Способ каротажа Советский патент 1992 года по МПК G01V3/08 

Изобретение относится к разведочной и промысловой геофизике, а именно, к каротажу, основанному на электрокинетическом эффекте, и может быть использовано для диагностики геологических сред и контроля технологических процессов при добыче полезных ископаемых.

Известны способы каротажа, основанные на электрокинетическом эффекте, заключающемся в том, что под действием акустического давления в результате сноса ионов диффузной части двойного электрического слоя, имеющегося на границе раздела твердой и жидкой фаз, возникает разность потенциалов, создающая объемный ток в направлении, обратном поверхностному току. Например, известен способ, по которому в пористой влагонасыщенной среде возбуждают сферическую акустическую

волну электромеханическим излучателем, размещенным на спускаемом в скважину зонде. На этом же зонде размещен электрод для измерения злектрокинетического потенциала. По разности фаз между акустическим и электрическим сигналами, являющейся следствием инерционности флюида в пористой среде, определяют проницаемость, характеризующую породу вблизи зонда.

Прототипом принят способ каротажа, также основанный на электрокинетическом эффекте. По этому способу возбуждают в пористой влагонасыщенной среде акустическую волну электромеханическим излучателем, размещенным на зонде. На этом же зонде на различном удалении от излучателя вдоль оси скважины размещены несколько электродов. По разности эпектрокинетичеarataA

ских потенциалов на электродах определяют степень ослабления акустической волны вследствие затухания и затем определяют относительную проницаемость породы.

Использования в качестве регистриру- емого параметра потенциала электрического поля позволяет проводить лишь локальные измерения вблизи электрода датчика. При измерениях должен быть обеспечен непосредственный контакт дат- чика со средой в зоне электрокинетического преобразования, т. е. датчики должны находиться в скважине. При этом на величину потенциала определяющее влияние оказывает ближайшая к приемнику прискважин- пая зона, по характеристикам существенно отличающаяся от ненарушенного массива.

Целью изобретения является повышение достоверности каротажа удаленных от скважины областей исследуемой среды.

Поставленная цель достигается тем, что при перемещении импульсного источника акустической волны вдоль ствола скважины измеряют с помощью расположенного вне скоажины на заданном от нее расстоянии приемника магнитного поля величину напряженности магнитного поля н, фиксируют местоположение импульсного источника акустической волкы по максимальному значению модуля Н , по которому судят о местоположении границы твердой и жидкой фаз, а в качестве характеристики геологического разреза используют изменение электрокинетической чувствительности AG на границе раздела твердой и жидкой фаз, ко- торую определяют по формуле

A3 - К TtMaxc,to,

где in - единичный радиус-вектор от оси скважины до точки приема магнитного поля: -.

Нмачс - величина напряженности магнитного поля, соответствующая максимальному значению модуля I Н 1;

К - коэффициент пропорциональности, определяемым конструкцией источника и приемника,

судят о направлении увеличения ле троки- нечическей чувствительности по а рйвле- нию вектора AG.

Использование в качестве регистрируемого параметра напряженности магнитного поля позволяет получить информацию о f,eu области элекгрокинетического преоб- разования, а не только об области, окружающей приемник, В этом случае вклад от нарушенной прискважинной зоны не является определяющим, что повышает достоверность при каротаже удаленных от скважины областей.

На фиг. 1 представлена схема устройства для реализации способа каротажа; на фиг. 2 - характерная форма импульса магнитного поля.

Устройство содержит компрессор 1, шланг 2. точечный импульсный источник 3 акустической волны, а также приемник магнитного поля, включающий антенны А, 5, кабель 6, двухканальный усилитель 7. регистратор 8, а также счетчик 9.

Изобретение осуществляется следующим образом.

Перемещают вдоль ствола скважины, расположенной в пористой влагонасыщен- ной среде, точечный импульсный источник 3 акустической волны, фиксируя его текущую координату с помощью счетчика 9. При этом возбуждают в пористой влагонасыщенной среде ак/стическую волну в импульсном режиме с помощью компрессора 1. подключенного через шланг 2 к точечному импульсному источнику 3. изменяя тем самым электромагнитные параметры среды благодаря злектрокинетическомму эффекту. При перемещении импульсного источника 3 вдоль ствола скважины измеряют с помощью расположенного вне скважины на заданном от нее расстоянии приемника магнитного поля величину напряженности магнитного поля Н. Для этого принимают с помощь антенн 4, 5, соответственно, две азимутальные составляющие Нх, Ну магнитного поля и, после усиления усилителем 7 измеряют их с помощью регистратора 8. Фиксируют с помощью счетчика 9 местоположение импульсного источника 3 акустической волны, соответствующее максимальному значению модуля I Й I, по которому судят о местоположении границы твердой и жидкой фаз. В качестве характеристики геологического разреза используют изменение электрокинетической чувствительности Д5 на границе раздела твердой и жидкой фаз. которую определяют по формуле

макс,

Т0.

где 1о - единичный вектор от оси скважины до толчки приема магнитного поля;

Имакс величина напряженности магнитного поля, соответствующая максимальному значению модуля ) Н i;

К - коэффициент пропорциональности, определяемый конструкцией источника и приемника.

По направлению вектора ДО судят о направлении увеличения электрокинетической чувствительноси. При известном значении электрокинетической чувствительности G породы в определенной обла- сти, например, на поверхности Земли, по изменению ДО можно получить геологический разрез по электрокинетической чувствительности. .

Ф о р м у л а и з о 6 р е т е н и я

Способ каротажа, при котором перемещают вдоль ствола скважины, расположенной в пористой влагонасыщенной среде, точечный импульсный источник акустической волны, фиксируя текущую координату импульсного источника, тем, самым измеряют электромагнитные параметры среды благодаря электрокинетическому эффекту, измеряют электромагнитную характеристику в заданной точке, по которой судят о характеристиках геологического разреза, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности каротажа удаленных от скважины областей исследуемой среды, при перемещении импульсного ис- точника акустической волны вдоль ствола скважины измеряют с помощью расположенного вне скважины на заданном от нее расстоянии приемника магнитного поля величину напряженности магнитного , фиксируют местоположение импульсного источника акустической волны по максимальному значению модуля I F I, по которому судят о местоположении границы твердой и жидкой фаз, а в качестве характеристики геологического разреза используют изменение электрокинетической чувствительности /и на границе раздела твердой и жидкой фаз, которую определяют по формуле

ДЈ К{ЙмакС,Т0,

где i0 - единичный радиус-вектор от оси до точки приема магнитного поля;

Нмакс - величина напряженности магнитного поля, соответствующая максимальному значению модуля I H I;

К - коэффициент пропорциональности, определяемый конструкцией источника и приемника,

судят о направлении увеличения электрокинетической чувствительности по направлению вектора ACS.

Использование: в области геофизики, более конкретно в геоэлектроразведке с использованием электрокинетического эффекта для диагностики геологическихсреди для контроля техногенных процессов при добыче полезных ископаемых. Сущность изобретения: перемещают вдоль ствола скважины, расположенной в пористой вяа- гонасыщенной среде, точечный импульсный источник акустической волны, фиксируя текущую.координату импульсного источника, тем самым изменяют электромагнитные параметры среды на основе электрокинетического эффекта; в процессе перемещения источника акустической волны измеряют с помощью расположенного вне скважины на заданном от нее расстоянии приемника магнитного поля напряженность магнитного поля: фиксируют при максимальном значении модуля, учитывая местоположение импульсного источника акустической волны, местоположение границы твердой и жидкой фаз; о качестве характеристики разрезг используют изменение электрокинетической чувствительности на границе раздела твердой и жидкой фаз; обеспечивается возможность достоверной диагностики удаленных от скважины областей благодаря проведению измерений без контакта с породой в зоне, расположенной вне прискважинной области, свободной от нарушений, 2 ил. %л

Фиг.

0,52

1-.L

вреня (не

Шиг.2