Устройство для микрокаротажа скважин

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ(3 01 М 3/18 Е 21 В 47/О осударстеенньэ намет СССР ао делам изобретений и открытийопубликовано 05.01.79 рюллетеньДата опубликования описания 08,01.(72) Авторы изобретенг ров и К. В."Тщасов Шарыгин,Г. Т. Чукин, Н. Н. союзный, научно-исследовательский институт геофизических методов разведки 7) Заявит(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МИКРОКАРОТАЖА СКВАЖИН зобретение относится к устройствам геофизических исследований скважин, астности, для электрического микроаротажа. Известен ряд модифнкаций, электричес кого микрокаротажа, основанных на применении мнкрозондов с тсчечвыми электродами и микроустановок с управляемым электрическим полем (с фокусировкой тока), В группу методов с фокусировкой то-О ка входят твухэлектродный и четътрехэлектродный (Мтсгофсе 1 ЕгОВод)боковой микрокаротаж, каротаж ближней эоны (РгоМтп 11 у 1 ой), дивергентный микрокаротаж. Каждая из упомянутых модификаций микро 1 Б каротажа состоит в измерении по стволу скважины кажущегося сопротивления соответствующей микроустановкой. смонтированной на изоляционном башмаке, который укрепляется на одном из рычагов или 2 О рессор микрокаверномера. Известны также устройства для микрокаротажа скважин, обеспечивающие одновременную запись двух микробоковых зондов с различным радиусом исследования.Основным назначением электрического микрокаротажа является выделение коллекторов, определение удельного сопротивления промытой зоны этих коллекторов (непосредственно примыкающей к скважине части зоны проникновенияфильтратабчоового раствора в пласт) с пелью оценки их пористости или коэффициента продуктивности. Кроме того, микрокаротаж используется для детального литологического ра членения разреза скважин.Микрозонд с тремя точечными электродами совместно с четвертым удаленным электродом (11, образующий градиент-микрозонд и потенциал-микрозонд, из-аа сигп ного влияния корки решает только задачи качественного литологического расчленения и по разности показаний двух микро- зондов - наличие глинистой корки против проницаемых пластов. Количественные определения промытой зоны производятся фокусированными микрозондамтт. Установка641379 карсеажа ближней зоны имеет радиус исследования около 30-40 см, благодарячему ее показания достаточно надежнохарактеризуют сопротивление эоны проникновения в проницаемых пластах. Вместе . 5с тем она не обеспечивает измерение со.противления промытой зоны в случае небмьшой глубины проникновения буровогораствора в пласты, а также не позволяетидентифицировать в разрезе скважины 10пласты-коллекторы по наличию противних глинистой корки,Наиболее совершенной установкой микрокаротажа скважин и близкой предлагаемому изобретению является устройство 2,1 фв котором в значительной мере ликвидированы указанные недостатки,Это устройство позволяет одновременно с каротажем ближней зоны с одного итого же башмака получать измерение уста-оновкой, эквивалентной двухэлектродному .зонду микробокового каротажа с меньшимрадиусом исследования и с некоторой чувствительностью к глинистой корке.Устройство содержит изоляционный бащ мак с концетрически расположеннымицентральными, измерительными и экранными электродамй, генератор и измерительную схему с автокомпенсатором содержащий усилитель, фазочувствительный выпря- ЗОмитель преобразователь и усилитель мощности,Тем на менее, в достаточной мере это устройство задачи микрокаротажа не ре- З 5 ,щает. Как известно пз практики геофизических работ, глинистая корка может о 6- разоваться и на плотных породах, в товре мя как она может быть минимальной, или даже отсутствовать на проницаемых поро И дах, Кроме того, уменьшение диаметра скважины по сравнению с номинальным диаметром не во всех случаях указывает на наличие глинистой корки на стенках. Это может быть вызвано разбуханием и 45 вспучиванием пород у стенок скважины.Так же как глинистая корка может иметь место на размытых стенках скважины, .имеющих диаметр, больший номинального, Поэтому показания микрокаверномера не- ф сут заведомо недостаточную информацию о глинистой корке. В этих условиях результаты измерений установкой, эквива лентной двухэлектродному микробоковому зонду в данном устройстве, оказываются фи неоднозначными из-за совместного влияния глинистой корки и случая неглубокого проникновения бурового раствора, Для уверенной оценки параметров зоны пронииновения количества информации оказываеъся недостаточным. Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности исследований и одновременная передача информа ции от нескольких микрозондов с раэлич 641379ключаемое инерционное звено, состоящее иэ конденсаторов 5, 6, 7 и резистора 8, преобразователя 9 и усилителя 10 мощности. Измеряемой величиной является потенциал электрода М, который подает ся на измерительный усилитель 11. Устройство имеет делитель частоты 12 и трехпоэиционный коммутатор 13, выполненный из магнитоуправляемых контактах (герконах), Частота переключения коммутатора 24 Гц, получаемая путем деления частоты генератора 240 Гц делителем 12 частоты. Таким образом, время каждой позиции коммутатора содержит 10 периодов колебаний генератора (240 Гц )158 ГцхЗКоммутатор управляет четырьмя группами синхронно работающих ключей 14,15, 16, 17. Три мнкрозонда с различнойстепень фокусировки образуются путем 2 Опереключения группой ключей 14 однойфазы входа усилителя 3 на электродыМ, М й А . Вторая фаза постоянновключена на электрод А о. При подаче навход сигнала ДОАпроисходит наиболь 25о 4шая степень фокусировки, при дО, осредняя и при БОИ д - малая. В первыхдвух случаях имеет 3-электродная установка, в последнем 2-электродная,30С целью повышения быстродействиясхемы автокомпенсатора в инерционномзвене группами ключей 15 и 16 производится переключение конденсаторов 57, каждый из которых запоминает свой35уровень заряда, соответствующий входному сигналу какой-либо степени фокусировкидо следующего своего такта. Четвертая группа ключей 17 выходное напряжение измерительного усилителя распределяет поДОтрем каналам с временным разделением,.соответствующим трем м псроустановкамс различной степенью фокусировки.На фиг, 2 показаны временные диаграммы работы устройства. Рабочая (несущая)45частота 240 Гц (а) делится делителемчастоты в 10 раз, выходные импульсыкоторого (б) синхронизируют работу трехпозиционного коммутатора. Контакты коммутатора во время трех его позиций (в,г, д) по описанному выше принципу управляют работой автокомпенсаторной схемы,Выходной сигнал измерительного усилителя в общем случае имеет вид синусоиды с чередующейся амплитудой (е),55 который распределяется по трем каналам для дальнейшей обработки и регистрации (ж, и, к). На фиГе 3 приведены Зависимости Ркот толщины глинистой корки для Рсйаибольшей степени фокусировки 18, средней 19 и наименьшей 20, Зтн дальные получены в электролитической модели с вышеописанным башмаком для случая Рд-Рс- = 230. Иэ кривых видно, что микро- зонд с наибольшей фокусировкой, соответствующей случаю каротажа ближней зоны 18, не чувствителен к корке толщиной до 20-25 мм. Средняя степень фокусиров 1 и 19 дает нечувствительность в пределах 10-15 мм, а в случае малой фокусировки 20 зоны нечувствительности к корке нет, кривая спеуает сразу при появлении корки, Случай," = 230 показан как средний из диапазона изменения этих величин, иллюстрирующий воэможности предлагаемого устройства для микрокаротажа скважин.Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства для микрокаротажа скважин состоит в том, что будет получена дополнительная геолого-геофизическая информация о динамике проникновения фильтрата бурового раствора в пласт., необходимая для получения, расчетных данных о продуктивности пласта. Одновремец ное определение наличия я толщины глинистой корки, с записью двух микробоковых зондов с различным радисом исследования повышает эффетивность измерений ими, позволяя вносить поправки на влияние глинистой корки или недостато- ного прижатия башмака к стенке скважины. Кроме того, отпадает необходимость измерений стандартными потенциал - я градиент-микрозондами, которые в основном используются для выявления цроницае мых пластов по глинистой корке, тем самым сокращается время проведения геофизических исследований в скважине.Формула изобретенияУстройство для микрокаротажа сква жин, включающее изоляционный башмаке концентрически расположенными централь:" ными, измерительными и экранными алек-тродами, генератор, усилитель, фазочувствительный выпрямитель, преобразователь, усилитель мощности и измерительный усилитель, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения эффективности исследовайий и одновременной передачи информации от нескольких микрозондовс различной степенью фокусировки, онодополнительно содержит делитель частоты, коммутатор с несколькими группамисинхронных ключей и запоминакншие конденсаторы, при этом коммутатор черезделитель частоты подключен к выходу гежретора, вход усилителя первой группой. синхронных ключей подключен к измерительным электродам, запоминакецие конденсаторы второй группой синхронных клкъочей включены к выходу фазочувствительного выпрямителя, а третьей группой:синхронных ключей - ко входу преобразователя.Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1.Померанц Л. ИЧукин В, Г.Промыслово-геофизическая аппаратура иоборудование, М., 1966, с. 172-177.2. Авторское свид тельство СССР,к Э, Тереховнта Корректор Л, Василина едактор Б. Павло ед Тираж 6 Заказ 7506 96 Подписное осударственного комитета ССС делам изобретений и открытийЖ 35, Раушскан наб., д. 4/5 ВНИИ 13035, Москва Я,алкал ППП Патент, г. Ужгород, ул. П