
- •Глава I
- •§ 1. Характеристика объекта исследования
- •Глава II
- •§ 4. Классификация электрических методов исследования скважин
- •§ 6. Применение методов потенциалов собственной поляризации горных пород в нефтяных и газовых скважинах
- •§ 7. Применение методов потенциалов собственной поляризации горных пород в рудных и угольных скважинах
- •Глава IV
- •§ 8. Физические основы методов кажущегося сопротивления
- •§ 10. Боковое электрическое зондирование
- •§ 11. Методы специальных зондов кажущегося сопротивления
- •§ 12. Микрозондирование,
- •§ 13. Резистивиметрия
- •§ 14. Методы скважинной электроразведки на постоянном (квазипостоянном) токе
- •Глава V'
- •§ 15. Физические основы методов сопротивления заземления и регистрации тока
- •§ 16. Методы сопротивления заземления без автоматической фокусировки тока
- •§ 18. Метод микрозондов сопротивления экранированного заземления с автоматической фокусировкой тока
- •§ 19. Дивергентный метод
- •§ 20. Метод сопротивления
- •§21. Методы регистрации тока
- •§ 22. Методы потенциалов вызванной поляризации горных пород
- •§ 23. Метод поляризационных кривых
- •Глава VI
- •§ 24. Физические основы индукционных .Методов
- •§25. Обычный низкочастотный индукционный метод с продольным датчиком
- •§26. Другие низкочастотные индукционные методы
- •§ 27. Высокочастотные индукционные методы
- •Глава VII
- •§ 28. Физические основы диэлектрических методов и метода радиоволнового просвечивания
- •§30. Волновой диэлектрический метод
- •Глава VIII
- •§ 32. Физические основы методов
- •§ 33. Метод естественного магнитного поля
- •§ 34. Метод магнитной восприимчивости
- •§35. Ядерно-млгнитный метод
- •§36. Радиоактивность
- •§37. Взаимодействие глммл-квлнтов с веществом
- •§38. Взаимодействие нейтронов с веществом
- •§39. Классификация радиоактивных методов
- •Глава X
- •§ 40. Физические основы методов естественного радиоактивного поля
- •§42. Спектральный гамма-метод
- •Глава XI
- •§ 43. Физические основы методов рассеянного гамма-излучения
- •§ 44. Плотностноя гамма-гамма-метод
- •§45. Импульсный гамма-гамма-метод
- •§ 46. Гамм а-гамма-метод по мягкой компоненте
- •§ 47. Селективный гамма-гамма-метод
- •§ 49. Гамма-нейтронныи метод
- •§ 50. Метод индикации радиоактивными изотопами
- •Глава XII
- •§ 5!. Метод плотности надтепловых нейтронов
- •§ 52. Л1етод плотности тепловых нейтронов Физические основы ннм-т
- •§53. Нейтронный гамма-метод
- •§54. Спектрометрический нейтронный гамма-метод
- •§ 55. Л1етод наведенной активности
- •§ 56. Метод индикации элементами с аномальными нейтронными свойствами
- •Глава XIII
- •§57. Физические основы импульсных нейтронных методов
- •§58. Импульсный нейтрон-нейтронный метод по тепловым нейтронам
- •§59. Импульсный нейтронный гамма-метод радиационного захвата
- •§ 60. Другие импульсные нейтронные методы
- •Глава XIV
- •§62. Физические основы термометрических методов
- •§ 63. Метод естественного теплового поля земли (геотермия)
- •Глава XV
- •§ 65. Физические основы акустических методов
- •§ 66. Ультразвуковой метод
- •§67. Низкочастотный широкополосный акустический л1етод
- •§ 68. Метод акустического телевидения
- •§ 71. Газометрия скважин после бурения Физические основы метода
- •§ 72. Л юм и несцентно-битум миологический метод и метод избирательных электродов
- •§ 73. Комплексные геофизические исследования скважин в процессе бурения
- •Глава XVII
- •§ 74. Инклинометрия
- •§75. Кавернометрия и профилеметрия
- •§ 78. Определение характеристик и дефектов обсадных колонн
- •Глава XVIII
- •§ 79. Исследование процесса вытеснения нефти и газа при заводнении пластов
- •§80. Изучение эксплуатационных характеристик пластов
- •§ 81. Определение состава флюидов в стволе скважины
- •§ 82. Изучение технического состояния эксплуатационных и нагнетательных скважин
- •Глава XIX
- •§ 83. Перфорация
- •§ 84. Торпедирование
- •§ 85. Другие виды взрывных работ Воздействие на пласт пороховыми газами
- •§ 86. Отбор образцов пород, проб пластовых флюидов и испытание пластов
- •Глава XX
- •§ 87. Лаборатории
- •§ 89. Подъел!ники
- •§ 90. Блок-балансы
- •§ 91. Кабели
- •§92 Подготовительные работы на базе и на буровой
- •§ 93. Спуск - подъем приборов и кабеля
- •Глава XXII
- •Глава XXIII
- •§ 97. Принципы автоматизации сбора геофизической информации
- •§98. Принципы автоматизированной системы
- •Глава XXIV
- •§99. Особенности производства геофизических работ в скважинах
- •§ 100 Организация геофизических работ в скважинах и порядок их проведения
- •§ 101 Планирование геофизических работ в скважинах
- •Глава XXV
- •§ 102. Основные правила техники безопасности при ведении геофизических работ в скважинах
- •§ 103. Работы электрическими методами
- •§ 105 Прострелочные и взрывные работы
- •§ 107. Охрана окружающей природной среды
§ 16. Методы сопротивления заземления без автоматической фокусировки тока
В одноэлсктродном методе сопротивления заземления определяют сопротивление заземления электрода А, перемещаемого по разрезу скважины.
Получаемая при этом кривая называется кривой сопротивления заземления. Сопротивление заземления электрода А измеряют с помощью схемы, состоящей из питающей и измерительной цепей (см. рис. 35, а). Через электрод А пропускается ток I постоянной силы. Регистрируется изменение потенциала и3 электрода А относительно удаленного электрода N. Постоянство силы тока обеспечивается тем, что сопротивление всей токовой цепи гораздо выше сопротивления заземления /?л, т. е. Яо»Яа- При применении неэк-
ранированного метода СЗ поверх- к;„свы3х • <юпх“аив“иаиеярси9™ НОСТЬ электрода А используется ОДНО- ранированного заземления
Рис.
37. Характер распределения токовых
силовых линий от заземления электрода
Л
в
случае обычных зондов (а)
и
при наличии экранирующих заземлений
в зондах СЭЗ (б)
в
пласте большого сопротивления
(Рпл>Рвм>Рр)
временно в качестве токового и измерительного электрода М. Электрод А может быть выполнен в виде шара, цилиндра, диска и др.
Для уменьшения влияния скважины и обеспечения более тесной связи эффективного сопротивления с истинным удельным сопротивлением пород применяется метод сопротивления экранированного заземления (СЭЗ). При измерении эффективного сопротивления этим методом в скважину опускается зонд, состоящий из основного токового А и двух или нескольких экранных электродов Э, однополярных с основным и расположенных по обе стороны от него на равных расстояниях (рис. 36). Экранные заземления препятствуют растеканию тока от электрода А по стволу скважины и направляют его в глубь исследуемых пород (рис. 37), что обеспечивает наиболее резкую зависимость сопротивления заземления /?л, а следовательно, и эффективного сопротивления рЭф от удельного сопротивления пород, против которых расположено заземление электрода А.
Метод СЭЗ при изучении разрезов скважин дает несколько лучшие результаты, чем одноэлектродный метод СЗ, но все же влияние скважины на их показания достаточно велико.
§ 17. МЕТОД СОПРОТИВЛЕНИЯ ЭКРАНИРОВАННОГО ЗАЗЕД\ЛЕНИЯ С АВТОМАТИЧЕСКОЙ ФОКУСИРОВКОЙ ТОКА
Метод СЭЗ с автоматической фокусировкой тока в модификации «Латерлог» предложил X. Г. Долль в 1950 г. Модификации метода СЭЗ с фокусировкой тока основаны на использовании трех-, семи- и девятиэлектродного зондов.
Трехэлектродный зонд метода СЭЗ с автоматической фокусировкой тока представляет собой длинный проводящий цилиндрический электрод, разделенный изоляционными промежутками на три части (рис. 38, а). Центральный короткий электрод Ао зонда является токовым, а крайние А\ и Лг, соосные и равные по диаметру первому, но более длинные, — экранные. Экранные электроды соединены между собой и через них пропускается ток той же полярности, что и через электрод Ао. Вторым токовым электродом, на который замыкается цепь источника тока, служит электрод В, расположенный на поверхности или в скважине.
Для записи кривой эффективного сопротивления необходимо обеспечить равенство потенциалов питающего и экранирующих электродов. Это достигается двумя способами: 1) сила тока через экранные электроды автоматически поддерживается такой, чтобы разность потенциалов между питающим и экранирующим электродами была равна нулю; 2) все три электрода соединяются гальванически через небольшое сопротивление (порядка 0,01 Ом); в этом случае при соответствующем подборе размеров центрального и экранных электродов значения их потенциалов будут равны {иАо=иА1 — иЛ2). Когда достигается равенство потенциалов всех трех электродов, ток из центрального электрода Л не растекается по скважине, а распространяется в слое среды, перпендикулярном к оси скважины. Толщина этого слоя приблизительно равна длине центрального электрода Ло (рис. 39).
Схемы измерения эффективного сопротивления трехэлектродным фокусированным зондом, основанные на двух принципах
Рис. 38. Схемы трехэлектродного (а), семиэлектродного (б), девятиэлектродного нормализованного (в). девятиэлектродного псевдоэкранироваиного (г) зондов метода СЭЗ с автоматической фокусировкой тока
-V |
|
|
|
а* |
г |
|
м, |
|
|
V'1 |
V©' <> ■О | |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
д-ъ
±[*■4
Рис.
39. Характер распределения Рис. 40. Схемы
измерения методом СЭЗ токовых силовых
линий в одно- с автоматической фокусировкой
тока родной среде для трехэлектрод- с
применением трехэлектродного зонда
ного зонда метода ¿33 с авто- с
автокомпенсатором (а)
и с шунтиру- матичсской фокусировкой
тока ютим сопротивлением /?о (б).
/о.
/9—токи.
питающие соответственно центральный
электрод А0
и экранные электроды ¿1
и Аг;
РУ — регулирующее устройство силы
тока, протекающего через экранные
электроды
установления равенства потенциалов электродов, приведены на рис. 40. Центральный токовый электрод А0 является одновременно измерительным М. Регистрируется изменение потенциала электрода М относительно удаленного электрода Ы, находящегося в скважине. Характерными размерами трехэлектродного фокусированного зонда СЭЗ являются длина ¿3—расстояние между серединами интервалов, изолирующих центральный электрод от экранных электродов; общий размер зонда /-об — расстояние между внешними концами электродов А\нА2\ диаметр зонда с1л (см. рис. 40, а). За точку записи кривой эффективного сопротивления условно принимается середина центрального электрода Л0.
Электроды трехэлектродного фокусированного зонда в отличие от электродов обычных зондов методов КС представляют собой объемные тела, поэтому расчеты электрического поля такого зонда более сложные, чем в случае точечных электродов. Общая длина трехэлектродиого фокусированного зонда выбирается равной примерно 3,2 м; минимальная мощность пласта, которая выделяется этим зондом, 0,5 м при длине центрального электрода 0,15 м. Днаметр зонда исходя из условия проходимости прибора по стволу скважины принят равным 70 мм.
Кривые трехэлектродного фокусированного зонда обладают высокой расчленяющей способностью, по ним достаточно уверенно выделяются пласты мощностью 0,5—1,0 м. Применение трехэлектродного фокусированного зонда исключает экранные эффекты одного пласта другим. В связи с этим метод СЭЗ с трехэлектродным фокусированным зондом весьма эффективен при изучении тонкослоистых разрезов и неоднородных пластов, а также высокоомных разрезов.
Радиус исследования трехэлектродного фокусированного зонда сравнительно небольшой и составляет 1—2 м. Недостаток трехэлектродного фокусированного зонда: невозможно увеличить радиус исследования путем изменения его размеров.
Применение семиэлектродного зонда
Семиэлектродный зонд метода СЭЗ с автоматической фокусировкой тока состоит из питающего электрода Л0, двух экранных электродов А\ и Л 2 и двух измерительных электродов М\ и /М2, N1 и Д^2- Одноименные электроды расположены симметрично относительно центрального электрода и соединены между собой попарно (см. рис. 38, б). Через электрод Л0 пропускают ток силой /о, величина которого в процессе записи поддерживается постоянной. Через экранные электроды А\ и Л2 сила тока /э автоматически поддерживается такой, чтобы разность потенциалов между электродами М\ и N1 (или М2 и N2) была равна нулю:
Удп-У* 1=0. (58)
Отсутствие тока на участках скважины ММ и М2М2 означает, что среды над электродом Л0 и под ним как бы заменены изолятором, препятствующим растеканию тока из центрального электрода по скважине. Благодаря такому фокусирующему устройству ток из электрода Л0 распространяется в пласт почти горизонтально (рис. 41), что позволяет получить значение эффективного удельного сопротивления, более близкое к истинному удельному сопротивлению, чем при измерениях сопротивления пород обычными зондами КС.
При регистрации кривой эффективного сопротивления семиэлектродным фокусированным зондом фиксируется потенциал одного из измерительных электродов относительно удаленного электрода М. Эффективное удельное сопротивление рассчитывается по известной формуле
РшЪ—КчЬиН»
где /С7 — коэффициент семиэлектродного фокусированного зонда; /о — сила тока, проходящего через центральный электрод Ло; АV — разность потенциалов между одним из измерительных электродов зонда и удаленным электродом N.
Поскольку равенство потенциалов на электродах М\ и №| (М2 и N2) достигается автоматической регулировкой силы тока экранных электродов по отношению к силе тока, протекающего через центральный электрод А0. а также путем подбора соответствующих расстояний между всеми электродами зонда, следует установить соотношения между значениями /0, /э и геометрическими размерами се- миэлектродного фокусированного зонда.
П
Рис. 41. Характер распределения токовых силовых линий в однородной среде для семиэлектродного зонда метода СЭЗ с автоматической фокусировкой тока
ри решении задачи полагаем, что электроды зонда являются точечными и находятся в однородной изотропной среде удельного сопротивления рп при бесконечно малом диаметре скважины (г/с-^0). Значения потенциалов точечных электродов М\ и в силу аддитивности электрических полей определяются суммой потенциальных функций от источников токов /0 и /э> расположенных в точках До, А\ и Л2 на определенных расстояниях от электродов А/| и М).В соответствии с формулами (41) и (42)
и
(59)
(60)
-1рп\{ /о - (/э/2) (/>/2) \ АИ V 4л) V А0М1 П А1М1 АгМг ) ’7° л (/э/2) (/э/2) \
и"> - Ы+^ +^жг
где У»/2 — сила тока, проходящего через каждый экранный электрод.
На основании соотношения (58) приравниваем правые части выражений (59) и (60) и после соответствующих преобразований имеем
АгМх■А^,Х(А1Ы1 — АХМХ) + АХМХ Ах1\,1(АгМг- АгМг) 2 АхМуАхИуА^А^х
^
(61)
А$М\ —= 0 АоМх-АоМх
Учтя выражения Л0М|—Л0Л^ = —М1Л/1, А\Ы|—АХМ1 =—М\И\ и А2М\—Л2М| —М|Л^ и сократив равенство (61) на после
их подстановки, получим выражение для соотношения токов,
проходящих через экранные и основной электроды:
/»/2
AxMx^AxNx^AгMx^AiNx
/о Л0М|ч4о^1 М,Л1Г ^2^1 — АхМу А\И^
Для обеспечения фокусировки тока, проходящего через основной электрод, необходимо поддерживать в соответствии с (62) постоянным отношение токов /, и /о, которое определяется только конструкцией семиэлектродного фокусированного зонда.
Выражения (59) и (62) позволяют определить коэффициент семиэлектродного фокусированного зонда /(7. Для этой цели обозначим правую часть уравнения (62) через постоянную С, т. е. /э/2 = /оС. Предположим, что измеряется разность потенциалов АС/дг.л- электрода М\ относительно удаленного электрода N. имеющего нулевой потенциал. Тогда в соответствии
с
(58)
После
преобразований (63) с учетом соотношения
Л2М1
+ -1- А
|М | ** А\А2
дЦ—
. АХМХ-А^МХ
-г С-АгА^-АрМх
4
я А9МХ-АхМу
АгМх
Из (64) определяем
рп
= 4я А'МУ
АхМх-АгМ_х
ЬЦ_ (65)
АхМг-А^г
+ С’АхАгА^
/0
После подстановки значения С в (65) имеем
4
(66)
я■ ЛрМг. ЛрЛ^ (А0МХ 4- ЛрЛМ М/ (А0Ах)*-\-А0М1А0Ы1 /0Первый сомножитель в правой части выражения (66) есть коэффициент семиэлектродного фокусированного зонда
К 1л -Лр0,)
7 (АсАх)г + АЩМХ А^х
Эффективное сопротивление р*ф для неоднородной среды определяется по формуле (66).
Характерными размерами семиэлектродного фокусированного зонда являются его длина ^ = 0\02—расстояние между серединами интервалов М|Л^ и М2М2 и общий размер Аоб = *=А\А2 — расстояние между экранными электродами (см. рис. 38, б). За точку записи кривой рЭф условно принимается электрод А0. Важная характеристика зонда — параметр фокусировки ^ф7= (¿об—¿7)/^7- Параметр ?ф7 влияет на форму слоя токовых линий, выходящих из основного электрода. В случае однородной среды с увеличением */ф7, т. е. с приближением
измерительных электродов к основному* слой выходящих из электрода Ло токовых линий но мере удаления от оси скважины сжимается, а при уменьшении величины <7ф7 расширяется.
Влияние скважины и зоны проникновения на рЭф можно исключить в том случае, если общий размер семиэлектродного фокусированного зонда значительно больше диаметра скважины (£об>^с). Однако увеличение длины зонда ухудшает выделение тонких пластов. Обычно выбирается зонд общим размером
3 м. Для неоднородной среды в зависимости от скважинных условий измерения выбирается зонд с 10е> — 2 м и ^ф7=1,5 либо с ¿об = 3 м и <7ф7=4. На практике используются два зонда — с большим радиусом исследования (Л, 1,1Л;10,2М|0,2Л00,2х ХМ20,2ЛГ21,1 Л2)н с малым (Л10,5уУ10,2/И10,3 Ло0,ЗУИ20,2А^20,5 Л2).
Применение девятиэлектродных зондов
Для увеличения радиуса исследования в методе СЭЗ применяются девятнэлектродные фокусированные зонды, в которых между основными экранными Л\ и Л2 и измерительными Ы\ и N2 электродами установлены дополнительные экранные электроды ВI и В2 (см. рис. 38, в).
Фокусировка тока центрального электрода в этом зонде может производиться двумя способами: 1) через электроды В\ и В2 пропускают ток обратной полярности и постоянной силы, в несколько десятков раз превышающей силу тока, проходящего через электрод Л0; ток, протекающий через электроды А\ и А2, регулируют так, чтобы разность потенциалов между измерительными электродами М\ и Л^(.М2 и N2) равнялась нулю; 2) поддерживают постоянной амплитуду тока, проходящего через электроды А\ и Л2, а равенство нулю разности потенциалов между М\ и Л^1 (М2 и #2) обеспечивается регулировкой силы и направления тока, протекающего через электроды £1 и В2.
При первом способе фокусировки тока /0 радиус исследования девятиэлектродного зонда заметно увеличивается по сравнению с семиэлектродным зондом в пластах большой мощности, при втором способе фокусировки девятиэлектродный зонд приобретает более благоприятные характеристики и радиус его исследования в пластах большой мощности еще больше возрастает. Этот зонд предложен венгерскими геофизиками и назван нормализован ны м. Он позволяет регистрировать величину рЭф, пропорциональную истинному удельному сопротивлению пород, до очень больших значений рп.
Существует также девятиэлектродный так называемый псевдоэкранный зонд, который отличается от семиэлектродного фокусированного зонда тем, что обратный токовый электрод В в нем приближен к зонду и расположен в виде раздвоенных электродов £1 и В2 с внешней стороны электродов А\ и Л2, симметрично относительно центрального электрода Л0 (см. рис. 38, г). Через электроды Л0, А\ и Л2 замыкается токовая цепь. В связи с малым расстоянием от обратных токовых электродов до зонда создается такое распределение токовых линий центрального электрода, при котором значительная часть потенциала падает в непосредственной близости от скважины. В связи с этим радиус исследований девятнэлектродного псев- доэкранного зонда значительно меньше, чем семиэлектродного, и с его помощью можно изучать удельное сопротивление только ближней к скважине зоны пласта. По принципу работы этот зонд аналогичен семиэлектродному и к нему применимы те же теоретические расчеты. Условием фокусировки тока центрального электрода является также равенство потенциалов на электродах Mi и JVi(AJ2 и N2). Характерные размеры зонда: LA — расстояние Л\А2\ LB — расстояние В\В2\ L3 — расстояние 0j02. Параметр фокусировки q^= {LA—Ц)Щ.
Наилучшие результаты при изучении ближней зоны пласта можно получить с помощью зонда £|0,94i0>2iVi0,2Aii0,2i4d0,2x ХМ20,2№20,2Л20,9/?2. Этот зонд обладает хорошей вертикальной характеристикой и его показания в пластах без проникновения фильтрата промывочной жидкости линейно зависят от их удельных сопротивлений. При исследовании пластов с проникновением фильтрата и, следовательно, повышением их удельных сопротивлений показания зонда определяются в основном удельным сопротивлением зоны проникновения. Использование* девятиэлектродного псевдоэкраиного зонда в комплексе с семиэлектродным дает возможность более точно установить истинные сопротивления пластов.
Таким образом, модификации метода СЭЗ с автоматической фокусировкой тока позволяют существенно уменьшить влияние скважины на результаты измерений эффективного сопротивления. При использовании трехэлектродного фокусированного зонда жидкость в стволе скважины заменяется высокопроводя- щим металлическим телом, в случае применения семиэлектродного и девятиэлектродного зондов в зоне измерений рЭф имитируется непроводящая среда.
Аппаратура метода СЭЗ с автоматической фокусировкой тока
Существует несколько типов аппаратуры методов СЭЗ с автоматической фокусировкой тока, схемы которых выполнены на основе двух принципов измерения рЭф: 1) автокомпенсатором; 2) с раздельной регистрацией силы тока и разности потенциалов и последующим делением сигналов одного на другой.
Аппаратура АБК-3. В аппаратуре этого типа применена схема с автокомпенсатором (рис. 42). Сила тока через центральный электрод Л0 поддерживается постоянной и контролируется с помощью шунта Rq. Через экранные электроды сила тока регулируется напряжением, возникающим между центральным и экранными А\ и Л2 электродами. Как известно, условием
1с=И^
7
777777Х
777///////л
7777777777?,
ц
-ок
л.
жк-||
Г]
и.
Р
Рис. 42. ЛБК'З
Блок-схема аппаратуры
ис. 43. Схема семи- и девятиэлек- тродного зондов аппаратуры типа БКС
фокусировки тока У0 трехэлектродиого зонда является равенство потенциалов всех трех электродов. При появлении между электродами А0, А\ и /Ь напряжения сила тока на выходе автокомпенсатора изменяется так. чтобы это напряжение было скомпенсировано.
Электронная схема скважинного прибора питается с поверхности постоянным стабилизированным током силой около 250 мА. Через электроды зонда пропускается переменный ток частотой 500 Гц от находящегося в скважинном приборе авто- регулируемого генератора Г. Равенство потенциалов всех трех электродов зонда достигается соединением их между собой. Напряжение на выходе генератора автоматически регулируется так, чтобы сила тока, протекающего через центральный электрод, оставалась постоянной независимо от электрических и геометрических параметров окружающей зонд среды. Регули-
рование производится по напряжению, снимаемому с сопротивления #о=0,01 Ом, которое включено между центральным и экранными электродами.
Разность потенциалов Д1/, снимаемая с экранных электродов зонда и удаленного электрода М, усиливается измерительным усилителем У и по кабелю передается на поверхность, где сигнал выпрямляется усилительно-выпрямительной схемой УВ и подается на регистрирующий прибор. Поскольку Ди пропорциональна рЭф, а сила тока, протекающего через центральный электрод, постоянна, то фиксируемая на регистраторе кривая представляет собой диаграмму эффективного удельного сопротивления в соответствующем масштабе. В качестве обратного токового электрода В используется броня кабеля. Удаленный электрод N располагается на изолированном участке кабеля не ближе чем в 20 м от экранного электрода А\.
Аппаратура АБК-3 получила в нашей стране наибольшее распространение.
Для трехэлсктродного фокусированного зонда создана также аппаратура ТБК- По функциональной схеме и конструкции она аналогична аппаратуре АБК-3, но отличается устройством коммутации скважинного прибора и схемой измерительной наземной панели.
Аппаратура Б КС-1. Эта аппаратура предназначена для измерения рЭф в нефтяных и газовых скважинах двумя зондами — семиэлектродным и девятиэлектродным. Кривые рЭф каждого зонда регистрируются раздельно. Эффективное сопротивление измеряется как отношение разности потенциалов Д£/ между электродом МХ{М2) и удаленным электродом N к стабилизированной силе тока питания /о электрода Ао. Электроды зондов смонтированы на корпусе скважинного прибора / и изолированы от корпуса и друг от друга (рис. 43). Удаленный электрод N расположен на изолированном участке кабеля (косе) 2 Обратным токовым электродом В в случае сем и электродного зонда служит корпус кабельного наконечника 3, а для девятн- электродного зонда — крайняя пара электродов В\ и В2.
В процессе измерений через электрод А0 пропускается стабилизированный ток частотой 400 Гц. Сила тока экранных электродов А\ и Л2 регулируется автоматически компенсационным усилителем, управляемым разностью потенциалов в цепи электродов М\ и Л^(М2 и Л2). Измеряемая разность потенциалов между электродами М\{М2) и N. пропорциональная рЭф, передается на поверхность по двум каналам (грубому и точному) телеизмерительной системы с частотной модуляцией при несущих частотах 14 и 25,7 кГц. Для переключения зондов и изменения рода работы (измерение рэф, стандарт-сигнала, нуль-сигнала) служит скважинный переключатель, управляемый с поверхности через блок управления БУ.
Частотно-модулированные сигналы на поверхности разделяются и демодулируются в канале частотной модуляции ЧМ
и затем поступают на регистратор РП. Питание аппаратуры БК.С-1 обеспечивается универсальным выпрямителем УВП.
Аппаратура БКС-2. Предназначена для исследования нефтяных и газовых скважин диаметром 140—300 мм двумя зондо- выми установками — семи- и девятиэлектродными при температуре до 150 °С и давлении до 100 МПа.
Кривые эффективного сопротивления
Кривые рЭф, записанные всеми фокусированными зондами метода СЭЗ против одиночных пластов высокого и низкого сопротивления при равенстве сопротивлений вмещающих пород, симметричны относительно середины пласта (рис. 44). По форме они напоминают кривые КС, полученные при измерениях обычным потенциал-зондом. В случае значительной мощности пластов (/1:>16^/с) на кривой рэф против середины пласта наблюдается зона пониженного эффективного сопротивления. Снижение рЭф не превышает 10—15 % от максимального ее значе-
а б в
Рис.
44. Кривые рЭф
против одиночных пластов высокого
сопротивления разной мощности, полученные
трехэлектродным (а),
семиэлектродным (б)
и
девятнэлектродным (в)
зондами метода СЭЗ с автоматической
фокусировкой тока.
/
—кривые Рэф; 2—
графики рпЛ; 3
— высокоомные пласты. Трехэлектродный
зонд — ¿об-15 с. ¿з-0.75 </с.
</3 — 0.43: семнэлсктродный зонд
— ¿об -8.25 <*с. ¿т-2.37 (¡с.
Аф.
-2.47: дсвятнэлектродный зонд —¿д-16
<*с, ¿д-6.1. <7^-1. РпЛ *=100 рр;
Рвм ** = 10 рр
ния (рис. 44, а, б). На кривых рЭф, полученных девятиэлектрод- ным зондом, такого уменьшения эффективного сопротивления не наблюдается.
Границы пластов высокого сопротивления на кривых р9ф, полученных трехэлектродным фокусированным зондом, определяют по началу максимального возрастания рЭф. В случае многоэлектродных зондов положение границ пласта устанавливается по точкам с максимальным градиентом рЭф, которые приурочены примерно к половине высоты аномалии рЭф против пласта. От этих точек откладывают в направлении более низкого значения рвм расстояние ¿7/2=Л0О в масштабе глубин. Следовательно, мощность пласта будет равна ширине аномалии кривой рЭф на половине ее высоты плюс Ьт = 0\02 (см. рис. 38, б, 44, б). Границы пластов низкого сопротивления устанавливают так же, как при использовании потенциал-зондов.
В качестве характерных значений эффективного сопротивления против одиночных однородных пластов принимаются экстремальные отклонения кривой рЭф — максимальные в случае высокого сопротивления пласта, минимальные при низком сопротивлении. Против неоднородного пласта отсчитывается среднее значение рЭф.
Области применения метода СЭЗ с автоматической фокусировкой тока и решаемые им геологические задачи
Методы СЭЗ с автоматической фокусировкой тока предназначены для изучения высокого сопротивления разрезов скважин, заполненных соленой промывочной жидкостью (рр<0,1-т- 4-0,5 Ом'м). При проникновении в пласт жидкости высокой минерализации сопротивление прискважинной части пласта понижается, что практически не влияет на показания рЭф, зарегистрированные зондами СЭЗ с автоматической фокусировкой тока. В случае проникновения фильтрата промывочной жидкости, повышающего сопротивление пласта, использование р9ф для определения истинного удельного сопротивления пласта становится малоэффективным.
Весьма удовлетворительные результаты получают при исследовании фокусированными зондами СЭЗ малопористых пород, например карбонатов, для которых отмечаются высокие значения рп/рр. В таких разрезах фокусированные зонды позволяют получить достаточно дифференцированную кривую рЭф, а эффективное сопротивление линейно зависит от истинных значений р„ в достаточно широком диапазоне их изменения. Это позволяет определять истинное удельное сопротивление пласта в таких разрезах более точно, чем, например, по данным БЭЗ градиент-зонда м и.
Девятиэлектродные фокусированные зонды с повышенным радиусом исследования предназначены для изучения пластов с большой зоной проникновения фильтрата промывочной жидкости. С помощью девятнэлектродного нсевдоэкраиного зонда можно определят!» параметры зоны проникновения.
Данные методов СЭЗ с автоматической фокусировкой тока позволяют более детально расчленить геологический разрез, установить его литологию, выделить пласты-коллекторы и уточнить их строение, определить параметры зоны проникновения фильтрата промывочной жидкости и истинное удельное сопротивление пластов. Пример кривых рЭф, полученных методом СЭЗ с фокусировкой тока, приведен на рис. 30.