Способ определения электрической микроанизотропии прискважинной зоны пластов и устройство для его осуществления Советский патент 1987 года по МПК G01V3/18 

10

1

Изобретение относится к геофизиеским исследованиям скважин, в частости для электрического микрокароажа с фокусировкой тока с помощью ондовых установок, смонтированных а изоляционной основе и прижимаемых стенке скважины.

Цель изобретения - повышение разешающей способности определения электрической микроанизотропии при- кважинной зоны пластов.

На фиг,1 изображена структурная схема устройства, реализующего спо- соб; на фиг,2 - группа синхронных ключей на магнитоуправляемых контактах - герконах; на фиг,3 - то же, но на полевых транзисторах; на фиг,4- временные диаграммы работы устройства; на фиг,5 схема расположения зондовой установки и обратных токовых 20 электродов в скважинном приборе; на иг,6 - пример расположения вертикальных обратных токовых электродов на одной изоляционной основе с зондовой установкой; на фиг,7 - псевдогеометрические факторы установок с различным коэффициентом фокусировки

Устройство для определения электрической микроанизотропии присква- жинной зоны пластов (фиг,1) предназначено для измерений по автокомпенсационной схеме последовательно-временного действия и содержит следующие узлы: зондОвую установку 1, за- даюдий генератор 2, блок синхронизации 3, многофазный генератор импульсов 4(1 группы синхронных ключей 5-8, входные трансформаторы 9, усилитель 10 с высоким коэффициентом усиления, фазочувствительный выпрямитель 11, запоминающие конденсаторы 12 - 15, преобразователь - усилитесь мощности 16, измеритель- ньш усилитель Ъ, Зондовая установка имеет три электрода - центральный 18, измерительный 19, экранный 20, удаленный измерительный электрод 21, вертикально расположенные 22 и горизонтально расположенные 23 обратные токовые электроды.

Устройство работает следующим образом.

Задающий генератор 2 частотой 280 Гц является источником измерительного тока I

. центрального электрода зондовой установки и опорного сигнала для фазочувствительного выпрямителя и преобразователя - усилителя мощности, многофазный гене2836

J5 25 30 35 40 45

50

55

10

20

83681 2 .

ратор импульсов 4, в частности являющийся четырехфазным мультивибратором с частотой повторения импульсов в каждой фазе 7 Гц и, следовательно, с общей частотой Гц, синхронизирован с задающим генератором через КС-цепочку, подключаемую к общей межкаскадной связи мультивибратора с расчетом, чтобы в каждой зе мультивибратора укладывалось ровно 10 периодов задающего генератора. Однако в расчете на использование устройства в составе цифровых систем новых разрабатьшаемых каротажных J5 станций целесообразно использовать в блоке синхронизации делитель частоты на триггерах, а в качестве многофазного генератора импульсов . применять двоичный счетчик с дешифратором, на выходе которого могут быть получены сдвинутые по фазе импульсы, жестко синхронизированные с частотой задающего генератора. Четыре фазы выходных сигналов много- 25 фазного генератора управляют ключами, сгруппированными в четыре группы синхронных ключей 5-8 для переключения цепей по четырем направлениям на четыре позиции, 30 На фиг,2 и 3 показаны примеры выполнения группы синхронных ключей на магнитоуправляемых контактах - . ,-. герконах и полевых транзисторах, при этом следует иметь в виду, что 35 каждая фаза многофазного генератора импульсов управляет (включает) только по одному, соответствующему этой фазе, ключу из каждой группы, Гер- коны помещаются в катушки, в каждой 40 из которых их число равно количеству фаз переключателя, а токи катушек магнитное поле -которое включает герконы, управляются фазовыми сигналами многофазного генератора, Раз- 45 ности потенциалов, образующиеся на электродах зондовой установки от измерительного тока I центрального электрода 18, через входные транс-, форматоры 9 поступают на усилитель 10, общее усиление которого совместно с повьщгающим коэффициентом трас- формации входных трансформаторов составляет около (3-5) 10, После фазочувствительного выпрямления эти сигналы через группу синхронных ключей 5 заряжают запоминающие конденсаторы 12-15, к которым одновременно через группу синхронных ключей подключается вход преобразовате50

55

ля - усилителя мощности 16, схема которого аналогична соответствующему узлу в серийной аппаратуре, бокового микрокаротажа МБК. На выходе преобразователя - усилителя мощности воз- никает фокусирующий ток с частотой задающего генератора, поступающий на экранный электрод, 20 и через группу синхронных ключей 8 - на вертикальные и горизонтальные обрат- ные токовые электроды 22 и 23, Благодаря большому усилению усилителя 10 величина экранного тока Ij автоматически устанавливается такой, чтобы полностью скомпенсировать разность потенциалов от измерительного тока на какой-либо- паре выбранных электродов,

Таким образом, осуществляется последовательно-временное измерение четырьмя микроустановками с фокусировкой тока с частотой дискретизации каждой из них 7 Гц, Благодаря использованию переключаемых запоминающих конденсаторов, в которых за- поминается уровень сигнала от предыдущего такта измерений каждой установки и отработка компенсации в последующем такте необходима только на приращение кажущихся сопротивлений н интервале трех сантиметров при скорости каротажа 800 м/ч, а также синхронизации, при которой все переключения производятся в моменты времени, когда синусоида сигнала зада- ющего генератора переходит через i нуль и не возникает переходных процессов, достигается достаточное быстродействие схемы устройства, чтобы одновременно производить изме- рения зондовыми установками с фокусировкой тока, число которых может достичь щести. При измерении принято чтобы измерительный ток I,g имел постоянную амплитуду, а измеряемой ве- личиной, пропорциональной .кажущемуся сопротивлению, являлся потенциал электрода 19 относительно уда- денного электрода 21, измеряемый измерительным усилителем 17,

На фиг,4 показаны ;временные pfi- аграммы работы устройства. На ординатах 29-39 соответственно приведены частота генератора, импульсы многофазного генератора МГИ, синхроимпуль сы от передних фронтов импульсов МГИ, причем импульс от первой фазы тактовый - отрицательный, остальные позиционные (канальные), далее на ординате 35 - переменньш по амплтуде в фазах потенциал измерительного электрода 19 относительно удаленного электрода 21, которые затем после фазочувствительного выпрямления распределяются в наземной схеме измерения и управления с помощЬю синхроимпульсов по каналам (фазам), в которых после интегрирования они регистрируются многоканальным регистратором. Распределение сигналов по каналам, их обработка и регистрация производятся по обп1еизвестным схемам.

На фиг,5 показано расположение зондовой установки 1 и двух горизонтальных обратн ых токовых электродов 23, расположенных на рычагах пр11Ж11много устройства, а на корпусе скважннного прибора, покрытго изоляционным слоем, расположены вертикальные обратные токовые элекроды 22, Эти электроды могут помещаться и на той же изоляционной основе, где смонтиров ана зондовая установка 24, как это показано на фиг.6, Изоляционные промежутки между электродами 20 и 22 могут быть в пределах 50-100 мм, а зависимости от аналогичных расстояний в горизонтальном направлении, т.е, от угла между башмаками.

На фиг.7 показан пример изменения псевдогеометрических факторов от величины фок5 сировки для зондовой установки (.бащмака) размером ЮОх х200 мм, имеющий центральный электрод размером 34x100 мм, охватываемый измерительным электрбдом, щириной 5 мм, который разделен изоляционными промежутками также по 5 мм. Фокусировка производилась между электродами 18 и 19 - коэффициент равен 2-й между электродами 19 и 20 коэффициент 0,22, Коэффициент фокусировки определяется по относительному изменению отношения токов -го -18 установки в однородной среде по сравнению с этим отношением для фокусировки между электродами 18 и 20, при которой производится боковая, перперщикулярная к стенке скважины . фокусировка пучка тока I - и коэффициент которой принят за единицу,

На фиг,7 показаны зависимости псевдогеометрического фактора g в зависимости от радиального направления г при двух значениях f /fел

где fn , ГсК электрическое сопротивление прискважинной зоны и глинистой корки, равное 0,1 и 10, При этом для этих соотношений кривые .25 и 26 соответствующие коэффициенту фокусировки 0,22, а кривые 27 и 28 для коэффициента 2.

из приведенного примера видно существенное различие g от фокусировки, а также и от соотношения между Pri.5 и Jj. , т.е. глубинность зави- :сит от вида проникновения (повьраю- щего или понижающего).

Технико-экономический эффект предлагаемого способа и устройства состоит в повышении геологической эффективности выявления и исследовани коллекторов в скважинах, в определении их сложного строения и детализации, в повышении точности определ ния отношения сопротивления пласта и промытой зоны, используемого для определения коэффициентов подвижной нефтегазонасыщенности путем учета микроанизотропии прослоев и определения общей анизотропии пачек пластов, величины которых используются при комплексной интерпретации данных геофизических исследованийг скважин и подсчета запасов месторождений.

Ф

рмула изобретения

1. Способ определения электрической микроанизотропии прискважинной зоны пластов, включающий фокусировку измерительного тока центрального электрода зондовой установки фокусирующим током экранного электрода, о т ли-чающийся- тем, что, с целью повьшгения разрешающей способности определения электрической микроанизотропии прискважинной зоны пластов, проводят измерения кажущихся сопротивлений последовательно при вертикальном и горизонтальном расположении обратных токовых электродов относительно зондовой установки по меньшей мере при двух коэффициентах фокусировки измерительного тока, равных 1-2 и 0,1-0,3 в режиме разделения времени, по заранее построенным на моделях зависимостям кажущихся сопротивлений от сопротивления прискважинной зоны и размера глинистой корки на стенке скважины для этих коэффициентов фокусировки

находят значения сопротивлений прискважинной зоны при вертикальном и горизонтальном расположении обратных токовых электродов и по отношению найденных значений определяют величину электрической микроанизотропии прискважинной зоны пластов. 2. Устройство для определения электрической микроанизотропии при- скважинной зоны пластов, содержащее зондовую установку со смонтирОван- HtiMH на ней центральным и экранным электродами,- входные трансформаторы управляемые ключи, задаюш;ий генератор, многофазный генератор импульсов, измерительный усилитель, удален- ньй электрод, при этом выходы фаз многофазного генератора импульсов соединены с управляющими входами управляемых ключей, отличающееся тем, что, с целью повышения разрешающей способности определения электрической микроанизотропии прискважинной зоны пластов, устройство, дополнительно содержит измерительные электроды, измерительная схема дополнительно содержит усилитель, чувствительный выпрямитель, запоминающие конденсаторы, преобразовательусилитель мощности, блок синхрони- зации, два обратных токовых электрода, при этом первый выход задающего генератора через блок синхронизации соединен с многофазным генератором импульсов, управляемые ключи объединены в четыре группы синхронных ключей, второй выход задающего генератора соединен с первыми входами фазочувствительного выпрямителя

и преобразователя-усилителя мощности а третий - симметричный выход его и подключен к центральному электроду зондовой установки и через первую группу синхронных ключей - к обратным токовым электродам, вход усилителя через вторую группу синхронных ключей и входные трансформаторы соединен с электродами зондовой установки, а его выход через фазочувствительньш выпрямитель и третью группу синхронных ключей подключен к запоминающим конденсаторам, к которым одновременно через четвертую группу синхронных ключей

подсоединен второй вход преобразователя-усилителя мощности, симметричный выход которого через первую группу синхронных ключей соединен с обратными токовыми электродами и

712836818

с экранным электродом зондовой уста- которой и к удаленному электроду под- новки, к измерительному электроду ключен вход измерительного усилителя.

Син)(роимп(//1ьсы

UiitX

/к

Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин и может быть использовано для определения электрической микроанизотропии при- скважинной зоны пласта.Цель изобретения - повышение точности определения электрической микроанизотропии при- скважинной зоны пластов.Способ и устройство основаны на фокусировке измерительного тока центрального электрода зондовой установки фокусирующим током экранного электрода. При этом создают разнонаправленные напряженности электрического поля в среде путем использования вертикально и горизонтально расположенных относи-, тельно прижимаемой к стенке скважины зондовой установки обратных токовых электродов. Измеряют кажущиеся сопротивления по крайней мере с двумя коэффициентами фокусировки измерительного тока, равными 1-2 и 0,1-0,3 при каждом расположении обратных электродов. Бее измерения проводятся за один проход зондовой установки по интервалу каротажа. 2 с.п. ф-лы, 7 ил. i (Л 00 00 о: 00

(Ри.2.1

/

Фиг.2 /

Фиг.З

r f / f t

Фи.

283681

22

Фи.5

Фиг. 6

Редактор М,Бандура

3,0 ДО 3,0

Фиг.

Составитель Е.Поляков Техред Н.Ходанич Корректор; Л.Пилипенко

Заказ 7433/43 Тираж 730 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул. Проектная,4