книги из ГПНТБ / Заворотько Ю.М. Методика и техника геофизических исследований скважин учеб. пособие

В нефтяных и газовых скважинах масштаб записи должен быть таким, при котором отклонение кривой против водоносных пластовколлекторов с р,( -а; :1 Ом-м составит не менее 1 см. В угольных и рудных скважинах при записи кривой КС в стандартном масштабе «нс ее минимальное отклонение от нулевой линии должно быть не менее 0,5 см. Однако на месторождениях сульфидных руд, магиетитовых скарнов, графита, антрацита соблюдение этого требования не всегда возможно ввиду слишком малого сопротивления этих полезных ископаемых по сравнению с вмещающими породами. Поэтому на указанных месторождениях Стандартный масштаб икс выбирают таким, чтобы кривая КС против вмещающих пород не выходила за пределы диаграммной ленты и имела максимальную амплитуду.

Стандартный масштаб Пдс должен быть таким, чтобы амплитуды аномалий ПС составляли не менее 5—8 см при удельном сопро­ тивлении бурового раствора рс > 0 ,2 Ом-м при температуре пласта (обычно «пс = 2,5; 5; 12,5; 25 мВ/см) [50]. В случае детальных иссле­ дований, а также тогда, когда в стандартном масштабе аномалии ПС имеют амплитуды менее 2 см (например, при высокой минерализации бурового раствора), масштаб тгПс может быть любой, но достаточно крупный, обеспечивающий четкое литологическое расчленение раз­ реза без частых переносов кривой.

При детализации угольных пластов и рудных зон масштабы «кс и пдс также могут отличаться от стандартных, так как здесь важно получить достаточно дифференцированные кривые, по которым определяются границы и структура угольных пластов и зон оруде­ нения, изучается их качественный и количественный состав.

Установка масштаба пКс при работе па трехжильном кабеле Кажущееся удельное сопротивление рк, измеренное каротажным

где К — коэффициент зонда, м; ДU — разность потенциалов между измерительными электродами М и N , мВ; I — сила тока в цепи

AB, мА.

При измерении KG 1 см отклонения пишущего устройства соот­

Из формулы (2) видно, что масштаб пКс можно получить путем изменения как силы тока в цепи AB, так и величины ?икс в измери­ тельном канале, либо выполнением того и другого одновременно; при этом не обязательно знать их численные значения.

10

При нахождении каротажного зонда в среде с известным рІС масштабу ?гкс соответствует отклонение пишущего устройства

Заметим, что в данном случае нам нужно знать только величину отношения ткс/]Щ, а не численные значения постоянных ткс и Щ- Увеличения указанного отношения добиваются переключением пре­ делов измерения потенциометра ПАСК-8 с «Л-20» на «Л-100» или включением делителя, а на станциях типа АКС — изменением

коэффициента ослабления.

Поскольку постоянные по^ напряжению у гальванометров 1/5 н 1/25 в 5 и 25 раз больше, чем у гальванометра 1/1, кривые КС, зарегистрированные ими, будут иметь масштабы записи в 5 и 25 раз грубее по отношению к кривой гальванометра 1/1.

Формулы (5) и (6) равнозначны, однако по формуле (6) отклонение получается больше. Формулой (5) пользуются тогда, когда К[пкс — величина достаточно большая и при имеющихся в станциях кон­ трольных шунтах R о моясно обеспечить достаточно большое откло­ нение I в пределах шкалы регистратора, а формулой (6) — в

11 '

остальных случаях (например, прн работе потенциал-зондами в

породах с высоким рк). Часто формулу (6) используют при работе на станции типа АЭКС.

силы тока в цепи, то в схемах на одножильном кабеле это исключа­

реальная характеристика канала не совпадает с началом коор­ динат, т. е. при UBX = 0 выходной сигнал £/вых, называемый напряжением нуль-сигнала, не равен нулю, что обусловлено им­ пульсными и флуктуационными помехами в электронной схеме.

Напряжение нуль-сигнала обязательно компенсируют в наземной панели, чтобы оно не накладывалось на полезный сигнал. В ре­ зультате этого измеренные сигналы регистрируются с некоторого минимального входного напряжения UBXmin, точка которого соот­ ветствует началу прямолинейного участка характеристики канала. При слишком больших входных, напряжениях, превышающих

^Bxmaxi выходной сигнал также искажается, что обусловлено явле­ ниями насыщения в электронной схеме.

Таким образом, чтобы измерительная схема могла регистрировать без чрезмерных .искажений как минимальный, так и максимальный

сигиалы, их величины не Должны превышать некоторых предельных значений.

Напряжение UBXmin в приборе типа КСП вызывает отклонение

.12

По указанным предельным значениям измеряемых сигналов: определяют динамический диапазон Д аппаратуры

который в приборе КСП равен 1000.

Отклонение lmax в аппаратуре типа КСП рассчитано для наиболь­

тельно больше, чем в зонде A8M1N.

Поэтому измеряемый сигнал до подачи на вход модулятора

Ослабление сигналов в приборе типа КСП осуществляется путем, изменения числа витков в обмотках входных трансформаторов1 зондов. Благодаря этому на входы модуляторов подаются сигналы, величины которых не превышают предельного значения £7ВХтах = = 2,1 .В.

Учитывая все замечания, выведем формулу масштаба' Икс ПРИ работе с приборами на одножильном кабеле. Обозначим через Р коэффициент усиления усилительно-выпрямительной схемы:

где івъа — ток на выходе усилительно-выпрямительной схемы за вычетом тока нуль-сигнала; UBX — напряжение' на входе усилителя скважинного прибора.

Измеряемая регистратором каротажной станции разность по­

13

Величину Р в панели КСП изменяют в небольших пределах -регулированием резисторов R9, R28, R33 и R38 (см. рис. 15), однако при установленном масштабе Икс она имеет вполне опреде­

трехжпльном кабеле, т. е. вход измерительного канала подключают

к эталонному резистору R 0 в токовой цепи, на котором имитируется Рк KR 0.

Выходной ток, соответствующий входному напряжению, сни­ маемому с R 0 (R52 в приборе типа КСП — см. рис. 14), называется

■ с т а н д а р т - с и г н а л о м . Стандарт-сигнал является очень важ­ ным параметром, характеризующим нормальную работу скважинного прибора и наземной панели. Он используется для установки масштаба

Полученное отклонение соответствует основному гальванометру для первой позиции масштабов скважинного прибора. Масштаб якс может быть взят любой, однако в данном случае необходимо исхо­ дить из предполагаемой величины изменения рк горных пород и

максимально допустимого замера рКП]ах на выбранной, позиции мас­ штабов скважинного прибора.

Установка масштаба записи яде

Масштаб яПс выражают в единицах постоянной но напряжению т и устанавливают по отклонению пишущего устройства при подаче в канал известной разности потенциалов AU от градуированного

Скорость спуска кабеля в скважину зависит от ее глубины и тех­ нического состояния, плотности бурового раствора, веса груза,

каротажного зонда или глубинного прибора, типа применяемого кабеля. —

І4

§ 5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЛУБИН

Точное определение глубин производится по меткам, расположен­ ным на кабеле через' 10 м. Кабель должен быть размечен таким образом, чтобы измеряемые глубины соответствовали действительной глубине скважины в пределах допустимых погрешностей. Расстояние между нанесенными на кабель метками измеряется стальной мерной лентой с погрешностью не более ±1 см.

Разметку кабеля необходимо производить при его подъеме или на разметочной установке, где создается такое же натяжение, как и при выполнении измерений.

Перед разметкой новый кабель несколько,раз опускают в сква­ жину с тяжелым грузом, так как первоначальное удлинение кабеля в значительной степени зависит от

ющим актом.

Повторное нанесение меток на кабеле необходимо в следующих случаях:

1)когда магнитные меткп ие отмечаются на диаграмме (усилитель магнитного меткоуловителя ММУ и формирующая ячейка кабельной метки осциллографа Н013 исправны и отрегулированы, отклонение кулачкового вала от нулевого положения в панели управления Н013 не превышает ±0,75 м);

2)когда расстояние 'между метками отличается от принятого при разметке кабеля;

3)после каждого прихвата, если расстояние между соседними метками на каротажной диаграмме отличается более чем на 1 % (конечно, при исправной аппаратуре и соответствии диаметра выемки на ролике блок-баланса марке применяемого кабеля);

-4) после каждого обрыва и ремонта кабеля.

Глубина скважины отсчитывается от т о ч к и о т с ч е т а глу­ бин (рис. 3). Точкой отсчета глубин в нефтяных и газовых скважинах является уровень стола ротора, в угольных и рудных скважинах — уровень механического разворота или выступ обсадной трубы. При отсутствии станка на буровой за точку отсчета можно принять уровень земной поверхности. Точка, относительно которой отме­ чаются глубины на диаграмме, называется т о ч к о й о т м е т к и

*16

прп сильном поджатпн расстояние между метками на диаграмме получается больше фактического, а при слабом — фотобумага иѳ наматывается в приемную кассету;

5) обмывать кабель при подъеме его из скважины, чтобы избежать облипапия кабеля и ролика блок-баланса глинистым раствором;

6) в зимнее время не допускать образования льда в желобе блокбаланса.

§ 6. ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТ НА СКВАЖИНЕ

По прибытии на скважину начальник отряда выясняет у бурового мастера состояние скважины. Если буровая и скважина подготов­ лены к каротажу в соответствии с требованиями технической ин­ струкции [50], то начальник отряда дает распоряжение на развер­ тывание лаборатории и подъемника.

Подъемник и лаборатория устанавливаются на горизонтальной площадке вблизи устья скважины на расстоянии, превышающем полуторную высоту буровой вышки.

Автомашину подъемника ставят на тормоз, под колеса подкла­ дывают брусья или клинья, чтобы она не сдвинулась в случае при­ хвата. Лабораторию и подъемник заземляют. В качестве заземления используют контур буровой или металлический стержень, вбитый во влажный грунт на глубину не менее 0,5 м или помещенный в неизолированную от земли емкость с буровым раствором. После этого электромонтер буровой или начальник отряда подключает лабораторию к сети с напряжением не более 380 В. Подключение к сети выполняют только тогда, когда разъем на катушке смоточного устройства соединен, вилка на силовом блоке лаборатории установлена в положение, соответствующее напряжению сети, а включатель сетевого напряжения лаборатории выключен. В холодное время года лабораторию включают на подогрев.

Над устьем скважины устанавливают и закрепляют блок-баланс таким образом, чтобы плоскость его ролика проходила через сере­ дину барабана лебедки и кабель опускался по оси скважины. Спуско-подъемные операции в скважине удобно выполнять через подвесной блок, так как в этом случае отпадает необходимость в многократном привлечении буровой бригады для спуска в сква­ жину и подъема на поверхность различных приборов, исключается соскакивание кабеля с блок-баланса и предотвращается выход скважинного прибора или кабельного наконечника, на блок-баланс. На щеку блок-баланса надевается датчик глубин таким образом, чтобы при спуске кабеля счетчики глубин станции и подъемника увеличивали свои показания. При выключенном питании панели контроля каротажа датчик глубин подключают соответствующими кабелями к лаборатории и подъемнику.

Затем проверяют сопротивление изоляции жил кабеля (см. § 23), при необходимости прозванивают коллекторный провод и со­ единяют им коллектор лебедки с измерительной схемой лаборатории

18

или панелью управления скважинного прибора. Собирают необхо­ димые схемы измерений, готовят к работе аппаратуру станций, проверяют на поверхности работоспособность скважинных приборов, выполняют необходимые проверки и регулировки.

Убедившись в нормальной работе аппаратуры, зонд или прибор опускают в скважину, на блок-балансе или на роторе поближе к ка­ белю (при работе с подвесным блоком) устанавливают магнитный меткоуловитель (ММУ) и подключают его к датчику глубин. При нахождении кабельного наконечника или первой метки на ка­ беле против точки отсчета глубин на механическом счетчике глубин каротажной станции устанавливают соответственно нулевые пока­ зания или цену первой метки. Переключатель «ДГ; Пр» на панели контроля каротажа (АКС/Л-64, АЭКС) или панели управления осциллографа Н013 (АКС/Л-7, СК-1) . устанавливают в положение «ДГ» (датчик глубин) и при выключенном лентопротяжном меха­ низме регистратора опускают зонд в буровой раствор. При выходе зонда из колонны проверяют нулевое полояюние кривой КС и уста­ навливают масштаб записи пкс по отклонению блика или ползунка реохорда; указанные положения бликов фиксируют на диаграммной ленте. При работе с автоматическим потенциометром на диаграм­ мной ленте обязательно отмечают границу перехода ползунка рео­ хорда с линейной шкалы на мабштабную.

При неподвижном зонде устанавливают масштаб Пдс 11 фикси­ руют отклонения пишущего устройства при подаче в капал разно­ стей потенциалов от ГКП: 100 мВ, 40 мВ и 20 мВ соответственно для принятых масштабов записи 25 мВ/см (12,5 мВ/см), 5 мВ/см и 2,5 мВ/см.

На станциях с потенциометрами масштаб ндс можно устана­ вливать, не опуская зонд в скважину. С помощью ГКП выбирают начало записи кривой ПС таким образом, чтобы при нахождении датчика ПС против глин пишущие устройства устанавливались на И —12 см (ползунок реохорда), 13—14 см (блик правого гальвано­ метра канала IV ФР-6), 5—6 см (блик основного гальванометра ка­

вливают на середине шкал регистраторов. Зонд или прибор опускают на забой и контролируют работу аппаратуры по отклонениям пишу­ щих устройств. Если масштаб /где установлен слишком крупным или неправильно выбрано начало записи кривой ПС, переходят на более грубый масштаб или смещают пишущее устройство в другое положение. В призабойной части скважины проверяют нулевые положения пишущих устройств и их отклонения в соответствии с вы­ бранными масштабами записи.

Соблюдая необходимую скорость подъема кабеля, производят запись кривых в поисковом масштабе глубин. В процессе записи при заниженной скорости подъема проверяют нулевую линию КС через каждые 500 м глубины (нефтяные и газовые скважины) и через каждые 50 см каротажной ленты (угольные и рудные скважины).