RU2302019C1 - Способ электрического каротажа обсаженных скважин - Google Patents

Способ электрического каротажа обсаженных скважин Download PDF

Info

Publication number
RU2302019C1
RU2302019C1 RU2006116004/28A RU2006116004A RU2302019C1 RU 2302019 C1 RU2302019 C1 RU 2302019C1 RU 2006116004/28 A RU2006116004/28 A RU 2006116004/28A RU 2006116004 A RU2006116004 A RU 2006116004A RU 2302019 C1 RU2302019 C1 RU 2302019C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
current
electrode
measuring
electrodes
measuring electrode
Prior art date
Application number
RU2006116004/28A
Other languages
English (en)
Inventor
нский Валерий Васильевич Серебр (RU)
Валерий Васильевич Серебрянский
Владимир Ильич Юхлин (RU)
Владимир Ильич Юхлин
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Интерлог"
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 Общество С Ограниченной Ответственностью "Интерлог" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Интерлог"
Priority to RU2006116004/28A priority Critical patent/RU2302019C1/ru
Priority to CN2006800548433A priority patent/CN101460871B/zh
Priority to PCT/RU2006/000689 priority patent/WO2007120072A1/ru
Priority to EA200800335A priority patent/EA011150B1/ru
Priority to CA002649498A priority patent/CA2649498A1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2302019C1 publication Critical patent/RU2302019C1/ru
Priority to US12/252,388 priority patent/US7984755B2/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/18—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for well-logging
    • G01V3/20—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for well-logging operating with propagation of electric current
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00—Survey of boreholes or wells
    • E21B47/10—Locating fluid leaks, intrusions or movements
    • E21B47/113—Locating fluid leaks, intrusions or movements using electrical indications; using light radiations

Abstract

Изобретение относится к области геофизических исследований скважин. Сущность: используют зонд, выполненный в виде двух токовых электродов, расположенных по разные стороны относительно хотя бы трех измерительных электродов, пространственно разнесенных без соблюдения требований эквидистантности. На токовые электроды поочередно подают электрический ток. При каждой из подач тока измеряют потенциал на среднем измерительном электроде, разность потенциалов между крайними измерительными электродами и средним измерительным электродом, разность потенциалов между токовым электродом, на который при данном включении не подается ток, и средним измерительным электродом. Удельное электрическое сопротивление определяют по расчетной формуле. 8 ил.

Description

Изобретение относится к области геофизических исследований скважин и может найти применение при определении электрического сопротивления пластов горных пород, окружающих обсаженную металлической колонной скважину.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ электрического каротажа обсаженных скважин, включающий подачу электрического тока, измерение потенциала электрического поля при помощи многоэлектродного зонда, выполненного в виде трех эквидистантных измерительных электродов и двух, расположенных за пределами зоны измерительных электродов симметрично относительно среднего измерительного электрода токовых электродов. (Патент РФ №2176802, МПК G01V 3/20, приоритет от 20.02.01, опубл. 10.12.01). В каждый из токовых электродов поочередно подают электрический ток от одного и того же полюса источника. При каждой из подач тока измеряют потенциал электрического поля в точке контакта среднего измерительного электрода с колонной, определяют первую разность потенциалов на участке колонны между двумя крайними измерительными электродами и вторую разность потенциалов на том же участке колонны. В качестве параметра электрического каротажа обсаженных скважин используют удельное электрическое сопротивление окружающих колонну пластов горных пород, которое определяют по формуле. Способ позволяет определять удельное электрическое сопротивление пластов горных пород, окружающих обсаженную скважину, за счет подавления влияния на результаты измерений электрического сопротивления обсадной колонны.
Однако обсадная колонна состоит из отдельных труб, соединенных между собой соединительными муфтами. При этом электрическое сопротивление муфт может изменяться в зависимости от свойств материала, срока эксплуатации скважины, степени коррозии.
Недостатком известного способа-прототипа является заметное искажение результатов измерения сопротивления окружающих колонну пластов при попадании в промежуток между электродами зонда соединительных муфт с погонным сопротивлением, отличающимся от погонного сопротивления обсадной колонны.
Перед авторами ставилась задача разработать способ, обладающий повышенной точностью и достоверностью результатов измерения за счет подавления влияния на результаты измерений соединительных муфт обсадной колонны с погонным сопротивлением, отличающимся от погонного сопротивления обсадной колонны.
Задача решается тем, что в способе электрического каротажа обсаженных скважин, включающем использование зонда, выполненного в виде двух токовых электродов, расположенных по разные стороны относительно хотя бы трех измерительных электродов, поочередную подачу электрического тока, проведение посредством измерительных устройств при каждой из подач тока измерений подаваемого тока, потенциала на среднем измерительном электроде, разности потенциалов между крайними измерительными электродами и средним измерительным электродом, использование в качестве параметра электрического каротажа обсаженных скважин удельного электрического сопротивления окружающих колонну пластов горных пород, измерительную схему формируют в соответствии с резистивной моделью слоев окружающих скважину пластов горных пород и участков обсадной колонны с муфтами обсадной колонны, при этом используют зонд, измерительные электроды которого пространственно разнесены без соблюдения требований эквидистантности, а токовые электроды выполнены с возможностью использования их в качестве измерительных, кроме того, посредством дополнительных измерительных устройств проводят измерение разности потенциалов электрического поля между токовым электродом, на который при данном включении не подается ток и средним измерительным электродом, а удельное электрическое сопротивление определяют по формуле:
Figure 00000002
где ρпл - удельное электрическое сопротивление, Ом·м;
Кзонда - геометрический коэффициент зонда, м;
Ia1, Ib5 - токи, подаваемые при первом включении в верхний токовый электрод и при втором включении в нижний токовый электрод, соответственно А;
Ua3, Ub3 - потенциалы электрического поля на среднем измерительном электроде относительно земли при первом и втором включении, соответственно В;
ΔUa23, ΔUa43, ΔUb23, ΔUb43 - разности потенциалов электрического поля при первом и втором включении между верхним измерительным электродом и средним измерительным электродом, между нижним измерительным электродом и средним измерительным электродом, соответственно В;
ΔUa53, ΔUb13 - разности потенциалов электрического поля между нижним токовым электродом, на который в данном первом включении не подается ток, и средним измерительным электродом, и между верхним токовым электродом, на который в данном втором включении не подается ток и средним измерительным электродом, соответственно В.
Технический эффект заявляемого способа заключается в том, что он позволяет с высокой степенью достоверности определять удельное электрическое сопротивление горных пород через стальную эксплуатационную колонну за счет учета влияния переменного сопротивления труб колонны, муфтовых соединений.
Кроме того, возможность осуществить способ без соблюдения требований эквидистантности измерительных электродов ведет к значительному упрощению используемой аппаратуры и самого способа. Отсутствие требований эквидистантности или симметричности конструкции позволяет также переходить к вариантам зонда с 6 и более электродами.
На фиг.1 представлена блок-схема, поясняющая заявляемый способ, где 1 - верхний токовый электрод, 2 - верхний измерительный электрод, 3 - средний измерительный электрод, 4 - нижний измерительный электрод, 5 - нижний токовый электрод, 6 - измерительный зонд, 7 - обсадная металлическая колонна, 8 - муфты обсадной колонны, 9 - измеряемая скважина, 10 - окружающие скважину пласты горных пород, 11, 12 - измерительные устройства для измерения силы электрического тока, 13, 14 - электронные переключатели для последовательной подачи тока, 15, 16, 17, 18 и 19 - измерительные устройства для измерения разности потенциалов, 20 - генератор переменного тока, 21 и 22 - независимые линии связи, 23 - удаленный заземляющий электрод.
На фиг.2 проиллюстрировано растекание токов от оси скважины, где 9 - измеряемая скважина, 20 - генератор переменного тока 21 - независимая линия связи, 23 - удаленный заземляющий электрод, 24 - удаленная заземляющая скважина, 25, 26, 27, 28, 29 - слои окружающих скважину пластов горных пород, 30, 31, 32, 33, 34 - зоны электродов зонда, 35 - направления токов в пластах.
На фиг.3 дана эквивалентная электрическая схема сопротивлений резистивной модели слоев окружающих скважину пластов горных пород и участков обсадной колонны.
На фиг.4 дана кривая моделирования предлагаемым способом на модели среды 1.
На фиг.5 даны кривые моделирования способом-прототипом на модели среды 2, где 1, 2, 3, 4 - кривые моделирования при соотношении удельного электрического сопротивления муфты к удельному электрическому сопротивлению обсадной колонны 1, 10, 100 и 1000, соответственно.
На фиг.6 даны кривые моделирования способом-прототипом на модели среды 3, где 1, 2, 3, 4 - кривые моделирования при соотношении удельного электрического сопротивления муфты к удельному электрическому сопротивлению обсадной колонны 1, 10, 100 и 1000, соответственно.
На фиг.7 даны кривые моделирования предлагаемым способом по формуле (4) на модели среды 2, где 1, 2, 3, 4 - кривые моделирования при соотношении удельного электрического сопротивления муфты к удельному электрическому сопротивлению обсадной колонны 1, 10, 100 и 1000, соответственно.
На фиг.8 даны кривые моделирования предлагаемым способом по формуле (4) на модели среды 3, где 1, 2, 3, 4 - кривые моделирования при соотношении удельного электрического сопротивления муфты к удельному электрическому сопротивлению обсадной колонны 1, 10, 100 и 1000, соответственно.
Заявляемый способ осуществляют следующим образом.
На блок-схеме фиг.1 показаны верхний токовый электрод 1, верхний измерительный электрод 2, средний измерительный электрод 3 и нижний измерительный электрод 4, нижний токовый электрод 5 измерительного зонда 6, механически прижатые к внутренней поверхности обсадной металлической колонны 7 с муфтами 8. Скважина 9 окружена пластами горных пород 10.
Измерительный зонд 6 содержит измерительные устройства для измерения силы электрического тока 11 и 12, электронные переключатели 13 и 14 для последовательных подач тока в токовые электроды 1 и 5, соответственно, измерительные устройства для измерения разности потенциалов 15, 16, 17, 18 и 19.
Генератор переменного тока 20 размещается на земной поверхности и соединяется с измерительным зондом с помощью линии связи 21. Потенциал среднего измерительного электрода 3 измеряется с помощью измерительного устройства 17 через независимую линию связи 22 относительно удаленного заземленного электрода 23, расположенного на земной поверхности.
Рассмотрим принцип каротажа обсаженных скважин, электрическое сопротивление обсадной колонны которых непостоянно. Кроме того, величина этого электрического сопротивления значительно зависит от того, попали ли при этом на измерительный участок муфты обсадной колонный или нет.
Измерения производятся следующим образом: электроды зонда механически отжимаются от внутренней поверхности обсадной колонны, зонд перемещается на заданное расстояние по координате z по направлению оси скважины с помощью буксировочного троса, не показанного на фиг.1. Затем перемещение зонда прекращается, и электроды механически прижимаются к внутренней поверхности обсадной колонны. При этом муфта обсадной колонны случайным образом может попасть либо не попасть между электродами зонда. В первой подаче тока электронный переключатель 13 замыкается, электронный переключатель 14 остается разомкнутым, ток от генератора 20 по линии связи 21 подается на верхний токовый электрод 1. Производятся измерения силы электрического тока с помощью измерительного устройства 11 и разности потенциалов с помощью измерительных устройств 16, 17, 18 и 19. Во второй подаче тока электронный переключатель 13 размыкается, электронный переключатель 14 замыкается, ток от генератора 20 по линии связи 21 подается на нижний токовый электрод 5. Производятся измерения силы электрического тока с помощью измерительного устройства 12 и разности потенциалов с помощью измерительных устройств 15, 16, 17 и 18. Далее цикл измерений повторяется.
Результаты измерений силы электрического тока посредством измерительных устройств 11 и 12 и разности потенциалов посредством измерительных устройств 15, 16, 17, 18 и 19 в двух последовательных подачах тока передаются в компьютер для обработки. Канал связи с компьютером и сам компьютер на фиг.1 не показаны. Величина удельного электрического сопротивления ρпл вычисляется по формуле. Кривая удельного электрического сопротивления ρпл от глубины z строится путем последовательного перемещения измерительного зонда по координате z. Устройство для определения координаты z на блок-схеме не показано.
Измеряемая скважина последовательно пересекает геологические пласты горных пород, удельное электрическое сопротивление которых и является предметом исследования с помощью предлагаемого способа. При этом конкретное строение пластов горных пород априори неизвестно, однако в первом приближении ось скважины лежит перпендикулярно направлению этих геологических пластов.
Так как электрическое сопротивление обсадной колонны измеряемой скважины много меньше сопротивления окружающих скважину пластов горных пород, то вблизи скважины направление тока будет перпендикулярным оси скважины, таким образом сама скважина с обсадной колонной обладает фокусирующими свойствами по отношению к направлению тока.
Суммарное сопротивление Rпл цилиндрического слоя пластов горных пород с удельным сопротивлением ρпл от обсадной колонны диаметром D до расстояния от скважины S в предположении их однородности для вертикального участка скважины Н равно:
Figure 00000003
Для характерного значения диаметра обсадной колонны 0.15-0.2 м и расстояния между измеряемой и удаленной заземляющей скважиной 50-500 м половина суммарного электрического сопротивления цилиндрического пласта создается на участке 2-6 м от обсадной колонны, т.е. пласты горных пород, расположенные вблизи скважины, вносят основной вклад в суммарное электрическое сопротивление, а удаленные от скважины практически не сказываются на значении суммарного сопротивления.
На фиг.2 проиллюстрировано растекание токов от оси скважины, при подключении генератора переменного тока 20 между измеряемой скважиной 9 и удаленной заземляющей скважиной 24 через заземляющий электрод 23 и линию связи 21.
Пространственные границы слоев протекания тока 25, 26, 27, 28 и 29 соответствуют силовым линиям электрического поля, проведенным от воображаемых границ зон электродов зонда 30, 31, 32, 33 и 34. Токи от измерительной скважины 9 текут вдоль силовых линий электрического поля и условно показаны стрелками 35.
Так как и направление тока, и геологические слои горных пород в первом приближении перпендикулярны оси скважины, то слои протекания тока совпадают с геологическими слоями горных пород вблизи оси скважины, т.е. на участке, где создается основная часть суммарного электрического сопротивления. На большом удалении от оси скважины слои протекания тока и реальные геологические слои пластов горных пород не совпадают, но их вклад в суммарное электрическое сопротивление незначителен, и этим несовпадением можно пренебречь.
Так как границы слоев протекания тока соответствуют силовым линиям электрического поля, то токи через границы слоев не текут. И слои можно рассматривать как независимые сопротивления, что позволяет перейти к резистивной модели слоев окружающих скважину пластов горных пород и участков обсадной колонны, представить резистивную модель слоев окружающих скважину пластов горных пород в виде эквивалентной электрической схемы сопротивлений, и в соответствии с эквивалентной электрической схемой сопротивлений сформировать измерительную схему.
Эквивалентная электрическая схема сопротивлений резистивной модели слоев окружающих скважину пластов горных пород и участков обсадной колонны дана на фиг.3. Для удобства записи уравнений все сопротивления представлены в виде проводимостей. Проводимости σ12, σ23, σ34, σ45 соответствуют проводимостям участков обсадной колонны с возможными муфтами между электродами измерительного зонда 1 и 2, 2 и 3, 3 и 4, 4 и 5, соответственно.
Проводимости σ2, σ3, σ4 соответствуют проводимостям слоев, окружающих скважину пластов горных пород от электродов 2, 3 и 4, соответственно.
При этом проводимость σ3 соответствует проводимости окружающего скважину слоя горных пород от среднего измерительного электрода 3 и связана с определяемым удельным электрическим сопротивлением следующим соотношением:
Figure 00000004
где ρпл - удельное электрическое сопротивление, Ом·м;
Кзонда - геометрический коэффициент зонда, м;
σ3 - проводимость слоя от среднего измерительного электрода 3, Ом-1.
Геометрический коэффициент зонда Кзонда зависит от диаметра труб обсадной колонны, общей длины труб обсадной колонны, расстояния между токовыми и между измерительными электродами зонда, и определяется эмпирически для конкретной конструкции зонда. Приближенное выражение для Кзонда
Кзонда≈π·Δh24,
где Δh24 - расстояние между измерительными электродами зонда 2 и 4, м.
Проводимость σ1 соответствует проводимости слоя от электрода 1 и через верхнюю часть обсадной колонны. Проводимость σ5 соответствует проводимости слоя от электрода 5 и через нижнюю часть обсадной колонны.
Напряжения на электродах 1, 2, 3, 4 и 5 обозначены U1, U2, U3, U4 и U5, соответственно. Электронные переключатели Ка и Kb позволяют подавать ток последовательно в электроды 1 и 5. Первая подача обозначена как подача "а", вторая подача - как подача "b".
В соответствии с эквивалентной электрической схемой сопротивлений, соответствующей резистивной модели слоев окружающих скважину пластов горных пород, формируется схема измерений. Последовательно с электронными ключами включены измерители тока Ia1 и Ib5 при первой подаче в токовый электрод 1 и при второй подаче в токовый электрод 5, соответственно. Измерители разности потенциалов U3, ΔU13, ΔU23, ΔU43, ΔU53, при первой и второй подаче включены между электродом 3 и землей, между электродами 1 и 3, между электродами 2 и 3, между электродами 4 и 3, и между электродами 5 и 3, соответственно.
Измерители ΔU13, ΔU53 предназначены для измерения разности потенциалов электрического поля между верхним токовым электродом 1, на который в данном первом включении не подается ток, и средним измерительным электродом 3, и между нижним токовым электродом 5, на который в данном втором включении не подается ток, и средним измерительным электродом 3, соответственно. Токовые электроды выполнены с возможностью использования их в качестве измерительных, например, может использоваться схема измерений, при которой ток на токовый электрод подается по одному проводу, а измеряемое напряжение с токового электрода поступает на измеритель напряжения по другому проводу, заключенному в экран для устранения влияния наводок.
Преимущество предложенной модели состоит в том, что при попадании муфт обсадной колонны между электродами зонда их сопротивление учитывается как сумма сопротивлений участка обсадной колонны и сопротивления муфты в виде проводимостей σ12, σ23, σ34, σ45. Это позволяет при определении удельного сопротивления полностью исключить влияние сопротивления муфт на результаты измерений.
По методу узловых потенциалов записываем 5 уравнений для 5 узлов при первом включении и 5 уравнений для 5 узлов во втором включении:
Figure 00000005
Таким образом, считая все напряжения известными, мы получаем 10 уравнений и 9 неизвестных σ1-σ9, т.е. система уравнений является избыточной. Для упрощения системы уравнений все разности напряжений будем измерять относительно среднего измерительного электрода 3. Последовательно исключая по 1 уравнению и учитывая, что:
Figure 00000006
находим все возможные решения для ρпл. Для 10 вариантов таких систем из 9 уравнений существует 4 различных точных решения.
Приводим два точных решения:
Figure 00000007
Figure 00000008
Учитывая, что ΔUa53, ΔUb13 это разности потенциалов электрического поля (между нижним токовым электродом 5, на который в данном первом включении не подается ток, и средним измерительным электродом 3, и между верхним токовым электродом 1, на который в данном втором включении не подается ток, и средним измерительным электродом 3, соответственно), необходимо проводить дополнительные измерения на токовых электродах. Усредняя два решения, получаем расчетную формулу:
Figure 00000009
где ρпл - удельное электрическое сопротивление, Ом·м;
Кзонда - геометрический коэффициент зонда, м;
Ia1, Ib5 - токи, подаваемые при первом включении в верхний токовый электрод 1 и при втором включении в нижний токовый электрод 5, соответственно А;
Ua3, Ub3 - потенциалы электрического поля на среднем измерительном электроде 3 относительно земли при первом и втором включении, соответственно В;
ΔUa23, ΔUa43, ΔUb23, ΔUb43 - разности потенциалов электрического поля при первом и втором включении между верхним измерительным электродом 2 и средним измерительным электродом 3, между нижним измерительным электродом 4 и средним измерительным электродом 3, соответственно В;
ΔUa53, ΔUb13 - разности потенциалов электрического поля между нижним токовым электродом 5, на который в данном первом включении не подается ток, и средним измерительным электродом 3, и между верхним токовым электродом 1, на который в данном втором включении не подается ток, и средним измерительным электродом 3, соответственно В.
Оставшиеся 2 решения не приводятся ввиду их сложности, отсутствия дополнительных преимуществ и более высокого значения суммарной ошибки измерений.
Формирование измерительной схемы в соответствии с резистивной моделью слоев окружающих скважину пластов горных пород позволяет учесть влияние на результаты измерений участков обсадной колонны с муфтами, случайным образом попавших на участок измерений обсадной колонны, как между измерительными электродами, так и между измерительными и токовыми электродами. Дополнительные измерительные устройства и выполнение токовых электродов с возможностью использования их в качестве измерительных позволяют использовать для определения удельного электрического сопротивления пластов горных пород точные аналитические решения системы уравнений по формуле (4).
В соответствии с резистивной моделью для определения удельного электрического сопротивления пластов по формуле (4) не требуется эквидистантного расположения электродов или симметрии конструкции относительно центрального электрода, так как формула (4) является средним арифметическим выражением двух точных решений и не зависит от проводимостей σ12, σ33, σ34, σ45.
Отсутствие требований эквидистантности измерительных электродов ведет к значительному упрощению используемой аппаратуры и самого способа.
Отсутствие требований эквидистантности или симметричности конструкции позволяет также переходить к вариантам зонда с 6 и более электродами.
Так как система уравнений увеличивается на 2 уравнения, при этом добавляется 2 неизвестных, то формула (4) справедлива для любого количества электродов при условии двух включений с подачей токов в крайние токовые электроды. Увеличение количества электродов обеспечивает более высокую скорость каротажа по сравнению с 5-электродным зондом: 6-электродный зонд увеличивает скорость каротажа в 2 раз, 7-электродный - в 3 раза при удлинении примерно на 0.5 и 1.0 м соответственно.
На фиг.4-8 представлены вычисления ρпл предложенным способом и способом-прототипом для трех математических моделей среды.
Размеры расчетной области: диаметр - 250 м, глубина - 227 м, длина колонны - 207 м, глубина залегания группы пластов - 100 м. Диаметры колонны: внутренний - 0.075 м, внешний - 0.083 м. Удельное электрическое сопротивление колонны - 2.5·10-7 Ом·м. Расстояние от электродов 1 и 5 измерительного зонда до центрального электрода 3 - 2.2 м, расстояние от электродов 2 и 4 до центрального электрода 3 - 0.5 м.
Первая модель среды - группа пластов:
- первый пласт с удельным электрическим сопротивлением 5 Ом·м, простирающийся по глубине от минус бесконечности до 2 м;
- второй пласт с сопротивлением 10 Ом·м, простирающийся по глубине от 2 м до 3 м;
- третий пласт с сопротивлением 5 Ом·м, простирающийся по глубине от 3 м до 5 м;
- четвертый пласт с сопротивлением 100 Ом·м, простирающийся по глубине от 5 м до 8 м;
- пятый пласт с сопротивлением 1 Ом·м, простирающийся по глубине от 8 м до 10 м;
- шестой пласт с сопротивлением 10 Ом·м, простирающийся по глубине от 10 м до плюс бесконечности;
все пласты пронизаны колонной, однородной по сопротивлению.
Вторая модель среды - 3 пласта. Два вмещающих пласта с удельным электрическим сопротивлением 1 Ом·м и один пласт между ними мощностью 1 м и удельным электрическим сопротивлением 10 Ом·м. Пласты пронизаны неоднородной по электрическому сопротивлению колонной. В интервале от -1.3 м до -1 м размещается модель муфты переходной колонны, удельное электрическое сопротивление которой может быть увеличено в 10, 100 и 1000 раз по сравнению с удельным электрическим сопротивлением колонны.
Третья модель среды отличается от второй тем, что модель муфты переходной колонны размещается в интервале от -0.1 м до 0.2 м.
На фиг.4 даны результаты моделирования предложенным способом на модели среды 1. Из фигуры видно, что расчетная кривая зависимости удельного электрического сопротивления от z правильно отражает истинное удельное электрическое сопротивление пластов, при этом ошибка измерений по удельному электрическому сопротивлению не превышает 10%, а точность определения границ пластов не хуже ±0.3 м.
На фиг.5 даны кривые моделирования способом-прототипом [1] на модели среды 2, где 1, 2, 3, 4 - кривые моделирования при соотношении удельного электрического сопротивления муфты к удельному электрическому сопротивлению обсадной колонны 1,10,100 и 1000, соответственно.
На фиг.6 даны кривые моделирования способом-прототипом [1] на модели среды 3, где 1, 2, 3, 4 - кривые моделирования при соотношении удельного электрического сопротивления муфты к удельному электрическому сопротивлению обсадной колонны 1, 10, 100 и 1000. соответственно.
На фиг.7 даны кривые моделирования предлагаемым способом по формуле (4) на модели среды 2, где 1, 2, 3, 4 - кривые моделирования при соотношении удельного электрического сопротивления муфты к удельному электрическому сопротивлению обсадной колонны 1, 10, 100 и 1000, соответственно.
На фиг.8 даны кривые моделирования предлагаемым способом по формуле (4) на модели среды 3, где 1, 2, 3, 4 - кривые моделирования при соотношении удельного электрического сопротивления муфты к удельному электрическому сопротивлению обсадной колонны 1, 10, 100 и 1000, соответственно.
Из сравнения фиг.5 и 7, и 6 и 8, соответственно, видно, что при удельном сопротивлении муфты обсадной колонны, не отличающимся от удельного сопротивления обсадной колонны, кривые моделирования удельного электрического сопротивления пластов по способу-прототипу и по предлагаемому способу дают практически одинаковые результаты.
При соотношении удельного электрического сопротивления муфты к удельному электрическому сопротивлению обсадной колонны 10, 100 и 1000 расчетное удельное сопротивление пластов дает ошибку относительно истинного удельного сопротивления пластов. При этом при расчете по способу-прототипу ошибка составляет соответственно 200%. 2400% и 20000% для удельного электрического сопротивления 1 Ом·м. и 150%, 1900% и 17000% соответственно для удельного электрического сопротивления 10 Ом·м. При этом при длине модели муфты переходной колонны 0.3 метра влияние муфты прослеживается при перемещении зонда на 1.5 м, т.е. на всю область прохождения муфты через центральные электроды зонда. Приемлемая ошибка 250% получается только в момент совпадения центрального электрода с центром модели муфты, что хорошо видно из фиг.5 и 6.
При расчете по предлагаемому способу по формуле (4) при соотношении удельного электрического сопротивления муфты к удельному электрическому сопротивлению обсадной колонны 10, 100 и 1000 ошибка составляет соответственно 90%, 150% и 200% для удельного электрического сопротивления 1 Ом·м, и 50%, 170% и 150% соответственно для удельного электрического сопротивления 10 Ом·м. При этом при длине модели муфты переходной колонны 0.3 метра влияние муфты прослеживается при длине, равной длине модели муфты. В момент совпадения центрального электрода с центром модели муфты ошибка составляет 80%, 120% и 30% соответственно, что хорошо видно из фиг.7 и 8.
Таким образом ошибка измерений по предлагаемому способу при соотношении удельного электрического сопротивления муфты к удельному электрическому сопротивлению обсадной колонны 10, 100 и 1000 меньше, чем по способу-прототипу в 2.2, 16 и 100 раз соответственно для удельного электрического сопротивления 1 Ом·м, и в 3, 11 и 113 раз соответственно для удельного электрического сопротивления 10 Ом·м.
По сравнению со способом-прототипом предлагаемый способ обеспечивает более высокую точность и достоверность измерений за счет учета влияния переменного сопротивления труб колонны и муфт обсадной колонны.
Преимущества заявляемого способа заключаются в следующем.
Электрические методы исследований скважин являются основными при определении продуктивных интервалов пластов-коллекторов в процессе строительства скважин. Реализация предложенного способа измерений удельного электрического сопротивления горных пород через стальную эксплуатационную колонну в геофизической аппаратуре, несомненно, даст значительный экономический эффект. Комплексирование метода с существующими методами радиоактивного и акустического каротажа при проведении исследований в нефтяных скважинах, обсаженных стальной эксплуатационной колонной, позволит существенно повысить достоверность определения положения водонефтяного контакта в продуктивных интервалах пластов коллекторов действующих скважин месторождений нефти практически в любых геологических условиях, что соответственно обеспечит более эффективное проведение эксплуатации месторождений. Кроме того, появится возможность количественного определения насыщения пластов коллекторов, не исследованных стандартными методами электрического каротажа при строительстве скважин.

Claims (1)

  1. Способ электрического каротажа обсаженных скважин, включающий использование зонда, выполненного в виде двух токовых электродов, расположенных по разные стороны относительно хотя бы трех измерительных электродов, поочередную подачу электрического тока, проведение посредством измерительных устройств при каждой из подач тока измерений подаваемого тока, потенциала на среднем измерительном электроде, разности потенциалов между крайними измерительными электродами и средним измерительным электродом, использование в качестве параметра электрического каротажа обсаженных скважин удельного электрического сопротивления окружающих колонну пластов горных пород, отличающийся тем, что используют зонд, измерительные электроды которого пространственно разнесены без соблюдения требований эквидистантности, посредством дополнительных измерительных устройств проводят измерение разности потенциалов электрического поля между токовым электродом, на который при данном включении не подается ток, и средним измерительным электродом, а удельное электрическое сопротивление определяют по формуле
    Figure 00000010
    где ρпл - удельное электрическое сопротивление, Ом·м;
    Кзонда - геометрический коэффициент зонда, м;
    Ia1, Ib5 - токи, подаваемые при первом включении в верхний токовый электрод и при втором включении в нижний токовый электрод, соответственно, А;
    Ua3, Ub3 - потенциалы электрического поля на среднем измерительном электроде относительно земли при первом и втором включении, соответственно, В; ΔUa23, ΔUa43, ΔUb23, ΔUb43 - разности потенциалов электрического поля при первом и втором включении между верхним измерительным электродом и средним измерительным электродом, между нижним измерительным электродом и средним измерительным электродом, соответственно, В;
    ΔUa53, ΔUb13 - разности потенциалов электрического поля между нижним токовым электродом на который в данном первом включении не подается ток и средним измерительным электродом, и между верхним токовым электродом, на который в данном втором включении не подается ток и средним измерительным электродом, соответственно, В.
RU2006116004/28A 2006-04-18 2006-04-18 Способ электрического каротажа обсаженных скважин RU2302019C1 (ru)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006116004/28A RU2302019C1 (ru) 2006-04-18 2006-04-18 Способ электрического каротажа обсаженных скважин
CN2006800548433A CN101460871B (zh) 2006-04-18 2006-12-22 套管井电测井方法
PCT/RU2006/000689 WO2007120072A1 (fr) 2006-04-18 2006-12-22 Procédé de diagraphie électrique de puits de forage
EA200800335A EA011150B1 (ru) 2006-04-18 2006-12-22 Способ электрического каротажа обсаженных скважин
CA002649498A CA2649498A1 (en) 2006-04-18 2006-12-22 Electrical cased well-logging method
US12/252,388 US7984755B2 (en) 2006-04-18 2008-10-16 Electrical cased well-logging method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006116004/28A RU2302019C1 (ru) 2006-04-18 2006-04-18 Способ электрического каротажа обсаженных скважин

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2302019C1 true RU2302019C1 (ru) 2007-06-27

Family

ID=38315614

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006116004/28A RU2302019C1 (ru) 2006-04-18 2006-04-18 Способ электрического каротажа обсаженных скважин

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7984755B2 (ru)
CN (1) CN101460871B (ru)
CA (1) CA2649498A1 (ru)
EA (1) EA011150B1 (ru)
RU (1) RU2302019C1 (ru)
WO (1) WO2007120072A1 (ru)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010085170A1 (ru) * 2009-01-26 2010-07-29 Tsoj Valentin Способ электрического каротажа обсаженных скважин
WO2011071412A2 (ru) * 2009-12-07 2011-06-16 Rykhlinskij Nikolaj Ivanowich Способ электрического каротажа обсаженных скважин
RU2630335C2 (ru) * 2011-11-18 2017-09-07 Цой Валентин Способ каротажа скважин, обсаженных металлической колонной
RU2630991C1 (ru) * 2011-12-27 2017-09-15 Цой Валентин Устройство для каротажа скважин, обсаженных металлической колонной

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010040045A2 (en) * 2008-10-03 2010-04-08 Schlumberger Canada Limited Identification of casing collars while drilling and post drilling and using lwd and wireline
RU2388906C1 (ru) * 2008-12-30 2010-05-10 Шлюмберже Текнолоджи Б.В. Способ определения радиуса области заводнения нефтяного пласта в окрестностях скважины
CN102102513A (zh) * 2009-12-17 2011-06-22 西安思坦仪器股份有限公司 过套管电阻率测井仪
CN102011581B (zh) * 2010-11-24 2013-02-06 中国石油大学(北京) 应力敏感性地层钻井堵漏模拟评价装置
CN103821503B (zh) * 2014-02-25 2016-09-14 北京石大华旭建邦石油科技有限公司 一种用于过套管电阻率测井仪中的可收回探针装置
WO2017058692A1 (en) * 2015-09-30 2017-04-06 Schlumberger Technology Corporation Methods and systems to analyze bed boundary detection
CN106353827A (zh) * 2016-08-06 2017-01-25 黄河勘测规划设计有限公司 钻孔内探测泥化夹层的小极距阵列扫描电测井方法
CN112326888B (zh) * 2020-11-04 2021-11-02 中国石油大学(北京) 一种裂缝堵漏模拟的实验装置及其实验方法
CN113417626B (zh) * 2021-07-09 2023-10-31 中国石油天然气股份有限公司 一种油田浅层井套管外涂层缺陷的井口激励式检测方法
CN114137619B (zh) * 2021-12-01 2022-09-23 中国科学院地质与地球物理研究所 一种用于伟晶岩脉的勘探方法及系统

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3202215A (en) * 1962-06-21 1965-08-24 Alphonso F Stanonis Method of controlling fluid flow
US3237094A (en) * 1962-09-28 1966-02-22 Shell Oil Co Method utilizing formation resistivity measurements for determining formation fluid pressures
US4820989A (en) * 1986-11-04 1989-04-11 Paramagnetic Logging, Inc. Methods and apparatus for measurement of the resistivity of geological formations from within cased boreholes
US6031381A (en) * 1986-11-04 2000-02-29 Paramagnetic Logging, Inc. Electrical voltages and resistances measured to inspect metallic cased wells and pipelines
US4882542A (en) * 1986-11-04 1989-11-21 Paramagnetic Logging, Inc. Methods and apparatus for measurement of electronic properties of geological formations through borehole casing
US5335542A (en) * 1991-09-17 1994-08-09 Schlumberger Technology Corporation Integrated permeability measurement and resistivity imaging tool
US5543715A (en) * 1995-09-14 1996-08-06 Western Atlas International, Inc. Method and apparatus for measuring formation resistivity through casing using single-conductor electrical logging cable
US6603314B1 (en) * 1999-06-23 2003-08-05 Baker Hughes Incorporated Simultaneous current injection for measurement of formation resistance through casing
FR2807524B1 (fr) * 2000-04-07 2002-06-28 Schlumberger Services Petrol Procede et dispositif d'investigation de la paroi d'un trou de forage
RU2176802C1 (ru) * 2001-02-20 2001-12-10 Кашик Алексей Сергеевич Способ электрического каротажа обсаженных скважин
RU2200967C1 (ru) * 2002-06-04 2003-03-20 Кашик Алексей Сергеевич Способ электрического каротажа обсаженных скважин
CN2577296Y (zh) * 2002-11-07 2003-10-01 大庆石油管理局 井下多频声学组合探测器
CN2627214Y (zh) * 2003-03-28 2004-07-21 中国石油天然气集团公司 多参数超声工程测井仪
RU2229735C1 (ru) * 2003-04-22 2004-05-27 Кашик Алексей Сергеевич Способ электрического каротажа обсаженных скважин
RU2384867C1 (ru) * 2008-12-01 2010-03-20 Андрей Степанович Степанов Способ электрического каротажа обсаженных скважин

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010085170A1 (ru) * 2009-01-26 2010-07-29 Tsoj Valentin Способ электрического каротажа обсаженных скважин
WO2011071412A2 (ru) * 2009-12-07 2011-06-16 Rykhlinskij Nikolaj Ivanowich Способ электрического каротажа обсаженных скважин
WO2011071412A3 (ru) * 2009-12-07 2011-09-29 Rykhlinskij Nikolaj Ivanowich Способ электрического каротажа обсаженных скважин
RU2630335C2 (ru) * 2011-11-18 2017-09-07 Цой Валентин Способ каротажа скважин, обсаженных металлической колонной
RU2630991C1 (ru) * 2011-12-27 2017-09-15 Цой Валентин Устройство для каротажа скважин, обсаженных металлической колонной

Also Published As

Publication number Publication date
US7984755B2 (en) 2011-07-26
US20090045075A1 (en) 2009-02-19
CN101460871A (zh) 2009-06-17
WO2007120072A1 (fr) 2007-10-25
CN101460871B (zh) 2012-04-25
EA011150B1 (ru) 2009-02-27
CA2649498A1 (en) 2007-10-25
US20110147233A9 (en) 2011-06-23
EA200800335A1 (ru) 2008-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2302019C1 (ru) Способ электрического каротажа обсаженных скважин
US8418782B2 (en) Method and system for precise drilling guidance of twin wells
US9611736B2 (en) Borehole electric field survey with improved discrimination of subsurface features
CN1782320B (zh) 双井的精确钻井导向方法和系统
CA1260537A (en) Conductivity determination in a formation having a cased well
US20090120691A1 (en) Systems and methods for guiding the drilling of a horizontal well
US10001006B2 (en) Ranging using current profiling
CN105840185B (zh) 一种稳定电场水平井压裂裂缝监测方法
CN1168999C (zh) 套管井所穿过地层的电阻率的测定方法和装置
CN106646635B (zh) 变线源电阻率连续测量方法
CN106121637A (zh) 一种用于探测事故井的系统和方法
CN1168998C (zh) 套管井所穿过地层的电阻率的测定方法和装置
CN110094195B (zh) 一种基于凹陷电极结构的油基泥浆电成像测井方法
EP2527835A2 (en) Method and Apparatus for Measuring Borehole Mud Resistivity
CA2689815C (en) Method and system for precise drilling guidance of twin wells
Zhang et al. 3D modeling and inversion of the electrical resistivity tomography using steel cased boreholes as long electrodes
Zeng et al. Multiscale modeling of electromagnetic telemetry in layered transverse isotropic formation
US20010026156A1 (en) Method of determining the resistivity of a formation around a cased well
US6894500B2 (en) Method and apparatus for determining the resistivity of a formation surrounding a cased well
CN105317428B (zh) 确定电磁信道模型的方法及装置
RU2466430C2 (ru) Способ электроразведки
RU2736446C2 (ru) Способ электрического мониторинга характеристик пласт-коллектора при разработке залежей нефти с использованием закачки пара
RU2614853C2 (ru) Способ индукционного каротажа из обсаженных скважин и устройство для его осуществления
Wu et al. Wireless electromagnetic telemetry for metal cased wells: A novel approach with comprehensive channel analysis
Schenkel et al. Numerical study on measuring electrical resistivity through casing in a layered medium

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Effective date: 20071001

QZ4A Changes in the licence of a patent

Effective date: 20071001

HK4A Changes in a published invention
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20120828

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130419