Способ электромагнитного каро-тажа скважин

1 Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ИТЕЛЬСТВУ Сфюэ Сфввтских Сфциааистич вскихРеспублик ощ 798671(61) Дополнительное к ввт. свид-ву(22) Заявлено 26.04.77 (21) 2479638/18-25 Р 1 М (лз с присоединением заявки Мо 6 01 Ч 3/18//Е 21 В 47/00 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Г. В. Шаров, В. В. Лаптев и Д. С. Даев Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепромысловой геофизики 71) Заявитель(54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО КАРОТАЖАСКВАЖИН 1Изобретение относится к геофизическим способам исследования геологического разреза нефтяных и газовых скважин.Известен способ диэлектрического 5 каротажа, основанный на измерении емкости и добротности специального скважинного конденсатора, изменяющихся в зависимости от диэлектрической проницаемости Е и удельного сопротив ления р пород скважины 1).Известен также способ диэлектрического индуктивного каротажа, по которому в скважине возбуждают высокочастотное электромагнитное поле, а 15 измеряют разность векторов этого поля в двух точках скважины. Диэлектричес" кая проницаемостВ при этом определяется по теоретически расчитанной зависимости результатов измерения от Е 20 и р пород 23 .Недостатком известных способов является то, что результаты измерения в значительной степени зависят от е, и р жидкости, заполняющей скважину. 25Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ диэлектрического индуктивного каротажа скважин, предназначенный для ,определения диэлектрической прони- З 0 цаемости Й и сопротивления р горных пород, основанный на излучении высокочастотного поля в одной точке скважины и измерении разности фаз этого поля между разнесенными приемными точками в скважине.1 Йзмеряемая по этому способу разность фаз ьЧ свободна от влияния электрических параметров 6 и р среды скважины, если точки измерения расположены на одинаковом рас" стоянии от стенки скважиныГЯ,Недостатком этого способа является то, что переменный диаметр скважины делает результаты измерения ьЧ зависящими как от б и р среды скважины, так и от величины изменения диаметра скважины.Цель изобретения - повышение точности определения электрических свойств горных пород.Цель достигнута тем, что дополнительно создают электромагнитное поле от источника, размещенного между точками измерения, и измеряют разность между величиной разности фаз поля источника, удаленного от точек измерения, и величиной разнос" ти фаз электромагнитного поля источника, расположенного между точками измерения.798 б 71 На фиг. 1 показан измерительныйзонд, на фиг. 2 - расчетная зависимость от удельного сопротивления раствора скважины относительно ошибки измерения Я в присутствии каверныскважины, 5Измерительный зонд содержит приемник 1 электромагнитного поля, изучатель 2 этого поля, расположенныйжду приемником 1 и приемником 3,излучатель 4, удаленный от приемников в одну сторону (г. и г - радиуксы скважины и каверны).Если принять пути распространенияэлектромагнитных волн,от излучателейк приемникам такими, как они схематично показаны стрелками на фиг. 1,то предлагаемый способ описываетсяследующим образом,Излучатели 1 и 2 возбуждают вскважине и окружающих ее породах волны электромагнитных полей, которые фна каждом участке пути от излучателей к приемникам получают фазовыйсдвиг г , который на всем пути отизлучателя 4 до приемников 1 и 3соответственно равен: 25 ны 2 йс 2 Ц 2 2 са 2 При этом 2 Д Р 30фазовый сдвиг на пути от излучателя 2 до приемников 1 и 3: дЧ 10 и дч:дч 2=21 е+ 2 ес 2 сд 2-Э 2 ЕЕ 2 ЕК 2 КЕ 35 Разность фаз в приемниках от поляизлучателя 4 и измеряемая известнымспособом равна:40 45 д 4=цаси асд аде вносит дополнительвеличина которого 50 Наличие каверны ный фазовый сдвиг,равна: д 46= 4 сй 44 оп Зонд содержит две приемные катуш ки, разнесенные между собой на 0,4 м,генераторную (излучающую) катушку в середине между приемными катушками, и генераторную, удаленную от приемных катушек на 0,6 м, Частота электромагнитного поля 1 = 4 3 мГц. Отсюда следует: д Ча = лск+д%48 При приведенных условиях ошибкаизмерения предлагаемым способом зна,чительно ниже ошибки измерения из вестным., 2 21 С 2 сд 2 К 2 Ью 9 рЧ +9 +Р +-1 4 аЬ 4 ЬС ай Ъон, 4-3 4 ОЬ 4 ЬС асб При номинальном диаметре скважи- ны Величина д га регистрируется поизвестному способу.Разность фаз в приемниках от поряизлучателя 2 равна: При номинальном диаметре скважи 2 сд 21 се 2 2 йс 2 В Если излучатель 2 находится всередине между приемниками, то: Наличие каверны скважины вносит дополнительный фазовый сдвиг в приемниках поля излучателя 2: Измеряемая по предлагаемому способу разность равна: дг:дЧ -д:Ч +дУ -дЧ 4 2 4 СК 4 Р Если измерения производятся без искажающего влияния диаметра скважины, то: При условии равенства или несущественного различия частот полей излучателей разность дЧ 4 д - дЮ 2 у меньше величины ьЧа , следовательно, РаЗНОСтЬ Дга - ДГ 2 -- ДЧ МЕНЕЕ ПОД- вержена влиянию электрических параметров среды скважины с переменным диаметром.Для пояснения на фиг. 2 показана расчетная зависимость от удельного сопротивления раствора скважины относительной ошибки измерения У в присутствии каверны скважины гк =0,15 м при г = 0,1 м и 6 = 80. Параметры окружающей скважину породы р = 20 омм; б = 20. Кривая 1 для 8: - кривая г.-8- ЬЧу дю д г д 9 дЧ.Способ электромагнитного каротажа скважин, основанный на возбуждении электромагнитного поля и измерений разности фаз поля в двух разнесенных между собой точках скважины от источника, удаленного от точек измерения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения электрических свойств горных пород, дополнительно создают электромагнитное поле от источника, размещенного между точками измерения, и измеряют разность между величиной разности фаз поля источника, удаленного от точек измерения, и величиной разности фаз электромагнитного поля источника, расположенного между точками измерения.Источникиинформации,принятые во внимание при экспертизе1. Черняк Г. Я,иМясковский О. М.Радиоволновые методы исследованийв гидрогеологии и инженерной геологии. М "Недраф, 1973, с. 116, 120,2, Антонов Ю. Н.и Кауфман А. А.Диэлектрический индуктивный каротаж.Новосибирск, "Наука", 1971, с. 6-15.3. Авторское свидетельство СССР9 206735, кл. С 01 Ч 3/18, 1953 (прототип).798671 г.2 Составитель. Э, Терехоедактор Т. Кугрышева Техред ,А. йч орректор М. Коста Тираж 743арственного комитета СССРизобретений и открытийЖ, Раушская наб., д 4ф аз 10022/58 ВНИИПИ Госуд по делам 113035, Москва, Подписно Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4