33. Физические основы индукционного метода. Индукционные зонды.

И ндукционный метод - является электромагнитным методом и служит для определения удельной эл.провод-ти г.п. при помощи индуцированных токов без применения электродов.

Электрическая схема прибора, обеспечивающая питание генераторной катушки постоянным по величине переменным током ультразвуковой частоты 20-80 кГц, усиление и преобразование сигнала приемной (измерительной) катушки.

Переменный ток, протекая по виткам генераторной катушки, создает эл.магн. поле (прямое, первичное), которое индуцирует в окружающих породах вихревые токи. В однородной среде токовые линии представляют собой окружности с центром на оси прибора. Т.к. амплитуда тока генераторной катушки поддерживается постоянной, сила вихревых токов, образующихся в г.п. будет пропорциональной удельной электропровод-тиг.п.

Вихревые токи в породах в свою очередь создают вторичное магнитное поле. Т.о. мы имеем первичное и вторичное магнитные поля. Они индуцируют ЭДС в приемной катушке, соотв-но Е₁ –ЭДС первичного поля, Е₂-ЭДСвторичного поля.

ЭДС Е₁явл-ся помехой, т.к. не зависит от св-в г.п., поэтому предусмотрена ее компенсация, которая осуществляется путем введения в цепь приемной катушки равной ей и противоположной по фазе компенс.ей ЭДС Ек

Ек+Е₁=0

Остающ-ся в приемной катушке ЭДС Е₂проп-на удельной эл.провод-ти г.п.σ_п

Е₂= Кз * σ_п

Кз- коэффициент зонда.

Однако на практике мы измеряем не Е₂, а Ес =с*Е₂(ЭДС сигнала), где с-коэф.пропорц.

σ_п= Е₂/ Кз = Ес / с*Кз = Ес / Кс

Измеряем кажущуюся эл.пров. пород.

σ_к= Ес / Кс = 1/ρ_к

Кс – коэф-т для перехода от величины сигнала Ес к величине эл.пров-ти. Величина Кс выбирается т.о., чтобы в однородной среде σ_к= σ_п

Единица измерения σ_к= [См/м]

Сименс-электропроводность проводника, имеющего сопротивление 1 Ом.

При малой эл.провод-ти г.п. величина сигнала Еспрямо пропорциональнаσ_п.

Ес=Кс*σ_к

В случае большой эл.провод-ти активный сигнал увеличивается медленнее, чем эл.провод-ть среды. Это явление связано со взаимодействием вихревых токов и называется скин-эффектом.

Индукционные зонды.

Индукционные зонды являются много катушечными. Фокусированные катушки могут быть как генераторными, так и приёмными. Индукционные зонды относятся к бесконтактным, т.е. не требуется контакт зонда с породой. Зонды можно использовать в сухих скважинах, с промывкой на нефтяной основе. Индукционный метод будет хорошо работать в разрезах с невысоким р_к, высокая точность достигается в низкоомных разрезах. Важным свойством индукционных зондов является их характеристики. Различают радиальные и вертикальные характеристики.

Радиальные- характеризуют изменение сигнала при изменении удельного сопротивления в радиальном направлении. Радиальные характеристики представляют собой зависимость удельного сопротивления от радиуса скважины. С их помощью устанавливают диметр зоны, не оказывающей влияния на показания ИМ и глубинность.

D зоны, не оказывающей влияние<5м соотв-ет величине сигнала =5%

Глубинность исследования определяется по величине сигнала=90%, r=3-4м.

В ертикальные-характеризуют изменение сигнала при изменении проводимости среды вдоль оси скважины. Вертикальные пласты менее благоприятны. Тонкие пласты меньше 1м. плохо выделяемые, а на пласты средней толщины (2-3м) сильное влияние оказывают вмещающие породы, на диаграммах индукционных зондов хорошо выделяются пласты низкого сопротивление, залегающие среди пластов высокого и наоборот.

Используются для определения минимальной толщины надежно выделенного пласта по величине сигнала =50%. По величине сигнала =90% определяется толщина пласта, выше которой можно не учитывать влияние вмещающих пород.

Кривые ИМ симметричны относительно середины пласта.

Г раница пластов определяются по серединам аномалий.