Способ электрического видеокаротажа скважин Советский патент 1988 года по МПК G01V3/18 

Изобретб ние относится к геофизическим исследованиям скважин и может быть использовано для определения местоположения, ориентации и профилей сечения неоднородностей горной породы.

Цель изобретения -. увеличение информативности способа за счет визуализации форм структуры локальных электрических неоднородностей в при- скважиннбм пространстве.

Способ заключается в следующем.

Представим сечение скважины и ани- зотронной горной породы с переменным удельным электрическим сопротивлением р,- (i-1,,..m) в виде последовательно включенных объемов в направлении луча сфокусированного тока бокового микрозонда с экранными и центральным измерительным электродами. Если скважина встречает пласт под углом й , то сопротивление его определяется по формуле

Р1,.

sin(«;+arctg

JPLi.

fin

где p, t in удельные электрические сопротивле- кия пласта (или боковых неоднородностей) по напластованию и по нормали к нему.

Пусть г электрический радиус ис- следования сфокусированного зонда. Если площадь боковой поверхности измерительного электрода S, а площадь окружающего экранного электрода 5э, то г К где К - коэффи- циент пропорциональности, завися- 1ЦИЙ от формы и размеров центрального и экранного электродов.

С другой стороны, г может быть охарактеризован как расстояние вдоль луча тока сфокусированного зонда, при котором коэффициент расфокусировки 9 не превышает некоторого заданного уровня

Ф 5 4 , и

где ЗУ - площадь поверхности, перпендикулярной силовым линиям луча тока на расстоянии г Если локальная неоднородность f (например, р ) находится за пределами Гд, плотность тока через нее резко снижается и вклад этой неодно

10

15

20

25

,Q 35

55

45

50

родности в измеренное кажущееся удельное сопротивление пласта становится незначительным.

Вследствие боковой локальной неоднородности о,- i, , измеренное сфокусированным зондом различного радиуса исследования удельное электрическое сопротивление изменяется от jo, для малого зонда радиуса исследования Гд до pj( для самого большого радиуса Гз«.

Переходя к кажущимся удельным сопротивлениям, если f измеренное кажущееся удельное сопротивление при электрическом радиусе исследования

( J Ka Р э Я-

Г з-Рк -ркг

О Чт

где u, u,..., u - функции спектрозональных составляющих удельного электрического сопротивления f , получаемые при дифференцировании по г.

Например, если при заданной максимальной площади ,, экранного электрода и максимальном уровне относительной фокусировки определен радиус исследования т клаис Р расфокусировке луча тока, что может быть достигнуто дискретным уменьшением линейных размеров фокусирующих электродов (уменьшение S) или плавным изменением соотношения плотностей токов АЭ и АО, радиус исследования зонда уменьшается от Д° э/иуи Величину можно выбрать такой, vPKMMH будет определяться только значением удельного сопротивления промывочной жидкости jOj .

Тогда все спектрозональные составляющие и, Ug,. .., и„, являясь функциями , не будут зависеть от р, Функции u,...,Uf могут рассматриваться как характеристики светоин- формационного поля с m цветоотделен- ными сигналами. Построив спектрозо- нальную регистрирующую систему, сканирование в которой можно осуществить лучом тока по элементам пространства х(Х(, Х2,...,Ха) f (г,Ф) и у(у, у , . . . , Yj f (z) , где г, , Z - цилиндрические координаты поверхности параллельной станки сква 14084

жины, а х,у - координаты плоской ее развертки, элементам времени T(t, , t2,...,tc) и элементам спектра u(u,, u,...,u), выходной сигнал мо- жет быть представлен в пространстве R размерностью-N а, Ь, с, т, где а - число элементов разложения в строке, b - число строк, с - число кадров, m - чис ло спектральных компонент сое- ю тового поля, и зарегистрирован в виде цветного плоского изображения.

Способ осуществляется следующим образом.

В стволе скважины и горной породе создается электрическое поле. Производится сканирование сфокусированным лучом тока. Непрерывно или дискретно уменьшая (увеличивая) радиус исследования сфокусированным лучом от , до r aii KH ( или наоборот) по элементам пространства

х(х , х ,...,Хд) I .г,т ) ,

У(У1 , Уг. . .УЙ ) f (z) , по элементам времени T(t, t, . . . ,t(-, и измеряя функции спектрозональньк составляющих и, Ug, . . . ,u удельного электрического сопротивления горных пород р- V , т.е. по элементам спек«- ,0b

pa u(U| ,u ,. . . ,u) , получают много- мерный выходной сигнал в пространств R равномерностью N а, Ь, с, т, который кодиру ют и воспроизводят ка цветоделенные сигналы изображения с а - числом элементов разложения в строке, Ь - числом строк, с - числом кадров, m - числом/спектрозональных компонент светового поля.

Форму и структуру локальных неод- нородностей определяют сравнением конфигурации и местоположения их на цветных изображениях (томограммах).

Устройство для реализации способа представляет из себя микропроцессор, производящий управление фокусировкой зонда, выполненный сбор, обработку информации для получения разностных . сигналов от изменения кажущегося удельного электрического сопротивления и ориентации зонда, организацию синхросигналов о пространственном размещении измерительных электродов, уплотнение и подготовку цифровой информации для передачи на.поверхность На поверхности организуется режим регенерации изображения без обращения к скважинной части.

В результате работы устройства в момент остановки скважинного прибора

5

0

,,

, 5

0

5 0 5

07 .

или во время движения регистрируются цветные томограммы, на которых проявляется локальная неоднородность, вызванная формой и размерами геологи- ческого тела, его анизотропией и изменением угла наклона .ограничивающих поверхностей, косой слоистостью, появлением микровключений, трещинова- тости, изменением положения и формы зоны проникновения, литологического и минерального состава и т.д.

Предлагаемый.способ обеспечивает исследование формы и структуры локальных макро- и микронеоднородностей за стенкой скважины. В результате визуальное цветное плоское изображение горной породы приобретает качественно новое содержание, а именно позволяет воспроизводить форму объема и структуру боковых неоднородностей, толщину зоны проникновения промывочной жидкости, а также судить об элементах залегания пластов или слойков коллекторов.

Формула изобрет ения

Способ электрического видеокаротажа скважин, заключающийся в сканировании удельного электрического сопротивления горной породы сфокуси- . рованным лучом тока и визуальном ориентированном плоском ее изображении в виде развертки, соосной со стенкой скважины, в функции глубины, отличающийся тем, что,.с целью увеличения информативности способа, за счет визуализации формы и структуры локальных неоднородностей геологических тел в прискважинном пространстве, производят последовательное дискретное изменение фокусировки луча тока, изменяя глубинность исследования по радиусу скважины, и при каждом фиксированном значении фокусировки производят сканивароние лучом тока по элементам пространства х(х ,х,,...,Хд) f (Гэ, ) у(у , У.,У) f(z),гдe Гд, , z - цилиндрические координаты скважины, и элементам времени T(t , tj,...,tc;), измеряют функции спектро- зональных составляющих u(u,и, . ..,и) удельного электрического сопротивле - ния, где и., J5 -pK(«. щееся электрическое сопротивление при фокусировке, соответствующей радиусу исследования зонда г (т-1), а многомерный выходной сигнал воспроиз514084076

водят как одновременные цветоделен- зональных компонент светового поля , ные сигналы изображения с а - числом и по цветным плоским топограммам оп- элементов в строке, b - числом строк, ределяют форму и структуру локальных с-числом кадров, га - число м спектро- неоднородностей.

Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин и может быть использовано для определения местоположения, ориентации и профилей сечения неоднородностей горной породы, а также определения элементов залегания пластов, трещин, глубины проникновения промывочной жидкости, оценки насыщения пласта или слойки коллектора углеродом. Цель - повышение информативности способа за счет визуализации формы и структуры локальных неоднородностей тел в при- скважинном пространстве. Способ заключается в сканиваронии изменения удельного электрического сопротивления горной породы вдоль луча сфокусированного тока и ориентированном плоском цветном ее изображении в . функции глубины в виде разверток (томограмм) , соосных со стенкой скважины. Томограммы сравнивают между собой для выявления локальных неоднородностей за стенкой скважины. Способ реализуется в следующей последовательности операций. В стволе скважины и горной породе создают электрическое поле. Изменяя фокусировку луча тока, производят сканирование им по элементам пространства х(х,, Хг,...Ха) у(у, Уг,...Ув), элементам времени f(t, , t ,... С ) и, , измеряя функции спектрозональных составляющих и, и,,,,,и удельного электрического сопротивления горных пород, т.е. сканируя по элемен-. там спектра u(u .Uj,.. . ,и , получают многомерный выходной сигнал в пространстве Р размерностью . N а, Ъ, с, т, который кодируют и воспроизводят как цветоделенные сигналы изображения с а - числом элементов разложения в строке, b - числом строк, с - числом кадров, m - числом спектрозональных компонент светового поля. Форму и структуру локальных неоднородностей определяют сравнением конфигурации и местоположения их на цветных изображениях (томограммах). S 00 4i)k