192303

Союз Советских Социалистических Республикависимое о видетельстваКл. 21, 30/01 аявлено 07,Х 11,1965 ( 1041454/26-25) присоединением заявкириоритет публиковано 06 Л 1.1967, Бюллетень5Дата опубликования описания 19.1 Ч.19 б 7 МПК Н 05 Комитет по делам зобретений и открытий при Совете Министров СССРС. Да оретен Заявител ПОСОБ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ИНДУКТИВНОГО КА АЭлектрические свойства горных пород характеризуются двумя параметрами - проводимостью и диэлектрической проницаемостью. Известны способы диэлектрического каротажа, основанные ца создании в скважине элекгрического поля с помощью специального скважинного конденсатора. По ним измеряют параметры колебательного контура, частью которого является скважицный конденсатор с цилиндрическими обкладками, Параметры сквакинцого конденсатора и колебательного контура меняются в зависимости от диэлектрической проницаемости и потерь в окрукающих породах и об изменениях е и 1 п 6 пород судят по изменению частоты и напряжения в колебательном контуре.Данному способу свойственно следут малая глубиццость исследования, характе для методов, основанных на измерении данса датчика.Известен также способ диэлектрического каротажа скважин, основанный на возбуждении и измерении ца оси скважины высокочастотного магнитного поля с помощью разнесенных гецераторцой и приемной катушек. Данный способ позволяет добиться большей глубинности исследования и уменьшить влияние скважины, однако высокочастотное магнитное поле, измерение которого предусматривается в этом способе, зависит от сопротивления (проводимости) окружающих пород, поэтому результаты наблюдений не могут бытьоднозначно интерпретированы,Отличительной особенностью предлагаемогоспособа является то, что он позволяет избавиться от влияния удельного сопротивленияпород при большой глубинности исследования, что достигается путем измерения двухвеличин, характеризующих высокочастотное10 магнитное поле на оси скважины, Это позволяет получить данные для учета н исключениявлияния удельного сопротивления ца результаты измерения диэлектрической проницаемости пород и тем самым повысить точность гео 15 логической интерпретации результатов каротак а.На фиг. 1 показана номограмма для определения диэлектрической проницаемости пород; на фиг. 2 и 3 - схема аппаратуры для20 измерений в скважине по предлагаемому способу.Для возбуждения переменного магнитногополя высокой частоты и измерения его в сквакицу 1 помещается генераторная катушка 2,25 ось которой совпадает с осью скважины (вертикальный магнитный диполь). Катушка запитывается переменным током высокой частоты. Под действием переменного электромагнитного поля в окружающих породах ццдуци 30 руются вихревые токи. Полное значение плотности индуцированного тока в сбой точке представляет собой сумму плотностгт.-тока смещения н тока проводимости. Величина тока смещения пропорциональна диэлектрической проводимости пород, величина тока проводимости - проводимости окружающей среды, Как ток проводимости, так и ток смещения являются источниками вторичного магнитного поля. С помощью приемной катушки , расположенной на некотором расстоянии 10 от генераторной, можно измерить это поле, величина которого в общем случае будет зависеть от диэлектрической проницаемости пород и их удельного сопротивления.Задача заключается в том, чтобы получить 15 данные для учета и последующего исключения влияния удельного сопротивления среды на результат определения диэлектрической проницаемости пород. Это достигается путем регистрации двух величин, характеризующих вы сокочастотное магнитное поле. Этими величинами могут быть активная и реактивная компоненты или амплитуда и фаза магнитного поля на одной частоте.Теоретический анализ показывает, что ак тивная и реактивная компоненты поля по-разному зависят от диэлектрической проницаемости пород и их удельного сопротивления. Так, активная компонента вторичного магнитного поля магнитного диполя в однородной среде, 30 выраженная в единицах поля диполя в воздухе, записывается в следующем виде:Яе 1 га = е - "-" (1 + 1 г) соз аг + аг з 1 п аг, (1) а реактивная компонента1 т 1 гг = е - г-(1 + Ьг) з 1 п аа - аг соз аа, (2 где а и 6 - действительная и мнимая част волнового числа, равные соответственноl 2 2ц 4. оз22 сренит г где в -- диэлектрическая проницаемость ды; о - удельное сопротивление; р - ма ная проницаемость; в - частота поля; расстояние от источника до точки наблюдТаким образом, если определены акти и реактивная компоненты поля, можно делить значение в породы, свободное от в ния удельного сопротивления. ния. вная прелия амплитуды поляпгггг) 2 и Фазы поля60 Выракения дляА = )Г фе 1 гг)2+ (11 тЬ,гср = агс 1 д также дают систему из двухЯейгуравнений, необходимую для определения в ио. Отыскание в по измеренным Яе 1 га и 1 тйгвозможно с помощью номограмм. 65 В качестве примера приведена номограмма3 . ""РРР жнпу для частоты 16 Мггг и двухкатушечного зонда с расстоянием между основными катушками 1 м. На номограмму нанесено два семейства кривых. Сплошными линиями указаны различные значения 1 т 1 гг, которые могут быть получены при наблюдениях в скважине, пунктирными - арейа. Для определения неискаженного значения е пласта с каротажной диаграммы снимаются наблюденные значения хейг и 1 тйг и на номограмме отыскивается точка пересечения соответствующих линий Рейв и 1 т 1 гг. Абсцисса этой точки соответствует неискаженному значению е породы, с оси ординат снимается значение о, Подобные же номограммы могут быть получены и для определения в и о породы по наблюденным значениям амплитуды и фазы поля на данной частоте.Одновременная регистрация реальной и мнимой компонент вторичного магнитного поля производится с помощью снаряда, помещаемого в скважину 1, Зонд снаряда состоит из генераторной 2 и приемной 3 катушек. Генераторная катушка запитывается током высокой частоты от генератора 4 высокочастотных колебаний. Сигнал, наведенный в приемной катушке, поступает в усилитель б, а затем - на два фазочувствительных детектора б. К одному из них подается опорное напряжение, снимаемое с активного сопротивления 7, включенного в генераторную цепь. Опорное напряжение для второго фазочувствительного детектора подается через фазовращатель 8, который изменяет фазу напряжения, снимаемого с сопротивления 7 па 90. С помощью двух регистрирующих приборов 9 производится раздельная запись обеих компонент измеряемого сигнала.Амплитуда и фаза магнитного поля регистрируются следующим образом. Генераторная катушка 10 запитывается током высокой частоты от генератора 11 высокочастотных колебаний. Сигнал, наведенный в приемной катушке 12, поступает в усилитель 1, а затем на амплитудный детектор 14 и фазовый детектор 15. К фазовому детектору подается опорное напряжение, снимаемое с активного сопротивления 1 б, включенного в генераторную цепь. С помощью двух регистрирующих приборов 17 производится раздельная запись амплитуды и фазы измеряемого сигнала.Таким образом, последовательность операции при измерении предлагаемым способом сводится к следующему:1) с помощью вертикального магнитного диполя в скважине возбуждают высокочастотное магнитное поле порядка нескольких десятков мегагерц;2) при перемещении снаряда в скважине производят непрерывную регистрацию двух величин, характеризующих высокочастотное магнитное поле - реальной и мнимой составляющих или амплитуды и фазы поля;3) с помощью палеток-номограмм по данным наблюдений определяют е н о пород. Пр едм ет изобретен и я Способ диэлектрического индуктивного каротажа, при котором в скважине с помощью разнесенных на определенное расстояние датчиков возбуждают и измеряют переменное магнитное поле, отличпющийся тем, что, с целью исключения влияния удельного электрического сопротивления на результат измерения, производят определение диэлектрической проницаемости пород путем одновременного измерения активной и реактивной составляющих нли амплитуды и фазы высокочастотного магнитного поля (порядка десятков мегагерц).19230317УиганСоставитель Э. А. Терехова Редактор Н. Джарагетти Тсхред А. А. Камышникова Корректоры: Н. Н. Самыгинаи Е. Д. Френкель Заказ 789, 10 Тираж 535 Подписное ЦНИИПИ Комигет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Центр, пр. Ссрова, д. 4Типография, пр. Сапунова, 2