Устройство для лабораторных измерений в геоэлектроразведке Советский патент 1980 года по МПК G01N27/02 

Изобретение относится к области технической физики и может быть применено для решения различных задач геоэлектроразведки с использованием искусственно возбуждаемых элек1 ромагнитных полей, в частности, при проведении лабораторных измерений на моделях излучаемых сред. Известны устройства для лабораторных измерений при геоэлежтроразведкё, содержащие модель излучаемой среды (образец), к которой с помощью спевдальных электродов подводят электрический сигнал и измеряют свойства образцов jlj. Недостатком этих устройств является невозможность применения при излучении свойства моделей многослойных разрезов, представленных, нащжмер, чередованием глинистых и песчаных слоев. Известно также устройство для л рраторных измерений, содержащее бак, в котором размещена модель изучаемой среды с отверстием, имитирующим скважину и измерителькь1й зонд 23 . Это устройство позволяет проводить изучение электрических .свойств моделей многослойных разрезов.. Недостатком этого устройства является то, что оно не обеспечивает возмож ности многократньтх повторных измерений в средах, где под действием тока происходит .необратимые изменения их строения. Известно, что при изучении моделей с нефтегазовыми пластами под действием тока происходит вытекание углеводородов из пласта, за счет чего нарушается строение контакта такого ппаста со скважиной. Поэтому электрические свойства изучаемого пласта изменяются, причем происходят необратимые изменения, проявляющиеся в том, что результаты повторных измерений не совпадают с результатами исходных измерений. Поэтому для того, чтобы повторить цикл измерений, требуется повторное изготовление модели, что из-за чисто технических причин также не позволяет повторно получить модель с такими же свойствами, как и у первоначальной модели. 37142 Цель предлагаемого изобретения - ; создание лабораторных моделей многокрагного применения. Этим обеспечивается возможность многократных повторных измерений в средах, где под действием тока происходят необратимые изменения ИХ строения. Для этого устройство содержит попую эластичную оболочку с врезанным вводом, помещённую между стенками бака и мо дёлью изучаемой среды, трубку с поршнем, размещенную в верхней части отверстая, вспомогательную трубку с клапаном, расположенную в модели у стенки бака. На чертеже представлена схема пред-5 пагаёмого устройства. Устройство содержит бак 1, полую эластичную оболочку 2, модель 3 изучаемой среды, отверстие 4, имитирующее скважину, измерительный зонд 5, трубку 6, в которую помещён поршень 7, вспомогательную трубку 8 с клапаном 9. Полая эластичная оболочка 2 имеет герметически перекри 1ваемый ввод 10 для нагнетания в оболочку воздуха или жидкости Сущность изобретения заключается в следующем. В баке 1 размещают полую эластичную оболочку 2, а затем модель 3 изучаемой среды. В простейшем случае модель 3 представляет собой пласт из песка или песчаника, размещенный на слое глины и перекрытий слоем глины. Эластичная оболочка 2 обеспечивает плотный контакт между стенками бака 1 и моделью 3. Затем в модели 3 изготавливается отверстие 4, имитирующее скважину. В отверстие 4 заливается глинистый раствор для имитации условия нефтяных скважин и помещае хя измерительный зонд 5. В верхней часта отверстия 4 располагается трубка 6, например, из по лиэтилена, стеклопластика и т.д. Эта трубка плотно притирается к верхней ча ти модели 3. В трубку 6 помещается пор шень 7. ли зонд 5 постоянно находится в отверстии 4, то поршень снабжается са моуплотняющимися прокладками, через ко торые проходит стержень, на котором смонтирован зонд 5. Вблизи стенок бака 1 располагается также вспомогательная трубка 8 таким образом, чтобы нижняя часть ее оказалась в проницаемом песчанОм пласте. Клапан 9 трубки 8 первоначально открыт. Поэтому, когда с помощью поршня 7 в. отверстие 4 создае1 ся избыточное давление глинистдг о {5аствора,- этот -раствор проникает в песчаный 5 О 9 пласт, образуя зону проникновения, аналогичную зоне проникновения, наблюдаемой в реальных условиях. Через некоторое время клапан 9 перекрывается, и модель, выдерживается несколько суток для образования зоны проникновения фильтра глинистого раствора в примыкаю,щей к отверстию 4 части песчаного пласта. После этого клапан 9 открывается, и в песчаный пласт чергез трубку 8 зака-чиваются углеводороды (в лабораторных условиях наиболее целесообразно использовать бензин, хотя можно использовать также нефгь). Если давление достаточно большор, то для того, чтобы угпеводороды не высачивались через контакт модели 3 со стаканами бака 1 в эластичную оболочку 2 наг-нетакзт воздух через герметически перекрываемый ввод Ю. Если же давление невысокое, то оболочка 2 и без нагнетания воздуха может обеспечить хорошее уплотнение. Таким образом подготавливают устройство к началу измерений. Измерения проводятся с помощью зонда 5, предетавляю щего собой стержень или трубку, на которой размещены электроды. Эти электроды соединены с проводами, которые через уплотняющие контакты введены во внутрь стержня (трубки) и через шаговый искатель подсоединены с генератору тсжа и измерителю (на чертеже не показаны). При .излучении необратимых изменений, возникающих в песчаном пласте с углеводородами используется зонд 5. ИЛИ специальный вспомогательнь1й зонд (на чертеже, не показан), размещенный в пределах песчаного пласта. Через этот зрнд в течение заданного времени (например, 1 часа) пропускается ток, а затем повторно измеряются электрические свойства модели с помощью зонда 5. Под действием, тока углеводороды как диэлектрическая жидкость движутся к зонду, вьтталкиьая в отверстие 4 фильтрат глинистого раствора (эффект Сумо то). Электрические свойства зоны проникновения резко изменяются, что служит критерием выделения нефтегазовых пластов Одйако, эти изменения необратимы, по-, этому повторные измерения без принятия . специальных мер провести невозможно; исходные условия в данном случае совсем другие, что при.первом цикле измерений. Для того, чтобы обеспечить возможность повторных измерений, в предлагаемом устройстве открываетх я клапан 9 и