Устройство для контроля аппаратуры электрического каротажа Советский патент 1982 года по МПК G01V3/18 

Изобретение относится к геофизическим исследованиям в скважинах, в частности к техническим средствам метрологического контроля аппаратуры электрического каротажа с контактными зондами.

Для контроля сходимости и воспроизводимости показаний геофизической аппаратуры используются специальные наземные устройства и контрольные скважины содержащие опорные пласты, которые воспроизводят электрические, акустические и радиоактивные свойства ropHbix пород 1.

К недостаткам специальных наземных устройств для контроля качестаа измерений аппаратурой электрического каротажа относятся невозможность кон троля качества измерений в динамическом режиме реального скважинного технологического процесса регистрации электрических свойств геологического разреза; ограниченная возможность имитации удельных электрических сопротивлений в широком диапазоне; высокая стоимость конструирования и сооружения специальных устройств для контроля -качества измерений аппаратурой электрического каротажа различного типа.

К недостаткам контрольных скважин, используемых для контроля качества геофизических измерений, следует отhеети разрушение и обвалы стенКи необсаженной скважины, приводящие к нарушению ее функционирования и измерению свойств опорных пластов .со временем; невозможность регистрации электрических и акустических параметров горных пород в случае крепления скважины стальной колонной; ограниченная возможность отыскания S одной скважине опорных пластов воспроизводящих физические свойства горных пород в широком диапазоне.

Известно устройство для контроля аппаратуры электрического, каротажа и состоящее из обсадной трубы из -у. непроводящего электрический ток материала со сквозными отверстиями, равномерно распределенными по ее поверхности и снабженн1зми металлическими пробками. Такая труба вводится в конструкцию обсадных колонн нефтяных и газовых скважин и позволяет проводить каротаж электрическими Методами после обсадки скважины 2.

Однако скважина, обсаженная такой трубой, обладает следующими недостатками при отсутствии опорных пласто вообще не позволяет имитировать изме нения удельного сопротивления горных пород, т.е. не позволяет оценивать метрологические свойства аппаратуры в необходимом диапазоне измеряемых величин и в динамическом режиме; при наличии ограниченного числа опорных пластов не позволяет регистрировать электрические свойства горных пород в необходимом (широком) диапазоне из меряемых величин. Цель изобретения - расширение диапазона контролируемых характеристик аппаратуры электрического каротажа путем имитации опорных пластов и расширения диапазона воспроизводимых удельных электрических сопротивлений. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля аппаратуры электрического каротажа, выполненное в виде помещаемой в контрольную скважину или наземное соору жение обсадной трубы из непроводящего электрический ток материала, в стенке равномерно по периметру выполнены сквозные отверстия, заглушенные металлическими пробками, соседние металлические пробки с наружной стороны непроводящей трубы соединены между собой резисторами в вертикальном и азимутальном направлениях, при этом отверстия в тру расположены на нескольких цилиндрических локальных участках, а номинал ные значения сопротивлений резисторов одинаковы в пределах одного локального цилиндрического участка и .; различны на разных локальных участках трубы. На чертеже изображено устройство для контроля аппаратуры электрическо го каротажа. Устройство выполнено в виде поме щаёмой в контрольную скважину 1,пере секающую высокоомный пласт 2, непров дящей электрический ток обсадной тру бы 3, в стенке которой выполнены сквозные отверстия, загруженные металлическими пробками 4. Соседние . пробки 4 соединены между собой в вер тикальном и азимутальном направлениях резисторами 5 (на рисунке показан соединение пробок 4 резисторами 5 только в вертикальном направлении по разрезу трубы 3). Внутри трубы 3 и в пространства между внешней стенкой трубы 3 и стенкой скважины 1 находит ся токопроводящая жидкость б. На участке 7 трубы 3 расположены резисторы 5 с наименьшим номинальным сопротивлением, на участке 8 резисто ры 5 имеют большее номинальное сопро тивление, а на участке 9 резисторы отсутствуют. Устройство работает следукадим образом. Скважинный прибор 10 аппаратуры электрического каротажа на каротаж,ном кабеле 11 опускают в трубу 3 ниже уровня пробок 4. При этом показания аппаратуры соответствуют максимальному значению удельного электрического сопротивления, воспроизводимому на данном участке скважины, так как обсадная труба 3 изолирует электроды зонда скважинного прибора 10 от пласта 2 и электрический ток, протекая по жидкости б, преодолевает значительное сопротивление среды на пути к удаленному токовому электроду (не показан). Затем скважинный прибор 10 перемещают вверх по стволу скважины в зону участка 9 расположения металлических пробок 4, через которые электрический ток от электродов зонда проте; аёт впласт 3 горной породы, показания аппаратуры уменьшаются, что соответствует уменьшению удельного электрического сопротивления исследуемой среды. При попадании зонда скважинного прибора 10 в область пробок 4, зашунтированных резисторами 5 (чертеж, участок 8), показания аппаратуры уменьшаются, что обусловлено уменьшением сопротивления заземления пробок 4, соединенных в единую цепь, и соответственно)увеличением плотности тока на электродах зонда. Чем меньше значения сопротивления резисторов 5, тем меньше сопротивление заземления пробок 4, тем вышеплотность тока на электродах зонда скважинного прибора 10 и тем меньше значение удельного электрического сопротивления, имитируемого данным Устройством. При попадании зонда сква- жйнного прибора 10 в область 7 трубы 3 показания аппаратуры будут соответствовать минимальному значению имитируемого удельного электрического сопротивления. Меняя значения сопротивления резисторов 5, соединяющих пробки 4 на различных локальных участках трубы 3, можно воспроизводить различные типовые условия залегания, пластов при различной их толщине и удельном электрическом сопротивлении для конкретных геологических режимов, что поз.воляет оценивать динамические свойства и оптимизировать условия применения аппаратуры электрического каротажа. Конструкция наземного сооружения, включающего устройство для контроля аппаратуры электрического каротажа, BL принципе не отличается от вышеописанной скважинной ситуации.В этом случае устройство Должно иметь на одном конце непроводящей трубы заглушку, на втором - затвор-сальник, который позволяет сохранять в непроводящей трубе токопроводящую жидкость (буровой раствор) и пропускат в трубу контролируемый скважинный прибор. Устройство для контроля аппаратуры электрического каротажа мо жет быть помещено также в канаву с уклоном или в шурф необходимой глуб ны (соответствующей длине непроводя щей трубы).... Таким образом, предлагаемое устройство позволяет имитировать различ ные значения удельных электрических сопротивлений в наземном устройстве а также необходимые значения удельных электрических сопротивлений в ши роком диапазоне изменения этого параметра в случае отсутствия опорных пластов или при монотонно меняющемся высокоомном разрезе, а также расширить диапазон имитируемых удельных сопротивлений в случае наличия ограниченного числа опорных пластов в скважине, предназначенной для контроля метрологических свойств аппаратуры электрического каротажа с контактными зондами. Шунтирование металлических- пробок расположенных в сквозных отверстиях равномерно по периметру обсадной непроводящей электрический ток трубы, резисторами с различным номинальным значением сопротивления позволяет достичь определенного экономического эффекта за счет возможности имитации различных значений удельных электрических сопротивлений в наземном устройстве, позволяющем оцениват метрологические свойства геофизических скважинных приборов в динамическом режиме, а также за счет возможности оценки метрологических свойств геофизических скважинных приборов в динамическом режиме в тех геологических условиях, где отсутствует необходимая дифференциация пород вер ней части осадочйой толщи и где ранее рекомендуемые конструкции контрольных скважин не позволяли проводить эти работы. Экономический эффект достигается также за счет уменьшения затрат на бурение и обустройство контрольных скважин путем уменьшения общей глубины скважин, ранее требовавшейся для вскрытия опорных пластов на больших глубинах; получения возможности оптимизации технологии проведения .скважинных исследований, в том числе выбора оптимальной скорости электрического каротажа для каждого конкретного региона поисков и разведки полезных ископаемых путем имитации в контрольной скважине типовых условий залегания пластов и контроля динамичес- ких свойств аппаратуры электрического каротажа. Формула изобретения Устройство для контроля аппаратуры электрического каротажа, выполненное в виде помещаемой в контрольную скважину или назетлное сооружение обсадной трубы из непроводящего электрический ток материала, в стенке которой равномерно по периметру выполнены сквозные отверстия, заглуг: шейные металлическими пробками, отличающееся тем, что, с щелью расширения диапазона контролируемых характеристик аппаратуры электрического каротажа .путем имитации оп.орных пластов и расширения диапазона . воспроизводимых удельных электрических сопротивлений, соседние металлические пробки с наружной стороны непроводящей трубы соединены между собой резисторами в вертикальном и азимутальном направлениях, при этом отверстия в TpirtSe расположены на нескольких цилиндрических локальных участках, а номинальные значения сопротивлений резисторов одинаковы в пределах одного локального цилиндрического участка и различны на разных локальных участках трубы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Заворотко Ю.М. Методика и техника геофизических исследований скважин. М., Недра, 1974, с. 138139. 2.Авторское свидетельство СССР 206475, кл. Е 21 В 47/00, 1966 (прототип).

У/

10