RU2614853C2 - Method of inductive logging from cased wells and device for its implementation - Google Patents

Method of inductive logging from cased wells and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2614853C2
RU2614853C2 RU2015107806A RU2015107806A RU2614853C2 RU 2614853 C2 RU2614853 C2 RU 2614853C2 RU 2015107806 A RU2015107806 A RU 2015107806A RU 2015107806 A RU2015107806 A RU 2015107806A RU 2614853 C2 RU2614853 C2 RU 2614853C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
current
magnetic induction
jmbz
conductive
casing
Prior art date
Application number
RU2015107806A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015107806A (en
Inventor
Александр Николаевич Ратушняк
Владимир Клавдиевич Теплухин
Анатолий Николаевич Наянзин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт геофизики им. Ю.П. Булашевича Уральского отделения Российской академии наук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт геофизики им. Ю.П. Булашевича Уральского отделения Российской академии наук filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт геофизики им. Ю.П. Булашевича Уральского отделения Российской академии наук
Priority to RU2015107806A priority Critical patent/RU2614853C2/en
Publication of RU2015107806A publication Critical patent/RU2015107806A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2614853C2 publication Critical patent/RU2614853C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: low-frequency electromagnetic field is excited in the environment with the help of harmonic currents in the system of two coaxial transmitter coils with opposing moments of different sizes conveyed within the well studied, and host rock electrical resistance value is determined. Location of the system of two transmitting coils and their moments are chosen so that the measured current -antiphase squaring of the magnetic induction (JmBz) axial component, created by the current in the transmitting coils, placed in a conductive casing string in non-conductive medium, was compensated (close to zero). If the host medium is conductive (rocks), the JmBz component of the magnetic induction will be uncompensated (different from zero) by the induction field in the conducting medium. The magnitude and frequency of the JmBz component behavior determine the value of the host rock electrical resistance.
EFFECT: improved accuracy of medium resistance determination in the cased well annulus during geophysical studies.
2 cl, 4 dwg

Description

Предлагаемые способ и устройство относятся к области геофизических исследований на переменном токе, возбуждаемом индуктивным способом в условиях обсаженных промысловых геологоразведочных скважин, и предназначены для определения удельного электрического сопротивления вмещающих горных пород в заколонном пространстве.The proposed method and device relate to the field of geophysical research on alternating current excited by an inductive method in a cased field exploration well, and are designed to determine the electrical resistivity of the surrounding rocks in the annulus.

Область преимущественного применения - изучение геоэлектрических свойств пластов вмещающих горных пород за обсадной колонной скважины, продуктивных на углеводороды.The field of predominant application is the study of the geoelectric properties of the formations of the host rocks behind the casing of the well, productive for hydrocarbons.

Известен способ электрического каротажа, предложенный Альпиным Л.М. в 1939 г. [1] и развитый в работах Кауфмана А.А. [2, 3], и реализующая этот способ аппаратура ИНТЕХ-НЭК (ОАО НЛП ГЕРС), г. Тверь, ЭКОС-31-7М (ООО НППГТ «Геофизика», г. Пятигорск), ЭКРАН (ЗАО ПГО «Тюменьпромгеофизика») [4] и CHFR (Schlumberger) [5], в котором сопротивление вмещающих пород за обсадной колонной скважины определяют, измеряя падения напряжения от протекающего по железной трубе скважины электрического тока при помощи измерительных электродов, находящихся в непосредственном контакте с внутренней поверхностью трубы.A known method of electrical logging proposed by Alpin L.M. in 1939 [1] and developed in the works of A. Kaufman. [2, 3], and the INTECH-NEC equipment implementing this method (NLP GERS OJSC), Tver, EKOS-31-7M (NPPTT Geofizika LLC, Pyatigorsk), SCREEN (Tyumenpromgeofizika PGO CJSC) [ 4] and CHFR (Schlumberger) [5], in which the resistance of the host rocks behind the casing of the well is determined by measuring the voltage drop from the electric current flowing through the iron pipe of the well using measuring electrodes in direct contact with the inner surface of the pipe.

Способу электрического каротажа присущи существенные недостатки.The electrical logging method has significant disadvantages.

В способе электрического каротажа [1, 7] используются зонд, состоящий из токовых и измерительных электродов. В процессе проведения исследования прибор посредством скважинного питающего электрода создает в обсадной колонне ток, распространяющийся по колонне и замыкающийся на поверхностный электрод обратного знака. Поскольку типичное сопротивление пород примерно в 108 раз больше, чем сопротивление стальной обсадной колонны, то основная составляющая тока (более 99,99%) протекает по металлической колонне, в то время как небольшая часть (менее 0,01%) - по породам - шаговый потенциал именно этой компоненты тока измеряется несколькими (от 3 до 4) приемными электродами, контактирующими с обсадной колонной. Измеряемая разность потенциалов является чрезвычайно малой величиной и находится в диапазоне первых нановольт и их долей (10-9 В) [7].The electric logging method [1, 7] uses a probe consisting of current and measuring electrodes. During the study, the device through the borehole supply electrode creates a current in the casing string that propagates through the string and closes to the surface electrode of the opposite sign. Since the typical rock resistance is approximately 10 8 times greater than the resistance of the steel casing, the main current component (more than 99.99%) flows through the metal string, while a small part (less than 0.01%) flows through the rocks - the step potential of this particular current component is measured by several (from 3 to 4) receiving electrodes in contact with the casing. The measured potential difference is an extremely small value and is in the range of the first nanovolts and their fractions (10 -9 V) [7].

Широкое применение этой технологии ограничено: во-первых, требованием хорошего контакта питающих и приемных электродов с колонной, что очень сложно добиться в скважинах старого фонда, когда имеются значительные нарушения целостности колонны, особенно - в интервале перфорации; во-вторых, возможностью проведения только поточечных измерений с фиксированием блока измерительных датчиков в стволе скважины до 15 минут на каждой точке, что существенно увеличивает время исследований. При этом не учитываются значения сопротивлений зоны цементации и ряда переходных зон на пути тока, протекающего от питающих электродов в скважине к электроду, расположенному на поверхности земли.The widespread use of this technology is limited: firstly, by the requirement of good contact between the supply and receiving electrodes and the column, which is very difficult to achieve in the wells of the old foundation, when there are significant violations of the integrity of the column, especially in the perforation interval; secondly, the possibility of conducting only point-by-point measurements with fixing the block of measuring sensors in the wellbore up to 15 minutes at each point, which significantly increases the research time. This does not take into account the resistance values of the cementation zone and a number of transition zones on the path of the current flowing from the supply electrodes in the well to the electrode located on the surface of the earth.

В способе [8], который относится к наземным методам индуктивной электроразведки, возбуждают исследуемую среду переменным магнитным полем, создаваемым током, протекающим в соосных горизонтальных незаземленных, соединенных встречно-последовательно петлях. Геометрические размеры и число витков петель выбирают таким образом, чтобы вертикальная составляющая магнитной индукции в точке их общего центра на нижней частоте была скомпенсирована (равна нулю). Измеряя величины реальной и мнимой компонент вертикальной составляющей магнитной индукции на ряде более высоких частот, по их частотным характеристикам определяют удельное сопротивление и параметры вертикального разреза.In the method [8], which relates to ground based methods of inductive electrical prospecting, the medium under investigation is excited by an alternating magnetic field created by a current flowing in coaxial horizontal non-earthed loops connected in opposite directions. The geometric dimensions and the number of turns of the loops are chosen so that the vertical component of the magnetic induction at the point of their common center at the lower frequency is compensated (equal to zero). Measuring the values of the real and imaginary components of the vertical component of magnetic induction at a number of higher frequencies, the resistivity and parameters of the vertical section are determined by their frequency characteristics.

Основное достоинство способа [8] заключается в определении удельного сопротивления и параметров вертикального разреза по результатам измерений, выполняемых в условиях уменьшенного (скомпенсированного) влияния индукционных токов в горизонтальном приповерхностном хорошо проводящем слое, расположенном непосредственно вблизи точки измерений, который существенно влияет на качество получаемых результатов измерений.The main advantage of the method [8] is the determination of the resistivity and parameters of the vertical section according to the results of measurements performed under the reduced (compensated) effect of induction currents in a horizontal near-surface well-conducting layer located directly near the measurement point, which significantly affects the quality of the obtained measurement results .

Наиболее близким техническим решением является способ индукционного каротажа [6], взятый нами в качестве способа-прототипа. В способе-прототипе [6] сопротивление вмещающих пород за обсадной колонной скважины определяют по результату вычитания (subtracting) двух измерений осевой составляющей магнитной индукции, создаваемых гармоническим током различной частоты в последовательно (alternatively) включаемых двух соосных генераторных индуктивных катушках, расположенных выше и ниже измерительной катушки на нескольких частотах диапазона от 0,001 Гц и 20 Гц (п. 2).The closest technical solution is the method of induction logging [6], taken by us as a prototype method. In the prototype method [6], the resistance of the host rocks behind the casing of the well is determined by subtracting two measurements of the axial component of the magnetic induction created by a harmonic current of different frequencies in alternatively connected two coaxial generator inductance coils located above and below the measuring coils at several frequencies ranging from 0.001 Hz and 20 Hz (p. 2).

В способе-прототипе каждое из двух измерений осевой составляющей магнитной индукции, создаваемых гармоническим током в последовательно включаемых двух вертикальных генераторных катушках, содержит три слагаемых, убывающих по порядку величины: первое - поле, создаваемое током генераторной катушки в однородной среде (первичное магнитное поле тока), второе - поле от проводящей обсадной колонны и третье - поле от проводящих вмещающих пород. Вклад последнего слагаемого гораздо меньше слагаемого от проводящей обсадной колонны из-за высокой контрастности их удельных сопротивлений и существенно меньше первого слагаемого - первичного магнитного поля, создаваемого током генераторной катушки.In the prototype method, each of the two measurements of the axial component of the magnetic induction created by the harmonic current in two vertical generator coils connected in series, contains three terms decreasing in order of magnitude: the first is the field created by the current of the generator coil in a homogeneous medium (primary magnetic current field) the second is the field from the conductive casing and the third is the field from the conductive host rocks. The contribution of the last term is much smaller than that of the conductive casing because of the high contrast of their resistivities and significantly less than the first term - the primary magnetic field created by the current of the generator coil.

Существенным недостатком способа-прототипа является малая величина полезной (аномальной) части магнитного поля, содержащаяся в каждом из двух последовательных измерений поля от тока в генераторных катушках и в величине их разности. Определение величины удельного сопротивления пород по этому способу будет приводить к большим погрешностям.A significant disadvantage of the prototype method is the small value of the useful (abnormal) part of the magnetic field contained in each of two consecutive measurements of the field of current from the generator coils and the magnitude of their difference. The determination of the resistivity of rocks by this method will lead to large errors.

Новизна предложенного способа усматривается в том, что измерения магнитного поля, создаваемого токами внешнего источника, осуществляют в условиях, когда влияние проводящей обсадной колонны скомпенсировано (близко к нулю).The novelty of the proposed method is seen in the fact that measurements of the magnetic field generated by the currents of an external source are carried out under conditions when the influence of the conductive casing string is compensated (close to zero).

Цель предлагаемого технического решения - повышение точности определения удельного сопротивления вмещающих пород в заколонном пространстве обсаженных скважин путем компенсации влияния проводящей обсадной колонны.The purpose of the proposed technical solution is to increase the accuracy of determining the resistivity of the enclosing rocks in the annulus of cased holes by compensating for the effect of the conductive casing string.

Поставленная цель достигается тем, что в способе индукционного каротажа возбуждают электромагнитное поле в окружающей среде при помощи переменного гармонического тока в системе двух соосных генераторных катушек со встречными моментами различной величины, перемещаемых по исследуемой скважине, а по величине противофазной току осевой составляющей магнитной индукции на ряде частот, измеряемой с помощью измерительной катушки, находящейся на различном расстоянии от генераторных катушек, производят определение величины удельного электрического сопротивления вмещающих горных пород.This goal is achieved by the fact that in the induction logging method, an electromagnetic field is excited in the environment using an alternating harmonic current in a system of two coaxial generator coils with opposing moments of different sizes moving along the well under study, and the antiphase current value of the axial component of magnetic induction at a number of frequencies measured using a measuring coil located at different distances from the generator coils, determine the value of the specific electron Cesky resistance of enclosing rocks.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства, с помощью которого реализуется предлагаемый способ.In FIG. 1 shows a structural diagram of a device with which the proposed method is implemented.

Устройство содержит генераторное устройство 1, датчик тока 2, два излучателя - генераторная катушка 3 с моментом MZ1 и генераторная катушка 4 с моментом MZ2, размещенные соосно и соединенные встречно-последовательно к генераторному устройству, измерительная катушка магнитной индукции 5, усилитель сигнала 6, аналого-цифровой фазочувствительный измеритель 7 и регистрирующее устройство 8. Моменты катушек 3 MZ1 и 4 MZ2 встречные и направлены параллельно оси скважины. Момент измерительной катушки магнитной индукции 5 направлен по оси скважины.The device comprises a generator device 1, a current sensor 2, two emitters - a generator coil 3 with a moment M Z1 and a generator coil 4 with a moment M Z2 , placed coaxially and connected in opposite series to the generator device, a magnetic induction measuring coil 5, a signal amplifier 6, analog-to-digital phase-sensitive meter 7 and a recording device 8. Moments of coils 3 M Z1 and 4 M Z2 are opposite and directed parallel to the axis of the well. The moment of the measuring coil of magnetic induction 5 is directed along the axis of the well.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом. Электромагнитное поле в окружающем пространстве создают гармоническим током силой J и частотой ω, протекающим в генераторных катушках 3 и 4 со встречными моментами, параллельными оси скважины Z, с помощью генераторного устройства 1. Выходное напряжение с измерительной катушки 5 поступает через усилитель сигнала 6 в аналого-цифровой преобразователь 7, в котором с помощью сигнала датчика тока 2 осуществляется определение амплитуды и фазы осевой составляющей магнитной индукции и далее в устройство 8, регистрирующее величину противофазной току осевой составляющей магнитной индукции JmBz.The proposed method is implemented as follows. An electromagnetic field in the surrounding space is created by a harmonic current with a force J and frequency ω flowing in the generator coils 3 and 4 with counterpropagating moments parallel to the axis of the well Z, using the generator device 1. The output voltage from the measuring coil 5 is fed through an signal amplifier 6 to an analog a digital converter 7, in which, using the signal of the current sensor 2, the amplitude and phase of the axial component of the magnetic induction are determined and then to the device 8, which records the magnitude of the antiphase current the axial component of the magnetic induction JmBz.

Расстояния L1 и L2 от генераторных катушек 3 и 4 до измерительной катушки 5 и величины их встречных моментов MZ1 и MZ2 подобраны таким образом, чтобы измеряемая величина противофазной току осевой составляющей магнитной индукции JmBz устройства, помещенного в обсадную проводящую колонну в непроводящей среде, была скомпенсирована (близка к нулю).The distances L 1 and L 2 from the generator coils 3 and 4 to the measuring coil 5 and the values of their counter moments M Z1 and M Z2 are selected so that the measured value of the antiphase current of the axial component of the magnetic induction JmBz of the device placed in a casing in a non-conductive medium was compensated (close to zero).

Компенсацию влияния проводящей обсадной колонны проводят при предварительной калибровке устройства, помещенного внутрь обсадной колонны, находящейся в воздухе, либо в интервал обсаженной скважины с высокоомными породами (с удельным сопротивлением пород >100 Ом⋅м). Помещая установку в исследуемую скважину с обсадной колонной, за счет индукции и возникновения вихревых токов во вмещающей проводящей среде измеряемая величина JmBz будет отличаться от нуля.Compensation for the effect of the conductive casing string is carried out during preliminary calibration of the device placed inside the casing string in the air or in the interval of a cased well with high resistance rocks (with resistivity> 100 Ohm⋅m). By placing the installation in the well with the casing being studied, due to the induction and the occurrence of eddy currents in the host conducting medium, the measured value of JmBz will be different from zero.

На фиг. 2-4 представлены материалы, поясняющие принцип реализации предлагаемого технического решения.In FIG. 2-4 presents materials explaining the principle of implementation of the proposed technical solution.

Для определения удельного электрического сопротивления пород в заколонном пространстве обсаженной скважины используется несимметричная установка из двух соосных генераторных катушек с различными моментами встречного направления MZ1≠-MZ2. В точке измерений N, расположенной на этой же оси на различном расстоянии L1≠L2 от генераторных катушек, измеряется осевая составляющая магнитной индукции, противофазная току JmBz (фиг. 1). Моменты MZ1 и MZ2, а также расстояния L1 и L2 подобраны так, чтобы измеряемая величина противофазной току осевой составляющей магнитной индукции JmBz устройства, помещенного внутрь обсадной колонны, находящейся в воздухе, была скомпенсирована (равна нулю).To determine the electrical resistivity of the rocks in the annulus of the cased hole, an asymmetric installation of two coaxial generator coils with different angular directions M Z1 ≠ -M Z2 is used . At the measuring point N, located on the same axis at different distances L 1 ≠ L 2 from the generator coils, the axial component of the magnetic induction is measured, which is antiphase to the current JmBz (Fig. 1). The moments M Z1 and M Z2 , as well as the distances L 1 and L 2 are selected so that the measured value of the antiphase current of the axial component of the magnetic induction JmBz of the device placed inside the casing in the air is compensated (equal to zero).

Параметры расчетов: сила тока J=1 А, радиусы катушек 3 и 4 0,05 м, разносы L1=0,1 м и L2=0,5 м, обсадная колонна: наружный диаметр D=0,15 м, удельное электрическое сопротивление ρ=5⋅10-6 Ом⋅м, толщина h=0,01 м (продольная проводимость S=h/ρ≈2⋅103 См); величины удельных электрических сопротивлений вмещающих горных пород ρ от 5 до 50 Ом⋅м (шифр кривых), пространство скважины, где расположен скважинный прибор, является диэлектриком (ρ=∞ Ом⋅м), диапазон частот ƒ=0,1÷10 кГц.Calculation parameters: current strength J = 1 A, coil radii 3 and 4 0.05 m, spacing L 1 = 0.1 m and L 2 = 0.5 m, casing: outer diameter D = 0.15 m, specific electrical resistance ρ = 5⋅10 -6 Ohm⋅m, thickness h = 0.01 m (longitudinal conductivity S = h / ρ≈2⋅10 3 cm); the specific electrical resistivity of the host rocks ρ is from 5 to 50 Ohm⋅m (curve code), the space of the well where the downhole tool is located is a dielectric (ρ = ∞ Ohm⋅m), the frequency range is ƒ = 0.1 ÷ 10 kHz.

Различия амплитуд частотных кривых JmBz на фиг. 2 обусловлены различными удельными электрическими сопротивлениями вмещающих горных пород в заколонном пространстве обсаженной скважины. Частоты, соответствующие экстремальным величинам JmBz, определяются только характеристиками обсадной колонны: диаметром D, толщиной h и ее удельным электрическим сопротивлением. Как видно из фиг. 2, предлагаемый способ с использованием несимметричной установки позволяет определять удельное электрическое сопротивление вмещающих горных пород за обсадной колонной скважины по экстремальным значениям величин осевой составляющей магнитной индукции JmBz, измеряемой на ряде частот.The differences in the amplitudes of the frequency curves JmBz in FIG. 2 are due to different electrical resistivities of the enclosing rocks in the annulus of the cased hole. The frequencies corresponding to the extreme values of JmBz are determined only by the characteristics of the casing: diameter D, thickness h and its specific electrical resistance. As can be seen from FIG. 2, the proposed method using an asymmetric installation allows you to determine the electrical resistivity of the surrounding rocks behind the casing of the well from the extreme values of the axial component of the magnetic induction JmBz, measured at a number of frequencies.

Для определения горизонтальных границ сред с различными удельными электрическими сопротивлениями через обсадную колонну скважины используется симметричная установка из двух соосных генераторных катушек с равными моментами встречного направления MZ1=-MZ2. В точке измерений N, расположенной на этой же оси на равном расстоянии L1=L2 от генераторных катушек измеряется осевая составляющая магнитной индукции, противофазная току JmBz (фиг. 1). Особенностью поля, создаваемого симметричной питающей установкой, является отсутствие Bz составляющей магнитной индукции, измеряемой на оси скважины, от электрических неоднородностей в виде цилиндрически-неоднородных слоев из-за симметрии электромагнитного поля, поскольку магнитное поле в точке N, создаваемое током в первой катушке, скомпенсировано встречным магнитным полем, создаваемым током во второй катушке со встречным моментом.To determine the horizontal boundaries of the media with different electrical resistivities through the casing of the well, a symmetric installation of two coaxial generator coils with equal moments of the opposite direction M Z1 = -M Z2 is used . At the measuring point N, located on the same axis at an equal distance L 1 = L 2 from the generator coils, the axial component of the magnetic induction is measured, which is out of phase with the current JmBz (Fig. 1). A feature of the field created by the symmetric feed unit is the absence of the Bz component of magnetic induction, measured on the axis of the well, from electrical inhomogeneities in the form of cylindrical-inhomogeneous layers due to the symmetry of the electromagnetic field, since the magnetic field at point N created by the current in the first coil is compensated counter magnetic field created by the current in the second coil with a counter moment.

При наличии горизонтальных границ раздела сред с различными удельными сопротивлениями перемещение установки по скважине из среды с удельным сопротивлением ρ0 в среду с удельным сопротивлением ρ1 приводит к раскомпенсации поля вблизи границы сред и появлению JmBz составляющей магнитного поля, величина и направление которой зависит от моментов Mz1 и Mz2, частоты f, разноса 2L и контрастностей сред по удельному электрическому сопротивлению ρ10.In the presence of horizontal interfaces between media with different resistivities, moving the installation along the well from a medium with resistivity ρ 0 to a medium with resistivity ρ 1 leads to field uncompensation near the media boundary and the appearance of a magnetic field component JmBz, the magnitude and direction of which depends on the moments M z1 and M z2 , frequency f, separation 2L and media contrasts in electrical resistivity ρ 1 / ρ 0 .

На фиг. 3 представлены кривые JmBz по оси Z, пересекающей горизонтальный контакт пород с различными удельными сопротивлениями. Параметры установки: L1=L2=L=0,5 м, частоты f=0,7, 1 кГц, модули моментов контуров |Μz1|=|Μz2|=1 A*м2; величины удельных электрических сопротивлений пород ρ0=10 Ом⋅м, ρ1=50 Ом⋅м. Из графиков, представленных на фиг. 3, следует, что контакт сред с различным удельным электрическим сопротивлением можно определить по положению точки минимума JmBz с учетом полуразноса установки L. При обратном соотношении удельных электрических сопротивлений сред кривые JmBz имеют обратные знаки, т.е. зеркально отраженный относительно границы раздела сред вид. Как видно из фиг. 3, предлагаемый способ с использованием симметричной питающей установки позволяет определять за обсадной колонной скважины горизонтальные границы горных пород, обладающие различными удельными электрическими сопротивлениями, по поведению осевой составляющей магнитной индукции JmBz, измеряемой вдоль оси скважины.In FIG. Figure 3 shows the JmBz curves along the Z axis intersecting the horizontal contact of rocks with different resistivities. Installation parameters: L 1 = L 2 = L = 0.5 m, frequencies f = 0.7, 1 kHz, moduli of the moments of the contours | Μ z1 | = | Μ z2 | = 1 A * m 2 ; the values of specific electrical resistances of rocks ρ 0 = 10 Ohm⋅m, ρ 1 = 50 Ohm⋅m. From the graphs shown in FIG. 3, it follows that the contact of media with different electrical resistivity can be determined by the position of the minimum point JmBz taking into account the half-spacing of the installation L. With an inverse ratio of electrical resistivity of the media, the JmBz curves have opposite signs, i.e. a view mirrored relative to the interface. As can be seen from FIG. 3, the proposed method using a symmetric feed unit allows determining horizontal rock boundaries with different specific electrical resistances behind the casing string from the behavior of the axial component of magnetic induction JmBz measured along the borehole axis.

На фиг. 4 представлены результаты физического моделирования с использованием тока в генераторной катушке диаметром D=90 мм и числом витков N=90 с измерением ЭДС в замкнутых проводящих контурах различного радиуса при помещении катушки внутрь металлической титановой трубы с удельным электрическим сопротивлением ρ=6,7⋅10-7 Ом⋅м диаметром 147 мм с толщиной стенки h=37 мм (штриховые линии) и без нее (сплошные линии). Из графиков фиг. 4 следует, что за проводящей трубой (штриховые линии) с высокой продольной проводимостью S=h/ρ≈5,5⋅104 См в замкнутых контурах радиусами 7,5; 15; 21; 28 и 35 см величина ЭДС на частотах f=1 и 5 кГц существенно ослабевает, по сравнению с ЭДС без трубы (сплошные линии), причем на верхней частоте - на порядок, но полностью не экранируется.In FIG. Figure 4 presents the results of physical modeling using current in a generator coil with a diameter of D = 90 mm and the number of turns N = 90 with measuring EMF in closed conductive circuits of various radii when placing the coil inside a metal titanium pipe with a specific electrical resistance ρ = 6.7⋅10 - 7 Ohm⋅m with a diameter of 147 mm with a wall thickness h = 37 mm (dashed lines) and without it (solid lines). From the graphs of FIG. 4 it follows that behind a conducting pipe (dashed lines) with high longitudinal conductivity S = h / ρ≈5.5⋅10 4 cm in closed loops with radii of 7.5; fifteen; 21; 28 and 35 cm, the magnitude of the emf at frequencies f = 1 and 5 kHz is significantly weakened compared to the emf without a pipe (solid lines), and at the upper frequency it is an order of magnitude, but not completely shielded.

Сущность заявляемого изобретения выражается в совокупности существенных признаков, достаточных для достижения технического результата, который выражается в повышении точности определения сопротивления вмещающих пород в заколонном пространстве обсаженных скважин.The essence of the claimed invention is expressed in the aggregate of essential features sufficient to achieve a technical result, which is expressed in increasing the accuracy of determining the resistance of the host rocks in the annular space of cased wells.

Заявленная совокупность существенных признаков находится в прямой причинно-следственной связи с достигаемым результатом. Анализ современного уровня техники показал, что предлагаемое техническое решение соответствует критериям "новизна" и "изобретательский уровень" и может быть промышленно реализовано при использовании существующих технических средств.The claimed combination of essential features is in direct causal connection with the achieved result. Analysis of the current level of technology has shown that the proposed solution meets the criteria of "novelty" and "inventive step" and can be industrially implemented using existing technical means.

Источники информацииInformation sources

1. Альпин Л.М. Способ электрического каротажа обсаженных скважин. АС СССР №56026, 30.11.1939 г.1. Alpin L.M. Method for cased hole electric logging. USSR AS No. 5626, 11/30/1939

2. Kaufman Α.Α. The Electrical Field in a Borehole with a Casing. Geophysics 55, №1 (1990). P. 29-38.2. Kaufman Α.Α. The Electrical Field in a Borehole with a Casing. Geophysics 55, No. 1 (1990). P. 29-38.

3. Kaufman A.A. and Wightman W.E. A Transmission-Line Model for Electrical Logging Through Casing. Geophysics. №. 12, 1993. P. 1739-1747.3. Kaufman A.A. and Wightman W.E. A Transmission-Line Model for Electrical Logging Through Casing. Geophysics. No. 12, 1993. P. 1739-1747.

4. Аксельрод С.М. Измерение сопротивления пород через обсадную колонну (по материалам зарубежной литературы). НТВ «Каротажник», вып. 75, Тверь, 2000 г. С. 125-140.4. Axelrod S.M. Measurement of rock resistance through the casing (based on foreign literature). NTV "Logger", vol. 75, Tver, 2000, pp. 125-140.

5. Исследование призабойной зоны. Schlumberger. Нефтяное обозрение, 2002, том 7, №2.5. Investigation of the bottomhole zone. Schlumberger. Oil Review, 2002, Volume 7, No. 2.

6. Vail, III; William В. Methods and Apparatus For Induction Logging in Cased Boreholes. U.S. Patent No. 4748415. May 31, 1988.6. Vail, III; William B. Methods and Apparatus For Induction Logging in Cased Boreholes. U.S. Patent No. 4,748,415. May 31, 1988.

7. Электрический каротаж через обсадную колонну. Опыт внедрения. Феофилов Д.Т., Булатов А.В., Шкварок И.Р. // Нефтегаз, вып. 1, 2008. http://www.neftepixel.ru/node/193.7. Electric logging through the casing. Implementation Experience. Feofilov D.T., Bulatov A.V., Shkvarok I.R. // Neftegaz, vol. 1, 2008. http://www.neftepixel.ru/node/193.

8. Чистосердов Б.М., Человечков А.И., Байдиков С.В. Патент №2230341. Способ индукционного вертикального зондирования. БИ №16, 2004, 8 с.8. Chistoserdov BM, Manchekov AI, Baidikov S.V. Patent No. 2230341. The method of induction vertical sensing. BI No. 16, 2004, 8 pp.

Claims (2)

1. Способ индукционного каротажа в условиях обсаженных скважин, заключающийся в создании низкочастотного электромагнитного поля гармоническим током в двух соосных генераторных катушках, перемещаемых по исследуемой скважине, и измерении на оси скважины осевой составляющей магнитной индукции, отличающийся тем, что возбуждение поля производят при одновременном включении тока в генераторных катушках со встречными моментами различной величины, расположенных на различных расстояниях от измерительной катушки, а по величине измеряемой противофазной току осевой составляющей магнитной индукции (JmBz), измеряемой на ряде частот при скомпенсированном влиянии проводящей обсадной колонны, производят определение величины удельного электрического сопротивления вмещающих горных пород.1. The method of induction logging in cased wells, which consists in creating a low-frequency electromagnetic field with harmonic current in two coaxial generator coils moving along the well under study, and measuring the axial component of magnetic induction on the axis of the well, characterized in that the field is excited while the current is turned on in generator coils with opposing moments of different sizes located at different distances from the measuring coil, and the magnitude of the measured thyroid-phase current of the axial component of magnetic induction (JmBz), measured at a number of frequencies with the compensated effect of the conductive casing string, determine the value of the electrical resistivity of the surrounding rocks. 2. Устройство для проведения индукционного каротажа в условиях обсаженных скважин, содержащее две генераторные катушки, размещенные соосно и коаксиально и соединенные встречно-последовательно к генераторному устройству; осевую измерительную катушку, датчик тока, усилитель сигнала, аналого-цифровой фазочувствительный измеритель амплитуды и фазы магнитной индукции и регистрирующее устройство противофазной току квадратуры осевой составляющей магнитной индукции, отличающееся тем, что магнитные моменты генераторных катушек и расстояния до измерительной катушки подобраны таким образом, чтобы измеряемая противофазная току квадратура осевой составляющей магнитной индукции (JmBz) в обсадной проводящей колонне в непроводящей среде была скомпенсирована (близка к нулю), а в проводящей вмещающей среде с обсадной колонной будет отличаться от нуля за счет индукции электрического поля в проводящей среде.2. A device for conducting induction logging in cased hole conditions, containing two generator coils placed coaxially and coaxially and connected in opposite series to the generator device; an axial measuring coil, a current sensor, a signal amplifier, an analog-to-digital phase-sensitive meter of amplitude and phase of magnetic induction and a recording device for out-of-phase current of the quadrature of the axial component of magnetic induction, characterized in that the magnetic moments of the generator coils and the distance to the measuring coil are selected so that the antiphase current quadrature of the axial component of magnetic induction (JmBz) in the casing of the conductive string in a non-conductive medium was compensated ka to zero), and a conductive medium enclosing the casing will differ from zero by inducing electric field in a conductive medium.
RU2015107806A 2015-03-05 2015-03-05 Method of inductive logging from cased wells and device for its implementation RU2614853C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015107806A RU2614853C2 (en) 2015-03-05 2015-03-05 Method of inductive logging from cased wells and device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015107806A RU2614853C2 (en) 2015-03-05 2015-03-05 Method of inductive logging from cased wells and device for its implementation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015107806A RU2015107806A (en) 2016-09-27
RU2614853C2 true RU2614853C2 (en) 2017-03-29

Family

ID=57018361

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015107806A RU2614853C2 (en) 2015-03-05 2015-03-05 Method of inductive logging from cased wells and device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2614853C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2668650C1 (en) * 2017-11-20 2018-10-02 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт геофизики им. Ю.П. Булашевича Уральского отделения Российской академии наук Method of impulse induction electric coring from cased wells

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4748415A (en) * 1986-04-29 1988-05-31 Paramagnetic Logging, Inc. Methods and apparatus for induction logging in cased boreholes
SU1744664A1 (en) * 1990-01-25 1992-06-30 Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических методов исследований, испытания и контроля нефтегазоразведочных скважин Inductive logging probe
US5426367A (en) * 1991-04-04 1995-06-20 Martin; Philip W. Logging of cased well by induction logging to plot an induction log of the well
US20040113609A1 (en) * 2002-07-30 2004-06-17 Homan Dean M. Electromagnetic logging tool calibration system
RU2526520C2 (en) * 2012-05-31 2014-08-20 Общество с ограниченной ответственностью "ПетроТул" Method and device for measurement of apparent electric resistance of rocks in cased well

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4748415A (en) * 1986-04-29 1988-05-31 Paramagnetic Logging, Inc. Methods and apparatus for induction logging in cased boreholes
SU1744664A1 (en) * 1990-01-25 1992-06-30 Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических методов исследований, испытания и контроля нефтегазоразведочных скважин Inductive logging probe
US5426367A (en) * 1991-04-04 1995-06-20 Martin; Philip W. Logging of cased well by induction logging to plot an induction log of the well
US20040113609A1 (en) * 2002-07-30 2004-06-17 Homan Dean M. Electromagnetic logging tool calibration system
RU2526520C2 (en) * 2012-05-31 2014-08-20 Общество с ограниченной ответственностью "ПетроТул" Method and device for measurement of apparent electric resistance of rocks in cased well

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2668650C1 (en) * 2017-11-20 2018-10-02 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт геофизики им. Ю.П. Булашевича Уральского отделения Российской академии наук Method of impulse induction electric coring from cased wells

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015107806A (en) 2016-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7272503B2 (en) Method and apparatus for measuring formation conductivities from within cased wellbores by combined measurement of casing current leakage and electromagnetic response
US6541975B2 (en) Integrated borehole system for reservoir detection and monitoring
US6950749B2 (en) Method for resistivity anisotropy determination in near vertical wells
US7928733B2 (en) Concentric buttons of different sizes for imaging and standoff correction
US8786288B2 (en) Concentric buttons of different sizes for imaging and standoff correction
WO2009045938A2 (en) Determining correction factors representing effects of different portions of a lining structure
WO2007117660A9 (en) Processing of multi-component induction data in the presence of borehole abnormalities
US20130030707A1 (en) Apparatus and method for formation resistivity measurements in oil-based mud using a floating reference signal
WO2019089371A2 (en) Multiple casing inspection tool combination with 3d arrays and adaptive dual operational modes
US5043669A (en) Methods and apparatus for measurement of the resistivity of geological formations from within cased wells in presence of acoustic and magnetic energy sources
US8400158B2 (en) Imaging in oil-based mud by synchronizing phases of currents injected into a formation
Epov et al. Electromagnetic tool for high-resolution logging: theoretical and experimental studies
RU2614853C2 (en) Method of inductive logging from cased wells and device for its implementation
Onegova et al. 3D simulation of transient electromagnetic field for geosteering horizontal wells
US11294092B2 (en) Low frequency complex resistivity measurement in a formation
EA005902B1 (en) Process of electric logging of cased well
US9223047B2 (en) Formation resistivity measurements using phase controlled currents
RU2466431C1 (en) Method and apparatus for induction well logging during drilling process
WO2017192148A1 (en) Ranging and resistivity evaluation using current signals
RU2478223C1 (en) Evaluation method of formation resistivity at investigations of wells cased with metal string
RU2466430C2 (en) Method of electrical exploration using cylindrical probe
RU2668650C1 (en) Method of impulse induction electric coring from cased wells
RU2592716C2 (en) Method of lateral electric probing
RU165115U1 (en) COMBINED ELECTROMAGNETIC LOGGING PROBE FOR DETERMINING ELECTRIC ANISOTROPY OF ROCKS PASSED BY A WELL
Kolaj et al. Robust conductance estimates from spatial and temporal derivatives of borehole electromagnetic data

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20210306