Устройство для определения неоднородностей за стенкой скважины

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК В 47 00 59 4 Е ИЗОБРЕТЕНИ ОП МУ СВИДЕ ЬСТВ АВТО вательй гео к я редований1982,тво СС 18, 19 1540,СР 79 е свидетель л, С 0173 ПВ(ЕР) Р 00 3/20, 1983. тент 01ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(56) Дахнов В,Н. Интерпретацизультатов геофизических исслразрезов скважин. М.: Недра,с. 17-19Авторск о сВ 879533, к / 80131 1(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ ЗА СТЕНКОЙ СКВАЖИНЫ (57) Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин и позволяет с высокой точностью определять неоднородности за стенкой скважины за счет увеличения глубинности исследования и обеспечения высокой разрешающей способности. Для этого устройство содержит изолированные шины (ИШ) 10, часть из которых через блоки 9 создания равного потенциала измерительных электродов (ИЭ) 7 соединена с ИЭ 7 матрицы. Другая часть ИШ 10 соединена с прямыми токовыми ИЭ 2 и 3. Они расположены между изоляторами13 на кожухе скважинного прибора. Там же расположены обратный токовый электрод В и удаленный 4(В) ИЭ. При этом ИЭ 7 оазмещены в.ячейках изолятора 8 на размещенных на рессорах ориентированных башмаках из изоляционного материала и присоединены через ступень 13 многоступенчатого коммутатора к микропроцессору 14, Сюда же подключен я ИЭ 4(И). Ступень 12 коммутатора последовательно подключает ИВ 10 и 17110их комбинации . к клемме А генератора 11. Частота коммутирования ИЭ 7 больше частоты коммутирования ИШ 10. Разность потенциалов между ИШ 10 и ИЗ 4(Б) измеряется микропроцессором 14 при каждом цикле коммутирования ступени 13. По этой разности вычисляют удельное электрическое сопротивление и среднее сопротивление горной породы, регистрируемые регистратором 15.1 з.п. ф-лы 2 ил, Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин и может быть использовано для определения местоположения, ориентации и профилей неоднородностей горной породы за стенкой скважины, элементов залега- . ния пластов, а также глубины проникновения промывочной жидкости и оценки характера насьпцения пласта-коллектора. 10Цель изобретения - повьппение точности определения неоднородностей путем увеличения глубинности исследования и обеспечения высокой разрешающей способности. 15На фиг.1 приведено устройство, общий вид; на фиг.2 - блок-схема электрических соединенийУстройство содержит расположенные на кожухе скважного прибора изолято ры 1, между которыми расположены прямые токовые электроды 2 и 3, обратный токовый электрод В и удаленный измерительный электрод 4 (И), на рессорах 5 размещены ориентированные 2 э башмаки 6 с измерительными электродами 7, а также датчики ориентации зонда (не показаны).Наружная поверхность башмака (фиг,2) представляет собой изолятор ЗО 8, в ячейки которого установлены измерительные электроды 7. Каждый из этих электродов имеет вид таблетки одинаковой формы, Электроды 7 расположены по ш строкам и и столбцам мат" 35 рицы и через блоки 9 для создания равного потенциала (шунты малого сопротивления) соединены с изолированными шинами 10 (Р - Р 1,), каждый из 2которых объединяет их в отдельныегруппы (на схеме показаны три группыР - Р ),Электрическая схема зонда устройства включает генератор 11, соединенный клеммой В с землей, а клеммой Ачерез первую степень 12 многоступенчатого коммутатора - с изолированнымишинами 10, через которые к. клемме Амогут подключаться в различных комбинациях также другие токовые электроды. Измерительные электроды матрицычерез другую ступень 13 коммутатораподключены к микропроцессору 14, который соединен также с первой ступенью 12 многоступенчатого коммутатораи регистратором 15. Микропроцессор14 через клемму Б может быть соединенс удаленным электродом 4 для измерения потенциала любой шины или любогоэлектрода. Ступень 12 коммутатораимеет низкое переходное сопротивление, например такое, которое можетбыть достигнуто при механическом коммутировании и позволяет коммутироватьшины Р, - Р подключая их к клеммеА генератора 11, например, в последовательности, указанной в таблице,где Р - количество изолированных шин1 К- К - коэффициенты поопорциональности (К( К с, , ( К ), г - радиус исследования найменьшего зонда,Как видно из таблицы, если увеличивается размер составного электродабашмака, то радиус исследования зонда возрастает пропорционально количеству одинаковых групп электродов13171 1 сдЧ 1оссра гп и Т. ф вЧр,. =1 с -- иЦ3 меру составного электрода с учетом токовых электродов 2,3 и т.д., учитываемых коэффициентом КТаким образом, составной электрод может быть набран с помощью изолиро 5 ванных шин, подключенных не только к электродам башмака, но и к другим электродам вне его, например симметрично расположенным относительно башмака вдоль оси скважины (электроды 10 2,3). Радиус исследования устройства в каждом цикле измерения сигналов матричных электродов пропорционален линейным размерам минимальной группы измерительных электродов, образован ных матрицей.Выполнение башмака 8 из изоляционного материала и расположение на нем ячеек с измерительными электродами 7 в виде матрицы, группирование измери тельных электродовс помощью изолированных шин 10 позволяет обеспечить изменение глубины исследования, в том числе меньшей, чем радиус исследования башмака в известных устрой ствах при одинаковых размерах башмаков и количестве измерительных электродов. Для оптимизации режимов работы устройства частоты Г коммутирования электродов матрицы выбирается из со- ЗО отношенияУ=Р.ш п Ь,где Р - количество изолированных шин 10; 35 ш - количество строк электродов 7 на башмаке 8; п - количество столбцов 7 на башмаке 8; Ь - максимальная частота переклю чения изолированных шин 10. Устройство работает следующим обр,азом.От генератора 11 переменный ток через клемму А, ступень 12 коммутатора, измерительные электроды башмака 7 и (или) токовые электроды 2,3 вводится в окружающую среду. Обратным токовым электродом служит заземление В. Ступень 12 коммутатора последовательно подключает изолированные шины 10 (Р - Р) и их комбинации к клемме А генератора, при этом микропроцессор 14 после каждого цикла коммутирования изолированных шин вырабатывает команду на считывание информации через ступень 13 коммутатора с шунтов 9 соответствующей группы измерительных 10 4электродов матрицы башмака 8, какэто указано в таблице,Разность потенциалов л 1, необходимую для вычисления удельного электрического сопротивления, получают,измеряя микропроцессором 14 потенциал изолированных шин 10 относительно удаленного электрода 4(М) прикаждом цикле коммутирования ступени13. Вычисление удельного электрического сопротивления ведется микропроцессором по формулам: где 1 - ток через Ц электрод матрицы;р - среднее сопротивление горСной породы при данной комбинации изолированных шини размере бокового зонда(см. таблицу);коэффициент зонда;п=1, 2, , 1;ш=1, 2,Значения р, и р,ррегистрируютсярегистратором 15 и используются дляопределения и визуального изображенияструктурных и текстурных особенностейбокового строения горной породы, атакже литологии, величины зоны проникновения, водонефтегазонасыщенности пласта коллектора.Устройство обеспечивает исследование геометрии боковых неоднородностейза стенкой скважины при разрешающейспособности большей, чем у прототипа.Например, устройство прототипа не может различить разделены ли боковыенеоднородности, если их несколько,но они разнесены на определенное расстояние так, что проекции их на измерительную поверхность башмака полиниям тока пересекаются. По даннымизмерения предложенным устройствомможно однозначно установить представляют эти неоднородности единое целоеили разнесены на определенное расстояние друг от друга, т.е. можноизучать детальные профили сеченияпласта и боковых неоднородностей застенкой скважины, в том числе с разрешающей способностью и на расстоянии, недоступном для известных устройств.Ф о р м у л а изобретения 1. Устройство для определения неоднородностей за стенкой скважины,1317110 содержащее расположенные ча кожухескважинного прибора прямые, обратныйтоковый и удаленный измерительныйэлектроды, ориентированные башмакис измерительными электродами, размещенными в ячейках изолятора, генератор тока для питания электродов., соединенный одной клеммой с обратнымтоковым электродом, блоки для создания равного потенциала измерительных 1 Оэлектродов, соединенные с изолированной шиной, коммутатор, микропроцессор и регистратор, при этом измерительные электроды башмака подключены через коммутатор к микропроцессору, к которому также подключенудаленный измерительный электрод, авыход микропроцессора соединен с регистратором, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точности 29определения неоднородностей за счетувеличения глубинности исследованияи обеспечения высокой разрешающейспособности, оно снабжено дополнительными изолированными шинами, башмаки выполнены из изоляционного материала, на каждом из которых ячейки1 Радиус исследования зондаЧастота переключения ступени13 коммутатора при числе измерительных электродов матрицы в группе и 2 п Зп и ш 1 п 2 пЬ ЗпЬ и ш , 2 Ьп йпЬ бпЬ 2 п ш Ь К. х; 2 Кг К.,г; 2 К.,г; ЗКг ЗпЬ 12 пЬ 8 п Зп ш Ь РпЬ 2 РпЬ ЗРпЬ Р и ш Ь Кхуооеу Последовательность подключения шин 10 к клеммеА генератора Р) 22 Р 2 фф 1 . 3 у Р +Р у а уР,+ +Р, с измерительными электродами размещены в виде матрицы с ш количествомстрок и и количеством столбцов, коммутатор выполнен многоступенчатым исоединен с другой клеммой генераторатока и с изолированными шинами, частьиз которых через блоки создания равного потенциала измерительных электродов соединена с электродами матрицы, а другая часть - с остальнымипрямыми токовыми электродами с возможностью образования составных токовых, включающих электроды матрицы иэлектроды на кожухе прибора, и составных измерительных электродов матрицы, при этом частота коммутирования измерительных электродов матрицыбольше частоты коммутирования изолированных шин,2, Устройство по п,1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что максимальная частота коммутирования электродов матрицы равна произведению РшхпЬ, где Р - количество изолированных шин, а Ь - максимальная частота их переключения.Составитель Н,Кривкоелемеш Техред Л,Олийнык Коррект Пожо Редактор Тираж 53 Государственного ко делам изобретений и Москва, Ж, РаушскПодписно митета СССР открытий я наб д, 4/5