Спосіб тризондового електричного бокового каротажу

Реферат: UA 108880 U UA 108880 U 5 Корисна модель належить до області геофізичних досліджень свердловин, зокрема електричних досліджень природних і техногенних геологічних середовищ через інженерногеологічні, гідрогеологічні, екологічні та інші свердловини, в тому числі і моніторингові, і призначена для визначення геоелектричних параметрів пластів, що їх складають (питомий електричний опір (ПЕО) різних частин кожного пласта та інших параметрів). Відомі способи багатозондового електричного бокового каротажного зондування (каротажу), які використовуються на практиці для визначення геоелектричних параметрів пластів [1], засновані на вимірі уявного електричного опору (УЕО) за допомогою формули: K U, I (1) 10 15 20 25 30 35 де  - УЕО, Ом·м; I - вимірюваний струм, А; U - вимірювана напруга, В; K - геометричний коефіцієнт, що визначається виключно геометрією зонду, м. За визначеним УЕО визначають ПЕО різних частин кожного пласта [1]. Використання такого способу дозволяє визначати кількість геоелектричних параметрів кожного пласта, що дорівнює кількості зондів. Для розв'язання сучасних задач геофізичного дослідження свердловин кількість зондів не повинна бути меншою трьох (для визначення трьох основних параметрів пластів-колекторів: ПЕО зони проникнення, діаметр зони проникнення, ПЕО зони пласта, неушкодженої буровим розчином) [2]. Прилади, в яких реалізований такий спосіб, складаються з електронного блока та конструкції зондової частини, що містить електроди, розділені між собою ізолюючими вставками. Для визначення необхідної кількості параметрів одночасно використовують декілька зондів, об'єднаних в один прилад (єдиний електродний блок, реєстратор, охоронний кожух та ін.) [2]. Як прототип корисної моделі нами вибрано спосіб бокового багатозондового каротажного зондування, реалізований у серійному приладі бокового каротажного зондування (БК3) [3], що містить послідовність градієнт-зондів, кожен з яких складається з пари вимірювальних електродів (що позначають Μ та Ν), між якими вимірюється різниця напруги, яка виникає внаслідок розташування на поверхні Землі оберненого струмового електрода (що позначають В) та на гнучкому кабелі прямого струмового електрода (що позначають А), між якими протікає струм I. Формули зондів: Α1,0Μ0,1Ν; Α2,0Μ0,5Ν; Ν0,5Μ2,0Α; Α4,0Μ0,5Ν (де цифри позначають відстань у метрах між парами електродів А, М та Μ, Ν відповідно). Вимірювальними параметрами є різниці напруги між парами вимірювальних електродів (М і N кожного градієнтзонду) U1, U2,…,U4 та струм між струмовими електродами, за якими за допомогою (1) визначаються різні значення УЕО: 4  K 4 40 45 50 55 U4 , i  1 ..., 4 , , I (2) де i - УЕО, Ом·м; I - струм, між струмовими електродами, А; Ui - напруга, між вимірювальними електродами кожного зонду, В; K - геометричний коефіцієнт, що визначається виключно геометрією зонду, м. Цей спосіб дозволяє розрахувати чотири значення ПЕО в діапазоні від 0,01 до 5000,00 Ом·м у розрізі свердловини. Прилад споряджено блоком реєстрації, який знаходиться на поверхні Землі і поєднаний з зондом за допомогою кабелю. Вибраний прототип має наступні недоліки. 1. Низька вертикальна (вздовж осі свердловини) роздільна здатність; 2. Низька радіальна (вздовж пласта) роздільна здатність; 3. Значний вплив параметрів свердловини (діаметр, ПЕО бурового розчину) на результати виміру; Задачею створення запропонованої корисної моделі є: - збільшення вертикальної роздільної здатності багатозондового каротажного зондування; збільшення радіальної роздільної здатності багатозондового каротажного зондування; - підвищення ефективності багатозондового каротажного зондування; - зменшення впливу параметрів свердловини на вимір. 1 UA 108880 U 5 10 15 20 Цю задачу досягнуто шляхом створення нового способу визначення параметрів пласта тризондовим електричним боковим каротажом. В основу корисної моделі поставлено вимір струму та потенціалу центрального електроду відносно віддаленого, для трьох різних значень відстані між ними. Виміри здійснюються послідовно для кожного положення приладу в свердловині. Виконується умова фокусування: струм центрального електроду обмежений струмом екранних електродів, що мають потенціал, рівний потенціалу центрального електрода відносно віддаленого (при кожному вимірі відповідно відносно потенціалу електродів В1, В2, В3). Схема приладу, в якому реалізовано спосіб запропонованої корисної моделі, приведена на фіг. 1, де цифрами позначено: 1 - центральний струмовий електрод А; 2 - екранний електрод А1; 3 - екранний електрод А1`; 4 - віддалений струмовий електрод В1; 5 - віддалений струмовий електрод В2; 6 - віддалений струмовий електрод В3. Відстані між серединами електродів А та В1, А та В2, А та В3 дорівнюють 5, 10 та 22 м відповідно. Така конструкція дозволяє вимірювати три незалежні величини УЕО, що дозволяє встановлювати просторовий розподіл ПЕО вздовж пласта без впливу параметрів свердловини на вимір, оскільки умова фокусування струму виконується для кожного з трьох вимірів. Вимірювані УЕО відповідно будуть: U i  K i i , i  1 2, 3 , , I 25 30 35 40 45 50 55 (3) де i - УЕО, Ом·м; I - струм центрального електроду, А; Ui - напруга, між електродом А та Ві, і=1,2,3, для кожного з трьох вимірів, В; K - геометричний коефіцієнт, що визначається виключно геометрією зонду, та відстанню між електродом А та електродами Ві, м. Реалізація такого способу, що дозволяє послідовно для кожного положення зонду в свердловині вимірювати три значення УЕО з високою вертикальною та радіальною роздільною здатністю та позбавлена впливу параметрів свердловини на вимір підвищує ефективність способу багатозондового електричного бокового каротажу. На фіг. 2 представлені каротажні діаграми (виміряний УЕО, Ом·м) зондів прототипу (фіг. 2. Крива 1- зонд Α1,0Μ0,1Ν; крива 2 - зонд Α2,0Μ0,5Ν; крива 3 - зонд Ν0,5Μ2,0Α; крива 4 - зонд Α4,0Μ0,5Ν) та зондів макетного зразка корисної моделі (фіг. 2. Крива 5 - підключено В1 при відключених В2, В3; крива 6 - підключено В2 при відключених В1, В3; крива 7 - підключено В3 при відключених В1, В2) для інтервалу свердловини Дніпровсько-Донецької западини. Результати отримані для макетного зразка корисної моделі кількісно і якісно точніше встановлюють геоелектричні параметри розрізу: мають кращу вертикальну роздільну здатність; на щільних пластах низького опору (інтервали 3802,0-3805,0 м; 3808,5-3809,0 м) криві 5,6,7 збігаються, а на пластах з проникненням - розбігаються. Технічним результатом корисної моделі є: 1) збільшення достовірності та ефективності багатозондового електричного бокового каротажу; 2) збільшення вертикальної та радіальної роздільної здатності способу, зменшення впливу параметрів свердловини на вимір; 3) розширення можливостей використання приладів, в яких реалізовано спосіб тризондового електричного бокового каротажу при розв'язанні геологічних та інженерних задач. Джерела інформації: 1. Дахнов В.Н, Электрические и магнитные методы исследования скважин. - М.: Недра, 1967.-368 с. 2. Технология исследования нефтегазовых скважин на основе ВИКИЗ. Методическое руководство /Под. ред. Эпов М.И., Антонов Ю.Н. Новосибирск: НИЦ ОИГГМ СО РАН, Издательство СО РАН, 2000. - 121 с. 2 UA 108880 U 3. Техническая инструкция по проведению геофизических исследований и работ приборами на кабеле в нефтяных и газовых скважинах I под. ред. Хаматдинова Р.Т., - Москва. Министерство Энергетики: "ГЕРС", 2002. - 270 с. 5 10 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб тризондового бокового електричного каротажу, який полягає у дослідженні електропровідності навколо свердловинного середовища шляхом виміру уявного електричного опору, який відрізняється тим, що для кожного положення зонду вимірюється три різних значення уявного електричного опору для трьох різних відстаней до оберненого електроду при збереженні умови фокусування струму центрального електроду, що забезпечує можливість різноглибинного дослідження питомого електричного опору вздовж пласта і дозволяє збільшити вертикальну роздільну здатність вздовж осі свердловини без впливу параметрів свердловини на вимір. 3 UA 108880 U Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4