Спосіб симетричного бокового багатозондового каротажного зондування

Реферат: UA 81172 U UA 81172 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Корисна модель належить до геофізичних досліджень свердловин, зокрема електричних досліджень природних і техногенних геологічних середовищ через інженерно-геологічні, 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 пласту та інших параметрів). Відомі способи бокового багатозондового каротажного зондування, які використовуються на практиці для визначення геоелектричних параметрів пластів [1], засновані на вимірі уявного електричного опору (УЕО) за допомогою формули: U (1)   K , де I  - 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 пласту [1]. Використання такого способу дозволяє визначати кількість геоелектричних параметрів кожного пласту, 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 пласту, 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]. За прототип корисної моделі вибрано спосіб бокового багатозондового каротажного зондування, реалізований у серійному приладі бокового каротажного зондування (БК3) [3], що містить сім 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: Α0,4Μ0,1Ν; Α1,0Μ0,1Ν; Α2,0Μ0,5Ν; Ν0,5Μ2,0Α; Α4,0Μ0,5Ν; Α6,0Μ0,5Ν; Α8,0Μ1,0Ν (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 градієнт-зонду) U1,U2,…,U7 та струм між струмовими електродами, за якими за допомогою (1) визначається сім різних УЕО: U (2)  i  K i i , i  1 7 , де ,..., I i - УЕО, Ом·м; I - струм, між струмовими електродами, А; U i - напруга, між вимірювальними електродами кожного зонду, В; K - геометричний коефіцієнт, що визначається виключно геометрією зонду, м. Цей спосіб дозволяє розрахувати сім значень ПЕО діапазоном від 0,01 до 5000,00 Ом·м у розрізі свердловини. Прилад оснащено блоком реєстрації, який знаходиться на поверхні Землі і поєднаний з зондом за допомогою кабелю. Вибраний прототип має наступні недоліки. 1. Низька вертикальна (вздовж вісі свердловини) роздільна здатність; 2. Низька радіальна (вздовж пласту) роздільна здатність; 3. Значний вплив параметрів свердловини (діаметр, ПЕО бурового розчину) на результати виміру; Задача корисної моделі полягає: - в збільшенні достовірності бокового багатозондового каротажного зондування; - підвищенні ефективності бокового багатозондового каротажного зондування; - вертикальної та радіальної роздільної здатності способу, зменшенні впливу параметрів свердловини на вимір; - розширенні можливостей використання приладів, в яких реалізовано спосіб бокового багатозондового каротажного зондування при розв'язанні геологічних та інженерних задач. Поставлена задача вирішується створенням нового способу симетричного бокового багатозондового каротажного зондування. 1 UA 81172 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 В основу корисної моделі поставлена задача використання симетрично розташованих, відносно прямого струмового електроду А, пар вимірювальних електродів, кожна з яких утворює окремий градієнт-зонд, таким чином, що кожен дальній вимірювальний електрод одного зонду є ближнім вимірювальним електродом наступного зонду. Таким чином можна встановити розподіл потенціалу вздовж свердловини і тим самим позбутись невизначеності в його величині, що дозволяє збільшити вертикальну та радіальну роздільну здатність, зменшити вплив параметрів свердловини на вимір. Схема приладу, в якому реалізовано спосіб запропонованої корисної моделі приведена на фіг. 1, 2 де цифрами позначено: 1 - прямий струмовий електрод А; 2 - ізолятори; 3 - вимірювальні електроди; 4 - каротажний кабель; 5 - наземний блок реєстрації. Формули зондів відповідно є: Α0,3Μ0,1Ν; Α0,4Μ0,2Ν; Α0,6Μ0,3Ν; A0,9M0,4N; A1,3M0,5N; A1,8M0,5N; A2,3M0,5N; N0,5M2,3A; N0,5M1,8A; N0,5M1,3A; N0,4M0,9A; N0,3M0,6A; N0,2M0,4A; N0,1M0,3A (де цифри позначають відстану метрах між парами електродів А, М та Μ, Ν відповідно). Така конструкція дозволяє вимірювати 14 незалежних величин УЕО та встановлювати потенціал вздовж свердловини і відповідно встановлювати геоелектричні параметри навколо свердловинного середовища. Реалізація такого способу, що дозволяє одночасно вимірювати чотирнадцять різних УЕО з високою вертикальною та радіальною роздільною здатністю та позбавлена впливу параметрів свердловини на вимір підвищує ефективність способу бокового багатозондового каротажного зондування. На фіг. 3 представлені діаграми показань, (виміряний УЕО, Ом·м) зондів прототипу (фіг. 3а) та зондів макетного зразка корисної моделі (фіг. 3б), для інтервалу свердловини ДніпровськоДонецької западини. Результати для макетного зразка корисної моделі представлені в такий спосіб: дані вимірів кожної пари симетричних зондів, відповідно: Α0,3Μ0,1Ν та Ν0,1Μ0,3Α; Α0,4Μ0,2Ν та Ν0,2Μ0,4Α; Α0,6Μ0,3Ν та Ν0,3Μ0,6Α; Α0,9Μ0,4Ν та Ν0,4Μ0,9Α; Α1,3Μ0,5Ν та Ν0,5Μ1,3Α; Α1,8Μ0,5Ν та Ν0,5Μ1,8Α; Α2,3Μ0,5Ν та Ν0,5Μ2,3 А сумувались і ділились на два. На фіг. 3 видно, що результати макетного зразка корисної моделі значно перевищують відповідні результати для БКЗ (за диференціацією пластів, за чутливістю, за вертикальною роздільною здатністю), крім того, як засвідчує додаткова інформація (відбір керну) на цьому інтервалі відсутні пласти за зміною ПЕО вздовж пласту, і всі зонди способу бокового багатозондового каротажного зондування повинні показувати однакові значення, чого не має для зондів прототипу і що має місце для зондів макетного зразка корисної моделі внаслідок високої вертикально та радіальної роздільної здатності, відсутності впливу параметрів свердловини на вимір. Технічним результатом корисної моделі є: 1) збільшення достовірності бокового багатозондового каротажного зондування; 2) підвищення ефективності бокового багатозондового каротажного зондування; 3) збільшення вертикальної та радіальної роздільної здатності способу, зменшення впливу параметрів свердловини на вимір; 4) розширення можливостей використання приладів, в яких реалізовано спосіб бокового багатозондового каротажного зондування 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. 3. Техническая инструкция по проведению геофизических исследований и работ приборами на кабеле в нефтяных и газовых скважинах / под. ред. Хаматдинова Р.Т., - Москва. Министерство Энергетики: "ГЕРС", 2002.-270 с. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 60 Спосіб бокового багатозондового каротажного зондування, який полягає у дослідженні електропровідності навколо свердловинного середовища шляхом виміру уявного електричного 2 UA 81172 U 5 опору, який відрізняється тим, що вимірювальні електроди градієнт-зондів розташовують симетрично відносно єдиного прямого струмового електроду, таким чином, щоб дальній вимірювальний електрод одного з зондів був ближнім вимірювальним наступного, з можливістю встановлення потенціалу вздовж свердловини, та з можливістю збільшити вертикальну роздільну здатність вздовж осі свердловини та роздільну здатність вздовж пласту без впливу параметрів свердловини на вимір. 3 UA 81172 U Комп’ютерна верстка М. Ломалова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4