Способ измерения проводимости прискважинной зоны пластов по различным азимутальным направлениям и устройство для его осуществления Советский патент 1989 года по МПК G01V3/18 

314

таты измерений неправильного профиля стенок ствола скваясины и неравномерного проникновения фильтрата промывочной жидкости в коллектор сложного строения.

На фиг.1 изображена структурная схема устройства} на фиг.2 - схема расположения башмаков и обратных токовых электродов..

Устройство для измерения проводимости прискважинной зоны по различны азимутальным направлениям (фиг.1) предназначено для измерений по авто- компенсационной схеме последовательно - временного действия и содержит трехэлектродные бапмаки 1-3, ориентированные -по различным азимутальным направлениям, задаюпсий генератор 4, к которому подключены усилитель 5 мощности с выходными ограничивающими резисторами 6-8, фазочувствитель- ный выпрямитель 9, преобразователь

10 и блок 11 синхронизации, к выходу которого подключен многофазный генератор 12 импульсов, предназначенный для управления группами синхронно работаюищх ключей 13 - 17, сгруппированных для переключения цепей на шесть позиций по шести направлениям, усилитель 18, причем вход усилителя 18 через группы синхронных ключей 13 и 14 соединен с электродами башмаков, а выход через фазочувствительны выпрямитель 9 и группу синхронных ключей 15 подключен к запоминающим конденсаторам 19 - 24, к которым одновременно через группу синхронных ключей 16 подсоединен вход пребразо- вателя 10, выход которого через масштабный резистор 25 и группу синхронных ключей 26 соединен с центральными электродами 27 башмаков и обратным токовым электродом 28, экранные электроды 29, измерительные

электроды 30 и удаленные обратные токовые электроды 31,

Устройство работает следующим образом.

Задающий генератор 4 частотой 420 Гц возбуждает усилитель 5 мощности, который является источником опорного сигнала для фазочувствительного выпрямителя 9 и преобразователя 10. Многофазный генератор 12 импульсов; в частности являющийся шестифазным мультивибратором, с частотой повто- ,рения импульсов в. каждой фазе 7 Гц,

5

а следовательно, с частотой 42 Гц синхронизирован с помощью блока 11 синхронизации с частотой задагацего генератора. Каждая фаза многофазного генератора импульсов содержит 8-10 целых периодов задающего генератора и управляет одной позицией переключения всех групп синхронных ключей., Токи экранных электродов, создаваемые усилителем мощности, создают разность потенциалов между электродами башмаков, которые через группы синхронных ключ ей 13 и 14 подаются на усилитель 18 с коэффициентом усиления (5 - Ю) 10 и после выпрямления в двухполу- периодном фазачувствительном выпрямителе 9 через группу синхронных ключей 15 поступают на запоминающие конденсаторы 19-24. К этим же конденсаторам через группу синхронных ключей 16 Включается преобразователь, который создает на выходе сигнал переменного тока, пропорциональный уровню заряда запоминающих конденсаторов. Выходной ток преобразователя TO через масштабньй резистор 25 и группу синхронных ключей 26 подается на центральные электроды. Величина Ig автоматически устанавливается такой, чтобы скомпенсировать разность потенисиалов на электродах башмаков от экранного тока Ig.

Фокусирующие токи 1 экранных электродов 29 всех трех башмаков 1 - 3 от усилителя 5 мощности поступают через ограничивающие резисторы 6-8, закороченные нормально замкнутыми KOHTaKTaNM группы синхронных ключей 17. Одновременно с отработкой фокусировки какого-либо башмака размыкает- ся соответствующий этому башмаку ограничивающий резистор в цепи рующего тока. Из-за падения потенциала на резисторе разность потенциалов между его экранным электродом и удаленным электродом 31 уменьшается по отношению к аналогичным разностям потен1щалов других башмаков. Происходит пёрефокусировка относительно по- вьш1енным потенциалам из более удален- ньпс частей пространства по обеим сторонам измерительного на данньй момент башмака. После отработки двух степеней фокусировки при этих условиях . схема переключается на следующий башмак и так далее, поочередно по каждому направлению. Величина выходных ограничивающих резисторов выбирается

514

в пределах (0,5 - 1)Rj, где R - сопротивление заземления экранного электрода при наиболее минерализованных промьгоочньк жидкостях в скважине. При таком соотношении величина пере- фокусировки автоматически увеличивается с уменьшением сопротивления про- мьшочной жидкости в скважине с тем, чтобы сохранить максимально возможную глубинность проникновения измерительного тока по азимутальному направлению в условиях увеличивающегося воздействия проводящего ствола скважины. Отношение потенциалов экранных элек- тродов боковых башмаков к потенциалу экранного электрода измеренного башмака при этом находится в пределах 1 - 2 в зависимости от минерализации жидкости в скважине. Для получения количественной величины проводимости проводятся измерения потенциалов из- мерительньгх электродов 30 башмаков относительно удаленного электрода 31 которые в виде сигналов U, - Uj одно- временно с сигналом и„ передаются в наземную схему, где с помощью синхроимпульсов распределяются коммутатором по соответствукщим каналам согласно известных схем. Затем по изме- ренным величинам U, Uj и U для каждого такта измерений вычисляется проводимость по конкретному азимутальному направлению для конкретной зондовой установки

б ГГ 3.

156

дамп первого башмака, затем вход усилителя и выход преобразователя переключаются на второй башмак для осуществления тех же операций и т.д. Благодаря синхрониза1даи многофазного генератора импульсов с частотой задающего генератора переключение цепей происходит в момент перехода через нуль синусоиды напряжения задающего генератора и переходных процессов в схеме не возникает. Применение запоминающих конденсаторов позволяет схеме отрегулировать компенсацию для каждой из шести позиций с уровня пре- дьщущего такта, тем самым достигается быстродействие автокомпенсационного устройства, поскольку остальные узлы устройства, кроме запоминающих конденсаторов, практически безинерцион- ны.

Общий размер башмаков может быть от 100200 мм до мм, обратные токовые электроды 28 и 31 могут располагаться как в непосредственной близости от башмаков, так и могут быть отнесены в бесконечность для увеличения радиуса исследований (фиг.2). Измерение проводимости по каждому направлению с двумя степенями фокусировки за один проход устройства по интервалу каротажа дает два уравнеш- Я для (j по кавдому направлению

f,(hcA.C o,3 а .

(1)

Изобретение относится к области геофизических исследований скважин а именно к способу и устройству для измерения проводимости прискважинной зоны пластов по различным азимутальным направлениям. Цель изобретения - повышение точности измерения проводимости прискважинной зоны пластов по различньм азимутальным направлениям за счет выявления и учета влияния на результаты измерений непра- 1 Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин, в частности для электрического каротажа несколькими зондовыми установками, прижимаемыми к стенкам скважины по различным азимутальным направлениям осуществляемого за один проход уст вильного профиля стенок скважины и неравномерного проникновения фильтрата промьшочной жидкости в коллектор сложного строения. Через экранные электроды нескольких башмаков, ориентированных по различным направлениям, одновременно пропускаются фо- кусируюпще токи, а через их центральные электроды поочередно пропускаются измерительные токи, осуществляя последовательную фокусировку каждого из поочередных измерительных токов по крайней мере с двумя степенями при одновременном снижении экранного потенциала башмака относительно экранных потенциалов других башмаков пропорционально увеличению отношения сопротивлений пласта и промывочной жидности в скважине с проведением всех измерений в течение однократного прохода по интервалу каротажа. В устройство введены группы ключей, блок синхронизации, многофазный генератор импульсов, запоминающие конденсаторы, измерительные электроды, преобразователь, обеспе- чивакяцие поочередное измерение по различным направлениям с разной степенью фокусировки. 2 с.п.ф-лы. 2 ил. ройства по стволу скважины в интервале каротажа. Цель изобретения - повышение точности определения проводимости при- скважилной зоны пластов по различным азимутальным направлениям за счет вь1явления и учета влияния на резульi (/ 4ь Si

где К - коэффициент зондовой установки J IQ - временная функция сигнала

и, т.е. .t(Uo)i п - коэффициент пропорциональности;и - временная функция сигналов

и, - и (тактовые значения) G - проводимость прискважинной

зоны.

Можно вычислить и обратную величину, т.е. сопротивление.

Таким образом, щестипозиционная схема переключений цепей устройства позволяет измерение проводимости прискважинной зоны при двух степенях фокусировки поочередно каждым башма- ком. Фокусировка осуществляется последовательно между центральным 27 и измерительным 30 электродами и измерительным 30 и экранным 29 электрогде hj., - толщина промежуточного слоя между башмаком и породой, включающая.в себя глинистую корку и неровности стенок скважины;

.э - проводимость прискважинной зоны.

Таким образом, решение системы уравнений (1) обеспечивает точное измерение проводимости по различным направлениям. Однако в случаях контрастных отношений сопротивлений фильтра промывочных жидкостей и Пластовых-вод и не глубокого повышающего проникновения, а также масляных и нефтяных добавок в промывочную жидкость, которые являются гидрофобными и оседают вблизи стенок, не проникая глубоко в пласт, может возникать необходимость измерений тремя степеня 1

ми фокусировки по каждом у направлению с целью определения проводимости промежуточного слоя , которая существенно отличается от проводимости промывочной жидкости и присква- жинной зоны.

Третья степень фокусировки может Ьыть промежуточной среди двух и осуществляться меяду центральным 27 и экранными 29 электродами или может быть введен четвертый электрод рядом с измерительным электродом 30 и фокусировку проводимость меткду ними.

Блок 11 синхронизации может быть вьшолнен как частоты в виде цепочки триггеров.

Если измерения проводить по четырем азимутальным направлениям, как в пластовом наклономере Diplog с трем степенями фокусировки, то общее количество позиций измерений составляет 12. Такое количество измерений вполне возможно предлагаемым устройством для реализации предлагаемого способа При наличии к скважинном приборе устройства для регистращги азимутального его положения можно фиксировать направление изменения физических свойст коллекторов.,

Формула изобретения

пластов по различным азимутальным направлениям за счет выявления и учета влияния на результаты изме.ре1шй неправильного профиля стенок ствола скважины и неравномерного проникнове ния фильтрата промывочной жидкости,в коллектор сложного строеьшя, измерительные токи центральн111х электродов пропускают поочереднор последователь158

но подвергая их по крайней мере двум степеням фокусировки с одновременным снижением экранного потенциала бай- мака относительно экранных потенциалов других башмаков пропорционально увеличению отношения сопротивления пласта к сопротивлению промывочной жидкости в скважине с проведением всех измерений в течение однократного прохода по интервалу каротажа.

чуствительного выпрямителя и одновременно вход преобразователя через третью и четвертую группы синхронных ключей соединены с запоминающими кон- денсаторами, выход преобразователя последовательно через пятую группу

15 О

синхронных ключей и масштабный резистор соединен с центральными электродами башмаков и обратным токовым электродом, а шестая группа синхронных ключей подключена к выходным ограничиваюпщм резисторам.