Способ электрического каротажа

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 1749872 51)5 0 01 Ч 3/18 ПИСАНИЕ ТЕНИ ЗОБР ЛЬСТВУ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЪТИЯМРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТ(71) Свердловский горный институт им. В.В.Вахрушева(54) СПОСОБ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГОКАРОТА- ЖА Изобретение относится к геофизиче ским исследованиям скважин, а более конк- ретно к способам электрическогокаротажа на рудных месторождениях.Известен способ электрического каро-тажа, предназначенйый для выделения рудных интервалов в разрезе скважин, определения их мощности и строения, называемый методом скользящйх контактов(МСК) и представляющий разновидность токового каротажа со скользящим по стенке скважины тбковым электродом.Недостаток, способа заключается в том, что по его результатам выделяются не только рудные зоны, но и другие интервалы пониженното сопротивЛения, такие как обводненные трещиноватые зоны, углистые сланцы и т;и. Определить. природу зон низкого сопротивления по данным МСК невоз можно.. Известен также способ электрического . каротажа, согласно которому эту задачу ре. (57) Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин на месторождениях рудных полезных ископаемых. Сущность изобретенияспособ заключается . в измерении электродных потенциалов при помощи зонда, содержащего два скользя-щих электрода, выполненных из разных металлов, Отличающихся- по нормальным электронным .потенциалам, например, из меди и железа, причем параллельно каждому из скользящих электродов подключают непддвижные электроды из тех же металлов, которые погружают в электролит, близкий по составу и концентрации к подземным водам исследуемого района. 1 3. п,ф-лы, 1 ил.и шают с помощью метода электродных потенциалов (МЭП), основанного на измере. нии электродных потенциалов природных .проводнйков. Сущность способ заключает" ся в перемещенйй по Стенке скважийы первого металлического электрода и в измерении разности потенциалов между этим и вторым металлическим электродом, движущимся синхронно с первым, причем второй электрод не касается стенки скважины, а находится в буровом растворе. Оба электрода изготавлйвают из одного и тогоже металла, обладающего устойчивым отрицательным йормальным электродным потенциалом;О положении рудных интервалов судят поположительным значениям измеренной разности потенциалов, . возникновение которой" объясняется тем, что первый металлический электрод, перемещаясь по стенке скважины и вступая в койтакт с зернами рудных минералов, приобретает потенциал, равный нормальномуэлектродному потенциалу этих минералов,а он у рудных минералов положителен. Внерудных зон разность потенциалов междуобоими электродами близка к нулю.Недостаток способа в том, что он осуществим только в скважинах, заполненных буровым раствором или водой, и неприменим. в сухих скважинах. В сухих скважинах электрическая цепь между измеритальнымиэлектродами остается разомкнутой, и измерение разности потенциалов между нимистановится невозможным.Цель изобретения - расширение области применения способа за счет обеспечения каротажа сухих скважин,Сущность изобретения заключается втом, что согласно способу перемещают постенке скважины первый металлическийэлектрод иизмеряют разность потенциаловмежду этим и вторым металлическим электродом, движущимся синхронно с первым, ипо результатам судят о положении рудныхинтервалов в скважине, измерения проводят при перемещенйи второго электрода постенке скважины на фиксированном расстоянии от первого, при выполнении электродов из металлов с разной величинойнормального электродного потейциала иподключении параллельно каждому из нихнеподвижного вспомогательного электродаиэ того же металла, причем вспомогательные электроды помещают в электролит, а оместоположении рудных интервалов судятпо минимальной величине абсолютных значений измеренной разности потенциалов,При этом измерение проводят при размещении вспомогательных электродов вэлектролите, представленном подземнымиводами из исследуемых скважин или их ок рестности,Выйолнение электродов, перемещаемых по стенке скважины, из металлов с разной величиной нормально электродногопотенциала и подключение параллельнокаждомуиз них вспомогательного неподвижного электрода из того же металла, припомещении последних в электролит приводит к тому, что измерительный прибор регистрирует разность потенциалов,возникающую в растворе между неподвижными вспомогательными электродами.При перемещении подвижных электродов по стенкам сухих скважин за пределамирудных и обводненных зон их подключениек вспомогательным электродам эКвивалентно подключению большого сопротивления,которое не будет влиять на показания измерительного прибора.При перемещении подвижных электродов по обводненным трещиноватым зонам, т.е. по проводникам с ионной природой проводимости, каждый из этих электродов приобретает свой электродный потенциал. Поскольку каждый подвижный электрод и5 соединенный с ним вспомогательный неподвиж ый электрод изготовлены из одного и того же металла; а состав и концентрация электролитов, в который погружены электроды, близки, разность электродных потенциалов между подвижными электродами и неподвижными будет имегь один и тот же знак и примерно одинаковую величину. Таким образом, к измерительному прибору оказываются параллельно подключенными 10 два источника одинаковой ЭДС и его показания будут такими ке, как и в предыдущемслучае. 15 Когда же подвижные электроды оказываются в контакте с рудными зонами, имеюнеподвижными электродами, оказывается замкнутой на это низкое сопротивление, и показания регистрирующего прибора резко уменьшаются (в идеальном случае до нуля) 25 Таким образом, о местоположении рудных зон судят по минимальной величине абсолютных значений измеренной разности потенциалов.,30 На чертеже изображена схема установки для осуществления способа.Установка состои из скважинного сна-. ряда с электродами 1 и 2, перемещаемыми по стенке скважины и соединенными проводами 3 и 4 с неподвижными вспомогательными электродами 5 и 6, помещенными в сосуд 7 с электролитом 8, Выводы от электродов 1, 5 и 2, 6 подключены к прибору 9 дляизмерения разйости потенциалов. Первый из перемещаемыхэлектродов 1и подключенный параллельно ему вспомо 40 гательный неподвижный электрод 5 изготавливают из металла с положительным нормальным электродным потенциалом Е, например, из меди (Е =+0,34 В) или серебра(Е =+0,799 В). Второй перемещаемый электрод 2 и подключенный параллельно ему неподвижный электрод 6 изготавливают из металла с отрицательным нормальным электродным потенциалом, напрймер из железа(Е = -0,44 В) или цинка Е = -0,76 В) Кроме различия в знаке нормальногоэлектродного потенциала, металлы для электродов должны быть достаточно устой 55 чивы против истирания Электролит 8, в который помещают неподвижные электроды 5 и 6, должен быть близок по составу и концентрации к подзем; ным водам, с которыми вступают в контакт подвижные электроды 1 и 2 при перемеще 20 щими низкое сопротивление, ЭДС гальванического элемента, образованного1749872 идентичность электролита в сосуде 7 и в собранными из исследуемой скважины, В качестве измерительного прибора был использован переносной каротакный самопиобводненных трещиноватых зонах исследуемых скважин. сец Н. В качестве измерительного прибора 9 Полученнаядиаграмма выделяетдве зоиспользуют любой каротажный регистратор 15(Н, Н, Ни др,), диаграммная лента которого протягивается синхронно с ны четкими минимумами измеренной разности потенциалов, а третья зона не перемещением скважинного снаряда. отмечается аномалией. Эти результаты поСкважинный снаряд может иметь про-звопяет заключить, что первые две зоны извольную конструкцию; быть гибким или 20 низкого сопротивления являются рудными,жестким, не обязательно должно выпол- а третья зона - нерудной. зоной обводненняться условие скольжения перемещаемых ных ослабленных пород,электродов по стенке скважины. Расстояйие между перемещаемыми электродами 1 Таким образом, рассмотренный примерпоказывает, что с помощью предложенного и 2 должно быть не более.10 см. Конструк способа электрического каротажа в сухих скважинах рудные зоны могут быть отделеция электродов должйа предотвращать возможность замыкания электродов 1 и 2 между собой,Способ иллюстрируется следующим ны от нерудных зон повышенной электропроводности.Формула изобретения 1. Способ электрического каротажа, в 30 примером, полученным при исследовании сухой скважины,пробуренной йз поздем- котором" перемещают по стенке скважины ной горной выработки на одном из меднопервый металлический электрод и измеряколчедан и ых месторождений Урала. Рудная ют разность потенциаловмежду этим и вторым металлическим электродом, движущимся залежь локализуется в рассланцованных кварц-серицитовых породах, имеющих 35 синхронно с первым, и по результатам измеэлектрическое сопротивление от 600 до рений судят о местоположении рудных ин 2000 Ом м. Сопротивление рудйых интер- тервапов в скважине, о т л и ч а ю щ и й с я валов от долей омметров до 1 Ом м. Пони-тем, что, с целью расширения области приженное сопротивление до 2-3 Ом м имеют " мененияспособа за счет обеспечения каротакже, многочисленные обводненные зоны 40 тажа сухих скважин, измерения проводят раздробленных пород, приуроченные к тек- тоническим нарушениям. Сопротивление при перемещении второго электрода по стенке скважины на фиксированном расстоподземных вод в пределах месторождения . янии от первого электрода, выполнении пониженное от 0,5 до 1 Ом м.электродов из металлов с разной величиной Исследуемая скважина была направпе нормального электродного потенциала и на в верхнее полупространство под углом . подключении параллельно каждому из них 5 О. Ее глубина 32,5 м. Предварительно в ней неподвижного вспомогательного электрода . был проведен каротаж МСК, который выя- из того же металла, причем вспомогательвил три зоны пониженного сопротивления. ные:электроды помещают в электролит, а о Затем для определения природы проводи местоположении рудных интервалов судят мости Этих эон скважина была исследована по минимальной величине абсолютных знапредложенным способом электрического чений измеренной разности потенциалов.каротажа. Для измерений был использован2, Способ по и. 1, о т л и ча ю щ и й с я скажинный снаряд жесткой конструкции, тем, что измерение проводят при размеще 55 нии вспомогательных электродов в электроперемещаемые электроды в нем были усталите, представленном подземными водамииз исследуемых скважин или их окрестности,новлены на пружинящих рессорах. В качестве первого из электродов была использована медь, в качестве второго -нии по стенкам скважины 10, Для обеспечения этого требования в качестве электролита 8 используют подземную воду, сочащуюся из исследуемых скважин если скважины имеют отрицательиые углы наклона) или воду, собранную в окрестностях исследуемых скважин. Поскольку подземные воды рудных месторождений характеризуются известным постоянством свойств, соблюдение этих условий обеспечивает 5 10 железо, Скважинный снаряд был доставлен на забой скважины с помощью разборных алюминиевых штанг, Неподвижные вспомогательные электроды были. изготовлены из отрезков медного и железного электроразведочных электродов диаметром 15 мм, Их длина составляла 17 см, Электроды бьли размещены параллельно один другому на расстоянии 6 см в 3-литровой стеклянной банке, заполненной подземными водами,аз 2595 . Тираж .ВНИИПИ Государственного комитета по113035, Москва; ЖПодписноеретениям и открытиям при ГКН Сшская наб., 4/5