RU2190243C1 - Method of lateral electric sounding - Google Patents
Method of lateral electric sounding Download PDFInfo
- Publication number
- RU2190243C1 RU2190243C1 RU2001124394A RU2001124394A RU2190243C1 RU 2190243 C1 RU2190243 C1 RU 2190243C1 RU 2001124394 A RU2001124394 A RU 2001124394A RU 2001124394 A RU2001124394 A RU 2001124394A RU 2190243 C1 RU2190243 C1 RU 2190243C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- current
- difference
- measuring
- electric
- electrodes
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области геофизических исследований скважин и может найти применение при определении электрического сопротивления окружающих скважину пластов горных пород и его изменения в радиальном направлении относительно оси скважины, вызванного проникновением бурового раствора в пласт, что в результате позволяет дать прогноз о проницаемости породы. The invention relates to the field of geophysical research of wells and can find application in determining the electrical resistance of rock formations surrounding a well and its change in the radial direction relative to the axis of the well, caused by the penetration of the drilling fluid into the formation, which as a result allows to predict rock permeability.
Известен способ определения удельного сопротивления окружающих скважину пластов горных пород и его изменения, вызванного проникновением бурового раствора, названный способом бокового каротажного зондирования (БКЗ) (В.П. Дахнов. Промысловая геофизика. Гостоптехиздат. М. 1959 г., стр. 408-410) [1] , который использован в качестве аналога. There is a method of determining the resistivity of rock formations surrounding a well and its changes caused by penetration of a drilling fluid, called a lateral logging method (BKZ) (VP Dakhnov. Field Geophysics. Gostoptekhizdat. M. 1959, pp. 408-410 ) [1], which is used as an analog.
Сущность БКЗ сводится к измерению в скважине серии кривых кажущегося сопротивления с различными (все возрастающими) размерами потенциал- или градиент-зондов и последующему построению для каждого из пластов исследуемого разреза кривых зависимости кажущегося удельного сопротивления от размера зонда. The essence of BKZ is reduced to measuring a series of apparent resistance curves with different (increasing) sizes of potential or gradient probes in the well and the subsequent construction of curves for the dependence of the apparent resistivity on the size of the probe for each of the layers of the investigated section.
Недостатком БКЗ потенциал- и градиент-зондами является то, что результаты измерений этими зондами значительно подвержены искажающему влиянию скважины и вмещающих пород. The disadvantage of BKZ potential and gradient probes is that the results of measurements by these probes are significantly susceptible to the distorting effect of the well and the host rocks.
Наиболее близким к изобретению является способ дивергентного каротажа, включающий измерение потенциала электрического поля и его второй разности при помощи осевого однополюсного зонда второй разности, конструктивно выполненного в виде трех эквидистантных измерительных электродов и одного, расположенного выше на заданном расстоянии от них, токового электрода (Альпин Л. М. Дивергентный каротаж. Прикладная геофизика. М. Гостоптехиздат. 1969 г. Вып. 32. стр.192-212 - прототип) [2]. Closest to the invention is a divergent logging method, including measuring the electric field potential and its second difference using an axial unipolar probe of the second difference, structurally made in the form of three equidistant measuring electrodes and one current electrode located above a predetermined distance from them (Alpin L M. Divergence logging. Applied geophysics. M. Gostoptekhizdat. 1969. Issue 32. pp. 192-212 - prototype) [2].
Способ, по идее его автора, позволяет определять отношение электрического сопротивления окружающих скважину пород к электрическому сопротивлению заполняющего скважину бурового раствора через отношение потенциала электрического поля в точке измерения ко второй разности потенциалов в данной точке при возбуждении электрического поля исследуемой среды одним однополюсным источником тока. На результаты измерения зондами этого способа при больших значениях отношения сопротивления окружающих скважину пород к сопротивлению самой скважины практически не оказывают искажающего влияния вмещающие породы. Поэтому набор зондов дивергентного каротажа является привлекательным для бокового электрического зондирования с целью изучения изменения электрического сопротивления исследуемых пластов в радиальном относительно оси скважины направлении. The method, according to the idea of its author, allows you to determine the ratio of the electrical resistance of the rocks surrounding the borehole to the electrical resistance of the drilling fluid filling the borehole through the ratio of the electric field potential at the measurement point to the second potential difference at this point when the electric field of the medium is excited by one single-pole current source. On the results of measuring by probes of this method with large values of the ratio of the resistance of the rocks surrounding the well to the resistance of the well itself, the host rocks practically do not have a distorting effect. Therefore, a set of divergence logging probes is attractive for lateral electric sounding in order to study changes in the electrical resistance of the studied formations in a direction radial relative to the axis of the well.
Недостатком известного способа - прототипа является то, что в измеряемом параметре присутствует электрическое сопротивление скважины, которое непостоянно из-за изменения диаметра скважины (каверны), минерализации и температуры бурового раствора, заполняющего скважину. Кроме того, искажающее влияние вмещающих пород на результаты измерения зондами дивергентного каротажа исчезает только при больших отношениях удельного электрического сопротивления окружающих скважину пластов к сопротивлению самой скважины, что в реальных условиях существует редко. Поэтому непосредственное применение зондов дивергентного каротажа приводит к погрешностям при определении удельного электрического сопротивления в скважинах с кавернами, когда сопротивление этих скважин непостоянно. The disadvantage of this method is the prototype is that in the measured parameter there is electrical resistance of the well, which is unstable due to changes in the diameter of the well (cavity), mineralization and temperature of the drilling fluid filling the well. In addition, the distorting effect of the host rocks on the results of measuring divergence logs disappears only with large ratios of the electrical resistivity of the formations surrounding the well to the resistance of the well itself, which rarely exists in real conditions. Therefore, the direct use of divergence logging probes leads to errors in determining the electrical resistivity in wells with caverns, when the resistance of these wells is unstable.
В предложенном способе решается задача повышения точности определения истинного удельного сопротивления окружающих скважину пластов и его изменения в радиальном направлении относительно оси скважины за счет подавления влияния вмещающих пород и искажающего влияния скважины. The proposed method solves the problem of increasing the accuracy of determining the true resistivity of the formations surrounding the well and its changes in the radial direction relative to the axis of the well by suppressing the influence of the host rocks and the distorting effect of the well.
Задача решается тем, что в способе бокового электрического зондирования, включающем подачу электрического тока, измерение потенциала электрического поля и его второй разности при помощи разноразмерных многоэлектродных зондов, состоящих из измерительных и токовых электродов, согласно изобретению, зонды расположены в скважинном каротажном корпусе, выполненном из металлического сплава с термостабильным электрическим сопротивлением или из стальных секций, соединенных между собой в единую электрическую цепь перемычками из металлического сплава с термостабильным электрическим сопротивлением в местах подключения к этому корпусу измерительных и токовых электродов, причем измерительный датчик второй разности с тремя эквидистантными электродами подключают к внутренней боковой поверхности скважинного каротажного корпуса на заданных расстояниях от центра этого датчика, к внутренней боковой поверхности корпуса скважинного каротажного корпуса подключают n токовых диполей, в каждый из которых поочередно подают электрический ток, при каждой из подач тока измеряют потенциал электрического поля в точке контакта среднего электрода измерительного датчика с корпусом и вторую разность потенциалов и определяют удельное электрическое сопротивление окружающих скважину пластов горных пород по формуле:
где UN(IAiBi) - потенциал электрического поля в точке контакта среднего измерительного электрода датчика второй разности, соответственно, при очередной подаче тока в i-й токовый диполь АiВi;
Δ2U(IAiBi) - вторая разность потенциалов при очередной подаче тока в i-й токовый диполь AiBi;
R(M1M2) - заранее определенное погонное электрическое сопротивление участка скважинного корпуса между крайними измерительными электродами M1M2 измерительного датчика второй разности;
IAiBi - ток, подаваемый к скважинному корпусу через i-й токовый диполь АiВi;
i - порядковый номер зонда соответствующего размера, где i=l,2,...,n;
n - максимальное количество зондов;
ki - геометрический коэффициент i-го зонда.The problem is solved in that in the method of lateral electric sensing, including the supply of electric current, measuring the potential of the electric field and its second difference using multi-sized multi-electrode probes, consisting of measuring and current electrodes, according to the invention, the probes are located in a well logging housing made of metal alloy with thermostable electrical resistance or from steel sections interconnected into a single electric circuit by jumpers made of metal alloy with thermostable electrical resistance in the places where measuring and current electrodes are connected to this body, and the second difference measuring sensor with three equidistant electrodes is connected to the inner side surface of the well logging body at predetermined distances from the center of this sensor, to the inner side surface of the well logging body n current dipoles are connected, each of which is supplied with electric current in turn; at each of the current supplies, the potential the electric field at the contact point of the middle electrode of the measuring sensor with the housing and the second potential difference and determine the electrical resistivity of the surrounding rock formations of the rocks by the formula:
where U N (I AiBi ) is the electric field potential at the contact point of the middle measuring electrode of the second difference sensor, respectively, at the next current supply to the i-th current dipole A i B i ;
Δ 2 U (I AiBi ) is the second potential difference during the next supply of current to the i-th current dipole A i B i ;
R (M 1 M 2 ) is a predetermined linear electrical resistance of the section of the downhole housing between the extreme measuring electrodes M 1 M 2 of the measuring sensor of the second difference;
I AiBi - current supplied to the borehole body through the i-th current dipole A i B i ;
i is the serial number of the probe of the corresponding size, where i = l, 2, ..., n;
n is the maximum number of probes;
k i is the geometric coefficient of the i-th probe.
Сущность изобретения
На фиг. 1 дана схема скважинного устройства, позволяющего реализовать боковое электрическое зондирование с существенно меньшим влиянием на результаты зондирования вмещающих пород и скважины по сравнению с БКЗ потенциал- или градиент-зондами. Здесь 1 - скважина; 2 - окружающие скважину пласты горных пород; 3 - металлический корпус скважинного прибора, состоящий из сплава с термостабильным электрическим сопротивлением; 4 - контактирующий с внутренней поверхностью скважинного корпуса в его нижней части средний измерительный электрод N датчика второй разности; 5 и 6 - симметрично расположенные относительно среднего остальные два измерительных электрода М1 и М2 датчика второй разности; 7 и 8 - токовые электроды A1 и B1 токового диполя A1B1 первого бокового электрического зонда A1B1-M1NM2, наименьшего размера; 9 и 10 - токовые электроды Ai и Вi токового диполя AiBi i-го бокового электрического зонда A1B1-M1NM2, имеющего один из i-тых промежуточных размеров; 11 и 12 - токовые электроды An и Bn токового диполя AnBn последнего n-го бокового электрического зонда AnBn - M1NM2 максимального размера.SUMMARY OF THE INVENTION
In FIG. Figure 1 shows a diagram of a borehole device that allows for lateral electric sounding with significantly less impact on the sounding results of enclosing rocks and wells as compared to BKZ potential or gradient probes. Here 1 is a well; 2 - rock formations surrounding the well; 3 - metal casing of a downhole tool, consisting of an alloy with thermostable electrical resistance; 4 - the average measuring electrode N of the second difference sensor in contact with the inner surface of the borehole housing in its lower part; 5 and 6 - the remaining two measuring electrodes M 1 and M 2 of the second difference sensor symmetrically located relative to the middle; 7 and 8 - current electrodes A 1 and B 1 of the current dipole A 1 B 1 of the first side electric probe A 1 B 1 -M 1 NM 2 , the smallest size; 9 and 10 - current electrodes A i and B i of the current dipole A i B i of the i-th lateral electric probe A 1 B 1 -M 1 NM 2 having one of the i-th intermediate sizes; 11 and 12 - current electrodes A n and B n of the current dipole A n B n of the last n-th lateral electric probe A n B n - M 1 NM 2 of maximum size.
На фиг. 2 дана блок-схема скважинного корпуса, составленного из набора стальных секций, одна из которых обозначена под 13, и перемычек из металла с термостабильным электрическим сопротивлением, одна из которых обозначена под 14. In FIG. 2 is a block diagram of a borehole casing composed of a set of steel sections, one of which is indicated by 13, and jumpers made of metal with thermostable electrical resistance, one of which is indicated by 14.
На фиг. 3 дана блок-схема скважинного корпуса с металлической пластиной 15, выполненной в виде прямоугольного полуцилиндрического щита и к которой с внутренней ее поверхности подключены m измерительных датчиков второй разности, электроды M1NM2 последнего из которых m-го датчика обозначены под 16-N, 17-M1 и 18-М2.In FIG. 3 is a block diagram of a borehole casing with a
На фиг.4 дан пример электрического зондирования на первой математической модели разреза пятью зондами второй разности с размерами 0,25 м, 0,5 м, 1,0 м, 2,0 м и 3,0 м. Figure 4 shows an example of electrical sensing in the first mathematical model of the section with five probes of the second difference with dimensions of 0.25 m, 0.5 m, 1.0 m, 2.0 m and 3.0 m.
На фиг.5 дан пример электрического зондирования на второй математической модели разреза пятью зондами второй разности с теми же размерами, что и на фиг.4. Figure 5 shows an example of electrical sensing in the second mathematical model of the section with five probes of the second difference with the same dimensions as in figure 4.
На фиг. 6 дан пример электрического зондирования на третьей математической модели разреза пятью зондами второй разности с теми же размерами, что и на фиг.4. In FIG. 6 shows an example of electrical sensing in a third mathematical model of a section with five probes of the second difference with the same dimensions as in FIG. 4.
На фиг. 7 дан пример электрического зондирования на четвертой математической модели разреза пятью зондами второй разности с теми же размерами, что и на фиг.4. In FIG. 7 gives an example of electrical sensing in the fourth mathematical model of the section with five probes of the second difference with the same dimensions as in FIG. 4.
На фиг.4-7 по оси абсцисс отложена глубина Z в метрах, а по оси ординат - электрические сопротивления ρПi в Ом-м.4-7, the abscissa shows the depth Z in meters, and the ordinates show the electrical resistances ρ Pi in Ohm-m.
Рассмотрим принцип бокового электрического зондирования с целью изучения изменения удельного электрического сопротивления пластов горных пород в радиальном направлении относительно оси скважины, на результаты измерений которого скважина и вмещающие породы влияют существенно меньше, чем на результаты БКЗ потенциал- или градиент-зондами. Для этой цели используются зонды дивергентного каротажа [2] различных размеров. Но дивергентный каротаж в том виде, в котором он описан в [2], несовершенен, так как подвержен искажающему влиянию скважины из-за ее непостоянного вдоль оси электрического сопротивления и из-за вмещающих пород, если отношение электрического сопротивления пласта к сопротивлению скважины невелико. Let us consider the principle of lateral electric sensing in order to study the change in the electrical resistivity of rock formations in the radial direction relative to the axis of the well, the measurement results of which the well and the host rocks are significantly less than the results of the BKZ potential or gradient probes. For this purpose, divergent logging probes [2] of various sizes are used. But divergent logging in the form in which it was described in [2] is imperfect, as it is subject to the distorting effect of the well due to its inconsistent electrical resistance along the axis and due to host rocks, if the ratio of the electrical resistance of the formation to the resistance of the well is small.
Первым необходимым требованием для дивергентного каротажа, при котором он дает наилучший эффект, является высокая проводимость ствола скважины, когда вектор плотности тока имеет внутри скважины почти осевое, т.е. параллельное оси скважины направление, близкое к радиальному. При таком распределении тока скважину можно рассматривать как фокусирующий электрическое поле в ее радиальном направлении инструмент. The first necessary requirement for divergent logging, in which it gives the best effect, is the high conductivity of the wellbore, when the current density vector has almost axial inside the well, i.e. parallel to the axis of the well, a direction close to radial. With this current distribution, the well can be considered as a tool focusing an electric field in its radial direction.
Вторым необходимым требованием для дивергентного каротажа является стабильность осевого электрического сопротивления скважины, так как это сопротивление входит в качестве множителя в измеряемый этим способом параметр. The second necessary requirement for divergent logging is the stability of the axial electrical resistance of the well, since this resistance is included as a factor in the parameter measured in this way.
Оба эти требования выполняются, если зонды дивергентного каротажа замкнуты изнутри на скважинный каротажный корпус, выполненный из сплава с термостабильным электрическим сопротивлением, например из манганина с температурным коэффициентом изменения электрического сопротивления, равным 10-6 град-1, или из константана с температурным коэффициентом изменения электрического сопротивления, равным 2•10-6 град-1. Неприемлемым является использование корпуса в качестве фокусирующего элемента из металла с низким температурным коэффициентом изменения электрического сопротивления, например, из стали, температурный коэффициент изменения электрического сопротивления которой равен 6,2•10-3 град-1. Это связано с тем, что перепад температур в каротируемом стволе скважины может изменяться от ее устья до забоя на 100oС и более, а последнее означает, что предназначенное для выполнения роли эталонного погонное сопротивления стального корпуса может изменяться от устья к забою на недопустимую для требуемой точности измерения удельного сопротивления величину, которая может достигать значений 62% при изменении температуры каротируемого интервала ствола скважины на 100oС. Тем не менее, корпус скважинного прибора можно выполнить из дешевых составных стальных секций, в котором промежутки между этими секциями в местах подключения обоих приемных диполей датчика второй разности и токовых диполей, замкнуть перемычками из сплава с термостабильным коэффициентом электрического сопротивления. Скважинный корпус такой конструкции выполняет оба необходимые требования дивергентного каротажа, т.е. обладает низким электрическим сопротивлением, что обеспечивает исключающую искажающее влияние вмещающих пород фокусировку электрического поля по нормали к стенке скважины и высокой стабильностью этого сопротивления в местах подключения измерительных и токовых диполей зондов, что обеспечивает точность измерения удельного электрического сопротивления соответствующих зон пласта каждым из зондов заданного размера бокового электрического зондирования.Both of these requirements are met if divergent logging probes are closed internally to a borehole logging housing made of an alloy with a thermostable electrical resistance, for example, manganin with a temperature coefficient of change of electrical resistance equal to 10 -6 deg -1 , or from constantan with a temperature coefficient of change of electric resistance equal to 2 • 10 -6 deg -1 . It is unacceptable to use the case as a focusing element made of metal with a low temperature coefficient of change in electrical resistance, for example, steel, the temperature coefficient of change of electrical resistance of which is 6.2 • 10 -3 deg -1 . This is due to the fact that the temperature difference in the well borehole can vary from its wellhead to the bottom by 100 ° C or more, and the latter means that the linear resistance of the steel casing intended to fulfill the role of the reference can change from the wellhead to the bottom to an unacceptable value for the required resistivity measurement accuracy value which may reach values of 62% when changing wellbore interval karotiruemogo temperature at 100 o C. However, the body of the downhole tool may be made of cheap with tavnyh steel sections, wherein gaps between these sections in the ground connection of the two dipoles receiving sensor and the second difference current dipoles, close the webs of thermally stable alloy with a coefficient of electrical resistance. A downhole body of this design fulfills both of the necessary divergence logging requirements, i.e. it has a low electrical resistance, which ensures the exclusive distorting effect of the enclosing rocks by focusing the electric field normal to the well wall and high stability of this resistance at the points of connection of the measuring and current dipoles of the probes, which ensures the accuracy of measuring the electrical resistivity of the corresponding formation zones by each of the probes of a given lateral size electrical sensing.
Удельное электрическое сопротивление i-той зоны пласта определяют по формуле:
где UN(IAiBi) - потенциал электрического поля скважинного корпуса в точке контакта среднего измерительного электрода датчика второй разности, соответственно, при очередной подаче тока в i-й токовый диполь АiВi;
Δ2U(IAiBi) - вторая разность потенциалов электрического поля на участке скважинного корпуса между контактами всех трех измерительных электродов датчика второй разности, соответственно, при очередной подаче тока в i-й токовый диполь AiBi;
R(M1M2) - заранее определенное погонное электрическое сопротивление участка скважинного корпуса между крайними измерительными электродами M1M2 измерительного датчика второй разности;
IAiBi - ток, подаваемый к скважинному корпусу через i-й токовый диполь AiBi;
i - порядковый номер зонда соответствующего размера, где i=1, 2,..., n;
n - максимальное количество зондов;
ki - геометрический коэффициент i-го зонда.The electrical resistivity of the i-th zone of the reservoir is determined by the formula:
where U N (I AiBi ) is the potential of the electric field of the borehole housing at the contact point of the middle measuring electrode of the second difference sensor, respectively, at the next current supply to the i-th current dipole A i B i ;
Δ 2 U (I AiBi ) is the second potential difference of the electric field in the borehole section between the contacts of all three measuring electrodes of the second difference sensor, respectively, at the next current supply to the i-th current dipole A i B i ;
R (M 1 M 2 ) is a predetermined linear electrical resistance of the section of the downhole housing between the extreme measuring electrodes M 1 M 2 of the measuring sensor of the second difference;
I AiBi - current supplied to the borehole body through the i-th current dipole A i B i ;
i is the serial number of the probe of the corresponding size, where i = 1, 2, ..., n;
n is the maximum number of probes;
k i is the geometric coefficient of the i-th probe.
Как следствие из способа электрического зондирования вытекает получение на основе электрического сопротивления изображений прискважинной части пластов горных пород на различных расстояниях от стенки скважины в зависимости от возбуждения среды зондами тех или иных размеров, если вместо одного датчика второй разности на прилегающей к центру скважины пластине, составляющей единое целое с корпусом скважинного прибора, разместить m датчиков второй разности, где m - количество датчиков, необходимое для получения изображения с заданной разрешающей способностью. As a result, the method of electric sensing implies obtaining, based on the electrical resistance of the images of the borehole part of the rock formations at various distances from the borehole wall, depending on the excitation of the medium by probes of one or another size, if instead of one sensor there is a second difference on a plate that forms a single plate adjacent to the center of the borehole integer with the body of the downhole tool, place m sensors of the second difference, where m is the number of sensors necessary to obtain an image with a given time eshayuschey ability.
Прямоугольный полуцилиндрический щит может быть выполнен из смонтированной на герметизирующей подложке металлической сетки с термостабильным электрическим сопротивлением, которая обоими концами всех своих нитей соединена с корпусом скважинного прибора и составляет с ним единую электрическую цепь, а вместе с подложкой - единую механическую конструкцию, и к внутренней поверхности сетки к каждому ее узлу подключают посредством пайки или сварки измерительные электроды всех m датчиков второй разности. A rectangular semi-cylindrical shield can be made of a metal mesh mounted on a sealing substrate with a thermostable electrical resistance, which is connected to the body of the downhole tool by both ends of all its threads and forms a single electrical circuit with it, and together with the substrate, a single mechanical structure, and to the inner surface the grid to each of its nodes is connected by soldering or welding, the measuring electrodes of all m sensors of the second difference.
Пример конкретного выполнения
На фиг. 1 представлена схема аппаратуры по предложенному способу. На схеме показана скважина 1 в поперечном разрезе, которую окружает пласт горных пород 2. Скважинный прибор 3 находится в скважине. Внутри металлического корпуса скважинного прибора, выполненного из сплава с термостабильным электрическим сопротивлением, находится необходимое для бокового электрического зондирования количество дипольных зондов второй разности, каждый из которых состоит из общего для всех зондов измерительного датчика второй разности и своего токового диполя. Измерительный датчик второй разности состоит из трех измерительных электродов (N-4, M1-5 и М2-6) для измерения второй разности потенциалов Δ2UM1NM2 на участке корпуса между крайними измерительными электродами М1 и М2 и потенциала Un в точке касания к корпусу среднего измерительного электрода N.Concrete example
In FIG. 1 presents a diagram of the apparatus of the proposed method. The diagram shows a well 1 in a cross section, which is surrounded by a
Каждый из зондов бокового электрического зондирования питается поочередно от общего источника тока через свой токовый диполь, например, через A1-7, B1-8 первого зонда наименьшего размера. В корпусе скважинного прибора размещено n токовых диполей, где n может принимать различные значения, но, как правило, вполне достаточно три-четыре. При каждой из подач тока в тот или иной токовый диполь измеряют поочередно вторую разность потенциалов электрического поля измерительного датчика второй разности и потенциал среднего измерительного электрода N этого датчика. В качестве параметра каждого из n зондов бокового электрического зондирования (БЭЗ) используют удельное электрическое сопротивление окружающих скважинный корпус пластов горных пород, которое для i-той зоны пласта определяют по формуле:
Полученные значения удельных сопротивлений ρпi для i-тых зон обрабатывают при помощи палеток бокового электрического зондирования или решают обратную задачу при помощи компьютера по разработанной для БЭЗ программе. После обработки данных БЭЗ получают модель исследуемого пласта, в которую входят: удельное электрическое сопротивление неизменной части пласта, удельное электрическое сопротивление и диаметр зоны проникновения бурового раствора в пласт. По этим данным оценивают коллекторские свойства пласта, такие как пористость, проницаемость и нефтенасыщенность.Each of the lateral electric sensing probes is fed alternately from a common current source through its current dipole, for example, through A 1 -7, B 1 -8 of the first probe of the smallest size. In the body of the downhole tool there are n current dipoles, where n can take different values, but, as a rule, three or four are quite enough. At each of the current supplies to one or another current dipole, the second potential difference of the electric field of the measuring sensor of the second difference and the potential of the average measuring electrode N of this sensor are measured alternately. As a parameter of each of the n lateral electric sounding probes (BEC), the specific electrical resistance of the rock formations surrounding the borehole body is used, which for the ith zone of the formation is determined by the formula
The obtained values of resistivities ρ pi for the i-th zones are processed using lateral electric sensing pallets or they solve the inverse problem using a computer according to the program developed for the BEZ. After processing the BEZ data, a model of the formation being studied is obtained, which includes: electrical resistivity of the constant part of the formation, electrical resistivity and the diameter of the zone of penetration of the drilling fluid into the formation. Based on these data, reservoir properties of the formation, such as porosity, permeability, and oil saturation, are evaluated.
С целью удешевления и упрочнения скважинного корпуса, последний можно изготовить из стальных звеньев, соединенных между собой механически и электрически в единое целое при помощи смыкающих их в местах подключения к корпусу измерительного датчика и токовых диполей шунтов из металлического сплава с термостабильным электрическим сопротивлением. In order to reduce the cost and hardening of the borehole housing, the latter can be made of steel links that are mechanically and electrically connected together by connecting them at the points of connection to the housing of the measuring sensor and current dipoles of metal alloy shunts with thermostable electrical resistance.
Учитывая высокую фокусирующую способность БЭЗ на основе зондов второй разности, появляется возможность получения изображения прискважинной части пластов, если вместо одного измерительного датчика второй разности разместить группу таких датчиков на пластине, прилегающей к стенке скважины. Количество m измерительных датчиков второй разности и плотность их размещения на пластине определяют разрешающую способность получаемого изображения прилегающей к стенке скважины части пласта. Given the high focusing ability of the BEZ based on probes of the second difference, it becomes possible to obtain an image of the near-bore part of the strata if instead of one measuring sensor of the second difference, a group of such sensors is placed on the plate adjacent to the borehole wall. The number m of measuring sensors of the second difference and the density of their placement on the plate determine the resolution of the resulting image adjacent to the borehole part of the reservoir.
На фиг. 4-7 представлены результаты математического моделирования предложенного способа БЭЗ фокусирующими зондами второй разности для четырех математических моделей среды. In FIG. 4-7, the results of mathematical modeling of the proposed BEZ method by focusing probes of the second difference for four mathematical models of the medium are presented.
Первая модель среды (фиг.4) - три пласта, пройденные скважиной диаметром 0,2 м с заполняющим ее раствором с удельным сопротивлением 1 Ом-м. Первый пласт с удельным электрическим сопротивлением 10 Ом-м простирается по координате Z от -∞ до 4,5 м. Второй пласт с удельным электрическим сопротивлением 100 Ом-м и толщиной 10 м простирается по координате Z от 4,5 м до 14,5 м. Третий пласт с удельным электрическим сопротивлением 10 Ом-м простирается по координате Z от 14,5 м до +∞.
Вторая модель среды (фиг.5) отличается от первой тем, что средний пласт, находящийся в интервале Z от 4,5 м до 14,5 м, подвержен проникновению бурового раствора, зона которого распространяется вглубь этого пласта на 0,4 м и ее удельное сопротивление равно 5 Ом-м.The first model of the medium (figure 4) is three layers, passed by a well with a diameter of 0.2 m with a filling solution with a resistivity of 1 ohm-m The first layer with a specific electrical resistance of 10 Ohm-m extends along the Z coordinate from -∞ to 4.5 m. The second layer with a specific electrical resistance of 100 Ohm-m and a thickness of 10 m extends along a Z coordinate from 4.5 m to 14.5 m. The third layer with a specific electrical resistance of 10 Ohm-m extends along the Z coordinate from 14.5 m to + ∞.
The second model of the medium (Fig. 5) differs from the first in that the middle formation, located in the Z interval from 4.5 m to 14.5 m, is susceptible to penetration of the drilling fluid, the zone of which extends 0.4 m into this layer and resistivity is 5 ohm-m.
Третья модель среды (фиг.6) отличается от первой тем, что второй пласт с удельным сопротивлением 100 Ом-м обладает толщиной всего 3 м и простирается по координате Z от 5 м до 8 м. The third model of the medium (Fig.6) differs from the first in that the second layer with a resistivity of 100 Ohm-m has a thickness of only 3 m and extends along the Z coordinate from 5 m to 8 m.
Четвертая модель среды (фиг.7) отличается от третьей тем, что средний пласт, находящийся в интервале от 5 м до 8 м, подвержен проникновению бурового раствора, зона которого распространяется вглубь этого пласта на 0,4 м и ее удельное сопротивление равно 5 Ом-м. The fourth model of the medium (Fig. 7) differs from the third in that the middle formation, which is in the range from 5 m to 8 m, is susceptible to penetration of the drilling fluid, the zone of which extends 0.4 m into the depth of this formation and its resistivity is 5 Ohms m.
Как видно из фиг.4-7, кривые, полученные сфокусированными при помощи высокопроводящего металлического корпуса зондами второй разности БЭЗ обладают высокой степенью разрешения по координате Z и наглядной дифференциацией электрического сопротивления, подверженного проникновению бурового раствора пласта, которое получено пятью зондами БЭЗ различных размеров (0,25 м; 0,5 м; 1 м; 2 м и 3 м), чего нельзя достигнуть способом БКЗ потенциал- или градиент-зондами. As can be seen from Figs. 4-7, the curves obtained by probes of the second difference BEZ focused using a highly conductive metal casing have a high degree of resolution in the Z coordinate and a clear differentiation of the electrical resistance that is affected by the penetration of drilling mud, which is obtained by five BEZ probes of various sizes (0 , 25 m; 0.5 m; 1 m; 2 m and 3 m), which cannot be achieved by the BKZ method with potential or gradient probes.
Отметим, что по сравнению с аналогом [1] и с прототипом [2], предлагаемый способ позволяет существенно повысить возможности изучения свойств пройденных скважиной пластов-коллекторов. Note that, in comparison with the analogue [1] and the prototype [2], the proposed method can significantly increase the possibility of studying the properties of reservoirs passed through the borehole.
Внедрение предлагаемого способа в практику геофизических исследований скважин позволяет более точно определять подсчетные параметры пластов-коллекторов, что существенно повысит точность оценки запасов углеводородов на вновь открываемых месторождениях. The introduction of the proposed method into the practice of geophysical research of wells allows you to more accurately determine the estimated parameters of reservoirs, which will significantly increase the accuracy of the estimation of hydrocarbon reserves in newly discovered fields.
Claims (1)
где UN(IAiBi) - потенциал электрического поля в точке контакта среднего измерительного электрода датчика второй разности соответственно при очередной подаче тока в i-й токовый диполь АiBi;
Δ2U(IAiBi) - вторая разность потенциалов при очередной подаче тока в i-й токовый диполь АiBi;
R(М1М2) - заранее определенное погонное электрическое сопротивление участка скважинного корпуса между крайними измерительными электродами М1М2 измерительного датчика второй разности;
IAiBi - ток, подаваемый к скважинному корпусу через i-й токовый диполь АiBi;
i - порядковый номер зонда соответствующего размера, где i= 1, 2, . . . , n;
n - максимальное количество зондов;
ki - геометрический коэффициент i-го зонда.A lateral electric sounding method, including applying an electric current, measuring the electric field potential and its second difference using multi-sized multi-electrode probes, consisting of measuring and current electrodes, characterized in that the probes are located in a well log housing made of a metal alloy with a thermostable electrical resistance or from steel sections interconnected in a single electric circuit by jumpers made of metal alloy with thermostable electrical resistance in the places where measuring and current electrodes are connected to this case, and the second difference measuring sensor with three equidistant electrodes is connected to the inner side surface of the borehole logging case, n current dipoles are connected to the inner side surface of the borehole logging case at given distances from the center of this sensor each of which is supplied with electric current in turn; at each of the current supplies, the electric field potential is measured at the con an act of the middle electrode of the measuring sensor with the housing and a second potential difference and determine the electrical resistivity of formations surrounding a borehole rock by the formula
where U N (I AiBi ) is the potential of the electric field at the contact point of the middle measuring electrode of the second difference sensor, respectively, at the next current supply to the i-th current dipole A i B i ;
Δ 2 U (I AiBi ) is the second potential difference during the next supply of current to the i-th current dipole A i B i ;
R (M 1 M 2 ) is a predetermined linear electrical resistance of the borehole section between the extreme measuring electrodes M 1 M 2 of the measuring sensor of the second difference;
I AiBi - current supplied to the borehole body through the i-th current dipole A i B i ;
i is the serial number of the probe of the corresponding size, where i = 1, 2,. . . , n;
n is the maximum number of probes;
k i is the geometric coefficient of the i-th probe.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001124394A RU2190243C1 (en) | 2001-09-04 | 2001-09-04 | Method of lateral electric sounding |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001124394A RU2190243C1 (en) | 2001-09-04 | 2001-09-04 | Method of lateral electric sounding |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2190243C1 true RU2190243C1 (en) | 2002-09-27 |
Family
ID=20252970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001124394A RU2190243C1 (en) | 2001-09-04 | 2001-09-04 | Method of lateral electric sounding |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2190243C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2592716C2 (en) * | 2012-08-16 | 2016-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Нефтегазгеофизика" | Method of lateral electric probing |
-
2001
- 2001-09-04 RU RU2001124394A patent/RU2190243C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2592716C2 (en) * | 2012-08-16 | 2016-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Нефтегазгеофизика" | Method of lateral electric probing |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3123153B1 (en) | Probe, sonde and method for producing signals indicative of local phase composition of a fluid flowing in an oil well, the probe comprising a body having a tip of electrically insulating material | |
| CA1260537A (en) | Conductivity determination in a formation having a cased well | |
| EP1929332B1 (en) | High resolution resistivity earth imager | |
| EP1913425B1 (en) | High resolution resistivity earth imager | |
| US6919724B2 (en) | Method and apparatus for investigating the wall of a borehole | |
| US7984755B2 (en) | Electrical cased well-logging method | |
| US20110156710A1 (en) | Calibration method for a microresistivity logging tool | |
| US20080303525A1 (en) | Single-dipole high frequency electric imager | |
| RU2408039C1 (en) | Method of electrical logging of cased wells | |
| US6088655A (en) | Electrical resistance tomography from measurements inside a steel cased borehole | |
| RU2462735C2 (en) | Method and apparatus for forming images based on resistivity method data in wells filled with low-conductivity well fluid | |
| US5809458A (en) | Method of simulating the response of a through-casing electrical resistivity well logging instrument and its application to determining resistivity of earth formations | |
| US7952358B2 (en) | Methods and apparatus for determination of a formation resistivity property using eccentered measurements | |
| US8330466B2 (en) | Method for electrical investigation of a borehole | |
| US8190368B2 (en) | Method of finite-element discretization in heterogeneous and highly conductive grid cells | |
| EP1483602B1 (en) | Use of a multicomponent induction tool for geosteering and formation resistivity data interpretation in horizontal wells | |
| US6353322B1 (en) | Method for automatically calibrating resistivity well logs for effects of change in wellbore diameter and circuit drift | |
| RU2190243C1 (en) | Method of lateral electric sounding | |
| RU2229735C1 (en) | Process of electric logging of cased well | |
| US7064551B2 (en) | Process for determining the resistivity of a formation through which a well equipped with a casing passes | |
| RU2176802C1 (en) | Method for resistivity logging of cased wells | |
| RU2466430C2 (en) | Method of electrical exploration using cylindrical probe | |
| RU2200967C1 (en) | Method of electric logging of cased wells | |
| Lu et al. | Response Simulation of MCI6505 Microresistivity Imaging Tool | |
| RU2592716C2 (en) | Method of lateral electric probing |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140905 |