Зонд для электрического каротажа Советский патент 1980 года по МПК G01V3/18 G01V5/00 

1

Зонд предназначен для геофизических исследований необсажденных скважин, а именно для определения удельного электрического сопротивления окружанлцих пород.

Все известные измерительные устpo lcтвa, содержащие электроды, расположенные на стенке сквсижины, представляют собой зонды малого радиуса исследования. В частности, известен зонд для электрического картожа скважин, содержащий расположенный на оси сквах(ины токовый электрод и четыре пары измерительных электродов, расположенных на стенке скважины 1 .

Известен также зонд, содержащий и токовые и измерительные электроды на стенке скважины. В данном устройстве размещение электродов на стенке скважины обеспечивает их высокую расчленяющую способность по глубине при относительно малом влиянии скважины на результаты измерения C2J.

Однако вследствие того, что размеры установок сравнимы с диаметром скважины, их радиус исследования оказывается малым.

Из известных зондов электрического каротажа наиболее близким по тех.нической сушности к предлагаемому

является семиэлектродный зонд бокового каротажа, содержа15ий основной токовый электрод, равноудаленный от него два экранирующих токовых электрода и две пары измерительных электродов, расположенных симметрично относительно основного токового электрода. Фокусировка измеряемого тока основного (центрального) токового электро10да производится соответствующим заданием токаэкранирующих электродов, обеспечивающим равенство потенциалов на измерительных (контрольных) электродах. Тем самым в области контроль15ных электродов обеспечивается равенство нулю продольной составляющей измеряемого тока основного токового электрода в цилиндрическом слое, прилегающем к поверхности прибора и,

20 как следствие, снижается влияние скважины и вмещающих пород на результаты измерения 3 .

Существенным недостатком этого устройства является то, что ток через нормальное (перпендикулярные оси) сечение скважины в области контрольных электродов (качество электрической пробки, создаваемой токами экранирующих электродов) и результат измерений существенно зависит от соотношения размеров зонда и диаметра скважины. Поскольку на практике диаметр сквалшны изменяется по глубине, то и.результаты измерения рассматриваемым устройством оказывается зависимым от характера этого и менения, что требует специального учета этого влияния при интерпретации полученных результатов. Кроме того, при работе в скважинах различного диаметра в известном устройстве наилучшая фокусировка достигается только при какомто одном значении диаметра, а при других значениях фокусировка нарушается, что существенно ухудшает его характеристики, в частности возрастает влияние вмещающих пород. Применение в скважинах различного диаметра зондов с разными размерами неудобно и экономически не выгодно.

Целью настоящего изобретения является уменьшение влияния скважины на результаты измерения удельного электрического сопротивления пласта многоэлектродными фокусированными зондами в случае, когда диаметр ее изменяется по глубине.

Поставленная цель достигается тем что в фокусированный многоэлектродный зонд, содержащий разнесенные между собой основной и два экранирующих электрода, две пары измерительных (контрольных) электродов, дополнительно вводятся измеритель.ные электроды, размещенные на прижимном устройстве и дополнительные экранирующие токовые электроды, расположенные на концах зонда. ..

Устройство изображено на чертеже.

Зонд для электрического каротажа сквахсин содержит токовые основной 1 (АО) экранирующие 2,3 (Э,Э), дополнительные экранирующие 4,5 (, Э) электроды, парные измерительные (контрольные) электроды 6-9 N, М-( , . Mj, Ч., дополнительные парные измерительные контрольные электроды 10-1 (N Mj,, М ,, блок экранирующих электродов 14, блок управления током дополнительных экранирующих электродов, 14, блок управления током дополнительных экранирующих электродов 15 устройство дополнительных измерительных электродов к стенке скважины 16. Симметрично расположены электроды, электрически соединенные собой попарно и имеют одннаксвые потенциалы.

Зонд работает следующим образом. . Экранирующий ток электродов 2,3 СЭ;, , Эо.)блоком 14 определяется из условия равенства потенциалов на лзмерительных электродах 6,7 (, М), а экранирующий ток электродов 4,5

( , Э ) блоком 15 из условия равенства потенциалов на дополнительных измерительных электродах 10,11 ,

.Одновременное выполнение указанных условий обеспечивает одновременное равенс- во нулю токов, текущих в цилиндрическом слое, прилегающем к поверхности прибора, и цилиндрическом слое, прилегающем к стенке скважины. Тем самым уменьшается ток через нормальное сечение скважины в области измерительных электродов, повышается качество электрической пробки и, как следствие,- уменьшается влияние скважины и вмещающих пород. Кроме того, поскольку дополнительные измерительные электроды 10-13 (N , MJ, М, N-i) с помощью устройства прижатия 16 располагаются на стенке скважины при любом значении ее диаметра, то тем самым обеспечивается автоматическая подстройка фокусировки зонда в соответствии с изменением диаметра, т.е. стабилизация тока через нормальное сечение скважины в области измерительных электродов.

Таким образом, стабилизация фокусировки в устройстве достигается в результате последовательного воздействия двух факторов: уменьшения продольной составляющей тока, вносящей погрешности в результат измерения и ее стабилизации относительно изменений диаметра скважины.

Формула изобретения Зонд для электрического каротажа содержащий разнесенные между собой основной и два экранирующих электрода, две пары.измерительных электродо расположенных между основным и экранрующими электродами , отличающийся тем, что, с целью уменьшения влияния, скважины на результаты измерений, введены дополнительные измерительные электроды, расположенные на прижимном устройстве, и дополнительные экранирукяцие электроды размещенные на кожухе зонда.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 73757, кл. G 01 V 3/18, 1943.

2.Авторское свидетельство СССР № 354383, кл. G 01 V 3/18, 1973.

3.Дахнов В. Н. Электрические

и магнитные методы исследования скважины. М., Недра, 1967, с.223-231 (прототип) .

16