Спосіб фокусування струму в апаратурі бокового каротажу та бокового мікрокаротажу

Спосіб фокусування струму в апаратурі бокового каротажу і бокового мікрокаротажу, умовою якого є те, що на центральний та екранні електроди подається однаковий потенціал змінного струму, який відрізняється тим, що на центральний і екранні електроди синхронно подають імпульси, форма напруги яких характеризується монотонними ділянками, на яких різниця напруги змінює знак, а вимірювання опору виконують у момент дотримання умови фокусування струму центрального електрода Винахід відноситься до галузі геофізичних досліджень свердловин (ГДС) методами електричного каротажу по опору, зокрема методами бокового каротажу (БК) і бокового мікрокаротажу (БМК) Боковий каротаж є різновидом електричного каротажу по методу опору Він входить у групу модифікацій електричного каротажу, у яких використовуються зонди з керованим електричним полем (зонди з фокусуванням струму) Боковий каротаж проводять багато електродними (сім, дев'ять електродів) і трьохелектродними зондами До каротажу з фокусуванням струму відноситься також і боковий мікрокаротаж різних модифікацій [1] Зонд семиелектродного бокового каротажу (фіг 1а) складається з центрального електрода Ао і трьох пар симетрично розташованих відносно нього електродів Мі і Мг, Ni і N2, Аі і Аг Через електрод Ао пропускають струм Іо, величина якого зберігається постійною в процесі вимірювання Електроди Аі і Аг є екранними, через них пропускається струм, сила якого автоматично регулюється так, щоб напруга між електродами Мі і Ni чи, що однаково (тому що ВІДПОВІДНІ електроди між собою короткозамкнені), між електродами Мг і N2 дорівнювала нулю Різницю потенціалів ДІІкс вимірюють між вимірювальними електродами зонда і віддаленим від зонда електродом N У результаті вимірювання одержують уявний питомий опір породи рк що визначається по формулі де Іо - сила струму через центральний електрод Ао, К - коефіцієнт зонда, він береться таким, щоб в однорідному середовищі уявний питомий опір був рівним питомому Трьохелектродний зонд бокового каротажу (фіг 16, в) являє собою довгий циліндричний електрод, розділений ІЗОЛЯЦІЙНИМИ прошарками на три частини невеликої довжини центральний електрод Ао і два розташованих симетрично відносно нього і короткозамкнених між собою екранних електроди Аі і Аг Через центральний і екранні електроди пропускається струм однієї полярності і забезпечується рівність їхніх потенціалів Уявний питомий опір породи рк при вимірюванні трьохелектродним зондом також визначається по формулі Рк = к-ди к с /іо, (1) (1) При проведенні досліджень трьохелектродним чи семиелектродним зондом бокового каротажу в результаті впливу поля екранних електродів струм, що виходить з центрального електрода на значній відстані поширюється шаром, перпендикулярним осі свердловини товщиною, приблизно рівною довжині центрального електрода Внаслідок цього вплив свердловини і вміщаючих порід позначається на результатах вимірів значно менше, ніж при звичайних зондах Таким чином, ВІДМІННОЮ рисою зонда бокового каротажу є застосування фокусування струму, що значно поліпшує результати вимірювання у порівнянні зі звичайними зондами Фокусування струму досягається за 00 (О 62298 рахунок того, що живлення електродів зондового тонними ділянками, на яких різниця напруги між пристрою виконується змінним струмом і при цьоними змінює знак Вимірювання опору виконують у му на центральний (вимірювальний) електрод Ао і момент дотримання умови фокусування струму екранні електроди Аі і Аг подається однаковий центрального електрода потенціал Це досягається одним з наступних споНа фіг 1 зображено традиційні (ВІДОМІ) систесобів ми фокусування струму в апаратурі бокового каротажу семиелектродного (а) і трьохелектродного 1 Сила струму через екранні електроди авто(б, в) , де Г - генератор змінного струму живлення матично регулюється так, щоб різниця потенціалів центрального електроду, АК - схема автоматичноміж центральним і екранним електродами дорівго регулювання сили струму через екранні електнювала 0 (фіг 16) роди (автокомпенсатор), П1 - підсилювач потенці2 Вимірювальний електрод через невеликий алу ДІІкс електродів зонда, П2 - підсилювач опір приєднується до екранних електродів (фіг 1 в) струму Іо через центральний електрод зонда, РП ВІДОМІ способи мають ІСТОТНІ недоліки реєструючий прилад для запису кривої опору, НБ у першому випадку на точність вимірів вплиназемний блок ває форма напруги живлення (нелінійні спотворення ) і зсув фаз між напругою, що подається на На фіг 2 зображено спосіб фокусування струцентральний і екранні електроди Це у свою чергу му в апаратурі бокового каротажу, що заявляєтьвисуває жорсткі вимоги до джерела живлення, ся, де а - семиелектродний зонд, б - трьохелектзондових пристроїв і схеми автокомпенсатора, за родний зонд, НБ - наземний блок, БВ - блок допомогою якого регулюється напруга на екранних вимірювання, ДЖ1, ДЖ2 - джерела живлення, СП електродах, схема порівняння у другому випадку (коли фокусування струму На фіг 3 зображено діаграми зміни у часі надосягається за рахунок приєднання центрального пруг ІІм на центральному та U6 на екранних елекелектрода до екранного через опір), похибка вимітродах ру істотно залежить від точності фокусування Досягнення технічного результату можливе, струму зондового пристрою - різниці потенціалів наприклад, шляхом підключення у якості джерел між центральним і екранним електродами Чим живлення ДЖ1 та ДЖ2 (фіг 2) зарядженого конменше ця різниця, тим точніше фокусування струденсатора, що потім розряджується струмом елекму і менше похибка виміру Виходячи з цих вимог трода При цьому швидкість зміни напруги на одопір між вимірювальним і екранним електродами ному з електродів явно більше, ніж на іншому повинен бути мінімальним Але зі зменшенням Напруга імпульсу, амплітуда якого більше ІІБ, величини цього опору зменшується сигнал струму швидше міняється в часі, ніж напруга імпульсу ІІм, центрального електрода, що у свою чергу також що подається на другий електрод (фіг 3) До центведе до похибки виміру рк рального й екранного електродів підключена схема порівняння напруг (СП), наприклад компаратор, Метою пропонованого винаходу є підвищення що видає сигнал у той момент, коли напруга на точності вимірів при проведенні каротажу методом електродах вирівнюється (для приладу із семиБК і БМК, спрощення електричної схеми апаратуелектродним зондом ця схема підключається між ри, яка реалізує метод, підвищення за рахунок вимірювальними електродами М1М2 - N1N2) За цього и надійності, зменшення габаритів електрисигналом схеми порівняння, у момент дотримання чної схеми і споживаної потужності що є одним з умови фокусування струму центрального електронайважливіших факторів для термостійкої апарада, блоком вимірювання (БВ) вимірюється струм тури для дослідження глибоких свердловин центрального електрода і напруга між ним і віддаТехнічний результат полягає у вдосконаленні леним електродом N способу фокусування струму центрального електрода, умовою якого є те, що на центральний і екДжерела інформації ранні електроди подається однаковий потенціал 1 Комаров С Г Геофизические методы иссзмінного струму У пропонованому способі на ледования скважин - М Гостоптехиздат, 1963 С центральний і екранні електроди подають імпуль9-96 си, форма напруги яких характеризується моно 62298 Фіг 2 Комп'ютерна верстка М Клюкш Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119