Способ электрического кароттажа обсаженных скважин Советский патент 1939 года по МПК G01V3/22 

В настоящее время электрический кароттаж получил широкое применение в нефтяной промысловой и разведочной практике, но его возможности сужаются тем, что он неприменим в скважинах, обсаженных железными трубами или не заполненных водой.

Прюдлагаемое изобретение ставит целью решение задачи осуихествления способа электрического кароттажа в указанных выше случаях.

Отличительной особенностью предлагаемого способа электрического кароттажа обсаженных скважин является измерение падения напряжения от растекающегося по железной трубе скважины электрического тока при помощи измерительных электродов, находящихся в непосредственном контакте с внутренней поверхностью трубы.

Предлагаемый способ дает возможность расширить область применения кароттажа и увеличить его эффективность, позволяя обсаживать скважину до кароттажа. Кроме того, они позволят осуществлять кароттаж в скважинах, не заполненных водой.

В устройствах для осуществления предлагаемого способа используются уже известные конструктивные элементы, в частности, пружинящие, скользящие по трубе контакты.

На чертеже фиг. 1 изображает схему устройства для осуществления предлагаемого способа; фиг. 2 - схему другого варианта устройства.

При помощи обычного трехжильного кароттажного кабеля с жилами 1, 2, 3 (фиг. 1) в скважину опускают зонд, состоящий из трех электродов 4, 5 и 6, снабженных пружинными контактами, скользящими по обсадной трубе. Электроды скреплены с стержнем из изолирующего материала, снабженным на конце грузом 12, Контакт 4 соединен с жилой / и с верхним концом сопротивления 8, 9, нижний конец которого соединен с контактом 6. Средняя точка О сопротивления 8, 9 -я контакт 5, располол енный посередине между двумя остальными контактами, соединены с жилами 2 и 3. Другим концом жила / присоединена к батарее, второй полюс которой заземлен в точке Ю. Жилы 2 и 3 присоединены к клеммам потенциометра 11. По жиле 1 в обсадную трубу 7 пропускают ток / через контакт 4. Практически сила тока, проходящего через остальпые контакты, будет очень невелика, так как сопротивление S, 9

значительно больше сопротивления трубы 7. Потенциометром замеряют разность потенциалов А1/ между контактом 5 и средней точкой О сонротивления 5, 9. Эта разность потенциалов По абсолютной величине будет тем больше, чем больше сила тока, ответвляюш,егося в землю с погонной единицы длины обсадной трубы, т. е. чем меньше сопротивление среды в промежутке между контактами 4 -л 6.

Если на этом промежутке среда однородна, то разность потенциалов лриd-V

близительно равна v--,:,, где V-потенах,циал точки трубы, а Z - ее координата по образуюш,ей. Что касается этой производной, то она пропорциональна отношению удельного сопротивления трубы к удельному сопротивлению пласта. В случае очень большого сопротивления среды (пласт, насыщенный нефтью) разность потенциалов ДК будет

равна нулю. Строя кривую по оси

скважины, можно получить диаграмму проводимости пластов, пригодную для тех же целей, для которых служит обычная диаграмма сопротивления. Необходимость точного учета глубин при измерениях по предлагаемому способу, повидимому, отпадает, так как каждое соединение труб будет давать метку глубины на диаграмме проводимости.

Более чувствительный, но менее удобный для расшифровки результатов наблюдения вариант осуществления устройства заключается в том, что сопротивление 8, 9 упраздняется, нижний конец жилы 3 соединяется с электродом 5, а нижние концы жил 5 и 2 соединяются с электродами 4 и б . Замеряемая величина между электродами 4 и б будет тем больше, чем больше разность удельных сопротивлений пластов, находящихся выше и ниже электрода 5.

Этот вариант может быть применен в случае пластов малой мощности.

Возможны также следующие варианты соединений элементов описанного устройства:

а) нижний конец жилы 1 присоединяется к одному из крайних электродов,, например, к электроду 4, а остальные электроды 5 и б к жилам 2 и 5.;

б) ток пропускается через электроды 4 W. 6 по жилам 2 и 3, а клеммы потенциометра соединяются с точкой 10 и электродом 5;

з) ток пропускается через два смежных электрода по жилам У и 2, а разность потенциалов измеряется между точкой Ю и третьим крайним электродом;

г)одна из жил / или 2 и соединенный с ней электрод (4 или 6) упраздняются и заменяются заземлением на поверхности земли или присоединением к верхнему концу обсадной трубы;

д)электроды 4 и 6 или 4, 5 и 6 заменяются обыкновенными электродами и возникающая поляризационная электродвижущая сила поляризации между электродами 4 и 6 компенсируется отде.гшно до пропускания тока через электрод 5;

е)вместо компенсации поляризационных электродвижущих сил применяются синхронно действующие коммутаторы.

Все перечисленные варианты требуют применения сравнительно сильных токов порядка нескольких десятков ампер, что ведет к увеличению сечения меди в жиле 1, но, повидимому, позволит понизить требования, предъявляемые к изоляционным покровам кабеля.

Применяя описанные варианты, необходимо из соображений экономии энергии пользоваться низковольтными источниками тока (аккумуляторами).

Возможно также применение источника переменного тока промышленной частоты и обычного напряжения. При этом для любого из описанных выше вариантов можно либо воспользоваться выпрямителем, либо посылать в трубу переменный ток.

В последнем случае представляются две возможности, а именно, либо выпрямлять ток измерительной цепи, либо мерить непосредственно напряжение или силу переменного тока термогальванометро.м, либо компенсировать Д/ мостиком переменного тока.

В устройстве, изображенном на фиг. 2, сопротивление 8, 9 переносится на поверхность земли, включается в состав компенсационной схемы 8 Я

13, 14 и может быть регулируемо ползунками 20, 21.

Измерения по последнему варианту сводятся к следующим операциям: ток / пропускают не через жилу 1, а через специальную жилу / с отдельной щеткой (контакт, электрод) 4, причем сила тока не замеряется и амперметр служит лишь для определения порядка величины /.

i

Отношение -Д уточняется установ/г,

кой на нуль гальванометров 22 и 23 при пропускании тока через установку, находящуюся в трубе, окруженной непроводящей средой (воздух, нефть) и заземленной в точке 30. При этом необходимо пользоваться также ползунком 16 или 19 и замкнуть ключ 29. Труба при этих предварительных измерениях эквивалентна изолированному сопротивлению 24 с заземлением 25. . Опуская зонд 4, 4, 5, 6 ъ скважину, получают отклонения стрелок гальванометров 22 и 23. Действуя ползунком 16 или 19, поддерживают в нулевом положении стрелку одного из гальванометров, например 23, и пользуясь ползунком 20, присоединенным ко второму гальванометру 22, отмечают показание Д/, при котором последний гальванометр показывает нуль. Абсолютная величина

Д/, А/, /, const т

d4

пропорциональна производной j-y- отпасенной к единице силы тока /.

Диаграмма может быть зарегистрирована ручным, цолуавтоматическим или автоматическим способом.

Для полуавтоматических замеров следует лишь связать ползунок 20 со штифтом, движущимся параллельно образующей цилиндра- ролика, на котором натянута бумажная лента и который вращается при помощи гибкого вала, соединенного с роликом, поддерживающим кабель /, /, 2, 3 при подъеме зонда из скважины; при этом следует поддерживать вручную нулевое положение гальванометра 22 при помощи ползунка 20 и гальванометра 23 при помощи ползунка 16 или 19.

Для автоматической регистрации можно аналогичным образом испо.пъзовать разработанный для обыкновенного кароттажа автоматический регистратор.

Гальванометр 23, приключенный к жиле 3, может быть упразднен и заменен гальванометром 23, присоединенным к жиле 2.

В устройстве по фиг. 2 также возможны различные варианты включения и соединения элементов, например:

а)электроды 4 4, 5, 6 полностью или частично заменяются обыкновенными свинцовыми или другими поляризующимися или неполяризующимися электродами, причем питание и компенсация производятся переменным током акустической частоты и гальванометры заменяются телефонами 17 и 18 или термогальванометрами;

б)вместо переменного тока акустической частоты применяется постоянный по величине, но переменный по направлению ток от коммутатора, действующего синхронно с коммутатором, выпрямляющим ток в целях гальванометров; при этом надобность замены последних телефонами отпадает.

Предмет изобретения.

1.Способ электрического кароттажа обсаженных скважин, отличающийся; тем, что в скважину опускают электроды, скользящие непосредственно но внутренней поверхности обсадной трубы, и измеряют разность потенциалов, создаваемую растекающимся по трубе током.

2.Прием осуществления способа кароттажа по п. 1, отличающийся тем, что измерительные электроды располагают симметрично по обе стороны питающего электрода, с целью измерения разности падений напряжения в трубе, появляющейся при неодинаковом удельном сопротивлении нород выше и ниже питающего электрода.

3.Прием осуществления способа кароттажа по п. 1, отличающийся тем, что применяют три измерительных электрода, расположенных через одинаковые промежутки по одну сторону от питающего электрода, и сравнивают разности потенциалов между средним электродом и крайними.

к авторскому свидетельству Л. М. Адьпина

Л 56026

Фиг.

Фиг.г