Устройство для ядерно-магнитногоКАРОТАжА Советский патент 1981 года по МПК G01V3/32 

Изобретение относится к методам геофизических исследований скважин, в частности к технике ядерно-магнитного каротажа. Известны устройства, предназначенные для количественной идентификации коллекторских.свойств пластов путем измерения начальной амплитуды сигналов свободной ядерной прецессии 1. Наиболее близким к изобретению является устройство ядерно-магнитного каротажа, содержащее датчик сигналов ядерной индукции с подключенными к нему усилителем переменного тока и источником тока поляризации, детектор подключенный к выходу усилителя, два интегрирующих звена, осуществляющих измерение средних значений огиба1бщей сигнала на заданных временных интервалах, схему деления, определяющую отношение измеренных средних значений, функциональный преобразователь, формирующий по значению отношения измеренных величин, корректирующий фактор, который для вычисления значения начальной амплитуды сигнала умножается в множительном звене на сигнал от одного из интеграторов 2. Недостатки этого и подобного устсойств следующие. Измеряемое значение начсшьной амплитуды сигнала U ядерной индукции пропорционально ядерной намагниченности .M(t) водородсодержащей жидкости, насыщающей пласт. Вследствие процессов релаксации, протекающих в течение времени tp от на- , чала отключения тока поляризации до момента возбуждения сигнала по закону M(t) Mpexp(-t/T ) (MO - начальная намагниченность, Т постоянная времени продольной релаксации) значение M(tp) М, определяется по измеренному значению U. Однако именно значение М позволяет количественно характеризовать важное коллекторское свойство пласта (индекс свободного ф.гаоида (ИСФ), представляющий собой процентное отношение объема занимаемого водородсодержащим флюидом, ко всему изучаемому объему пласта) . Поскольку в ряде случаев tp оказывается соизмеримым с Т (минимальное значение tp ограничено временем, в течение которого затухают переходные процессы, связанные с отключением тока поляризации и. составляет несколько десятков МС), определяемое значение ИСФ содержит большую априорно неизвестную систематическую ошибку. Устройства не позволяют различать водородсодержащие жидкости (воду и нефть), насыщающие пласты-коллектора. Цель изобретения - повышение точности определения индекса свободного флюида пласта-коллектора. Поставленная цель достигается тем дто 3 устройство, содержащее датчик сигналовядерной индукции с подключенным к нему усилителем переменного тока и источником тока поляризации, последовательно соединенные детектор и первое интегрирующее звено, второе интегрирующее звено, делительное звено, входы которого соединены с вы ходами интегрирующих звеньев, формирователь корректирующего фактора, соединенный с выходом делительного звена, множительное звено, один из входов которого соединен с выходом второго интегрирующего звена, и блок управления, дополнительно введена линия задержки, дополнительное множительное звено и ключ, причем вход второго интегрирующего звена подключен к выходу детектора через ключ, выход формирователя корректирующего фактора подключен ко входу линии задержки, а также к одному из входов дополнительного множительного звена, второй вход которого подключен к выходу линии задержки, а выход под ключен ко входу основного множительного звена. На фиг, 1 изображена блок-схема устройства; на фиг, 2-временные диаграммы, -поясняющие принцип его действия, Устройство содержит датчик 1 сигналов ядерной индукции, усилитель 2 переменного тока, источник 3 тока по ляризации, детектор 4 огибающей, бло . 5 управления, ключ 6, интеграторы . 7 и 8, делительное звено 9, формиро.ватель Ю корректирующего фактора, линию 11 задержки, множительные звенья 12 и 13, Выход множительного зве на 13 является основным выходом устройства, выход множительного звена. 12 - вспомогательным выходом устройства. По командам блока управления возбуждение сигнала осуществляется чере tp относительно конца поляризации в нечетных циклах работы и через время tpn- в четных. Значение t ветствует минимально допустимому зна чанйю. Соответственно в нечетных циклах работы интеграторы 7 и 8 осуществляют измерение средних значений огибающей сигнала на временных ин,тер валах, отстоящих от «Момента возбуждения сигнала на времена t и четных циклах работы интегратор 8 отключается от, выхода детектора, 4, а интегратор 7 осуществляет измерени среднего значения огибающей в момент времени, отстоящий от момента возуждения сигнала на время t, Таим образом, на выходе интегрирующего звена 8 нащэяжение U пропорциоально величине Моехр(-ьИ .(rp остоянная времени затухания сигнаа), а на выходе интегрирующего звена 7 попеременно возникают напряжения, ропорциональные величинам Моехв(), в не етных циклах работы и в четных. На вход форирователя корректирующего фактора оступают значения отношений. равные соответственно ехр ( и ехр (-) , Формирователь корректирующего фактора представляет собой функциональный преобразователь с характеристикой у X. , Таким образом, у ехр/сУ. Значения о( ttp иtpz. выбраны так, что iz/t --tp2/ipi4; (С - некоторая постоянная) Hot l/c-i , При этом у ехр YT У2. Параметры линии 11 зайержки выбраны таким образом, что на ее выходе запаздывает на время, равное .T,j , где T,j - период цикла работы. Следовательно , на выходе множительного звена 12 напряжение пропорционально произведению Y У ехр () и на основном выходе устройства значение напряжения пропорционально Mf,, т,е. истинному значению ИСФ, Поскольку у ядер водорода воды значение Т значительно превосходит значение Т, соответствующее ядрам водорода, содержащимся в нефти, регистрация уровня сигнала на выходе звена 12 (вспомогательный выход устройства) позволяет различать содержащиеся в пласте жидкости по разнице значений у у (параметр Т определяется, главным-образом, степенью неоднородности магнитного поля, поэтому изменения Т, происходящие в ту что и Т. весьма незнаже сторону чительны Формула изобретения Устройство для ядерно-магнитного каротажа, содержащее датчик сигналов ядерной индукции с подключенными к нему усилителем переменного тока и ИСТОЧНИКОМ-тока поляризации, последовательно соединенные детектор и первое интегрирующее звено, второе интегрирующее звено, делительное звено, входы которого соединены с выходами интегрирующих звеньев, формирователь, корректирующего фактора, соединенный с выходом делительного звена, множительное звено, один из входов которого соединен с выходом второго интегрирующего звена, и блок управления, отличающееся тем, что, с цел1:.ю повышения точ:1ости

определения индекса свободного флюида пласта-коллектора, в него введены линия задержки, дополнительное множительное звено и ключ, причем вход второго интегрирующего звена подключен к выходу детектора через ключ выход формирователя корректирующего фактора подключен ко входу линии задержки, а также к одному из входов дополнительного множительного звена, второй вход которого подключен к выходу линии задержки, а выход подключен ко входу основного множитель+ЮГО звена.

Источники информации, 5 .принятые во внимание при экспертизе

1.Нефть и газ. Известия ВУЗов. 1968, 4, с, 162-164.

2.Патент США №3479579,

П кл. 324-0,5, опублик, 1969 (прототип).

9ul.2