(54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЮ КАРОТАЖА
I .
Изобретение относится к геофизичесим методам исследования скважин, в астности к электромагнитному каротажу кважин.
Известен способ изучения физических войств сред, в котором регистрируют упругие колебания при воздействии на них электромагнитных волн 1.Способ применим только в лабораторных условиях.
Известен также способ волнового ди.элек трического каротажа, заключаютцийся в том, что в скважине возбуждают электромагнитное поле частотой порядка десятка мегагерц и измеряют ра:зность.. фаз поля в двух его точках и отношение разностей амплитуд напряженности поля к амплитуде поля в одной точке, и по результатам измерений вычисляют значение диэлектрической проницаемости и сопро- т«вления горных пород 2.
Основным недостатком известного способа является малая точность вьщеления исследуемых пластов и определения типа насъпценного их флюида из-за влияния зоны проникновения фильтрата бурового раствора в пласт. При этом наблюдается низкая дифференциация (разделениеJ пород с небольшим электрическим сопротивлением (менее 2О Ом).
Известен также способ каротажа, реализованный в устройстве, в .котором одновременно возбуждают акустическое и электромагнитное поля в скважине и измеряют параметры электромагнитного и . акустического полей, по которым судят об исследуемой среде .
Этот способ не позволяет обеспечить достаточно вьюокую точность измерений.
Целью изобретения является повышение точности измерений, в результате чего повышается точность вьшеления исследуемык пластов и определения типа насьпдаюшей их жидкости.
С этой целью одновременно с электромагнитным полем в скважине возбуждают акустическое и электромагнитное поля с равными длинами волн, дополнительно измеряют изменения параметров эпэктромагнитного поля, по которым судят об исследуемой среде. Способ осуществляется следующим образом. В необсаженную скважину или в обсаженную скважину ниже обсадной колонны помещают зонд диэлектрического каротажа (например зонд ИО 25ИО2 75 г) с вмонтированными в него акустическими преобразователями. Питание акустических преобразователей осуществляется от назем ного (или скЬажинного) генератора-акустических волн. Скважинная часть аппаратуры опускается на стандартном каротажном кабеле, по которому производится питание зонда и передача полезного электро магнитного сигнала. Скважинный передатчик электромагнитных волн имеет частоту 40 мГц. Излучаемая передатчиком мощность не менее 1 Вт. Чувствитепьность приемного устройства не 5 мкВ. Генераторная катушка создает в околоскважинном пространстве электромагнитное поле, например, основной частоты 40 iviTu (величины длины волны 200 см) 1лощнрстью 1 Вт. Акустические преобразователи создают в прискважинной зоне акустическое поле с той же величиной длины волны (2ОО см) при частоте порядка 1 кГц и интенсивности 1 Вт/см . Затем в процессе движения зонда произ-. водят последующий замер индуцируемого в породе электромагнитного поля (сигнала) в точках напротив интервала Ш1а;ста, т. е. двумя, разнесенными по оси скважины, приемными катушками. Далее сигнал анализируется по разности амплитуд и фаз электромагнитных волн в двух точках, измеряется изменение (по отношению к возбуждаемому) длины волн и фазы электромагнитного сигнала-отклика и изменение формьт сигнала-отклика н двух прие1 1ных устройствах. Способ возможно осуществить также с одним прием ным устройствам в индукционном зонде. Способ основан на измерении изменений параметров электромагнитных волн (длины волны, скорости распространения, фазы прихода .и амплитуды) в средах с периодически меняющейся диэлектрическо проницаемостью. Такое изменение диэлек рической проницаемости в среде создает упругая волйа за счет периодического и неодинакового изменения плотностей жидкой и твердой фаз пористой среды. Против пласт а, насыщенного жидкость диэлектриком (нефть, газ), при взаимодействии электромагнитных и акустических волн одинаковых длин волн на приемных устройствах регистрируется изменение (по сравнению с генерируемой) длины электромагнитной волны более чем на 25-35%. Помимо этого, регистрируется также изменение (относительно генерируемых сигналов) формы электромагнитного сигнала и сдвиг его по фазе. Против ненасыщенных (непористых) пластов или пластов, насьпденных водой, соленостью более 15% величины длины волны, фазы и формы электромагнитного сигнала не зависят от наличия акусти- ческого поля. Возможные малые измене- ия амплитуды сигнала (на несколько мВ) для водонасышенНых пластов, обусловленные влиянием акустического поля наэлектрическое сопротивление и возникновением спонтанной электродвижущей силы (сейсмоэлектрические эффекты 1-го и 2-го родов), в предлагаемом способе не учитьюаются. : ; Изменения длины волны, фазы, скорости и формы электромагнитного сигнала в акустическом поле для пластов с различными насыщенными жидкостями (вода или нефть и газ) позволяют определить тип насыщения (по значению диэлектрической проницаемости и электрическому сопротивлению породы). Указанные изменения электромагнит- ного сигнала в акустическом поле против продуктивных пластов имеют наибольшие (резонансные) значения при равенстве длин ВОЛН электромагнитного и акустического полей, т, е, при величине частоты акустического поля, составляющей порядка тысячной доли величины частоты электромагнитного поля. При этом характеристики электромагнитного сигнала зависят как от физических свойств породы, так и от амплитуды акустического ПОЛЯ, с ростом амплитуды акустического поля изменения сигнала растут. В зависимости от конкретной геологической задачи измерять можно один (разность фаз) или большее число изменя1ощихся .в акустическом поле параметров. При этом частота электромагнитного поля может меняться от десятков килогерц до сотен мегагерц и соответственно этому частота акустического поля от сотен герц до сотен килогерц. Дополнительные измерения отклонений .длины волны, фазы, скорости и формы электромагнитного сигнала-отклика позволяют повысить TOiHocTb выделения про56933226
дуктивных пластов и определить тип на-мой среды, акустическое и электромагнитсыщающей их жидкости даже при пористое-ное поля возбуждают с равньп 1и длинами
ти порядка 5%..волн, дополнительно измеряют изменэФормула изобретенияния параметров электромагнитного поля,
Способ электромагнитного каротажа jпо которым судят об исследуемой среде. заключающийся в одновременном возбуждении акустического к электромагнитногоИсточники информации, полей в скважине и последующем изме- принятые во внимание при экспертизе рении параметров электромагнитного сиг- 1, Патент США № 3961291,
нала в двух точкахпо оси скважины, о т-Юкл. 333-31 R , 1976. личаюэдийся тем, что, с целью2, Авторское свидетельство СССР
повышения точности измерений исследуе-№ 376737, кл. G 01V 3/18, 1972,
