СПОСОБ ГРАДУИРОВКИ АППАРАТУРЫ ИНДУКЦИОННОГО КАРОТАЖА Российский патент 1998 года по МПК G01V13/00 

Изобретение относится к области геофизических методов исследования скважин и может быть использовано для градуировки аппаратуры индукционного каротажа.

Известны способы градуировки аппаратуры с помощью теста [1, 2] или стандарт-сигнала [3], заключающиеся в совмещении сигнала от среды с нулевой проводимостью (воздух) с нулевым положением регистрирующего устройства, а масштаб записи диаграммы n_ик устанавливают по сигналу от градуировочного кольца (теста) с известной проводимостью σ_т, задавая отклонение l регистрирующему прибору относительно положения "нуль в воздухе" по формулам


где
σ_т и σ_cc - соответственно сигнал от градуировочного кольца (теста) и стандарт-сигнал, эквивалентные проводимости горных пород с известными величинами.

Аналогичная градуировка производится не только при измерениях активного сигнала от пород, но и реактивного [4].

При такой градуировке на масштабную шкалу выносятся любые значения проводимостей, в том числе меньшие нижнего предела измерений и равные этому пределу (назовем его чувствительностью прибора), которые занимают свое место, отличающееся от нуля. Однако чувствительность прибора в нашем определении - это та минимальная проводимость пород или теста, от которых на выходе еще нет никаких показаний и лишь малейшее их увеличение даст первый выходной сигнал. И при измерении проводимостей, меньших или равных чувствительности прибора, показания последнего будут равны нулю, что не соответствует установленной масштабной шкале. Это несоответствие будет наблюдаться во всем диапазоне измерений. Искажение величин проводимостей или удельных сопротивлений из-за погрешностей в масштабной шкале диаграммы является недостатком указанных выше способов градуировки.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом способе градуировки аппаратуры параметрами тестов перекрывают всю зону нечувствительности прибора, и незначительно превышающую ее, уточняя начало диапазона измерений аппаратуры (σ_o) по формуле

где
U_возд. - сигнал "нуль в воздухе";
σ_тi - номинал теста, от которого впервые произошло отклонение регистрирующего устройства;
U_выхi - величина выходного сигнала от теста σ_тi.
и придавая его значение нулю масштабной шкалы диаграммы, записываемой вдоль по размеру скважины.

Способ поясняется графиками, где на фиг. 1 дана зависимость показаний ИК от диапазона измеряемых сопротивлений, на фиг. 2 - сопоставление величин удельных сопротивлений, определенных по ИК и БКЗ в области низких значений.

Способ осуществляют следующим образом.

Начинают с измерения сигнала от теста U_тmax, эквивалентного наибольшей проводимости σ_тmax исследуемых горных пород, и от воздуха U_возд. (нуль в воздухе, тест разомкнут). Подключают поочередно тесты, проводимость которых меньше зоны чувствительности прибора, в последовательности от меньшего к большему (по величине проводимости) и измеряют сигналы на выходе прибора U_вых.1, U_вых2, U_вых.3 и т. д. Все они должны быть равны сигналу "нуль в воздухе" U_возд. Увеличивая проводимость тестов, постепенно входят в зону чувствительности прибора. В этом случае сигнал на выходе начнет возрастать по сравнению с "нулем в воздухе". Замечают номинал теста σ_тi, от которого произошло отклонение, и величину его выходного сигнала U_выхi. Предел чувствительности прибора σ_o определяют по формуле

На масштабной шкале диаграммы положению регистрирующего устройства, равного "нулю в воздухе", присваивают проводимость, равную σ_o, а отклонение l от сигнала теста σ_т при настройке на заданный масштаб записи n рассчитывают по формуле

При цифровой записи сигналу от теста U_т присваивается цифра N_т, равная или пропорциональная проводимости σ_т-σ_o (где σ_т проводимость теста), а стандарт-сигналу U_сс - цифра N_сс, равная

Аналогично присваивается цифра N_г.п. сигналу от горных пород U_г.п.:

Для проверки способа были взяты диаграммы, записанные в старом масштабе по скважинам: Урьевская-4, Поточная-35, Сугмутская-117. Так как старые масштабы являются искаженными, то были определены с использованием данных БК3 фактические масштабы, в которых записаны кривые. Были также просчитаны масштабы измерений по предлагаемому способу. Все три масштаба сравнивались между собой. Результаты сравнения занесены в табл. 1.

Как видно из табл. 1, фактические масштабы записи, определенные с помощью БК3, существенно отличаются от старых масштабов и близки или совпадают с масштабами, выполненными по предлагаемому способу, значит точность записи диаграмм, рассчитанных по предлагаемому способу, повышается. Для доказательства этого были взяты результаты измерений удельных сопротивлений пород, выполненных в скважине Урьевская-4 методом ИК с использованием старой шкалы измерений и шкалы, полученной новым способом, и сравнивались с величинами удельных сопротивлений, определенных по БК3. Результаты сравнения даны в табл. 2.

Из сравнения видно, что удельные сопротивления, снятые по обеим шкалам в низкоомном пласте (6,7 и 6,5 Ом•м соответственно), близки к удельному сопротивлению, найденному по БК3 (6,8 Ом•м).

В высокоомном пласте уровень записи ИК составляет примерно 3,0 мм от нулевой линии. По существующей шкале это составляет I32 Ом•м и завышено по сравнению с данными БК3 (72 Ом•м) на 83,3%, в то время как по предлагаемой шкале УЭС по ИК равно 56 Ом•м и отличается от ρБКЗп

Существующая в настоящее время градуировка ИК приводит к погрешности измерений УЭС не только в диапазоне высоких сопротивлений, но и низких. Но, если высокие удельные сопротивления получаются завышенными, то низкие, наоборот, заниженными. Это происходит по следующей причине.

Несмотря на ошибочность отсчетов, снятых с диаграммы ИК, на ней всегда имеется точка, а вдоль по диаграмме - линия, при совпадении с которой показания самой диаграммы будут верными. Этой линией является семейство точек, совпадающее с отклонением от теста. Другими словами, если диаграмма совпадает с отклонением от градуировочного теста, то ее показания равны номиналу его. Если закономерность, при которой на высоких сопротивлениях кривая ИК завышает, а на линии отклонения от теста совпадает с истинными величинами, продлить в область низких удельных сопротивлений, то значения индукционного каротажа в этой области окажутся заниженными (фиг. 1).

На фиг. 2 приведен график зависимости, построенной по данным работы (5), в которой приведены значения удельных сопротивлений для глинистых непроницаемых пластов мощностью 10 м и более, определенных методами ИК и БК3 в области низких значений. Из графика видно, что показания ИК действительно имеют тенденцию к занижению.

Предлагаемый способ градуировки ликвидирует погрешность из-за неверной настройки в области высоких сопротивлений и автоматически ликвидируются погрешности в области низких сопротивлений. Облако точек, изображенное на фиг. 2, сместится в сторону линии истинных значений.

Таким образом, используя предлагаемый способ градуировки, можно получить новую масштабную шкалу для более точного измерения регистрируемой проводимости горных пород и для преобразования сигналов из аналоговой формы в цифровую.

Использование: в области геофизических методов исследования скважин для повышения точности измерений аппаратурой индукционного каротажа. Способ включает подачу на вход измерительного датчика сигналов от тестов, проводимость которых меньше зоны чувствительности прибора и чуть больше ее. Определяют начало измерений аппаратуры σ₀ по формуле , где U_возд. - сигнал "нуль в воздухе", U_т.max - сигнал от теста, эквивалентный наибольшей проводимости горных пород в исследуемом разрезе σ_тmax , σ_тi - номинал теста, от которого впервые произошло отклонение стрелки прибора, U_выхi - величина его выходного сигнала. Значение σ₀ придают нулю масштабной шкалы диаграммы, записываемой вдоль по разрезу скважины. 2 ил., 2 табл.

Способ градуировки аппаратуры индукционного каротажа, включающий подачу на вход измерительного датчика сигналов от тестов с известными параметрами, отличающийся тем, что параметрами тестов перекрывают всю зону нечувствительности прибора и зону, незначительно превышающую ее, определяют начало диапазона измерений аппаратуры σ₀ по формуле

где U_возд. -сигнал "нуль в воздухе";
U_тmax - сигнал от теста, эквивалентный наибольшей проводимости горных пород в исследуемом разрезе σ_тmax ;
σ_тi - номинал теста, от которого впервые произошло отклонение стрелки прибора;
U_выхi - величина его выходного сигнала,
и придают его значение нулю масштабной шкалы диаграммы, записываемой вдоль по разрезу скважины.