Способ индукционного каротажа скважин Советский патент 1977 года по МПК G01V3/18 

тельной глубинностью исследования. Вместе с тем, ирактическое использование этого метода для изучения радиальной неоднородности в распределении удельного электрического Сопротивления в настоящее время встречает методические и технические трудности. Так, например, методически не удается исследовать весь радиальный интервал. Как правило, рабочий интервал радиального исследования находится на значительном удалении от скважины и блил-сний участок исследования выходит за пределы зоны проникновения. Технические трудности связаны с необходимостью регистрации малых величин разностных сигналов, значение которых составляет от величины прямого поля. Обеспечить регистрацию и измерение столь малых величин (на один-два порядка меньше, чем в методах индукционного каротажа при регистрации активных компонент поля) трудно в условиях повышенных температур, давлений и механических перегрузок, воздействуюш их на скважинный прибор. В связи с этим способ не находит применения в практике промыслово-геофизических исследований. Целью данного изобретения является изучение радиальной неоднородности пластовколлекторов. Цель достигается тем, что передвижение зонда в скважине приостанавливают, а возбуждаюш,ую катушку приводят в движение относительно неподвижных измерительных катушек по направлению оси зонда в заданном интервале длины, при этом регистрируют по меньшей мере одну относительную характеристику поля как функцию движения возбуждаюш,ей катушки. В движение можно приводить одну измерительную катушку относительио неподвижных возбуждаюш.ей и второй измерительной катушек. Можно одну измерительную катушку приводить в движение одновременно с возбуждаюш,ей. Движение катушек осушествляют дискретно через заданные интервалы длины. На фиг. 1 представлен график реальной и мнимой частей поля в однородной среде в зависимости от параметра; на фиг. 2 - кривые, показываюш,ие изменение разности фаз в зависимости от размеров зоны проникнове«ия. Сущность предлагаемого способа заключается в том, что измеряется по крайней мере одна относительная характеристика вторичного магнитного поля на оси возбуждающей катушки (разность фаз или отношение амплитуд) с помощью двух измерительных катушек с фиксированным расстоянием относительно друг друга. Церед измерениями радиальной неоднородности возбуждающая катушка находится на минимальном допустимом расстоянии от измерительных. Цроцесс измерения и регистрации выполняют ВО время перемещения возбуждающей катушки с равномерной скоростью в заданном интервале длины, например. удаляя от измерительных катушек. Начальное минимальное расстояние между возбуждающей и измерительными катушками соответствует минимальному радиусу исследования. Постепенное удаление возбуждающей катушки увеличивает радиальную глубинность исследования, и ее максимальное удаление соответствует наибольшему радиусу исследования. В нроцессе движения задающей катушки измеряемый параметр синхронно регистрируют как функцию изменения длины зонда и по ней судят о радиальной неоднородности в распределении удельного электрического сопротивления в пласте. При этом вся зондовая система находится в статическом положении в скважине против исследуемого лласта. После одного цикла измерений радиального распределения удельного сопротивления возбуладающую катушку возвращают в исходное положение и цикл измерений при необходимости повторяют. По виду радиального изменения удельного сопротивления судят о характере насыщения: водоносный или .нефтеносный. Магнитное поле на оси магнитного диполя в проводящей поляризующейся среде имеет вид 2Л (l-ikz), 4пг : (а -}-ibY - - , где i - волновое число среды, Z - длина зонда, М - момент возбуждающего диполя. В задачах индукционного каротажа токи роводимости преобладают над токами смеения, т. е. , и I1 / ТР-ш и р . ля реальной и мнимой частей поля из (1) имеем выражения / Лe-p(l+p)cosp + psmp. (2) /„//, : )smp-pcospl. (3) одуль магнитной компаненты равен 2М (1+р) + р-г, (4) ср /J - arctg Относительные характеристики магнитного оля при измерении зондами различной длиы иглеют следующий вид: а) для разности фаз между модулями из 5) имеем соотношение: Д(р cpj - ср, -;., -/ - arctg X X . .., ;(6) (1 +Pi)(l +Pi)+PiP2

б) отношение модулей

/(+/.)4-;

п п

-PI

к (i+;.)+/i

О

Поведение реальной и мнимой частей поля в однородной среде в зависимости от параметра Р представлено на фиг. 1. В соответствии с (4) и фиг. 1 возможна оптимизация интервала на параметр Р, при которых интенсивность модуля максимальна.

В качестве примера на фиг. 2 приведены кривые, показывающие поведение разности фаз в зависимости от размеров зоны проникновения с повышающим и понижающим проникновением в неоднородной среде с плавным распределением в изменении удельного сопротивления ло направлению в глубь пласта. Асимтотические значения слева соответствуют удельному сопротивлению нласта, справа - зоне проникновения. При фиксированном значении диаметра зоны проникновения вертикальный отрезок прямой линии, заключенный между кривыми, соответствует диапазону изменения разности фаз ,в зависимости от перемещения возбуждающей катуш-ки. Чем меньше диаметр зоны или, наоборот, ее размеры больще, чем максимальная глубинность исследования наибольшего по длине зонда, расхождения в показаниях обеих зондов минимальны. При средних диаметрах зоны проникновения интервал изменений максимален.

При наличии аномалий в распределении удельного сопротивления в зоне проникновения типа «окаймляющей зоны в показаниях регистрируемых параметров наблюдаются характерные особенности, отличные от показаний, соответствующих зонам с плавным распределением удельного сопротивления.

Бл.агодаря измерению относительных ха-. рактеристик магнитного поля результаты измерений не зависят от параметров скважины, если минимальная длина зонда в 2--3 раза превышает диаметр скважины.

Возможности предлагаемого способа могут быть расширены, например, для обнаружения вертикальных неоднородностей в интервале исследования радиальной неоднородности путем перемещения катушки относительно неподвижных возбуждающих и второй измерительной. В этом случае относительные характеристики также не зависят от параметров скважины, если отсутствуют неоднородности Б геометрии стенок скважины. Возможна иная модификация способа, когда одну из двух измерительных катушек приводят в движение одновременно с возбуждающей, сохраняя расстояние между двигающимися катушками постоянным.

Предлагаемый способ может быть усовершенствован, если разрез изобилует разнообразными электрическими параметрами. С

целью расширения диапазона измеряемых удельных сопротивлений совмещенные или разнесенные возбуждающие катушки питают токамп различных частот. При этом низшая частота используется для измерения более визкоомных разрезов и, наоборот, высщая частота - для высокоомных.

При изучении радиальной неоднородлости водонасыщенных пластов, зона проникновеНИИ которых имеет плавное изменение удельного сопротивления, схема перемещения возбуждающей катушки и синхронная регистрация могут осуп1,ествляться через определенные заданные расстояния, т. е. дискретно. Однако в этом случае разрешающая способность радиального способа несколько уменьшается.

Формула изобретения

20

1. Способ индукционного каротажа скважин, заключающийся в измерении относительных характеристик магнитного поля магнитного диполя с помощью зонда, содержащего возбуждающую и измерительные катушки, разнесенные относительно друг друга на некоторое расстояние, отличающийс я тем, что, с целью изучения радиальной неоднородности пластов-коллекторов, передвил ение зонда в скважине прекращают, а одну из катущек зонда приводят в относительно неподвижных катушек по направлению оси зонда в заданном интервале длины, при этом регистрируют по меньшей

мере одну относительную характеристику поля как функцию движения катушки.

2.Способ поп. 1, отличающийся тем, что одну измерительную катущку приводят в движение относительно неподвижных возбуждающей и второй измерительной катущек.

3.Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что одну из двух измерительных катущек приводят в движение одновременно с возбуждающей, при этом расстояние между

движущимися катушками сохраняют неизменным.

4.Способ по пп. 1-3, отличающийс я тем, что возбуждающую катущку приводят в движение относительно неподвил ных

измерительных .

5.Способ по пп. 1-4, отличающийся тем, что движение катушек осушествляют дискретно через данные интервалы длины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США 9259836. кл. 324-6, 1966.

2,Патент США № 3259837 кл. 324-6, 1966.

3. Патент США Л 3259838 кл. 324-6, 1966.

4. Авторское свидетельство СССР №439216, кл. G 01V 3/18, 1974.

Rf И 2 У I т z

2

Л

f(

MQftc

,.n

f3.n.

л./

МЦКС

Фиг. 2