Способ измерения угла наклона пластов в скважинах

Союз Советск нхСоцналнстнческнхРеспублнк ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ859614(53)УДК.24 1., (088.8) Опубликовано 30.08.81. Бюллетень32Дата опубликования описания 05.09.81 но делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения А. Д. Гайда ш и К. Л. Санто Всесоюзный научно-исследовательский и проектноконструкторский институт геофизических исследований геологоразведочных скважин(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА НАКЛОНА ПЛАСТОВ В СКВАЖИНАХДанное изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин.Известен способ измерения углов наклона пластов, пересеченных скважиной, включающий излучение переменного магнитного поля вдоль оси скважины, измерение напряженности магнитного поля вдоль оси скважины, определение направления простирания пластов по максимуму радиальной составляющей напряженности магнитного поля 11.Недостатком указанного способа является то, что он не применим в случае произвольно чередующихся пластов.Цель изобретения - повышение точности при любом чередовании пластов.Указанная цель достигается тем, что дополнительно измеряют производную напряженности магнитного поля по направлению простирания пластов, затем излучают магнитное поле по направлению простирания пластов и измеряют напряженность магнитного поля по этому же направлению, определяют произведение производной на расстояние между точками излучения и приема, суммируют величины напряженности магнитного поля вдоль оси скважины,произведения производной на расстояниемежду точками излучения и приема и напряженности магнитного поля по простиранию пластов, а по отношению величинымаксимальной радиальной составляющейнапряженности к полученной сумме судято величине угла наклона пластов,Для выполнения описанных операцийиспользуют сконструированное для этойцели устройство. Конкретное исполнение1 О такого устройства может быть различным,но должно обеспечивать получение и регистрацию указанных информационных сигналов. При этом взаимная последовательностьизмерения сигналов несущественна и определяется конструкцией устройства.1Описанная выше последовательность операций является одним циклом измерений,Измерительные циклы повторяют при перемещении устройства по скважине и регистрируют информационные сигналы в видедиаграмм, Так как информационные сигналы должны быть определенными характеристиками геофизического разреза и недолжны зависеть от конструкции устройст 859614Вя, то является существен(ы; В каких СОО)- цошетиях и с какими знаками суммируюг всцомо; ятельные сипалы. )лобнс) залять эти соотноПения с цомс)щью понятия прямое иоле, известного в индукциоцен)м кяг ротаже. Прямым полем, или сигпя(301 прямого поля называют сипал, измеренный в воздухе тем же способом и при тех жс режимах, которые будут цр измерениях в скважине. Г 1 рямые поля первого, второго и третьего вспомогательных сигналов лолж- НЫ СуММИрОВатЬСя В СООтНСШЕНИИ с): -8):.ТаК Как ВСЛИЧИНЭ ПРЯМОГО ПО,И,)ЕКо )ЗС- считьВается, то практически 31( щ.обходц- МОСТР ИЗМЕРЯТЬ В(.ЛИЧР 1 НУ РИМО 0 ЦО,И СИГ- палов в воздухе, э указанное соотцоцсцие чЧИТЫВЗК)Т В КОНСр)КцИ МСТрг)йСГва, я ИМЕННО В СООТНОШ(.с 3 И Пс 33)сЕТРО 3,Е(ттР(КОВ М Я Г г( И Т Н 010 Ц ОЛ и И В И СИ ) ) С Ц О, 51 ) Ц 0 С Г И И Х подключения между собой и к э,н)ктроццой части устройства.При малых углах наклона 1,о ЗО" 1 е)сличиня первого информационного сигналя ПРОПОРЦИОНаЛЬНа У ГЛУ НаКЛОН ЦГс(СТОВ.Однако коэф 1)ициеет црОНОреионс.1 ьеости зависит от электроцроводноси и Яе(е(.30 р- ПИИ ЦЛЗСТОВ, ОТ ХЗРЯКГЕР; тЕРЕ,01)ан(Я ЦЛЯС- ов ц положения датчиков мяпитнспок)ля 25 относительно границ пластов. 11 ри цс.ре)е- ЦЕЦИИ ИЗМЕРИТЕ:ЬНОИ СТЯЦОЬКИ ЦО СКВЯЖЦ цс величиня коэффициснтя цроцорцис)цяльИЗМ:-ЦЯСТСЯ И ОСТЯЕТС И НЕИЗВЕСтгОЙ, ЧТО НЕ 3 ОЗВОС 51 СТ ОЦ )ЕДЕЛИТЬ УОЛ;КЛОНЯЗО пластов, зная только первый ие(форхяцОц.ЫИ (.ИГНЯЛ.Важными Особ(ццоськ) Второ) инфо) 1 я - ЦИОЦЦОГО СИГИ;12 5 В,ЯСТС 51 ТО, Что г ИЪСЕТ ТЯКЮ Ж( КЯК ДГЯ ЦЕ)Е(ОГО ИЦ)ОР)ЯЦИ 1- НОГО сиГцзлс 1 зЯвисимостьг э;1 егтРОНк)вод- з 5 10 СТИ и Остс,ьцвгХ ВЬПСНС)ЕГСГ 3 ЕНХ фяК- ТОРОВ, НО НС ЗЯВИСИТ ОТ У Г;с гЯК.Онс 3 П.Я- тов, т. е. является упомяцтым кс)эфринетв том цроцорциоця.тьцости. Поэтому о 1 Оц(е- НИЕ ПЕГ)БОГО РЕ(фо(ЯЦРОНЦОГ(т СИГЕся 1 сЧ КОИЦЬОРХсЯЦИОЕ(НО)У С(ГЕсЛ г РЯВНО4 О МГЛУ НЗК;1013 Э Ц,ЯСТОВ 13 РЯДИ Я НЯХ, ОО(1 СЕ ТО 3- НОТяпС НСУГЛЯ ЦЯКЛОНЯ ЦГ 1 ЭСТОс 3 ЦРИ любых углах наклоня-.)то соотношение является точным и может быть доказано математически, если допустить, что все границы пластов и плоскости анизотропии параллельны между собой, а проводимость бурового раствора не влияет на величину сиг. налов. Это допущение шире и ближе к реальным условиям, чем принятое в известном способе. Описанное свойство второго информационного сигнала позволяет сумму ВсГ 10 мОГятельных (иГналс)В ряссмятри.вать как самостоятельный информационный сигнал, я последние, получаемые непосредственно при измерении, считать лишь вспомогательными. Гоэтому для целей няклонометрии нет необхОдимОсти в 1)аздельнОЙ регистрации вспомогательных сигналов,1)язвПц; Тгс)р(И ОГП: .И)1 Г:т(НОЛЬЗОВЗТЬ(51д,тя ХтСГ; 1)ОЛЕЕ С ЧОЖнгХ СЗ.1 ЬНЫХ )СЛО 311. Й.) ЖС В т)т;5 )11 З т( ЬН 51 РСЕИСТРЭ.1 Ц 51 И : 1 (33) О Р , 1 с 1 1И 0 Ц1 ) С ;Ц Е.Н с 1яЖе В Т),"1 С,) Чя(., ЕЭс,ЕСЧт ИХ,1)у Надргз,.,5 1 Огучетия эксцрес -ицформ 2 пи и1 ООИЗВОД(итс)1 г 1 цця)я рЫ (уТЕМ, ТЗК КЯКВНЕССНИС Ц)1.:ЯВ( 1)Е ЕР: ЧЬЦЫЕ ЕО;30 1:ЧЕСКИЕ УСЛОВИИ и ПОГрсц;ц,т;тц ц 1 аратуры ЗНаЦИТЕ.ЬНО цргц,С И сн(Л 13 Ь 10 (,гЕтия;и1 И,("1 Ч т;,ГЧ" цц;)1;, 33,ЭцХГОСТ)РГ ИЗ ЧВХ , Тя;г,гц; 1 т МК,С МЗПИ П О "ОС 3 3 у;як)Чвт; т)0,ЖСП33,т ВГ)ЕМс ИЗ )1)гИ" с 3 нс 38, ВЯЮТс ПО;цтж,1 ИЕ.:.3)ц КОЧ Орг)Х. Е(с(т . )ц Ки,3 6Цс ос г).:ЕЦ ( П)ОСИ)ЯЦИК) ПЛЯС03, Я Кс- Г ц кз 8 -- цо г цнии ц З,1 ни 5 31; Эстов, стоОСЦЕС Г)СЯКт С ЦОХ(0 ЦЬК) Етхг)Д):ЦЕИ Вроицук) я,ь устЯства систсмь автоматЧССКОТ) ,)СМ,ЧР(г)01323 И 51. КОТО)Я) )С 21 Ирес.г ця ВЕЛИЧИ;у 1 тяцряЖция В Кс 1 ТцКЕ 4В цсрвом такте, и ц.)г (твО хООря 1рте П)ворота стержнясводит эт няцряжение к нулю.11 е 1) выи и нформс Г,и 01 цыц синз, Пс)л- чзк)т из)1 еря) няцр 5)жение В кягНкс 8, ВОВ)Е 1 я цврв )1 О Тс 1 КТЗ. ).ая ГОГ(а 1)5 орИЕНТЭЦИИ КЯТ Ц г(И 8 ЦОИ;ИИ ПЯ ЕНИ 5 ЛЗСТОВаРЯЖцие В и(-.и бдс"1 "аг(си."али 1 ым.Второй информ яциотцый сигнал полуЧавт СГЕГ,(ощн 1 ОбВЗЗОМ. Б ПЕРВОМ аКтЕ;юследоватслье(о соелццснцые кя.сушки 5, 6и 7 подключают ко входу ус)литсля выходКОТОРОГО С)ЕДИ ЦЕН С (П 30 УЕСТ)ВИТЕЛЬНЫМСТСсл 0 Псо ,( и М ЕЮЦЦ т 3(Те РР ) Г О Ц)ГК) Е Мко(ть. БО вто)Ох 23с ко в,1 з 00859614 г Риг гбачинскаяКорректор М. ДеГ 1 одписноеета СССРкрытийна 6., д. 4/5Проектная, 4 Составитель Техред А. Б Тираж б 27 осударственного ги изобретений а, Ж - 35, Ра атент, г. УжгоИ. Кайкас Редактор М. ЯновичЗаказ 7500151ВНИИ чик ПИ Г по дел 113035, Моск илиал ППП Пкогиит и от шская род, у лителя вместо катушек 5 7 подклюцают катушку 4. Так как в первом такте напряжение в катушке 7 равно первому вспомогательному сигналу, напряжение во встречно вклюценных катушках 5 и 6, составляющих дифференциальную катушк, равно второму вспомогательному сигналу, а во втором такте напряжение в катушке 4 равно третьему вспомогательному сигналу, то среднее за цикл напряжение на интегрирующей емкости равно сумме вспомогательных сигналов, т. е. второму информационному сигналу. Для того, чтобы вспомогательные сигналы входили в сумму в требуемом соотношении, моменты катушек 2 - 7 и плечо дифференциальной катушки 5 и 6, при конструировании выбирают такими, чтобы при измерении в воздухе напряжения в катушке 7, дифференциальной кагушке 5 и 6 и катунске 4, создавали на интегрирующей емк;средние напря жения, соозноснп 1 иес ". ( 3):1 со ответственно. Измерс,; .игнала феррозонда 11 даег дополни л 1 н ую информацию об азимуте угла падения. Следует отметить, цто при работс системы автоматицеского регулирования стержень 1 может сориентироваться по одному из двух противоположных направлений, однако это не вызовет неоднозначности в результатах, так как при этом меняется и знак первого информационного сигнала, а следовательно, и знак измеренного угла наклона.Предлагаемый способ позволяет полу- цать информацию о геологическом строении района в условиях, когда наклономеры не- индукционного типа неприменимы (малые углы наклона, плавные границы пластов и- 1 С др.) и, кроме того, вследствие большей скорости и непрерывности исследования позволяет иметь эту информацию в большем объеме без увелицения затрат. Формула изобретенияСпособ измерения угла наклона пластов в скважинах, включающий излучение переменного магнитного поля оси скважины, измерение напряженности магнитного поля вдоль оси скважины, определение направления простирания пластов по максимуму радиальной составляющей напряженности магнитного поля, отгинающийся тем, цто, с целью повышения точности при любом цередсвании пластов, дополнительно измеряют производную напряженности магнитного поля по направлению иростирания пластом, затем излучают магнитное поле по направлению простирания пластов и измеря ки напряженность ма гн итного поля по этому же направлению, определяют произведение производной на расстояние между точками излучения н приема, суммируют величины напряженности магнитного поля вдоль оси скважины, произведения производнои на расстояние между тоцками излуцення и приема напряженности магнитного поля по иростиранику пластов, а по отношению величины максимальной радиальной составляющей напряженности к полуценной сумме судят о величине угла наклона пластов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент СШЛ Ле 3808520, кл. 346 - 6, 1974.