Способ каротажа

(51)5 6 01 Ч 3/08 ОБРЕТЕНИ ИСАН ЕЛ ЬСГВУ К АВТОРСКОМУ(57) Использование: в областболее конкретно в геоэлектропользованием электрокинетфекта для диагностики геологидля контроля техногенных идобыче полезных ископаемьизобретения: перемещаютскважины, расположенной вгонасыщенной среде, точечныисточник акустической волны,кущую.координату импульсно ашов, 324-1, 1957. , 324-3, 1971,Изобретение относится к разведочной и промысловой геофизике, а именно, к каротажу. основанному на электрокинетическом эффекте, и может быть использовано для диагностики геологических сред и койтроля технологических процессов при добыче полезных ископаемых.Известны способы каротажа, основанные на электрокинетическом эффекте, заключающемся в том, что под действием акустического давления в результате сноса ионов диффузной части двойного электрического слоя, имеющегося на границе раздела твердой и жидкой фаэ, возникает разность потенциалов, создающая объемный ток в направлении, обратном поверхностному току. Например, известен способ, по которому в пористой влагонасыщенной среде возбуждают сферическую акустическую ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР и геофизики разведке с ис ического эф ческихсредь роцессов при х. Сущность вдоль ствола пористой вла й импульсныйфиксируя те го источника тем самым изменяют электромагнитные параметры среды на основе электрокинетического эффекта; в процессе перемещения источника акустической волны измеряют с помощью расположенного вне скважины на заданном от нее расстоянии приемника магнитного поля напряженность магнитного поля; фиксируют при максимальном значении модуля, учитывая местоположение импульсного источника акустической волны, местополокение границы твердой и жидкой фаз; о ка:естве характеристики разреза ис" пользуют изменение электрокинетической чувствительности на границе раздела твердой и жидкой фаз; обеспечивается возможность достоверной диагностики удаленных от скважины областей благодаря проведению измерений беэ контакта с породой в зоне, расположенной вне прискважинной области, свободной от нарушений, 2 ил.. ющ Ь волну электромеханическим излучателем, размещенным на спускаемом в скважину зонде. На этом же зонде размещен электрод для измерения злектрокинетического потенциала, По разности фаз между акустическим и электрическим сигналами, являющейся следствием инерционности Щ флюида в пористой среде, определяют проницаемость, характеризующую породу вблизи зонда.Прототипом принят способ каротажа, также основанный на электрокинетическом эффекте. Па этому способу возбуждают в пористой влагонасыщенной среде акустическую волну электромеханическим излучателем, размещенным на зонде, На этом же зонде на различном удалении от излучателя вдоль оси скважины размещены несколько электродов.,По разности электрокинетиче 1772775lЬ = К Ймакс, о) Ф М = К ГНмакс, о, ских потенциалов на электродах определяют степень ослабления акустической волны вследствие затухания и затем определяют относительную проницаемость породы,Использования в качестве регистрируемого параметра потенциала электрического поля позволяет проводить лишь локальные измерения вблизи электрода датчика. При измерениях должен быть обеспечен непосредственный контакт датчика со средой в зоне электрокинетического преобразования, т, е, датчики должны находиться в скважине, При этом на величину потенциала определяющее влияние оказывает ближайшая к приемнику прискважинная зона, по характеристикам существенно Отличающаяся от ненарушенного массива.Целью изобретения является повышение достоверности каротажа удаленных от скважины областей исследуемой среды.Поставленная цель достигается тем, что при перемещении импульсного источника акустической волны вдоль ствола скважины измеряот с помощью расположенного вне скважины на заданном от нее расстоянии приемника магнитного поля величину напряженности магнитного поля Н, фиксируют местоположение импульсного источника акустической волны по максимальному значенио модуляН 1, по которому судят о местоположении границы твердой и жидкой фаз, а в качестве характеристики геологического разреза используют изменение электрокинетической чувствительности М на границе раздела твердой и жидкой фаз, которую определяют по формуле где 1 - едини ный радиус-вектор от осискважины ДО точки приема магИтного по"ля;4 мас - величина напряженности магнитного поля, соответствующая максимальному значению модуля 1 Г 11;К - коэффициент пропорциональности,определяемый конструкцией источника иприемника,судят о направлении. увеличения злектрокинетической чувствительности по .а "агавению вектора Й.Использование в качестве регистрируемого параметра напряженности магнитногоГ)оля позволяет получить информацию ОГей обасти электрокинетического преобразования, а не только об области, окружакщей приемник, В этом случае вклад отнарушенной прискважинной зоны не является определяО.Им, что повышает дасто 15 20 25 30 35 40 45 верность при каротаже удаленных от скважины областей.На фиг. 1 представлена схема устройства для реализации способа каротажа; на фиг. 2 - характерная форма импульса магнитного поля.Устройство содержит компрессор 1, шланг 2, точечный импульсный источник 3 акустической волны, а также приемник магнитного поля, включающий антенны 4, 5, кабель 6, двухканальный усилитель 7, регистратор 8, а также счетчик 9,Изобретение осуществляется следующим образом,.Перемещают вдоль ствола скважины, расположенной в пористой влагонасыщенной среде, точечный импульсный источник 3 акустической волны, фиксируя его текущую координату с помощью счетчика 9, При этом возбуждают в пористой влагонасыщенной среде акустическую волну в импульсном режиме с помощью компрессора 1, подключенного через шланг 2 к точечному импульсному источнику 3, изменяя тем самым электромагнитные параметры среды благодаря электрокинетическомму эффекту. При перемещении импульсного источника 3 вдоль ствола скважины измеряОт с помощью расположенного вне скважины на заданном от нее расстоянии приемника магнитного поля величину напряженности маг- нитнОГО пОля Н. Для этОГО принимд 0 т с помощь антенн 4, 5, соответственно, две аэимутальные составляющие Нх, Бу магнитного поля и, после усиления усилителем 7 измеряют их с помощью регистратора 8. Фиксируют с помощьо счетчика 9 местоположение имп,.льсного источника 3 акустической волн ы. соответствующее максимальному значению модуля 1 М 1, по которому судят о местоположении границы твердой и жидкой фаз, В качестве характеристики геологического разреза используют изменение электрокинетической чувствительности Жэ на границе раздела твердой и жидкой фаэ, которую Определяют по формуле где Ь - единичный вектор от оси скважины до точки приема магнитного поля;смаке - величина напряженности магнитного поля, соответствующая максимальному значению модуля Н 1;Е - коэффициент пропорциональности,Определяемый конструкцией источника иприемника,По направлению вектора Я судят о направлении увеличения электрокинетической чувствительноси. При известном значении электрокинетической чувствительности 6 породы в определенной обло сти, например, на поверхности Земли, по изменению ЬС можно получить геологический разрез по электрокинетической чувствительности.Формула изобретения 10 Способ каротажа, при котором перемещают вдоль ствола скважины, расположенной в пористой влагонасыщенной среде, точечный импульсный источник акустической волны, фиксируя текущую координату 15 импульсного источника, тем, самым измеряют электромагнитные параметры среды благодаря электрокинетическому эффекту, измеряют электромагнитную характе ристику в заданной точке, по которой судят о 20 характеристиках геологического разреза, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности каротажа удаленных от скважины областей исследуемой среды, при перемещении импульсного ис точника акустической волны вдоль ствола скважины измеряют с помощью расположенного вне скважины на заданном от нее расстоянии приемника магнитного поля величину напряженности магнитного поля Д. фиксируют местоположение импульсного источника акустической волны по максимальному значению модуля Н 1, по которому судят о местоположении границы твердой и жидкой фаз, а в качестве характеристики геологического разреза используют изменение электрокинетической чувствительности М на границе раздела твердой и жидкой фаз, которую определяют по формулеЬЗ = КЯмэкс,Мо 3,фгде о - единичный радиус-вектор от оси скважины до точки приема магнитного поля,Бракс - величина напряженности магнитного поля, соответствующая максимальному значению модулями Н 1;К - коэффициент пропорциональности, определяемый конструкцией источника и приемника,судят о направлении увеличения электрокинетической чувствительности по направлению вектора М.1772776 Фи. Составитель Т,КашинаТехред М,Моргентал Ре Коррект Кравцова р водственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 10 аказ 3845 , Тираж Подписное 8 НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москве, Ж, Рауаская наб., 4/5