Устройство для бокового индукционного зондирования Советский патент 1982 года по МПК G01V3/18 

(S) УСТРОЙСТВО для БОКОВОГО ИНДУКЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ

Изобретение относится к геофизиче ким исследованиям скважин и может быть использовано, например, для оп деления геофизических параметров пла тов и зоны проникновения фильтрата бурового раствора. Известно устройство для бокового индукционного зондирования, содержащее генератор высокой частоты, с.истему генераторных катушек, размещенных на непроводящей немагнитной основе, соединенных с выходом генератора высокой частоты и между собой, несколько систем измерительнь1х ка--, тушек, расположенных на той же основе, причем катушки каждой системы соединены между собой и со входами измерительных преобразователей, измерительные преобразователи измерительных систем устройства и телеизмерительную систему для передачи информации на поверхность р . Основным недостатком этого устройства является техническая сложность совмещения нескольких систем |1змерительных катушек с сохранением /приемлемых для эксплуатации габаритов устройства, а также взаимное влияние катушек на точность измерений при расстояниях между катушками различных измерительных систем,сравнимых с линейными размерами катушек. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для бокового индукционного зондирования, содержащее несколько генераторов близких высоких частот, генераторные катушки, которые соединены между собой и с выходами генераторов высоких частот через раздельные фильтры, систему измерительных катушек, которые также соединены между собой и со входами измерительных преобразователей через систему разделения измеряемых сигналов, представлйКйцую собой разделительные фильтры, и телеизмерительную систему для передачи инфор мации на поверхность, причем взаимное расположение и магнитные моменты катушек генераторной и измерительной систем катушек выбраны с обеспечением компенсации прямого поля во всех реализуемых при помощи указанных катушек компенсированных индукционных зондах 2, Известное устройство позволяет устранить технические сложности за счет совмещения одних и тех же катушек, т.е. использование этих катушек в качестве главных в одних зон дах и в качестве компенсационных в ,других зондах, однако его нeдoqтaтoк заключается в необходимости частотно го разделения (фильтрации) одновременно существующих в генераторных и измерительных линиях устройства сигналов близких частот. Указанное обстоятельство снижает точность измерений этим устройством и затрудняет его техническую реализацию ввиду необходимости стабильной узкополосной фильтрации сигналов, а при использовании достаточно большого количества зондов приводит к усложнению интерпретации данных зондирования из-за большого диапазона используемых частот. Цель изобретения - повышение инфо мативности зондирования за счет увеличения количества образуемых катушками индукционных зондов и повышение точности зондирования путем проведения измерений на одной фиксированной частоте с временным разделением сигналов от различных индукционных зондов. Поставленная цель достигается тем что в устройстве, для бокового индукционного зондирования, содержащем ге нератор высокой частоты, генераторну катушку, соединенную с выходом генер тора высокой частоты, систему измерительных катушек, систему разделения измеряемых сигналов, измерительный преобразователь и телеизмеритель ную систему для передачи информации на поверхность, при этом система измерительных катушек соединена с входом измерительного преобразователя через систему разделения измеряемых сигналов, образуя вместе с генератор ной катушкой разноглубинные индукционные зонды, а вход телеизмерительно системы соединен с выходом измерител иого преобразователя, а выход нагружен на каротажный кабель, система ра деления измеряемых сигналов выполнена 8 виде группы коммутаторов и блока цикличного управления коммутацией,управляющие выходы которого соединены с управляемыми входами коммутаторов и управляемым входом телеизмерительной системы для передачи информации на поверхность. На чертеже показана блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содержит генератор 1 сокой частоты, генераторную катушку 2, соединенную с выходом генератора, систему измерительных катушек 3-9, соединенных между собой и со входами измерительного преобразователя через коммутаторы 10-16, измерительный преобразователь 17, телеизмерительную систему для передачи информации на поверхность 18, вход которой соединен с выходом измерительного преоб зазователя 17, а выход нагружен на каротажный кабель 1Э, и блок цикличного управления коммутацией 20, выходы которого соединены с управляемыми входами коммутаторов 10-1 б и с управляемым входом телеизмерительной системы для передачи информации на поверхность 18. Горные породы, окружающие скважину, обозначены позицией 21. Устройство работает следующим образом. Переменный ток с выхода генератора 1 высокой частоты поступает на генераторную катушку 2, которая возбуждает переменное электромагнитное поле в горных породах 21. Система ком мутаторов 10-16, подчиняясь управляющему сигналу с выхода блока цикличного управления коммутацией 20, соединяет несколько измерительных катушек, например катушки 3 и , во встречно-последовательную измерительную систему катушек и подключает эту систему ко входу измерительного преобразователя 17, образуя из генераторной и измерительных катушек индукционный зонд (2, 3, }. Поскольку все измерительные катушки выполнены таким образом, что const ношение где , М - магнитные моменты соответственно i-ой и j-ой измерительных катушек; Ц, Lj - расстояния от i-ой и j-ой измерительных катушек до генераторной катушки, то любое четное число измерительных катушек образует с генераторной катушкой скомпенсирован ный по прямому полю индукционны11 зон Сигнал, наведенный в измерительной системе катушек, пропорциональный ка жущейся удельной электропроводности горных пород 21, усиливается,и преоб разуется измерительным преобразовате лем 17 и поступает на вход телеизмерительной системы для передачи инфор мации на поверхность 18, которая в соответствии с управляющим сигналом с выхода блока цикличного управления коммутацией 20, направляет измеряемый Сигнал по одному из уплотненных телеизмерительных каналов на поверхность по каротажному кабелю 19- Затем, подчиняясь следующей команде с выхода блока цикличного управления коммутацией 20, коммутаторы 10-16 об разуют из генераторной и измерительн катушек другой индукционный зонд,например 2, 3, , 5, 6, соединив их ме ду собой также во встречно-последова тельную компенсированную систему, и подключает измерительную систему катушек ко входу измерительного преобразователя 17; сигнал от этого зонда передается на поверхность по другому каналу телеизмерительной системы для передачи информации на поверхность 18. Далее по командам блока цикличного управления коммутацией 20 последовательно происходит коммутация и измерение с зондами, образованными генераторной катушкой 2 и измеритель ными катушками 3-9, всеми их необходимыми сочетаниями. Описанные операции составляют измерительный цикл устройства, в процессе проведения каротажа блок цикли ного управления коммутацией 20 обеспечивает необходимую периодичность повторения указанных циклов. Коммутаторы в устройстве могут быть выполнены, например, в виде группы электронноуправляемых последoвateльнo-пapaллeльныx ключей, а блок цикличного управления коммутацией - а виде последовательно соединенных генератора тактовых импульсов кольцевого счетчика и группы дешифраторов состояний счетчика. Преимущества предлагаемого устройства по сравнению с известным заключаются в повышении точности опpeдeлet ия геофизических параметров пластов горных пород за счет исключения необходимости частотного раздё ления измеряемых сигналов близких частот, в упрощении реализации уст ройства, не содержащего требующих настройки узкополосных фильтров, а также в повышении информативности зондирования за счет увеличения коли чества образуемых катушками индукциоиных зондов. Поло : ительный эффект от использования изобретения может быть достигнут за счет повышения достоверности расчленения литологического разреза скважин и выделения и индентификации пластов-коллекторов. Формула изобретения Устройство для бокового индукционного зондирования, содержащее генератор высокой частоты, генераторную катушку, соединенную с выходом генератора высокой частоты, систему измерительных катушек, систему разделения измеряемых, сигналов, измерительный преобразователь и телеизмерительную систему для передачи информации на поверхность, при этом система измерительных катушек соединена с входом измерительного преобразователя через систему разделения измеряемых сигналов, образуя вместе с генераторной катушкой разноглубинные индукционные зонды, а вход телеизмерительной системы соединен с выходом измерительно/ го преобразователя, а выход нагружен на каротажный кабель, отличающееся тем, что, с целью повышения информативности зондирования за счет увеличения образуемых катушками индукционных зондов и повышения томности зондирования путем проведения измерений на одной фиксированной частоте с временным разделением измерений различными индукционными зондами, система разделения измеряемых сигналов выполнена в виде группы коммутаторов и блока цикличного управления коммутацией, управляющие выходы которого соединены с управляемыми входами коммутаторов и управляемым входом телеизмерительной системы для передачи информации на поверхность. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США N° i 107597, кл. , опублик. 1979. 2.Патент США № 3253837, кл. 280-5.22, опублик. 1966 (прототип