RU2351959C1 - Способ ядерно-магнитного каротажа и устройство для его осуществления - Google Patents

Способ ядерно-магнитного каротажа и устройство для его осуществления Download PDF

Info

Publication number
RU2351959C1
RU2351959C1 RU2007124876/28A RU2007124876A RU2351959C1 RU 2351959 C1 RU2351959 C1 RU 2351959C1 RU 2007124876/28 A RU2007124876/28 A RU 2007124876/28A RU 2007124876 A RU2007124876 A RU 2007124876A RU 2351959 C1 RU2351959 C1 RU 2351959C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
additional
magnetic field
signal
coil
constant magnetic
Prior art date
Application number
RU2007124876/28A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2007124876A (ru
Inventor
Владислав Марксович Мурзакаев (RU)
Владислав Марксович Мурзакаев
Виктор Дмитриевич Чухвичев (RU)
Виктор Дмитриевич Чухвичев
Фирдус Фаатович Губайдуллин (RU)
Фирдус Фаатович Губайдуллин
Владимир Сергеевич Дубровский (RU)
Владимир Сергеевич Дубровский
Рамиль Сафиевич Мухамадиев (RU)
Рамиль Сафиевич Мухамадиев
Original Assignee
Общество с Ограниченной Ответственностью "ТНГ-Групп"
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 "ТНГ-Групп" filed Critical Общество с Ограниченной Ответственностью "ТНГ-Групп"
Priority to RU2007124876/28A priority Critical patent/RU2351959C1/ru
Publication of RU2007124876A publication Critical patent/RU2007124876A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2351959C1 publication Critical patent/RU2351959C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

Использование: для ядерно-магнитного каротажа. Сущность: заключается в том, что осуществляют поляризацию пластов, пересеченных скважиной постоянным магнитным полем, плавное выключение поляризующего поля, создание дополнительного расфазирующего постоянного магнитного поля и наблюдения сигнала свободной прецессии в магнитном поле Земли, при этом дополнительное расфазирующее поле создают действием либо одного, либо четного количества импульсных постоянных магнитных полей, результирующая напряженность которых спадает в радиальном направлении пропорционально пятой и более степени расстояния, а наблюдение сигнала проводят после окончания действия дополнительного расфазирующего постоянного магнитного поля. Технический результат: увеличение степени подавления сигнала от ствола скважины при минимальном уменьшении полезного сигнала от пласта. 2 н.п. ф-лы, 9 ил.

Description

Изобретение относится к геофизическим методам исследования скважин, в частности к ядерно-магнитному каротажу (ЯМК), применяемому для исследования нефтяных и газовых скважин.
Известен способ ядерно-магнитного каротажа, включающий поляризацию пластов, пересеченных скважиной, постоянным магнитным полем, плавное выключение поляризующего поля, последующее включение переменного фазирующего магнитного поля с частотой, равной частоте прецессии, и одновременное с ним включение расфазирующего переменного магнитного поля, напряженность которого падает в радиальном направлении пропорционально третьей и большей степени расстояния с частотой 0,5-2 от частоты прецессии. При этом разрушается когерентность прецессии отдельных составляющих вектора ядерной намагниченности и тем самым исключается образование сигналов от ближней к скважинному прибору зоны, то есть от ствола скважины и зоны кольматации [авторское свидетельство СССР № 957142, МКИ G01V 3/32, 1982].
Основным недостатком способа является то, что при десяти-двадцатикратном уменьшении сигнала от ствола скважины (промывочной жидкости) полезный сигнал от пласта уменьшается в 2-3 раза, что существенно снижает точность результатов ЯМК.
Наиболее близким к изобретению является способ и устройство ядерно-магнитного каротажа [GB № 2056082, G01N 24/08, 11.03.81], содержащее зонд, состоящий из основной катушки индуктивности для создания постоянного магнитного поля (поля поляризации) путем пропускания в течение времени поляризации через нее постоянного тока, который намагничивает жидкость в стволе скважины и в горной породе вблизи стенки скважины, т.е. создает вектор ядерной намагниченности, и последующего после выключения поля поляризации наблюдения сигнала свободной прецессии (ССП) этого вектора в магнитном поле Земли, и при этом создается неоднородность магнитного поля путем пропускания через нее постоянного тока напряженностью 0,05-0,005 Э в течение времени наблюдения ССП, используя для этого дополнительный источник питания и ключ. Тем самым исключается сигнал от ствола скважины.
Недостатком такого способа и устройства является изменение времени поперечной релаксации (то есть искажение формы сигнала свободной прецессии) вследствие действия во время приема сигнала СП постоянного тока, что, в свою очередь, ведет к ошибке вычисления (определения) начальной амплитуды сигнала ЯМК.
Задачей изобретения является увеличение степени подавления сигнала от ствола скважины при минимальном уменьшении полезного сигнала от пласта, тем самым увеличивается точность измерений и, как следствие, повышается точность определения начальной амплитуды сигнала.
Поставленная цель достигается тем, что в способе ядерно-магнитного каротажа, включающем поляризацию пластов, пересеченных скважиной, постоянным магнитным полем, создание дополнительного расфазирующего постоянного магнитного поля, выключение поляризующего поля и наблюдение сигнала свободной прецессии в магнитном поле Земли, действие дополнительного расфазирующего постоянного магнитного поля происходит сразу после выключения поляризующего магнитного поля до момента начала измерения сигнала, причем дополнительно в стволе скважины создаются одно или несколько последовательных (или параллельных) во времени расфазирующих постоянных магнитных полей, результирующая напряженность которых падает в радиальном направлении обратно пропорционально пятой и более степени расстояния, и их длительность действия лежит в пределах от 5 мсек до 20 мсек. Напряженность дополнительного расфазирующего постоянного магнитного поля, образованного одним или несколькими полями, составляет порядка 0,05 Гс. Длительность действия дополнительного поля и ее величина обусловлены выбором глубины его проникновения, то есть должно быть ограничено стволом скважины и не должно действовать на полезный сигнал от пласта. При выходе из границ предлагаемых параметров расфазирующего магнитного поля эффективность способа резко падает.
Сущность изобретения состоит в том, что в области, подлежащей исключению из измерений, дополнительным магнитным полем нарушается однородность магнитного поля Земли вблизи скважинного прибора, то есть ствола скважины, и сигнал от этой области не наблюдается.
В устройстве ядерно-магнитного каротажа, содержащем основную катушку индуктивности для поляризации (намагничивания) пластового флюида и дополнительную катушку для приема сигналов свободной прецессии, измерительный усилитель, устройство, обеспечивающее попеременное подключение катушки к источнику тока поляризации и после истечении времени поляризации подключение ее ко входу измерительного усилителя скважинного прибора, поверхностной панели, обеспечивающей необходимые режимы работы устройства в целом, введены одна или четное количество катушек, расположенных на основной катушке индуктивности, плоскости дополнительных катушек перпендикулярны оси основной катушки, а витки одной из дополнительных катушек расположены между витками другой дополнительной катушки. При этом соседние витки имеют встречное направление намотки. Основная катушка при этом используется и для поляризации, и для приема сигналов СП.
Длина намотки дополнительных катушек (или одной катушки) соответствует длине основной катушки индуктивности зонда скважинного прибора. Шаг намотки или, другими словами, расстояние между соседними витками составляет 3 см, величина постоянного тока, пропускаемого через них, равна 1,8-2А при длительности от 5 мсек до 20 мсек, в данном конкретном случае 15 мсек. Такое соблюдение указанной конструкции дополнительных катушек, параметров дополнительного расфазирующего постоянного магнитного поля позволяет наиболее эффективно использовать предлагаемое изобретение с точки зрения четкости границы между зоной исключения сигнала, то есть ствола скважины и зоной приема полезного сигнала, то есть пласта. При изменении расстояния между соседними витками необходимо изменять величину тока, пропускаемого через них, поскольку степень подавления сигналов от ближней к скважинному прибору зоны зависит от совокупности этих параметров. При изменении диаметра основной катушки индуктивности зонда скважинного прибора также необходимо изменять параметры намотки дополнительных катушек и параметры импульсов дополнительного расфазирующего магнитного поля.
Новым также является то, что устройство содержит схему, обеспечивающую подачу импульсов тока в дополнительные катушки необходимой величины и длительности, а также их последовательное или одновременное включение и выключение, которое происходит в интервале от момента выключения тока поляризации в зонде и до начала наблюдения полезного сигнала.
Проведенные исследования в патентной и научно-технической литературе позволяет сделать вывод о том, что идентичных решений, касающихся способов ядерно-магнитного каротажа с использованием наблюдения сигнала свободной прецессии в магнитном поле Земли и устройств для его осуществления в науке и технике нет.
На фиг.1, 2, 3 представлены схемы расположения и намотки одной или четного количества дополнительных катушек на основной катушке зонда скважинного прибора. При реализации способа с помощью двух катушек (фиг.1) сначала наматывается одна катушка, затем вторая наматывается так, чтобы ее витки находились между витками первой, причем соседние витки имели встречное направление. Стрелками показаны направления витков в дополнительных катушках. Реализацию способа в случае одной дополнительной катушки конструктивно можно выполнить в нескольких вариантах. На фиг.2 дополнительная катушка сначала наматывается в одном направлении, затем в месте окончания основной катушки направление меняется на противоположное, и далее она наматывается в обратном направлении, то есть возвращается в начало. Таким образом, соседние витки имеют встречное направление. На фиг.3 изображен способ намотки одной катушки, в которой каждый последующий виток имеет встречное направление намотки с предыдущим. То есть конец одного витка является началом другого. На фиг.4 изображен характер спада напряженности результирующего магнитного поля, создаваемого этими катушками, в направлении, перпендикулярном оси скважины и оси прибора. Видно, что в области, ограниченной радиусом скважины, значение дополнительного расфазирующего поля, образованного дополнительными катушками (или одной катушкой), имеет максимальное значение и резко спадает обратно пропорционально пятой и более степени расстояния от оси основной катушки, выходя за границы, соответствующие стволу скважины. На фиг.5 представлен вид распределения магнитного поля, создаваемого дополнительными катушками по всей длине их намотки X. Видно, что на расстоянии от оси основной катушки, равном радиусу скважины, создается максимальная неоднородность магнитного поля и, как следствие, в области, ограниченной этим радиусом, исключается образование сигнала свободной прецессии.
Устройство ядерно-магнитного каротажа (фиг.6) состоит из скважинного прибора 3, наземной панели 4 и кабеля 5, соединяющего их. Скважинный прибор состоит из электронного блока 6 и зонда 7, который, в свою очередь, содержит основную катушку индуктивности 1 для возбуждения и приема сигналов свободной прецессии и дополнительных одной или четного количества катушек 2, намотанных на нее. В данном случае изображена одна дополнительная катушка, намотанная по типу намотки, изображенной на фиг.2. Пространство зонда скважинного прибора залито манометрической жидкостью 8. В электронном блоке расположены основные электронные схемы скважинного прибора, в том числе измерительный усилитель 9 для выделения полезного сигнала на фоне помех, а также блок трансформации 10, обеспечивающий поочередное подключение основной катушки 1 и дополнительных катушек 2 к соответствующим схемам. Блок управления 11 наземной панели 4 обеспечивает необходимые режимы для работы устройства в целом; блок питания 12 обеспечивает устройство необходимыми для работы напряжениями.
Устройство для ядерно-магнитного каротажа работает следующим образом. Напряжение поляризации по жилам кабеля 5 передается в скважинный прибор 3, которое через блок трансформации 10 подается на основную катушку 1, создавая тем самым вектор ядерной намагниченности в области, окружающей скважинный прибор, в том числе в стволе скважины и в пласте. По истечении времени поляризации прекращается подача напряжения на основную катушку 1, то есть ток поляризации выключается. В момент полного его выключения блок трансформации 10 подключает дополнительные катушки 2 к схеме, обеспечивающей протекание тока определенной величины и длительности через них. В зависимости от выбранного и установленного режима схема обеспечивает прохождение тока через дополнительные катушки за один или два импульса. После окончания действия дополнительного расфазирующего постоянного магнитного поля, образованного с помощью дополнительных катушек 2, блок трансформации 10 обеспечивает подключение основной катушки 1 к измерительному усилителю 9 скважинного прибора 3, и сигнал по жилам кабеля 5 передается на наземную панель 4. Далее весь цикл повторяется. На фиг.7 представлены временные диаграммы напряженностей поляризующего Нп поля а), дополнительного Нд расфазирующего поля б) и диаграмма полезного Нс сигнала в).
На фиг.8 представлены результаты проверки эффективности предлагаемого способа и устройства на модели Государственного стандартного образца индекса свободного флюида, представляющего собой два коаксиально расположенных цилиндра разного диаметра, пространство между которыми имитировало пласт, а внутренний цилиндр представлял собой модель ствола скважины. С помощью предлагаемого устройства и согласно предлагаемому способу поочередно измерялся сигнал СП от ствола модели и пласта. Из чертежа видно, что с увеличением тока, пропускаемого через дополнительную катушку, что соответствует увеличению напряженности расфазирующего постоянного магнитного поля, сигнал от модели ствола снижается (порядка 80-100 раз), а от модели пласта уменьшается минимально, что доказывает эффективность предлагаемого способа и устройства.
На фиг.9 представлен пример применения предлагаемого изобретения в скважине. При проведении ядерно-магнитного каротажа в обычном режиме полезный сигнал вообще нельзя выделить на фоне сигнала от такого раствора (колонка справа). После включения режима, использующего предлагаемый способ и устройство подавления сигнала от ствола скважины, удается провести качественный замер с четким расчленением разреза скважины и получением достоверной информации о свойствах исследуемых пластов в виде кривых амплитуд сигнала свободной прецессии. Удалось получить снижение сигнала от промывочной жидкости в этой скважине в 70 раз.
Предлагаемые способ и устройство прошли опробования в скважинах в различных регионах России и получены хорошие результаты, доказывающие их эффективность.

Claims (2)

1. Способ ядерно-магнитного каротажа, включающий поляризацию пластов, пересеченных скважиной, постоянным магнитным полем, плавное выключение поляризующего поля, создание дополнительного расфазирующего постоянного магнитного поля и наблюдения сигнала свободной прецессии в магнитном поле Земли, отличающийся тем, что дополнительное расфазирующее поле создают действием либо одного, либо четного количества импульсных постоянных магнитных полей, результирующая напряженность которых спадает в радиальном направлении пропорционально пятой и более степени расстояния, а наблюдение сигнала проводят после окончания действия дополнительного расфазирующего постоянного магнитного поля.
2. Устройство для ядерно-магнитного каротажа, содержащее наземную панель, блок управления, блок питания, кабель, скважинный прибор, состоящий из электронного блока с измерительным усилителем и блоком трансформации и зонда, содержащего основную катушку индуктивности и дополнительную катушку, отличающееся тем, что на основной катушке индуктивности расположены одна или четное количество дополнительных катушек, плоскости которых перпендикулярны оси основной катушки, при этом витки каждой дополнительной катушки расположены на середине между витками другой дополнительной катушки, а соседние витки имеют встречное направление, при этом основная катушка подключена через блок трансформации к источнику тока поляризации и ко входу измерительного усилителя, а дополнительные катушки подключены через блок трансформации к источнику расфазирующего постоянного тока.
RU2007124876/28A 2007-07-02 2007-07-02 Способ ядерно-магнитного каротажа и устройство для его осуществления RU2351959C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007124876/28A RU2351959C1 (ru) 2007-07-02 2007-07-02 Способ ядерно-магнитного каротажа и устройство для его осуществления

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007124876/28A RU2351959C1 (ru) 2007-07-02 2007-07-02 Способ ядерно-магнитного каротажа и устройство для его осуществления

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007124876A RU2007124876A (ru) 2009-01-10
RU2351959C1 true RU2351959C1 (ru) 2009-04-10

Family

ID=40373832

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007124876/28A RU2351959C1 (ru) 2007-07-02 2007-07-02 Способ ядерно-магнитного каротажа и устройство для его осуществления

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2351959C1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2495458C2 (ru) * 2012-01-11 2013-10-10 Общество с Ограниченной Ответственностью "ТНГ-Групп" Устройство ядерно-магнитного каротажа
RU168193U1 (ru) * 2016-09-06 2017-01-23 Общество с ограниченной ответственностью "СВИФТ" Устройство ядерно-магнитного резонанса (ЯМР) в поле Земли для исследования обводненности сырой нефти в резервуарах-отстойниках
RU2732987C1 (ru) * 2020-03-02 2020-09-28 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Устройство формирования квазипостоянного сильного магнитного поля в больших объемах

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107830855B (zh) * 2017-11-29 2024-03-15 西安科技大学 一种煤矿矿井导航定位系统

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2495458C2 (ru) * 2012-01-11 2013-10-10 Общество с Ограниченной Ответственностью "ТНГ-Групп" Устройство ядерно-магнитного каротажа
RU168193U1 (ru) * 2016-09-06 2017-01-23 Общество с ограниченной ответственностью "СВИФТ" Устройство ядерно-магнитного резонанса (ЯМР) в поле Земли для исследования обводненности сырой нефти в резервуарах-отстойниках
RU2732987C1 (ru) * 2020-03-02 2020-09-28 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Устройство формирования квазипостоянного сильного магнитного поля в больших объемах

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007124876A (ru) 2009-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2279049C (en) Detecting tool motion effects on nuclear magnetic resonance measurements
US7663363B2 (en) Method and apparatus for high signal-to-noise ratio NMR well logging
US7372263B2 (en) Apparatus and method for measuring cased hole fluid flow with NMR
US6559640B2 (en) NMR apparatus and method utilizing pulsed static magnetic fields
US6933719B2 (en) Fluid flow properties from acoustically stimulated NMR
Minh et al. Determination of wettability from magnetic resonance relaxation and diffusion measurements on fresh-state cores
BRPI0305841B1 (pt) método de extração de informações sobre um fluido e aparelho de perfilagem
CN101319611A (zh) 用于评估多孔介质特性的装置、系统和方法
RU2475782C2 (ru) Неразрушающее определение распределения пор по размерам и распределения движения флюида по скоростям
US7423426B2 (en) Selective excitation in earth's magnetic field nuclear magnetic resonance well logging tool
JPH07151715A (ja) Nmr測定実施方法及び装置
CA2432098A1 (en) Temperature compensated magnetic circuit
US7564240B2 (en) Method and apparatus for measuring free induction decay signal and its application to composition analysis
RU2351959C1 (ru) Способ ядерно-магнитного каротажа и устройство для его осуществления
AU2009215414B2 (en) Echo-decay-acceleration data acquisition method for gas identification using a low-field gradient
CA2465809C (en) Method and apparatus for subterranean formation flow imaging
US9823205B2 (en) Methods and systems for determining surface relaxivity of a medium using nuclear magnetic resonance
Jackson Nuclear magnetic resonance well logging
US4724385A (en) Acoustic paramagnetic logging tool
RU2361247C1 (ru) Способ ядерно-магнитного каротажа и устройство ядерно-магнитного каротажа
CA2425254C (en) Nmr spectroscopy using a gradient field nmr tool
Jachmann et al. New data processing with new generation magnetic resonance while drilling tool
US10724975B2 (en) Apparatus and methods for determining properties of liquid-bearing solids using nuclear magnetic resonance
Walbrecker et al. The impact of prepolarization on Earth’s field laboratory nuclear-magnetic-resonance relaxation experiments
RU2148843C1 (ru) Способ измерения ядерно-магнитных свойств пород в скважине