Способ исследования горных пород

/10, Е 21 С 39/ 151)5 Е 21 ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТпо изобретениям и открытияПРИ ГННТ СССР МОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 с с где с 6 - угол наклона связи; с 1 с - диаметр скважины; АВ - длина определенного участка; А 0 - расстояние между крайними точками двух соседних участков; АЕ раскрытость связи; К врасстояние между связью и осью скважины; Н и Н - напряженность поля в точках расположения приемников; (3 - коэффициент пропорциональности, Применение способа позволяет надежно выделить интервалы пересечения гидродинамических связей со стенкой скважины. 2 ил., 2 табл. пространственнои ориенраскрытости.итации,На фиг.1 представлено схематическое изображение скважины; на на фиг,2 - схема определения пространственной ориентации и раскрытости локальной гидродинамической связи между горными породами и пересекающей их скважиной. омы-. На фиг.1 и 2 обозначены скважин 1 диаметром Й исследуемые геол ческие пласты - горной породы, локальные гидродинамические связи 3 и 1(56) Ильинский В.М., Лимбергер Ю.А.Геофизические исследования коллекторов сложного строения, - М.: Недра,1981, с. 80-82.(54) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ГОРНЫХ ПО-.РОД(57) Изобретение относится к бурению.Цель - увеличение разрешающей способности, точности и достоверностивыявления гидродинамических связей,определения их раскрытости и пространственной ориентации. Источникомв горной породе возбуждают электромагнитное поле, определяют наличиена участках горных пород, пересекаеИзобретение относится к бурению нефтяных скважин с применением пр ночной жидкости на углеводородной основе (известково битумный раствор - ИБР) исследованию геологического строения пластов и может быть применено в нефтепромысловой практике для выявления наличия локальных гидродинаМических связей между горными породами и пересекающей их скважиной.Целью изобретения является увеличение разрешающей способности, точности и достоверности выявления гидроди-. намических связей, определения их мых скважинойпротивофазе с деляют длины э разующей скваж ственной ориен их раскрытости зями соответст = АВ з 1 пМ; К = тока, находящегося воком источника. Опреих участков вдоль обны. Судят о пространации связей, степении расстоянии между свенно по формулам АЕ = 9 Н/Н з 3.п Ыисточник 4 переменного электромагнитного поля, находящийся в точке М, идва приемника 5, находящиеся в точках М 1 и М на оси скважйны 1, причем расстояние ММ есть Ь, а ИМ- образующие б стенок скважины,следы поверхностей 7, ограничивающихлокальную гидродинамическую связь,расстояние 8 до воображаемой оси 9 10симметрии, диаметр 10, скважины Йзависимость 11 измеренной напряженности Н электромагнитного поляот:глубины 12 (К - ось глубин) приодновременном перемещении источника4 и приемника 5 вдоль оси,скважины, Ди В, С и Э - точки пересечения поверхностей, ограничивающих локальные гидродинамические связи, с образующими скважины, АВ и СЭ - участки вдоль образую 20щих скважин, на которых выявлено наличие вторичных токов, находящихсяв противофазе с током источника 4,АП - расстояние между крайними точками двух соседних, ближайших отмечен ных участков, АЕ - расстояние по нормали между следами поверхностей 7,т.е. раскрытость локальной гидродинамической связи.Способ осуществляют следующим образом.В скважину 1, пробуренную в исследуемой горной породе 2 с применением промывочной жидкости на углево. -дородной основе и пересекающую локаль З 5ные гидродинамические связи 3, опускают источник 4 электромагнитногополя, с помощью которого возбуждаютэлектромагнитное поле в горной породеи измеряют его напряженности Н и Н 40посредством приемников 5 в точкахМ иМ,При отсутствии локальных гидродинамических связей между горными порода ми и пересекающей их скважиной в горных породах возбужденные первичные вихревые токи имеют линии, представляющие собой окружности,коаксиальные с осью скв ины и находящиеся в Фазе с током 50 текущим в источнике 4. Оси создают напряженности Ни Н первичного электромагнитногр поля в точках М,и М,При наличии локальных гидродинамических связей промывочная жидкость проникает по ним в горную породу из скважины. Поскольку ИБР практически не проводит ток, удельное электрическое сопротивлениесреды в этих связях становится большим по сравнению с окружающими породами.В том случае, если локальные гидродинамические связи расположены не горизонтально (О 6 ю(.2), токовые линии искривляют свою форму, переставая быть окружностями, центры которых лежат на оси скважины и имеют не только азимутальную, но и радиальную компоненты. В результате чего измеряемая напряженность первичного электромагнитного поля уменьшается, уменьшая тем самым измеряемый сигнал. Одновременно на поверхностях раздела, ограничивающих локальные гидродинамические связи, возникают поверхностные заряды, плотность которых б в точках на поверхностях8 1 сР+ 1 игде Б = 3 г/удельное электрическое сопротивлениесоответственно горной породы и жидкости, заполняющей локальную гидродинамисрческую связь;Е(а) - значение нормальнойкомпоненты напряженности электрическойсоставляющей электромагнитного поля,созданного в горнойпороде вихревыми токами, текущими в горной породе, и полемвсех поверхностныхзарядов, кроме тех,что находятся в точке а-,При 81, т,е, при , р , поле поверхностных зарядов с плотностью Яа) направлено против первичного электрического поля и создает свой вторичный ток, текущий навстречу первичному току,т.е.находящийся с ним в противофазе и тем самым в противофазе с током в источнике М,Интенсивность вторичного тока тем выше,чем меньше величина Я,чем меньше угол с,меньше раскрытость локальной гидродинамической связи и чем ближе она расположена по отношению к стенке скважины.,/Н между осьюасстоян- угол накл скважины ограничив и судяиными ло поверхностью, щей локальную ческую связь; свя гидродина диаметр с длина уча определен го тока; жения источника ости рас важины; тка, на магнитного ее оси, по ото налич то о К=РН,/Н,где- коэффициентности,Так например, пр= 0 8 м, Н,/Н д 2,Применение изобррешить новую произв ие между край двух соседних расстоянточкамиков;расстояние п частроцорцион м, 1.,= рмали м граничи идродин ежду ваюповерхно стями, щими локальную ческую связь 9 ами звЬляе ую зада ния дствен 5 15В табл. и 2 представлена величи-на Ь - напряженность Н электромагнитного поля в точке М отнесенная к его напряженности Н з в непроводящей среде (Ь 1 = Н 1/Н ), в зависимости от раскрытости АЕ - локальной гидродинамической связи и расстояния К от оси скважины до воображаемой оси 9 симметрии при АЕ = 0,005 м и следующих условиях: угол 0 С = 0 ИМ= Е, = 1 м, диаметр скважины й = 0,2 м, ), = 1000 Ом м, р = 2 Омм. Для определения пространственной ориентации локальной гидродинамической связи между горными породами относительно пересекающей их скважины (фиг.2) находят длину участков АВ и СР вдоль .образующей б скважины., на которых выявлено наличие вторичных токов, находящихся в противофазе с первичными и расстояние АП между крайними точками двух соседних ближайших отмеченных участков АВ и СП и по соотношению, полученному из рассмотрения треугольника судят о пространственной ориентации локальных гидродинамических связей между горными породами относительно скважины, их пересекающей, а по соотношению АЕ = АВ зп с судят о степени раскрытости локальной гидродинамической связи между горными породами и пересекающей их скважиной.Затем дополнительно измеряют напряженность Н вторичного электромагнитного поля на расстоянии . от источника 4 вдоль оси скважины 2 (в. точке М), отличном от аналогичного при первом измерениио расстоянии между выя альными гидродинамическ и осью скважины в плосоля, перпендикулярноиоотношению 79993 6чу, состоящую в определении пространственной ориентации локальных гидро- динамических связей и надежном выделении интервалов их пересечения со стенкой скважины,Формула изобретения 10 Способ исследования горных пород,включающий бурение скважины с применением промывочной жидкости на углеводородной основе, возбуждение электромагнитного.поля с помощью источни ка, измерение приемниками тока, нахо дящегося в фазе с током источника,по степени изменения которого определяют наличие локальных гидродинамических связей между горными породами 20 и пересекающей их скважиной, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюувеличения разрешающей способности,точности и достоверности выявлениягидродинамических связей, определе ния их ряскрытости и пространственной ориентации, определяют наличиена участках горных пород, пересекае-.мых скважиной вторичного тока, находящегося в противофазе с током ис точника. определяют длины этихучастков вдоль образующей скважины,при этом пространственную ориентациюсвязей, степень их раскрытости ирасстояние между связями определяютсоответственно по формулам1579993- расстояние между выявленными связями и осью скважиныв плоскости расположенияисточника электромагнитного поля, перпендикулярнойее оси; АЕ, м 0 0,001 Ь, 10 78 й 4 "98 ь 5 Н и Н - напряженность вторичного электромагнитного поля, вточках расположения прием 5 ников1579993 Составитель А. РыбакРедактор М. Бланар Техред Л.Сердюкова Корректор М. Максимиш Заказ 1994 Тираж 490 ПодписноеВНИИПИ Государст изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС5, Раушская наб., д, 4/5 венного комитета по 113035, Москва, ЖПроизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10