МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт природных ресурсов

Кафедра ГЕОФ

Курсовая работа Разработка проекта двухкатушечного индукционного зонда с заданным радиусом исследования (м) и подавлением влияния скважины и зоны проникновения с заданным общим радиусом (м)

Вариант 3

Выполнил:

студентка гр. 2А080

Ируцкая А. Е.

Проверил:

Профессор кафедры ГЕОФ

Исаев В. И.

Томск – 2012

Оглавление

Оглавление 1

ВВЕДЕНИЕ 2

1. Теория индукционного метода 3

2. Расчетная модель 5

3. Методика проектирования 6

4. Результаты расчетов 7

5. Анализ результатов и обоснование принятого решения 13

Заключение 14

Список литературы 15

Введение

Основной задачей курсового проектирования является подбор зонда такой длины, чтобы максимальный полезный сигнал в приемной катушке генерировался из той части среды, которая и составляет радиус исследований, а сигнал из зоны подавления существенно исключался.

Для этого, пользуясь теорией метода, опытом лабораторной работы 7, и меняя расстояние между генераторной и приемной катушками, необходимо рассчитать дифференциальные геометрические факторы в радиальном направлении для зондов разной длины, близкой к оптимальной, построить зависимость величины этого фактора от расстояния от оси катушек (скважины), ., до границы изучаемой области. Расчеты провести для 3-х – 5-ти значений , с шагом

1. Теория индукционного метода

Метод ГИС, основанный на возбуждении в породе перемен­ного электромагнитного поля и измерении ЭДС, индуцирован­ной вызванными им вихревыми токами в приемной катушке зонда, называют индукционным каротажем (ИК). В отличие от электрических методов, ИК не требует гальванического кон­такта токоведущих элементов зонда с породой. Поэтому он при­меним в скважинах, заполненных как проводящей, так и не­проводящей промывочной жидкостью (пресная вода, ПЖ на известково-битумной основе), а также в «сухих» скважинах [1].

В принципе зонд ИК состоит из двух катушек – генератор­ной Г и приемной П, оси которых совпадают с осью зонда. Расстояние между центрами катушек есть длина L_M ин­дукционного зонда. Середину расстояния между катушками – точку О – принимают за точку записи. Корпус зонда делают из высокопрочных диэлектриков. Переменный ток, протекаю­щий в генераторной катушке Г, создает переменное магнитное поле, индуцирующее вихревые токи в среде, окружающей зонд. Их сила тем больше, чем больше проводимость среды [1].

Поле в области расположения приемной катушки, в соот­ветствии с индукционным подходом, есть сумма первичного поля, создаваемого генераторной катушкой, и вторичных полей, индуцируемых вихревыми токами. Напряженность вторичного поля зависит от силы вихревых токов и, следовательно, харак­теризует проводимость горных пород. Первичное поле не несет информации о горных породах, в связи с чем его компенси­руют с помощью компенсационной катушки, включенной «на­встречу» приемной. Компенсационная катушка может быть также соединена с генераторной и включена ей на­встречу. Число витков компенсационной катушки меньше при­емной, поэтому возникающая в ней под влиянием вторичного поля ЭДС меньше, чем в приемной. Вместе с тем расстояние от компенсационной катушки до генераторной подбирают так, чтобы ЭДС, индуцируемые в ней и в приемной катушке пер­вичным полем, были равны. Наряду с тремя названными ка­тушками, индукционные зонды могут содержать фокусирующие катушки. Обозначение зонда ИК включает цифру, указывающую общее число катушек, букву Ф, если зонд фокусированный, и цифру, определяющую длину зонда (например, 4Ф0.75 – четырехкатушечный фокусированный зонд с расстоянием 0,75 м между центрами генераторной и приемной катушек) [1].

Если размеры генераторной катушки – ее длина и диа­метр – много меньше длины волны и расстояний, на которых изучают поле, ее можно считать переменным магнитным дипо­лем. Затухание поля при этом игнорируют. Между тем, возникновение вихре­вых токов приводит к тому, что часть энергии преобразуется в тепло и амплитуда поля падает [1].

З адачи, решаемые с помощью индукционного каротажа в принципе, те же, что и методами КС и БК. Разница в усло­виях применения. Метод ИК целе­сообразно применять при малых отношениях р_п/рс и повышаю­щей зоне проникновения, а также при большом и даже стре­мящемся к бесконечности сопротивлении скважины. В пластах малой мощности диаграммы БК и ИК искажены гораздо меньше, чем диаграммы метода КС. Сказанное предопределяет комплектование трех рассматриваемых методов, причем в на­стоящее время оно выполняется не только на методическом уровне в процессе интерпретации, но и аппаратурным путем [1].

В целом, индукционный каротаж применяют в первую оче­редь для изучения глин и глинистых пластов, песчаников и карбонатов, насыщенных сильно минерализованной пластовой водой, рудоконтролирующих и угленосных формаций, в том числе в сухих и обсаженных непроводящими трубами скважи­нах. Его активно используют для выделения и исследования нефтегазовых отложений в скважинах, пробуренных в терригенных разрезах на слабоминерализованных и непроводящих (известково-битумных) промывочных жидкостях [1].