АППАРАТУРА ДЛЯ КАРОТАЖА СКВАЖИН Советский патент 1973 года по МПК G01V5/10 E21B47/14 E21B47/12 

1

Изобретение относится к области нромысловой геофизики и может быть иснользовано для исследования иластов, как в обсаженных, так и в необсажеииых скважинах.

До недавнего времени обсаженные скважипы исследовались только радиоактивиыми методами. Среди них наиболее информативиым методом является имиульсиый нейтроинейтронный каротаж (ИННК) или импульсиый нейтронный гамма-каротаж (ИНГК). Однако ирн контроле за обводненнем нродуктивиых нластов слабоминерализованными водами, а также нластов с малой пористостью или с большой неоднородностью выяснились ограничения методических возможностей ИННК. Эти ограничения в зиачительной мере уетраняются ири совместиом использовании данных ИННК и импульсного акустического каротажа.

Акустический каротаж АК, так же как и PIHHK, используется для получения информации о породах и их насыщении в обсаженных скважинах.

Для производства акустического каротажа в скважинах созданы различные приборы акустического каротажа. Один из известных нрибороБ акустичеекого каротажа состоит из разрядного излучателя упругих колебаний ультразвуковой частоты, одного или нескольких приемников; акустических изоляторов, электронной иреобразующей схел1Ы, схемы персдачи сигнала на иоверхность н поверхностно1Ч) региетрирующего блока.

Аинаратура для производства ИНН К или ИНГК состоит из высоковольтного блока нитаиия, нмнульсной ускорительной нейтронной трубки, одного или двух высоковольтных траиеформаторов, коммутирующего разрядника, детекторного блока, блока передачи импульсов ИННК или ИНГК на поверхность, временного анализатора, установленного ил новерхности.

Однако такие приборы ЛК, н ИННК иозволяют записывать раздельные диаграммы ЛК или ИННК за два отдельных енуско-нодъема прибора в скважину. Это увелнчнвает время, затрачнваемое на исследование екважнны геофизическими методами. Кроме того, интериретация кривых АК н ИННК встречает затруднения, если исследования этимн методами проведены в разное время.

Для обеспечения возможности одновременной записи диаграмм АК ИННК или ИНГК за один спуско-подъем, обеспечения надежности и упрощения нередачи информации из глубинного ирибора на поверхность по трехжильному кабелю в глубинной части предлагаемой анпаратуры разрядный излучатель унрутих колебаний включен последовательно в цепь управляемого коммутнрующего элемента.

выходы схем регистрации первого вступления акустических сигиалов в приемники, радиометра и задающего генератора через смесительную схему подсоединены к первичной обмотке трансформатора связи, а между схемой вычитания первого импульса и временным анализатором подключена состоящая из двух формирователей импульсов схема выделения маркерного импульса, первые входы схем измерения 1нтерБала времени нрнхода акустического сигнала к иервому и второму приемникам подключены к выходу схемы формирования маркерного импульса, вторые входы этих схем подключены в цеиь измереиия интервального времени, причем второй вход схемы намерения интервала времени нрихода акустического сигнала ко второму приемнику соединен через схему пересчета на два.

Кроме того, параллельно излучателю может быть включен резистор.

Для новышения надежности работы акустического канала в цени усилителей в каждом акустическом канале введены временные селекторы, управляемые через мультивибраторы задержки и генераторы стробирзющих импульсов задающим генератором.

Кроме того, формирователь импульса блокировки в схеме вычитания первого импульса может быть подключен к выходу схемы формирования маркерного импульса.

Для улучгпения паправлеииости излучепп-л излучатель снабжен дополнительной перфорированной мембраной.

Эти особенности предлагаемой аппаратуры позволяют осуществить за один спуско-подъем непрерывную запись параметров импульсного акустического каротажа (Лг - интервальное время, TI-время нрихода акустического сигнала от излучателя к первому нриемт- 1 V иику, /2-ко второму приемнику,а /п-р

затухание акустического сигнала на базе между двумя приемниками) и имнульсного нейтронного каротажа (запись диаграмм ИННК или ИНГК иа разных временных задержках), онределить время лсизни тепловых нейтронов : в исследуемых пластах, пересеченных скважиной.

На фиг. 1 показана схема размещения узлов в глубинном снаряде; на фиг. 2 - блоксхема описываемой аппаратуры, глубинная часть; на фиг. 3 - то же, наземная часть; на фиг. 4 - излучатель упругих колебаний, схематический разрез.

В глубинном снаряде (фиг. 1) размещены зонд акустического каротажа, который состоит из излучателя / и двух приемников 2 и 3, блок генератора нейтронов 4, детектор 5 радиоактивного излучения (нейтронов или гамма-квантов) и блок электроники 6. Блок генератора нейтронов, излучатель и ириемники разделены друг от друга акустическими изоляторами 7. Генератор нейтронов, радиометр и электронный блок размещены в отдельном герметичном корпусе, который соединен с акустическим зоидом иереходной муфтой и герметизирующимися электрическими разъемами. Глубинный снаряд с наземной частью аппаратуры соединяется трехжильным броинроваииым кабелем.

Генератор нейтронов включает в себя (фиг. 2) ускорительную трубку 8, два импульсных трансформатора 9 и 10, накопительные конденсаторы 11 и 12, управляемь й коммутирующий элемент (разрядник) 13, блок 14 высоковольтного питания, резисторы 15 и 16. Источником нейтронов является ускорительная трубка с ионным источником искрового типа. На фиг. 2 показан генератор нейтронов с двумя высоковольтными импульсными трансформаторами, которые обеспечивают импульсы ускоряющего напряжения на трубке противоположных полярностей. Однако, ДЮжет быть использован и только один импульсный трансформатор. В этом случае вторичная обмотка трансформатора подсое днняется к мищени или к ионному источнику ускорительной трубки в соответствующей полярности и количество витков траисформатора рассчитывают так, чтоб1 1 обесиечить ускорительиую трубку полным ускоряющим импульсом напряжения.

В качестве управляемого коммутируюн его элемента в глубинном приборе использоваи управляемый разрядник.

Резисторы 15 и 16 выполнены из проволочных сопротивлений с высоковольтной изоляцией. Конденсаторы // и 12 являются высоковольтными.

Управляющий электрод коммутирующего элемента (разрядника) 13 через дифференцирующую цепь и формирователь импульсов 17 включен в цепь задающего генератора 18. Накопительный конденсатор 11 и коммутирующий элемент 13 через резистор подключены к блоку 14 питания.

Раднометр состоит из детектора 5 радиоактивного излучения (нейтронов или гаммаквантов), усилителя 19 и схемы 20 формирования имиульсов. Высоковольтное питание детектора 5 осуществляется из общего источника иитания 21 через высоковольтный преобразователь 22.

Разрядный излучатель 1 упругих колебаний включен последовательно в цень управляемого коммутирующего элемента (разрядника) 13. Параллельно к разрядному излучателю / присоединен резистор 23. Это обеспечивает синхронность работы ускорительной трубки 6 и излучателя /, что облегчает передачу информации по каротал :ному кабелю. Излучатель / упругих колебаний выполнен в виде электрического разрядника.

В качестве нриемников 2 и 3 могут быть нснользованы пьезоэлектрические или магнитострикционные нреобразователи акустической энергии в электрическую.

В каждую нриемпую цень включены усилители-ограничители 24 и 25, логарифмические усилители 26 и 27, временные селекторы 28-

S5