4. Геофизические зонды и датчики. Специфика геофизических зондов и датчиков.
Конструктивная совокупность измерительных преобразователей, расположенных в непосредственной близости от объекта исследования, и предназначенная для преобразования неэлектрических величин в электрические, называется датчиком, а разновидности геофизических датчиков, характеризующиеся радиальной чувствительностью, – зондами.
Осн. особенность зондов, отличающая их от датчиков, - возможность исследования околоскважинного пространства.
Глубинность зондирующего физического поля зависит от
длины зонда,
частоты зондирующего поля и
времени исследования, прошедшего после создания искусственного поля.
Изменение радиуса исследований околоскважинного пространства осуществляется:
1) путем изменения длины зонда в методах электрометрии, радиометрии, магнитометрии и акустических исследованиях скважин;
2) изменением времени наблюдения после создания искусственного физического поля в методах искусственного теплового поля, радиометрии;
3) изменением частоты зондирующего поля при инфракрасном зондировании и акустическом частотном зондировании.
В фокусированных зондах радиус исследования связан с такими характеристиками зондов, как модуль или параметр фокусировки.
Для определения глубинности, как правило, используются функции веса, вклада различных областей околоскважинного пространства в измеряемый сигнал.
Радиус исследования принято оценивать по радиальному геометрическому фактору, функции веса, вклада различных областей околоскважинного пространства в измеряемый сигнал. За радиус исследования принимают расстояние от оси скважины до условной границы, разделяющей геометрический фактор в определенной пропорции: в электрометрии это чаще всего 0,5, в радиометрии 0,9 или 0,95.
Для формирования физического поля с заданными параметрами зонды содержат источники (излучатели), а для измерения – приемники. Зонды, используемые для изучения естественных полей состоят только из приемников.
Измерительный преобразователь, состоящий из элементов, взаимодействие которых вызывает их взаимное перемещение, называется измерительным механизмом.
5. Измерение глубин при геофизических исследованиях скважин. Причины погрешностей измерения глубин.
Кабель – основной инструмент для измерения глубин в скважине. Определение глубины скважины При вскрытии продуктивных пластов, При установке оборудования в скважине (пакер, измерительные приборы), При проведении ПВР
Определение глубин сводится к определению длины кабеля, спускаемого в скважину.
Приближенно – по числу оборотов мерного ролика. Уточнение по магнитным меткам, нанесенным на кабель ч/з определенные интервалы.
Известна длина кабеля lр (1500 м – для оплеточных и шланговых, 2000 м – для бронированных). За один оборот ч/з мерный ролик проходит определенная часть lр.
Устр-во для нанесения магнитных меток – катушка с С-образным сердечником, обращенным незамкнутой стороной к кабелю. При пропускании через катушку импульса постоянного тока расположенный против не участок кабеля намагничивается. Стирание меток производится в принципе таким же устройством, только вместо постоянного тока пропускают переменный промышленной частоты.
Улавливание меток осущ-ся магнитомодуляционным меткоуловителем (магнитный зонд) – его сигнал не зависит от скорости движения кабеля
Причины погрешностей измерения глубин. – возникают в результате удлинений кабеля
С целью получения качественных результатов проводят подготовку кабеля:
перемотка кабеля – для достижения плотной укладки виток к витку в каждом слое
вытяжка кабеля до разметки – для минимизации остаточного удлинения.
С течением времени кабель продолжает удлиняться и его необходимо размечать снова
Нагрузки, действующие на кабель в скважине (обусловливают растяжение кабеля)
Нагрузка на неподвижный кабель
Р – вес кабеля Рж – потеря веса кабеля в жидкости или газе
Q – вес прибора Qж – потеря веса прибора в жидкости или газе
Причины дополнительных нагрузок:
Сопротивление сдвигу между глинистыми частицами раствора
Силы трения кабеля о стенки скважины
Налипание глинистого раствора на кабель
Нагрузка на кабель во время подъема из скважины
Трение о стенки скважины и сопротивление глинистого раствора замедляют движение кабеля – уменьшается нагрузка.
Возникновение сложностей по определению остановки кабеля на глубинах более 1000-1500 м
Дополнительные динамические нагрузки при резком торможении барабана лебедки
+Удлинение под действием увеличения температуры
+Дополнительные источники возникновения погрешностей при определении глубин:
Деформация кручения
Сдавливание кабеля на ролике блок-баланса и барабане лебедки подъемника
Статические погрешности, возникающие при неточной установке оборудования
Поправки на глубины
1. За Fтрения и Fскалывания
За разность веса прибора с грузом при разметке кабеля Q1 и применяемого во время работы в скважине Q2
За разность веса кабеля
и груза в растворах плотностью γ0
(производится разметка) и γ1
(заполняет скважину)