ Уг(г. + г) г-йСг,+г)(г + г)з где г. - расстояние между передающей катушкой и первой приемной.Отношение величин напряженностей поля в точках М и Лг равно Отношение величин напряженностей поля (Р) определяется коэффициентом установки- Ыц (К) и членом е, представляюгцим сооой затухание электромагнитого поля на участке между прием ным и катушками (1),При выборе расстояния между передающей и первой приемной катушкой намного большим, чем расстояние между приемными ка. тушками (г.1), коэффициент установки К будет незначительно зависеть от электрических параметров соеды и для выбранного зонда может считаться. постоянной величиной.- ИЗатухание поля, определяемое чле гом е непосредственно связано с электрическими параметрами (у и е) участка между приемными катушками г через волновое число Й, по этому затухание поля можно использовать для расчленения пород в скважинах. причем детальность расчленения будет определяться расстоянием г между точками измеренияТаким образом, изменяя расстояние между приемными катушками, можно регулировать детальность расчленения пород в скважине, сохраняя большую глубинность исследования, определяемую пасстоянием (1,) между передающей и первой приемной катушками,Как видно из выражения 3, отношение величин напряженности поля Р не зависит от мощности излучения передающей катушки, что позволяет значительно снизить требования к передающей аппаратуре в отношении стабильности мощцостц излучения.Выбор частоты электромагнитного поля определяется чувствительностью и стабильностью приемной аппаратуры и мощностью изл;- чения передатчика, причем должно быть соблюдено условие возможности применения зондов с 1,г,Оптимальный диапазон частот ири использовании сравнительно несложной аппаратуры лежит в пределах 80 - 120 кегг. В этом случае можно применять зонды с У, = 10 - 15 л и 1)0,3 1 г.При использовании таких частот слагаемым е 1 гсФ в выражении для волнового числа среды И) можно пренебречь, тогда гг можно определить из выражения Так как магнитная проницаемость (р) оса дочной толщи практически равна магнитной постоянной, можно считать, что измеряемая величина Р однозначно связана с проводимостью среды.В зависимости от точности используемого делительного устройства и чувствительности усилителя можно применять несколько схем н а бл юдений.1) Трехкатушечный зонд (АМЛг),Измеряемой величиной является отношение напряженностей поля в точках М и Лг 2) Трехкатушечный зонд (АМЛг).Измеряемой величиной является отношение разности напряженностей поля в точках измерения к напряженности поля в одной из этих точек 3) Четырехкатушечный зонд (АМКЛ). Измеряемой величиной является отношениеразности напряженностей поля в точках М иЛ к напряженности поля в точке К 4) 1 етырехкатушечцый зонд (АМКЛг), Измеряемой величиной является отношение разностей напряженностей поля Для осуществления способа можно использовать, например, установку, блок-схема которой показана на чертеже.236387 слактор Л. К. Ушакова Составитель Э. А. Терехова Корректоры: А. Абрамоваи М. Коробова Заказ 2766/4 ЦНИИПИ Комите Тираж 480 Подписноео делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова,Скважинный передатчик 1 питает передающую катушку А током заданной частоты 80 - - 120 кгч. Возбужденное передающей катушкой А электромагнитное поле улавливается с по мощью двух приемных катушек М и А/, находящихся на расстоянии (Е., Е+ 1) от передающей катушки А, значительно превышающем расстояние между ними (1,/). Сигналы, улавливаемые приемными катушками М и Ъ, усиливаются одним и тем же избирательным усилителем 2, вход которого переменно подключается с помощью коммутаторного устройства 3 к приемным катушкам, а выход с помощью коммутаторного устройства 4 - ко входу делительного устройства 5. Коммутаторные устройства 3 и 4 питаются от одного генератора 6. Усиленные сигналы, пропорциональные напряженности поля в точках измерения, выпрямляются выпрямителем 7 и подаются на точный электронный делитель, позволяющий полУчать часгное с точностью до 0,1 о/о.Постоянное напряжение, пропорциональное частному от деления напряженностей поля в точках измерения, представляющее собой затухание поля Р на участке между приемными катушками в выбранном масштабе, передается по кабелю типа ГТП на поверхность земли, 5 где регистрируется любой каротажной станцией. Предмет изобретенияСпособ электромагнитного каротажа сква жин, при котором в скважине возбуждаютэлектромагнитное поле и измеряют напряженность поля в точке измерения, отличающийся тем, что, с целью получения требуемой детальности разреза пород при сохранении большой 15 глубинности исследования, а также устранения влияния нестабильности мощности источника поля на результаты измерения, в процессе каротажа определяют затухание электромагнитного поля на участке между точками 20 измерения путем деления величин напряженностей поля в этих точках и проводят расчлекение пород в скважине по измеренной величине затухания.