УСТРОЙСТВО ДЛЯ КАРОТАЖА СКВАЖИН Советский патент 1974 года по МПК G01V3/24 E21B47/12 E21B47/00 

1

Изобретение относится к области промыслово-1геофизичесжих исследований оквалхии.

Известны устройства для каротажа скважин, содержащие корлус и башмак с боковым микрозондом, прижимаемый к стенке скважины с помощью специальных приспособлений. Благодаря экранирующему действию бащмака и экранных электродов удается в значительной степени избавиться от влияния на результаты измерений бурового раствора, заполняющего ствол скважины. Однако иа .показания боковых микрозондов оказывает искажающее влияние промежуточный слой между бащмаком и стенкой скважины (глинистая корка и раствор, остающийся в результате несоответствия формы башмака и стенки скважины). Учет влияния промежуточного слоя производится по даеным м.и.крокаверномера, если диаметр ск, равен номинальному. При отдични диаметра скважины от номинального, например, в условиях выкращийающихся рыхлых и трещиноватых пород, микро-кавернометр,ия не дает данных о толщине глинистой корки. В этом случае влияние глинистой корки на показания бо-ковых м.икрозоидов учитывается путем внесения поправок, получаемых три обработке показаний обычных (градиенти потенциал-) микрозондов. При этом предполаг-ается, что на по казания бокового и обычных микрозондов влияет глинистая корка одной .и той же толщины. На практике такое допущение обычно не выполняется. Это обуславливается тем, что измерения баковым и обычным микрозондами проводятся разными приборами при разных рейсах в скважине и бащ, приборов могут пройти против одних и тех пластов по различным образующим стенки скважины. Поскольку толщина глинистой корки неодинакова, во всех точках одного и того же сечения скважины, на результаты измерений боковым и обычным микрозондЯМИ влияет глинистая кор.ка различной ТОЛЩИ1НЫ. С другой стороны, расстояние, отделяющее ми1крозондавую установку от

стенки скважины (промежуточный слой), зависит от силы прилсатия бащмака к стенке сквал ины (чем больще сила, тем меньще расстояние). Особенно это относится к рыхлым глинистым коркам. Одинаковую силу прилсатия р азличных бащмаков в различных приборах обеспечить трудно. По этой причине в получаемые результаты вносятся погрешности.

Таким образом, на показания бокового и

обычных микрозондов против одни.х и тех же исследуемых пластов в общем случае влияет глинистая KopiKa различной толщины. Следовательно, поправки, вводимые в по;казаП|Ия бокового микрозанда на основании замеров

обычными микрозондами, могут быть далеки

от поправок, которые необходимо было бы в.вест,и, т. е. сзществующая конструкция бокового микрозонда не всегда обеспечивает лолучение качественных результатов исследований разрезов скважин.

Кроме того, исследовання скважин микробоковым методом и обычны,м -микрозондированнем вылолняются в настоящее время отдельными опуско-нодъемными операциями и заним ают много времени.

Цель изобретения - повышение качестоа исследования скважин млкрабоковым методом и повышение производительности труда нрн работе с микроустацовками.

Это достигается тем, что предлагаемое устройств:0 обеспечивает проведение одновременных исследований сквал ии боковым ,и обычным микрозондами при одинаковых условиях измерений. Для этого в непосредственной близости от бокового ми крозонда на прижимном устройстве по ту же сторояу от корлуса размещены обычные мнкрозонды так, что продольные оси сим1метрИ|Н зондов находятся в одной плоскости. В частности, боковой микрозонд и обычные микрозанды расположены на одном башма ке. Центральный токовый электрод у бокового м-икрозо,нда и токовый электрод обыч.ных МИкрозондав питаются токами разлнч,ных частот. Разделение разностей потенциалов, сннм-аемых с электродов сравнения для управления токоМ экранного электрода бо-кового м,икрозоида, а также измеряемых (Кан-алом бокового микрозонда, и разностей потенциалов, измеряемых каналами обычных микрозондов, происходит по частоте. Центр-альный токовый электрод бокового Микрозонда и токовый электрод обычных микрозо1ндов общий, а измерительными электродамл градиент-микрозонда служат электроды сравнения бокового микрозонда.

На фиг. I покаЗано предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 - бащ1мак с микрозондами (боковым и обычными) и электрической блок-схемой предлагаемого устройства; на фиг. 3 - вариант расположения электродов м.икрозондов на башмаке с соответствующей ему электрической блок-схемой. Устройство (фиг. 1) садержит корпус 1, прижи.мное приспособление, вьтолневное 8 виде рессоры 2, и башмак 3. Рессора 4 центр-ирует устройство при спуске в сквал :ийу. Основу башмака 3 составляет резина. В башма.к 3 (фиг. 2) встроены электроды как бокового микрозонда (центральный токовый 5, экранный токовый 6, электроды сравнения 7 и 8), так и обычных микрозондов (токовый 9, .И3)мерительные 10 и 11). Токовые электроды 5 к 9 питаются переменными токами, вырабатываемыми соответственно генератором 12 (частота /i) и генератором 3 (частота /а). Сила тока через электроды поддерживается постоянной с помощью балластных сопротивле«ий 14 (Rg ) -я 15 (R(,). Экранный токовый электрод 6 бокового мИКрозонда питается переменным током частотой fi в фазе с током

электрода 5. Сила этого тока поддерживается такой, чтобы разность нотенциалО)В на электродах сравнения 7 и 8, создавае мая электродами 5 и 5, была равна нулю. Если на электродах 7 .и 5 появляется разность потелциалов, она через фильтр 16 f/J поступает на автокОМПенсатор 17 (АК), который регулирует ток экранного электрода 6 так, что раз,ность потенциалов между электродами сравнения 7 .и 8 становится равной нулю. Эти1М обеспечивается фокусирование тока, поступающего в горные породы с центрального электрода 5. Вторым токовым электродам микрозондов служит электрод 18.

5 Полезный (измеряемый) юилнал бокового микрозояда снимают с электрода 6 и корпуса 19 устройства, которые играют роль измерительных электродов Мбм-э и Лб.мз бокового микрозонда. Измеряемые сигналы градиент0 и потенциал- микрозондов снимают соответственно с электродов 10 fyW,.,,,) и // () и электродов 77 (Мпмз) и 19 ()-Эти измеряемые сигналы через фильтры 20 (fi), 2.1 (fz) и 22 (Iz) поступают -на преобразователи 5 23, 24 и 25, где они, например, модулируются 1ПО частоте. Преобразованные сигналы через смеоитель 26 и кабель 27 подаются на поверхность в блок 28 регистрации и управления.

Регистрация измеряемых сигналов всех 0 микрозондов происходит (ПО трем каналам одновременно за один рейс устройства в окважиие.

(Предлагае)мое устройство может быть выполнено и с размещением бокового и обычных 5 микрозоядов на разных башмаках, расположенных ,в непосредственной близости друг от друга по одну сторону от корпуса так, что продольные осн зондов находятся в одной плоскости. Такая конструкция устройства 40 также обеспечивает прохождение зондов по одной и той же образующей стенки скважины. Достоинство этой конструкции состоит в том, что генератор тока, питающего токовые электроды зондов, может быть общим и нет 5 необходимости введения фильтров 20-22 (боковой и обычные микрозанды находятся друг от друга на некотором расстоянии, так что токовые электроды бокового м.икрозонда не будут , создавать заметных разностей потен0 диалов на измерительных электродах обычных микрозондов, а токовый электрод обычных микрозондов - на измерительных электродах бокового микрозонда). Однако здесь появляется необходимость обеспечения равен5 ства усилий прилсатия башмаков к стенке скважины.

Вариант расположения электродов микрозондов на башмаке 3 предлагаемого устройства с соответствующей электрической блок. схемой, показанный на фиг. 3, от описанного (фиг. 2) отличается тем, что центральный токовый электрод и токовый электрод обычных микрозондов общий - электрод 5, а измерительными электродами Мщз и Nms градиент65 микрозонда служат электроды сравнения бокового микрозонда, соответственно: электроды 7(М) и 8(Л). Роль измерительного электрода М пмз потенциал-микрозонда играет электрод сравнения 8 (N) бокового микрозонда. Достоинство такой конструкции устройства состоит в том, что, несмотря на необходимость уточнения существующих для точечных электродов палеток (номограмм), показывающих, в частности, зависимость данных потенциали градиент-микрозондов от толщины глинистой корки (устройство по блок-схеме на . 3 предусматривает применение в качестве измерительных электродов кольцевых электродов 7 и 8), конструкция бащмака этого устройства проще, чем по блок-схеме на фиг. 2. Кроме этого, размер бащмака его по сравнению с устройством по фиг. 2 может быть уменьщен, что дает возможность, при прочих равных условиях, обеспечить больщее давление прижатия зондов к стенке скважины. Таким образом, в предлагаемом устройстве на показания бокового микрозонда и обычных микрозондов, электроды которых расположены на одяом и том же башма1ке, влияет одна и та же глинистая корка, так как регистрация данных происходит тремя каналами одновременно за один рейс устройства в скважине. В этом случае введение поправки в показания бокового микрозонда (за влияние глинистой корки), получаемой путем обработки показаний обычных микрозондов, вполне обосновано и отражает действительно существующую картину, что значительно повыщает качество исследования скважин боковым микрозондом. Кроме этого, совмещениеОпераций по исследованию разрезов скважин микробоковым методом и обычным микрозондированнем .сокращает .время измерений. Предмет изобретения Устройство для каротажа скважин, содержащее корпус и располагающиеся па прижимном приспособлении микрозонд с фокусировкой тока, градиент-микрозонд и потеициал-микрозонд, отличающееся тем, что, с целью новыщения качества исследования скважин микробоковым методом, микрозонд с фокусировкой тока, градиент-мнкрозонд и потенциал-микрозонд распололсены по одну и ту же сторону от корпуса так, что продольные оси симметрии их находятся в одной плоскости.

сри. 1

12

Риг.З