Метод бокового каротажа (стр. 2 из 4)
Метод БК используется при сопоставлении разрезов скважин; расчленении разрезов; определение удельного сопротивления пласта, в отдельных случаях - удельного сопротивления зоны проникновения.
Рекомендуется для применения в скважинах, где обычные зонды не дают удовлетворительных результатов, в частности, для скважин с сильно минерализованным буровым раствором и при большом удельном сопротивлении изучаемых пластов.
Зонд БК-8 с малой глубиной исследования регистрирует показания, передаваемые с малых электродов на цифровое устройство индукционного каротажа. По принципу действия сходен с устройством БК-7, за исключением более коротких расстояний между электродами. Толщина токового пучка I0 составляет 36 см, а расстояние между двумя токовыми электродами немногим меньше 1м. Электрод обратного тока расположен сравнительно близко от A0. Благодаря такой компоновке прибор БК-8 даёт хорошее расчленение в вертикальной плоскости, но на его показания параметры скважины и зоны проникновения влияют сильнее, чем в приборах БК-7 и БК-3.
Показания БК-8 регистрируются вместе с показаниями индукционного каротажа в логарифмическом масштабе.
Поскольку на результаты измерений зондов электрического каротажа оказывают влияние глинистая корка, зона проникновения и незатронутый проникновением пласт, для определения rп пласта необходима комбинация результатов нескольких измерений с различной глубинностью. Это осуществляется приборами бокового каротажа, которые записывают одновременную кривую ГК.
Показания каждого зонда двойного БК записываются поочерёдно. Для их обработки нужны также измерения зондом с сферической фокусировкой, необходимые для определения rзп. Одновременно с сопротивлением записывается кривая ГК или ПС.
Глубинность исследования зондом LLa (глубокий зонд) больше, чем у зондов БК-7 и БК-3. Зонд LLs (БК с малой глубиной) использует те же электроды чтобы получить токовый пучок толщиной 61 см (как и у LLa), но глубинность исследования у него меньше, чем у зонда БК-7, но больше чем у БК-8.
1.6 Прибор БК со сферической фокусировкой
(SFL)
В однородной изотропной среде эквипотенциальные поверхности электрического поля точечного источника представляют собой сферы. Если же происходит отклонение от сферической модели, что может быть вызвано присутствием скважины, полученные данные могут быть исправлены с помощью исходных (расчётных) графиков. В приборе SFL, наоборот, использованы фокусирующие токи, чтобы принудительно приблизить эквипотенциальные поверхности для широкого ряда диаметров скважин. Влияние скважины практически устанавливается при d£ 25см. Во всех случаях, кроме предельных, наибольшая чувствительность прибора соответтвует зоне проникновения.
С помощью зондов этого типа измереяется удельное сопротивление прилегающей к стенке скважины части пласта.
На башмаке из изоляционного материала на стороне, обращёной к стенке скважины, монтируют небольшой зонд, сотоящий из центрального основного A0 и трёх кольцевых электродов - двух (M и N) измерительных и внешнего А1 экранирующего.
Расстояние между кольцевыми электродами 1,25- 2,5 см, электрод A1 обычно образован совокупностью небольших электродов, центры которых расположены по окружности.
Принцип действия установки такой же, как и установки семиэлектродного бокового каротажа, вариантом которой он является.
1.8 Псевдогеометрические факторы
Геометрический фактор может быть представлен как часть общего сигнала, возникающего в объёме со специфичной геометрической ориентацией по отношению к измерительному зонду в бесконечной однородной среде.
ЕЕдинственными геофизическими приборами, к которым применимо это понятие, являются приборы индукционного каротаж, так как только у них измерения не зависят о тизменения rзп/rп. Для других приборов с целью сравнительной оценки используется понятие псевдогеометрического фактора.
Совокупность псевдогеометрических факторов для приборов БК-7 и Бк-3 показана на рис 3 . кажущееся сопротивление rк, измеряемое при БК в мощных пластах, может быть представлено формулой:
,где J(ai) - псевдогеометрический фактор.
Следует подчеркнуть, что псевдогеометрический фактор для приборов электродного типа применим в основном для сопоставления результатов измерений, полученных приборами с различной глубинностью. Его использование менее обосновано, чем введение других поправок в показания БК.
2. Принципиальная схема аппаратуры бокового каротажа
Для питания токовых электродов зонда бокового каротажа так же, как и в случае обычных зондов, применяется переменный ток.
Необходимость автоматически регулировать соотношение сил токов питания основного и экранных электродов так, чтобы напряжение между измерительными электродами M1 и N1 (или основным и экранным электродами трёхэлектродного зонда) было равно нулю, значительно усложняет схему бокового каротажа. При обычно осуществляемой стабилизации тока питания I0 основного электрода такое регулирование сводится к питанию экранных электродов током, сила которого изменяется с соблюдением указанного условия.
В схеме с автокомпенсатором (рис 4) экранные электроды питаются с выхода его. Сила тока регулируется напряжением, возникающим между электродами M1 и N1 (или между основным и экранными электродами трёхэлектродного зонда). При появлении между электродами M1 и N1 напряжение сила тока на выходе автокомпенсатора изменяется так, чтобы это напряжение было скомпенсировано. Компенсация неполная; напряжение между электродами M1 и N1 отличается от нуля на небольшую величину, необходимую для поддержания тока требуемой силы через экранные электроды; однако благодаря большому коэффициенту усиления автокомпенсатора отклонения напряжения от нулевого не велико и не приводит к большой погрешности в результатах.
В аппаратуре реализована схема с делением один на другой сигналов, пропорциональных потенциалу электродов зонда и токов, проходящему через основной электрод (DUКС/I0). Для передачи сигналов по одножильному бронированному кабелю применена телеизмерительная система с частотным разделением каналов и частотной модуляцией сигналов.
Электроды зонда питаются переменным током частотой 400 Гц от стабилизированного генератора Г, находящегося на поверхности. Равенство потенциалов всех электродов достигается соединением основного электрода A0 с экранными через малый резистор r (сопротивление 0,01Ом). Пропорциональное току I0 напряжение на резисторе r усиливается усилителем У и поступает на модуляторы (частотные преобразователи) ЧМ1 и ЧМ2. Напряжение DUКС между электродами зонда и удалённым электродом N также преобразуется аналогичным частотным модулятором ЧМЗ. На выходе каждого модулятора получается напряжение переменного тока, частота которого в несколько раз больше частоты преобразуемого (модулирующего) напряжения и изменяется пропорционально его величине. Выходные сигналы модуляторов отличаются один от другого по частоте (приблизительно в 2 раза), благодаря чему образуются три измерительных канала, разделяемых по частотному признаку.
Для измерения I0 используются два канала вследствие большого диапазона изменения величин I0. Для перекрытия всего диапазона один из каналов имеет в 10 раз меньшую чувствительность, чем другой.
Сигналы частотных модуляторов (канальные сигналы) суммируются и усиливаются выходным усилителем ВУ, а с него по каротажному кабелю передаются на поверхность.
В наземной части аппаратуры суммарный сигнал, пришедший из скважинного прибора, разделяется канальным полосовыми фильтрами ПФ. Разделённые по каналам сигналы затем детектируются частотными детекторами ЧД1-ЧД3 (выделяется исходное модулирующее напряжение переменного тока частотой 400Гц) и выпрямляются фазочувствительными выпрямителями ФЧВ1-ФЧВ3. Выпрямленное напряжение из канала DUКС и одного из каналов I0 поступает на устройство ДУ, при помощи которого производится деление DUКС на I0. Подключение первого или второго каналов I0 у делящему устройству ДУ осуществляется автоматически в зависимости от величины напряжения в первом чувствительном канале. Если оно больше определённого уровня, то подключается второй грубый канал. Получаемое в результате деления напряжение подаётся на каротажный регистратор КР, записывающий кривую сопротивления.
Схема скважинного прибора питается постоянным и переменным током от блока питания БП, включённого в цепь тока электродов зонда.
Зонд аппаратуры АБК-Т имеет следующие размеры: длина основного электрода 0,17 м, общий размер 3,2 м, диаметр 0,07 м.
Электрическое поле зонда бокового каротажа показано на рис . Токовые линии проходящие чрез точки O1 и O2, являются граничными; эти линии отделяют слой, в котором распространяются выходящие из основного электрода токовые линии, от остальной среды, где проходят токовые линии из экранных электродов A1 и A2.
Вблизи зонда толщина слоя, в котором распространяются выходящие из основного электрода токовые линии, остаётся более менее постоянной; на некотором расстоянии от зонда толщина слоя постепенно увеличивается. Чем больше общая длина зонда, тем больше расстояние на котором сохраняется постоянство толщины слоя.
3.1 Семиэлектродный боковой каротаж.
Электрическое поле семиэлектродного бокового каротажа представляет собой сумму полей трёх электродов - одного основного и двух экранных. Для подсчёта кажущегося сопротивления для семиэлектродного зонда бокового каротажа в общем случае необходимо определить поле каждого токового электрода в отдельности; при этом сила тока через экранные и основной электроды должна удовлетворять условию, что составляющая напряжённости поля по оси скважины в области расположения измерительных электродов и в особенности условие, накладываемое на определение силы экранного тока, в случае пластов конечной мощности сильно усложняет решение задачи.