Пластовый наклономер Советский патент 1985 года по МПК G01V3/18 E21B47/12 E21B47/00 

Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин и может быть использовано для определения элементов залегания пластов. Известны электрические пластовые наклономеры, содержащие прижимной изолированный башмак с различным ра положением и формой токовых и измери тельных электродов С ) и Czl. Различные модификации таких устройств, включающие три или более при жимных башмака, дополненные схемой измерения ориентации одного из них, кривизны и диаметра скважины, исполь зуются для определения элементов залегания пластов .СзЦ. Недостатком этих устройств являе ся невысокая точность определения границы раздела между пластами. Известен пластовый наклономер, реализующий определение элементов залегания пластов. При этом пластовый наклономер (скважинная часть содержит центральный суппорт, способный двигаться по скважине; по меньшей мере три башмака, соединенных центральным суппортом и способ- ньпс прижиматься к стенке скважины, причем каждый башмак имеет два или более измерительных электрода, расположенных на заданном расстоянии один от другого, и фокусирукнций электрод; устройство для подачи тока на измерительный и фокусирующий электроды таким образом, чтобы по- тенциал их сохранялся одинаковым; устройство для измерения тока, подаваемого на каждый измерительный электрод для создания сигналов каротажа, характерных для проводимости, измеряемой каждым электродом; устрой ство для объединения сигналов i apoтажа, характеризующих проводимость, измеряемую каждым электродом на каждом башмаке, для создания усиленных сигналов, имеющих улучшенное отношение сигнал-шум, характерных для коррелированной проводимости, измеряемой всеми электродами каждого башмака, благодаря чему скоррелированные и усиленные сигналы используются для определения наклона граничных плоскостей и т.д. L43. Однако значительное улучшение отношения сигнал - шум может быть по- лучено только при применении большого количества электродов. Вследствие этого башмак получается громоздким. а измерительная схема сложной. Необходимость размещения большого количества электродов параллельно продольной оси скважинного прибора приводит к тому, что при вращении скважинного прибора вокруг продольной оси электроды перемещаются не по одной и той же образующей стенки скважины. Вследствие радиальной неоднородности электрических свойств пласта или наклона однородных пластов такое перемещение измерительных электродов при синхронном считывании сигналов и их перемножении улучшает отношение сигнал - шум, но искажает положение границы между пластами, что снижает точность определения элементов залегания пласта. Аппаратура характеризуется невысокой точностью определения границ между пластами. Цель изобретения - повьш1ение точности Определения- элементов залегания пластов за счет увеличения точности Определения положения границы раздела между пластами, а также улучшение отношения сигнал - шум и снижение влияния минерализации бурового раствора. Поставленная цель достигается тем, что в пластовый наклономер введено дифференцирующее устройство токов или потенциалов, включенное перед входным усилителем, к входу которого подключены измерительные электроды. При этом дифференцирующее устройство в схеме с фокусировкой тока подключено к измерительным электродам проводниками малого сопротивления без изоляции от бурового раствора. Пластовый наклономер состоит из скважинного прибора и наземного блока телеизмерительной системы с частотной модуляцией. На фиг. 1 приведена блок-схема скважинного прибора с измерением токов; на фиг.2 - то же, с измерением потенциалов; на фиг.З - конструкция башмака зонда. Прибор содержит прижимной башмак 1 с фокусирующим электродом 2 и измерительными электродами 3 и 4 и транс- форматором 5, трансформатор 6 питания электродов, согласующий трансформатор 7, входной усилитель 8, частотный преобразователь 9,, выход которого, подключен к линии 10 связи. В схеме с измерением потенциаЛОЬ() на изоляторе башмака 1 разме щены только электроды 11 и 12. Транс форматор 7 является дифференцирующим устройством, а электроды 13 и 14 являются питающими. Трансформатор 5 также является дифференцирующим. На фиг.З приведена конструкция бащмака зонда. К изолятору 15 прикреплена серьга 16. Изолятор 17 разделяет электроды. К нижней части баш мака крепится крышка 18. Электроды с трансформатором соединяют неизолированные проводники 19. Схема работает следующим образом. От генератора, находящегося на поверхности, через линию 10 связи, трансформатор 6 и электроды 2 и 3 переменный ток вводится в окружающую среду. Обратным токовым электродом служит заземление 14. В схеме фиг.1 входная обмотка трансформатора 5 имеет низкое сопротивление (менее 0,01 Ом), в результате потенциалы электродов 2-4 равны и ток через электроды 3 и 4 фокусируется. При равенстве заземления электродов 3 и 4 (в случае однородного пласта) в результате равенства токов через электроды, направленных встречно, выходной сигнал трансформатора 5 равен нулю. Как только сопротивление заземления одного из электродов изменится, нарушается равенство токов, н во вторим- ной обмотке трансформатора 5 появляется сигнал с фазой, определяемой преобладающим по величине током. Этот сигнал через согласующий трансформатор 7 подается на входной усилитель 8 и частотньй преобразователь 9,.управляемый сигналом с изменяющейся фазой. Схема на фиг.2 работает аналогично. Отличие заключается в том, что ток в окружающую среду поступает через электрод 13, расположенный по центру скважины. В результате наве дения разность потенциалов между измерительными электродами и корпусом прибора дает дифференциальную разность потенциалов на трансформаторе 7, входная обмотка которого может иметь высокое сопротивление. башмак представляет собой металлический электрод 2, соединяемый с корпусом прибора через изолятор 15 при помощи серьги 16 и прижимаемый в процессе измерения к стенке скважины. На изоляторах 17 бапмака расположены измерительные электроды 3 и 4. Электрод 2 является фокусирую щим. В герметичной плости башмака, закрытой крьшпсой 18, размещен трансформатор 5, к которому с помощью неизолированных от бурового раствора проводников 19 малого сопротивления подключены измерительные электроды 3 и 4. В результате значительно улучшено отношение сигнал - шум на входе измерительной цепи и снижено влияние минерализованного бурового раствора.

1. Ш1АСТОВЫЙ НАКЛОНШЕР, содержащий прижимаемые -к стенке сква жины, изолирозанные башмаки с размещенными на них измерительны а1 злектродами, окруженными изолятором и .фокусирующим электродом, подключенные к линии связи через входной ycir литель и частотный преобразователь, а также питак-цие электроды, соединенные че|рез тра сфо1 «атор с линией связи, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности измерений, измерительные злектроды под ключены к дифференцирующему устройст ву токов или потенциалов, включейному перед входным усилителем. 2. Наклономер по п.1, отли3 чающийся тем, что дифференцирующее устройство токов под1СЛ{о)чен0 к измерительным злектродам посредством проводников малого сопротивления без изоляции от бурового раствора. 00 00 ч О

0/J

1

74

Фаг. 2