СПОСОБ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО КАРОТАЖА Советский патент 1969 года по МПК G01V3/18 

Изобретение относится к геофизическим методам исследования скважин, в частности к методам электрического каротажа с автоматической регулировкой поля.

Известны способы электрического каротажа с автоматической регулировкой поля такие, как боковой трехэлектродный, боковой семиэлектродный, дивергентный и некоторые другие виды каротажа. Наиболее близким прототипом предполагаемого изобретения является способ бокового семиэлектродного каротажа БК-7. Способ бокового семиэлектродного каротажа заключается в создании в скважине электрического поля с помогцью зонда, имеющего основной токовый электрод АО, два симметричных токовых экранных электрода Лэ,, Лэ, и две пары контрольных электродов и , располол енных симметрично электроду АО внутри зонда, и измерении потенциаоТа одного из контрольных электродов относительно потенциала удаленного измерительного электрода .

Принцип работы зонда БК-7 следующий.

Через центральный токовый электрод АО пропускается ток /о постоянной амплитуды, под действием которого на контрольных электродах возникает наиряжение AVo- При протекании тока /э через экранные электроды, имеющего ту же полярность, что и ток /о, на контрольных электродах MN возникает напряжение AFg. Соответствующее автокомпенсационное устройство уравнивает величины напряженпй AVo и AVg, меняя амплитуду тока /9. Физический смысл величин напряжений AVo и AVa следующий: AVo - разность потенциалов, пропорциональная первой производной потенциала основного задающего электрического поля, возникающего при протекании тока /о через электрод Ло; AVj - разность потенциалов пропорциональная второй производной потенциала дополнительного регулируемого электрического поля, возникающего при протеканпи тока /э через экранные электроды. Так как измеряется суммарный потенциал одного из контрольных электродов, то можно записать:

/эРэ

po 1

1/0 + V,

к.

0 .БК

20 К

БК

ро

-fn(1)

К к

где Vo - потенциал контрольного электрода, вознпкаюп;пй при протекании тока /о; УЗ - же самое для тока /д; ро и рэ - кажущиеся сопротивления потенциал-зондов и АгэМА э; Ко и Кэ -коэффициенты этих зонБК-7; л отношение амплитуд токов; /о К, - коэффициент зонда БК-7. Таким образом, кажущееся сопротивление зонда БК-7 есть функция от параметров fo рэ и п. Параметр п, пропорционален первой производной потенциала основного задающего поля и обратно иронорционален второй иропзводной потенциала дополнительного регулируемого поля. Как известно, радиус исследования при фиксированном размере зонда няибольщий у потенциал-зонда и надает по мере увеличения порядка производной потенциала. Так, наиример, радиус исследования градиентзонда и зонда для второй производной соответственно в два и четыре раза меньше радиуса исследования потенциал-зонда. Так как параметр п зависит от первой производной потенциала VQ и второй производной потенциала УЭ, то параметр п в основном зависит от удельного сопротивления нрискважинной зоны, т. е. зоны проникновения в случае проницаемого пласта. Таким образом, величина и пропорциональный этой величине иотенциал l/g зависят от ирискважинной зоны. Так как измеряемый потенциал есть сумма потенциалов УО и УЭ. то и он оказывается зависимым от прискважинной зоны. Это объясняет достаточно низкую эффективность способа бокового семиэлектродного каротажа для измерения удельного сопротивления незатронутой части нластов коллекторов и широкое применение зондов БК-7 для измерения удельного сопротивления прискважинной зоны. Предлагаемый способ позволяет существенно ослабить влияние прискважинной зоны при измерении удельного сонротивления пласта и отличается тем, что в скважине создают дополнительное регулируемое компенсирующее электрическое поле, потенциал которого в точке измерения противоположен по знаку потенциалу основного задающего электрического поля. На фиг. 1 изображены некоторые варианты зондов; на фиг. 2 - блок-схема измерений для зонда с точечными электродами; на фиг. 3 - блок-схема для зонда с протяженными электродами. Пусть мы имеем многоэлектродную установку, создающую в скважине основное задающее и дополнительное регулируемое электрическое поле, и по-прежнему измеряем потенциал одного из контрольных электродов относительно электрода Noo. Измеряемые иотенциалы УО VB основного задающего и дополнительного регулируемого электрических нолей содержат информацию как о дальней, так и о нрискважинной зоне. Вычитая потеициал KB из потенциала УО, мы можем при определенных условиях исключить информацию о прискважинной зоне. Другими словами, дополнительное регулируемое электрическое поле будет компенсировать влияние прискважинной зоны на основное задающее электрическое поле. Наилучшим вариантом является тот, при котором дополнительное поле определяется прискважинной зоной и почти не зависит от удельного сопротивления дальней зоны. Рассмотрим для примера один из классов зондов предлагаемого способа. Возьмем потенциал-зонд А(,М длиной порядка 2-4 диаметров скважины. Экранные электроды распОоЮжпм таким образом, чтобы хотя бы один из них поиал виутрь зонда между электродами /U и М. Это ириводит к тому, что ток /э должен быть в иротивофазе с током /о, текущим через электрод Лц. Таким образом, потенциал Vg в точке измерения будет противоположен по знаку потенциалу УО для любых значений удельных сопротивлений горных пород. Следуя традиции, обозначим экранный электрод, ближайший к электроду М, через Вд. Обратный электрод Ад может находиться либо вне зонда со стороны электрода AQ, либо не бесконечности, либо электродами Ло и BQ. Возможен вариант, когда электроды Ло и Ад совмещены. Условий регулирования может быть много, но практическое значение имеют лишь три: комиенсация до нуля в точке М первой производной иотенциала тока /о основного электрода Ло; комиенсация до нуля второй производной потенциала тока основного электрода; комиенсация до нуля в некоторой точке между электродами БЗ И М потенциала тока основного электрода. Во всех случаях измеряется разность потенциалов между электродами М и Vco. В качестве примера ириведем один такой зонд Ло, Ад 2dBg 0,75 dM 0,5 dN. Электроды BO и jV ос относятся на значительные расстояния. На фиг. 2 приведены следующие обозначения; Г - генератор тока основного задающего поля; Л - автокомпенсационное устройство для создания дополнительного регулируемого поля. Л - измерительный блок. В таблице ириведены расчетные данные для этого зонда для иластов бесконечной мощности ири р Д/рс 20. Таблица

Возможны и другие типы зондов, в которых применена компенсация прискважинной зоны ио вышеуказанному способу. Например, в качестве основного задающего поля можно использовать поле зонда бокового каротажа. На фиг. 3 приведены следующие обозначения: Г - генератор тока центрального электрода зонда БК-3; Л - авторегулятор, регулирующий ток через экранные электроды зонда БК-3; А- - автокомпенсационное устройство для создания дополнительного регулируемого ноля. В этом случае также потенциал дополнительного поля противоположен по знаку потенциалу задающего поля.

Предмет изобретения

Способ электрического каротажа с автоматической регулировкой поля, заключающийся в создании в скважине основного задающего и фокусирующего электрических полей и измерении разности потенциалов, характеризующей удельное сопротивление горных пород, отличающийся тем, что, с целью исключения влияния прискважинной зоны, в скважине создают дополнптельное регулируемое компенсирующее электрическое поле, потенциал которого в точке измерения противоположен по знаку потенциалу основного задающего электрического поля.

Уа -Const

Л-Л j

O-7j -- /Дгу

830

M о

iV--o Жо

М /V з