Зонд электрического каротажа

З СОНЕТСНИХЦИАЛИСТИЧЕСНполин 5 р б 01 Ч 3/20 ОМИТЕТ СССР ТЕНИЙ И ОТНРЫТИГОСУДАРСТВЕНН ПО ДЕЛАМ ИЗОБ Т(71) Всесоюзный научно-исследова - тельский ц проектно-конструкторский институт геофизических методов исследовании, испьп аний и контроля нефтегазоразведочных скважин (53) 550.832 (088,8)(56) 1. Ильинский В,М. Боковой каротаж. М., "Недра", 1971, с, 144,2, Дахнов В.Н. Электрические и магнитные методы исследования скважин, М., "Недра", 1981, с. 344.3. Альпин Л,М. Микрокаротаж с применением плоского поля. М., Недра, 1979, с. 110 (прототип). ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО КА электрический цз ЖА, с од ержрованный кнем виде пус ц размещенньк наьные и выполненные всновной токовый элект вертикал 1,ол ос о равноудалых от него на ктрода илектродов,о между токи ч а ю токовых эл ерительных х симметрич экранных пары цзм оложеннь д ымц электродами, о т цйся тем, что, с ия конструкции зондацелью упрощен улучшения ажине, всекорпусе зон с(р 90 его проходимости в сэлектроды размещеныда в секторе с углом.1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ1117560 20 Изобретение предназначено длягеофизических ис.следований ближайшейокрестности скважины, а именно дляопределения удельного электрического сопротивления прискважинной части пластаИзвестен трехэлектродный зоцдбокового каротажа (БК-З), содержащийосновной и два экранных цилиндрических токовых электрода, к которым 1 Оподключен один полюс источника тока,обеспечивающий снижение влиянияскважины на измеряемый сигнал засчет создания В центральной частизонда плоского поля, нормального 1оси скважины 11 .В силу большого радиуса исследования этот эоцд не может быть использован для изучения прискнажицнойчасти пласта.Известен семиэлектродный зондбокового каротажа с кольцевыми (цилиндрическими) электродами, расположенными на изолированном корпусезонда (БК), содержащий основной 25и пару симметрично расголожснныхэкранньх токовых электродов и двепары измерительных э.пектродов, симметрично расположенных между токовыми электродами. Симметричные электроды попарно электрически соединены,Зонд обеспечивает снижение влиянияскважины на измеряемый сигнал засчет создания электрических пробокв плоскостях, перпендикулярных Оси35скважины, путем выравнивания потенциалов на измерительных электродахчто достигается автоматической регулировкой тока экранньгх токовыхэлектродов 12",ГгЩОднако нсе имеющиеся зоцды БК,реализованные в аппаратуре БКС,БКС,БИ 1(-2, не обеспечивают изучения удельного сопротивления прискважинной части пласта из-за отцоси 45тельно больших радиусов исследования . Наиболее близким к изобретецио является зонд электрического каротажа, содержащий электрический изоли-б РОВаННЫй КОРПУР: И РаЗМЕЩЕПЦЫЕ На нем вертикальные и выполненные в виде полос основной токовый электрод, два равноудаленных от него на угол + ( экранных токовых электрода и 55 две пары измерительных электродов, расположенных симметрично между токовыми электродами. Зонд электрического каротэжа представляет собой ссмиэлектродный зонд бокового микрокаротгжа с расположенцьми на изолиро энном приюином башмаке вертикал .Ньми лине 1 ми Основным и двумя равнООтстоящми От его экранными токовыми электродами, двумя парами измерительныхэлектродов, симметрично, распсложеНЫХ ОТНОСИТЕЛЬНО ОСНОВНОГО ЗЛЕКТРО -,ца. Симметрично расположенные электроды попарно электрически соепицецы.Зонд создает плоское электрическое поле, аналогичное пол 1 о, создаваемомузондом БК. Исключение влиянияпромывочной жидкости, заполняошейскважину на измеряемый сигнал достигается применением прижимаеМОго кстенке скважины непроводящего башмака, изолирующего электродь зонда от промывочной жидкости, Снижение влияния глинистой корки достигается созданием электрических пробок в ,вертикальных плоскостях, равноотстсяЦИХ От ИЗМЕРИтЕПЬНЫХ ЭЛЕКТРОДОВ каждой пары, путем вьраннивавия потенциалов на измерительных электродах с поОщью автоматической регули - ровки тока экранных токовьг:, злектроР здов Р 1И.пользование В известном зонде бокового микрокаротажа прижимного изолированного башмака усложняет коц" тру;.цио скважинно.-о прибора, уве - ииВает е О попе 1 ечные 1 азмеры и ухудшает проходимость в скважине, Ограниченные угловые размерь башмакао(цс более 320 ) Ограничивао гловые размеры размещенного ца нем зонда Цель изобретения - упрощение кон - струкции зонца и улучшение его проходимости н скважие, чт, позволвет достичь уменьшения его Огерныхразмеров при исспедонании удельногосопротивления прискважинцой частипласта,Указацнэ. цель ддсгигается тем, что н зонде электрического аротэкп соцержащем элекг.ически изолированный корпус и размещенные ца нем Вертикальные и В. 1 оеццые В ВидеРголос основной токовый электроц,два ранцоудаленных от него: , угол." ц экраных токовьн", электрода идве пары измерительных электродов,; . положецц:х симметрично между Роковыми электродаья, Все лектр оды1117560 зразмещены на корпусе зонда в секторе с углом 60с с 90Электр оды р а змещенынеп оср едет венно ца непроводящем корпусе зонда, диаметр которого равен 0,7-0,75 диаметра скважины. Поскольку электроды зонда оказываотся неизолированными от промывочной жидкости, заполняющей скважину, то ее влияние на показания зонда заметным образом 10 возрастает и зонд с угловыми размерами 2 Ц, не превьппающими 120оказывается непригодным для исследования прискважинной части пласта.Однако расположение электродов непосредственно на цепроводящем корпусезонда позволяет снять ограничениена угловые размеры зонда, обусловленное ограниченностью угловых размерод прижимного башмака. Поэтому появилась возможность уменьшить влияние скважины на показания зонда путем увеличения его угловых размерово 2 с до углов, ггревышающих 120Ъ 25. На Фиг. 1 изображена схема расположения электродов зонда электрического каротажа; ца Ф."тг. 2 - радиальные характеристики зондов электрического и бокового каротажа", на Фиг,3 кривые зависимостей относительных кажущихся сопротивлений зондов электрического каротажа в,пласте без проникновения от его удельного сопротивления. Зонд электрического каротажа является семиэлектродным и имеет цилицдри:.еский изолированный снаружи корпус круглого сечения 1 и расположен-,ные на ттем вертикальные линейные (на. 40вертикальном сечении зонда, показанные точками): основной токовыйтэлектрод 2, два равноотстоящих отнего экранных токовых электрода 3 и4, две парь; измерительньг эг ектродоь 5, б и 7, 8, расположенных симметрично относительно основного токового электрода, Экранные токовыеэлектроды 3 и 4 разнесены на угол+относительно основного электрода,50измерительные электроды в каждой паре 5, б и 7, 8 - на угол и( , междусерединами пар измерительных (середина этих пар смещена относительноэлектродов) основного токового элект рода - на угол,3 (Фиг,), причемсередины этих пар показаны позицияи 9 и 10,На основной токовый электрод 2 подается Фиксированный ток 1 = сопзь на экранные токовые электроды 3 и 4 экранные токи 3 , величина которых извес гцым образом поддерживается такой, чтобы обеспечить равенство потенциалов на измерительных электродах 5, 6 и 7, 8. Прц этом в вертикальньгх плоскостях, проходящих через ось прибора и точки 9 и 10, образуются электрические пробки, которые обеспечивают Фокусировку тока основного электрода 2 и, как следствие, уменьшают влияние скважины на измеряемый сигнал. Характеристики зонда (радиус исследования, чувствительность к влиянию глинистой корки и промывочной жидкости) определяются его угловьпги размерами К, Я, Ц . Размещение электродов зонда 2 - 8 непосредственно ца изолированном корпусе 1 расширяет область возможного изменения параметров К, Д, С до углов, не превышающих 180 . В этой болееоширокой области изменения параметров оказалось возможным создание электрического зонда с диаметром, равным 0,7-0,75 диаметра скважины, имеющего характеристики, допускающие грименение зонда для исследования удельного сопротивления прискважицной части пласта;Кривая 11 (фиг.2) изображает рад: агтьную характеристику 8 11) электрического зонда в зависимости от радиуса т с пара; -трами зонда 10,75 с 1,= 75= 15 , Ф, = 10 кривая 12 - радиальную характериститу зонда с параметрами,= 0,7 сФ,1 ля сравнения (Фцг. 2) приведены радиальттьте характеристики зондов бокового каротажа аттпаратуры БКМ (кривая 13), аппаратуры БКС(кривая 14) и зонда БК"3 (кривая 15).Расчет радиакьньтх хар,"ктерпстик пля зондов бокового каротажа производтгтся по Формуле где 1 тп 1 и тп с- соответственно кажу- щчеся сопротивления) одоя з ектр- счс.ского и бокоогокаротажа в пластебез проникновенияб/и и с зоной проникновения з/и радиуса и1=э 1 РТд = 0,9 р, р=р ,Н= Г 1 пРасчет Япроводится при /с = 1 10, 100, 1000 с тоследую - щим усреднением полученных результатов. Вычисление,и и, т, цс произвопп фдится с помощью программ, реализующих на ЭВ 1 решение соответствующих прямых задач.Здесь )п ,- кажущиеся сопротивления пласта и скважины 3 1 - сопротивления зон превышающего и повьппающего проникновения.Лализ приведенных (фиг.2) кривых 10 и 11 и сопоставление этих кривых с кривыми 12-15 показывает, что ра - диусы исследоватия К предлагаемыхсезондов, определенные из условия выбора радиальных характеристикЯ (г = К) = 0,5существенно меньше, чем у зондов БКм, БКб и БК-З, где БКм - малый, БКб - большой и БКтрехэлектродцые зонды бокового каротажа, и соответственно равны для зонда с параметрами с = 0,75 д,= 75 , / = 15оЖ = 10 (кривая 10) - 26 см, я для зонда с параметрами д= 0,7 д Ч = 75 , Э = 15 , К, = 10 (кривая 11) - 30 см. т,е. приблизительно соответствует радиусу промытой зоны в реальных ситуациях 25 - 30 смКривая 1 б (иг.З) показывает зависимость О/ )п = 1.(7 р/,) для зонда с параметрами 3= 0754- 75 ,= 15 , сс = 10 , а кри-. вая 17 - зависимость для зонда с параметрами 3 = 0,73, Ч = 905, Ь = 10, з 1 к сч у т,что цлияццс. кольцевого зязсд м ждукорпус ом зонда и стенкой г к джинызацолцс иного глинистой корксй и цро 5 мывочцой жидкост ьк, ця и амер я емыекажуццеся сопротивления зондц отцосительно мало в диапазоне измененияотносительного удельного сопротивления пласта 1 п / с = 5 в 10 це 10 тревьпяет 8/ для первого зонда (кривая 1 б) и Рп/ зс = 10-1000 це пре -вьппает 307 для второго зонда (кривая 17) .Сочетание малых радиусов иссле дования зондов 3 = 0,75 д, (75ооо- 15,к=10 и 3 =Од,(190,= 15, с(, = 1 Осоответственно 2 б и 30 см и малого влиянияскважины (глинистой корки и промывоч цой жидкости) на показания этих зондов це превьппающего 87 при изменении/ в интервале от 5 до 1000 обеспечивает воэможность использовяниэтих зондов для исследования удель ного сопротивления прискважиннойчасти пласта,Поскольку зонды не содержат црисимного изолированного башмая и имеют диаметрь меньше мяксимальчой пирины башмака уизвестного зонда (ширина башмака с радиуссм кривизны, равньм радиусу скважины и углом раскрьтия 120 равна 0,83 ), цель изобретения оказывается достигнутой,Предлагаемый боковой микрокаротажный зонд, обеспечивая решение тех же задач, что микрокаротяжные зонды с прижимными изолированными башмаками, проще их по конструкции, следовательно, более технологичен при изтотовлении и более удобен при практическом применении. Сокряцецие пп 1 инъ зонда улучшает его проходимость в скважине, снизае" вероятность прихвата прибора,