SU1080102A1 - Radio wave well-logging method - Google Patents

Radio wave well-logging method Download PDF

Info

Publication number
SU1080102A1
SU1080102A1 SU823500045A SU3500045A SU1080102A1 SU 1080102 A1 SU1080102 A1 SU 1080102A1 SU 823500045 A SU823500045 A SU 823500045A SU 3500045 A SU3500045 A SU 3500045A SU 1080102 A1 SU1080102 A1 SU 1080102A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
main
coils
amplitude
electromagnetic field
generator
Prior art date
Application number
SU823500045A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Давидович Петровский
Сурен Сергеевич Кеворкянц
Владимир Константинович Томилин
Александр Вячеславович Куликов
Original Assignee
Центральный научно-исследовательский геологоразведочный институт цветных и благородных металлов
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 Центральный научно-исследовательский геологоразведочный институт цветных и благородных металлов filed Critical Центральный научно-исследовательский геологоразведочный институт цветных и благородных металлов
Priority to SU823500045A priority Critical patent/SU1080102A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1080102A1 publication Critical patent/SU1080102A1/en

Links

Landscapes

  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

СПОСОБ РАДИОВОЛНОВОГО КАРОТАЖА заключающийс  в измерении амплитуды и разности фаз электромагнитного пол  посредством трех соосных катушек - генераторной и двух приемных: основной и опорной, отличающийс  тем, что, с целью повы1иени  точности определени  волновых параметров среды в диапазоне частот 0,156-10 МГц при произвольном соотношении между токами смещени  и проводимости, электромагнитное поле возбуждают противофазной системой из по меньшей мере двух генераторных катушек - основной и компенсирующей, добиваютс  в воздухе одновременной компенсации амплитуды и фазы электромагнитного пол  в основной приемной катушке путем перемещени  и последующей фиксации генераторных катушек и затем производ т измерени  в скважине амплитуды суммарного сигнала в основной приемной катушке и разности фаз между сигналами от основ (Л ной и компенсирующей генераторных катушек и по этим данным суднт о волновых свойствах среды. 4j. Lf IT Li HIA METHOD OF RADIO WAVE CARETING consisting in measuring the amplitude and phase difference of an electromagnetic field by means of three coaxial coils — a generator and two receiving: main and reference, differing in that the bias and conduction currents, the electromagnetic field is excited by an antiphase system of at least two generating coils — the main and the compensating; To compensate for the amplitude and phase of the electromagnetic field in the main receiver coil by moving and subsequently fixing the generator coils and then measuring the amplitude of the sum signal in the main receiver coil and the phase difference between the signals from the bases (Line and compensating generator coils and using this data) ship on the wave properties of the medium 4j. Lf IT Li HI

Description

Изобретение относитс  к геофизическим методам разведки, в частности к способам электромагнитного каротажа , и может использовано в цел х повышени  эффективности интерпретации результатов межскважинного радиопросвечивани  (РП), проводимого на фиксированных частотах диапазона 0,156-10 МГц, а также в цел х расчленени  разрезов горных пород по электрическим и волновым параметрс1м. Известен способ индукционного каротажа с трехкатушечным зондом, основанный на. измерении приемной катушкой амплитуды осевой составл ющей магнитного пол . Этот способ позвол ет определить величину удельного электрического .сопротивлени  горных пород в случае, когда наведенные в них токи проводимости значительно преобладают над токами смещени , что соответствует условию много больше ш , или же величи ну диэлектрической проницаемости горных пород в случае, когда наведенные в них токи проводимости пре небрежимо малы по сравнению с тока ми смещени , т.е. когда рмного меньше.wjg: ; oi 2.Ff - кругова  частота колебаний. Рабочие частоты вы бираютс  так, чтобы дл  некоторого заданного диапазона измер емых пара Петров выполн лось требуемое соотношение между и tw Cl.Недостаток этого способа заключаетс  в том, что при частотах указанного диапазона радиопросвечивани  .он не позвол ет определить совместно волновые параметры: коэффициент поглощени  к и длину волны Л, если горные породы имеют сопротивление пор дка сотен и тыс ч Ом на метр, поскольку в указанных област х частот и сопротивлений пород токи смещени  и токи проводимости соизмеримы (необходимость определени  волновых параметров на фиксированных частотах радиопросвеч вани  диктуетс  зависимостью этих параметров от частоты). Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ радиоволнового каротажа , включающий измерение амплитуды и разности фаз электромагнитного пол  посредством трех соосных Катушев - генераторной и дву приемных : основной и опорной. Этот способ позвол ет посредством измерений на фиксированной частоте, пор дка 40-60 МГц, одновременно определить коэффициент поглощени  и длину волны C2J. Недостатком способа  вл етс  его неприменимость дл  работы на частотах радиопросвечивани  в сла бопогл ща оЩих средах, поскольку при сопротивлени х изучаемых пород больших 100-200 Ом-м и частотах 0,15610 МГц фазовые изменени  пол  между точками расположени  приемных катушек настолько малы, что изд1ер ть их при достижимой в насто щее врем  точности практически невозможно. Цель изобретени  - повышение точности определени  волновых параметров среды в диапазоне частот 0,15610 МГц при произвольном соотношении между токами смещени  и проводимости . Дл  достижени  указанной цели согласно способу радиоволнового каротажа, заключающемус  в измерении амплитуды и разности фаз электромагнитного -пол  посредством трех соосных катушек - генераторнЬй и двух приемных: основной и опорной, электромагнитное поле возбуждают противофазной системой из по меньшей мере двух генераторных катушек - основной и компенсирующей, добиваютс  в воздухе одновременной компенсации амплитуды и фазы электромагнитного пол  в основной приемной катушке путем перемещени  и последующей фиксации генераторных катушек и затем производ т измерени  в скважине амплитуды суммарного сигнала в .основной приемной катушке и разности фаз между сигналами от основной и компенсирующей генераторных катушек и по этим данным суд тО волновых свойствахсреды. Сущность способа заключаетс  в том, что нар ду с измерением в основной приемной катушке суммарной амплитуды осевых составл ющих напр женности магнитного пол , возбуждаемого противофазной системой из двух (или большего числа) генераторных катушек - основной и компенсирующих (фокусирующих) - измер етс  разность между фазами суммарных полей, создаваемых в основной и опорной приемных катушках упом нутой системой генераторных катушек, причем предварительно в воздухе в основной приемной катушке достигаетс  компенсаци  по амплитуде и фазе сигналов основной и компенсирующих генераторных катушек. Фазова  компенсаци  в приемной катушке сигналов генераторных катушек в воздухе эквивалентна введению дополнительного фазового сдвига в измерительную фазовую систему , так как разница фаз полей генераторных катушек в основной и опорной приемных катушек различна. В результате вносимого сдвига фаз оказываетс  практически возможным с достаточной точностью вести одновременные измерени  изучаемых волновых параметров горных пород при произвольном соотношении между то ками смещени  и токами проводимост Последовательность операций в предлагаемом способе заключаетс  в следующем. На поверхности земли в воздухе с помощью системы из основной и компенсирующих (фокусирующих) гене раторных катушек (компенсирующих катушек может быть одна или нескол ко) в основной приемной катушке до стигаетс  равенство амплитуд и сдв фаз на 180° между сигналами основной и компенсирующих катушек. Затем в скважине измер етс  амплитуд суммарного сигнала в основной кату ке и разность фаз суммарных полей основной и опорной катушках. Измеренные величины с помощью следующих из теории расчетных формул и Л, ли значени  К перевод тс  в бо р и . Дл  реализации предложенного сп соба разработано устройство, содер жащее сменные автономные -скважинны генераторы электромагнитных колеба ний на фиксированные частоты радио просвечивани  в диапазоне 0,15610 МГц и зонд, состо щий из генераторных катушек - основной и ком сирующей (фокусирующей), основной приемной катушки дл  установлени  компенсации, и измерений амплитуды пол  и опорной приемной катушки, котора  вместе с основной служит дл  измерений разности между фазам суммарных полей системы генераторных катушек, и наземный измеритель I амплитуд и фаз электромагнитного пол . I На фиг.1 изображена принципиаль на  схема предлагаемого устройства на фиг.2 - номограмма зависимости сшплитуды суммарного пол  luhl в т ке расположени  основной приемной катушки,выраженной в относительных единицах - в дол х квазистационарного пол ., возбуждаемого в воздухе основной генераторной катушкой, и сдвига фаз ф между суммарными пол ми в основной и опорной приемных катушках, от модул  |К1, К - волновое число, и аргумента f волнового числа. Устройство содержит две генераторные катушки, намотанные в противофазе - основную 1 и компенсирующую (фокусирующую) 2, автономное генераторное устройство 3, две приемные катушки - основную 4 и опорную 5, соединительный трехжильный кабель б и наземный измерительный пульт 7. Катушки 4 и 5 идентичны. Обща  длина зонда, представл юща  рассто ние между крайними катушками 1 и 5, составл ет 1-1,2 м. Рассто ние между приемными катушками 0,15-0,25 м.Предусмотрена возможность перемещени  фиксации положени  компенсирующей катушки при компенсации в воздухе амплитуды и фазы напр женности пол  в основной и приемной катушке. Компенсирующа  генераторна  катушка 2 расположена между KaTsmiKaMH 1 и 4 на рассто нии пор дка 0,20 ,25 м от катушки 1. Характер намотки , число витков и рассто ние между катушками 1 и 2 подбираютс  таким образом, чтобы при расположении зонда в воздухе амплитуды их полей в основной приемной катушке 4 равн лись между.собой, а фазы были сдвинуты на 180°, что равносильно выполнению услови  де т и т2 - магнитные моменты генераторных 1 и 2; . L, и рассто ние между катушкой 4 и соответственно катушками 1 и 2, В однородной провод щей среде сева  составл юща  суммарного агнитного пол  в точке располоени  основной приемной катушки 4, авна величине ) (2) в точке расположени  опорной примной катушки 5 - величине (;/4f-4s) -квазистационарное поле , « Я возбуждаемое в воздухе генераторной катушкой 1 в точке расположени  катушки 4 ; ц и L1, -,рассто ни  между опорнЪй . приемной катушкой 5 и co-i ответственно катушками 1 и 2, 1i(KL) ((-,-KL) (1.ц,,4) Посредством с1 важинных измерений редел ютс  величина /4 Ы, вырающа  в дол х М/2л амплитуду осей составл ющей магнитного пол  в тушке 4, и фазовый сдвиг между ммарными пол ми, фиксируемлми освной и опорной приемными катушка , равный Ф о(г§-Н-о( Величина l4fi(  вл етс  безразмерй величиной и с целью определе  ее непосредственно из измеренийThe invention relates to geophysical methods of exploration, in particular, to electromagnetic logging methods, and can be used to improve the interpretation of the results of crosshole radio sounding (RF) conducted at fixed frequencies of the range 0.156-10 MHz, as well as for the dissection of rock sections by rocks. electric and wave parameters 1m. There is a method of induction logging with a three-core probe, based on. measuring the receiving coil with the amplitude of the axial component of the magnetic field. This method allows one to determine the value of the electrical resistivity of rocks in the case when the conduction currents induced in them significantly prevail over the displacement currents, which corresponds to a condition much higher than w, or the dielectric constant of the rocks in the case when the currents induced in them conductivity is negligibly small compared to bias currents, i.e. when rmnogo less. wjg:; oi 2.Ff - circular oscillation frequency. The operating frequencies are chosen so that for a certain predetermined range of measured pairs, Petrov fulfills the required ratio between and tw Cl. The disadvantage of this method lies in the fact that at frequencies of the specified radio sounding range, it does not allow to determine jointly the wave parameters: and the wavelength, L, if the rocks have resistance of the order of hundreds and thousand ohms per meter, since in the indicated frequency ranges and resistances of the rocks the displacement currents and conduction currents are commensurable (the need determining wave parameters at fixed frequencies radioprosvech Vani dictated dependence of these parameters on the frequency). The closest to the present invention is the radio wave logging method, which includes measuring the amplitude and phase difference of the electromagnetic field by means of three coaxial Katushev - generator and two receiving: main and reference. This method allows measurements at a fixed frequency, in the order of 40-60 MHz, to simultaneously determine the absorption coefficient and C2J wavelength. The disadvantage of the method is its inapplicability for operation at radio broadcasting frequencies in low-absorbing environments, because with the resistance of the studied rocks of large 100-200 Ohm-m and frequencies of 0.15610 MHz, the phase changes of the field between the locations of the receiving coils are so small that their accuracy attainable at present is almost impossible. The purpose of the invention is to improve the accuracy of determining the wave parameters of the medium in the frequency range of 0.15610 MHz with an arbitrary ratio between the bias and conductivity currents. To achieve this goal, according to the radio wave logging method, which consists in measuring the amplitude and phase difference of the electromagnetic field by means of three coaxial coils — the generator and two receiving: main and reference, the electromagnetic field is excited by an antiphase system of at least two generating coils — the main and compensating, achieve in air simultaneous compensation of the amplitude and phase of the electromagnetic field in the main receiving coil by moving and subsequently fixing the generator atushek derivative and then t downhole measurement of the total signal amplitude .The main receiving coil and the phase difference between the signals from the main and bucking coils and the generator based on these data the wave svoystvahsredy court. The essence of the method lies in the fact that in addition to measuring in the main receiving coil the total amplitude of the axial components of the magnetic field, excited by an antiphase system of two (or more) generator coils — the main one and compensating (focusing) —the difference between the phases the total fields created in the main and reference receiving coils by the said system of generating coils, and in advance in the air in the main receiving coil the amplitude and ase signals of the main and compensating generator coils. The phase compensation in the receiving coil of the signals of the generating coils in air is equivalent to introducing an additional phase shift into the measuring phase system, since the phase difference between the fields of the generating coils in the main and reference receiving coils is different. As a result of the phase shift introduced, it is practically possible with sufficient accuracy to conduct simultaneous measurements of the studied wave parameters of rocks with an arbitrary ratio between bias currents and conduction currents. The sequence of operations in the proposed method is as follows. On the surface of the earth in the air, using a system of main and compensating (focusing) generator coils (compensating coils can be one or several) in the main receiving coil, the amplitudes and phase differences of 180 ° between the signals of the main and compensating coils are achieved. Then, the amplitudes of the total signal in the main roll and the phase difference of the total fields of the main and reference coils are measured in the well. Measured values are given using the following calculation formulas from the theory, and L, or the values of K are converted into more p. To implement the proposed method, a device was developed that contains replaceable autonomous - well-bore electromagnetic oscillators at fixed radio transmis- sion frequencies in the range of 0.15610 MHz and a probe consisting of generating coils - the main and combining (focusing) main receiving coils for establishing compensation, and measuring the amplitude of the field and the reference receiving coil, which, together with the main one, is used to measure the difference between the phases of the total fields of the generator coil system, and the ground meter I amplitudes and phases of the electromagnetic field. I Figure 1 shows a schematic diagram of the device proposed in Figure 2 — a nomogram of the dependence of the sprits of the total field luhl in the arrangement of the main receiving coil, expressed in relative units in the quasistationary field, excited by the main generating coil in the air, and phase shift φ between the total fields in the main and reference receiving coils, from the modulus | K1, K - the wave number, and the argument f of the wave number. The device contains two generator coils wound in antiphase - main 1 and compensating (focusing) 2, stand-alone generator device 3, two receiving coils - main 4 and supporting 5, connecting three-core cable b and ground measuring panel 7. Coils 4 and 5 are identical. The total length of the probe, representing the distance between the extreme coils 1 and 5, is 1-1.2 m. The distance between the receiving coils is 0.15-0.25 m. It is possible to move the fixation of the position of the compensating coil when compensating amplitude in air and phases of tension in the main and receiver coil. The compensating generator coil 2 is located between KaTsmiKaMH 1 and 4 at a distance of about 0.20, 25 m from coil 1. The winding pattern, the number of turns and the distance between coils 1 and 2 are selected so that when the probe is located in the air, their amplitudes the fields in the main receiving coil 4 were equal to each other, and the phases were shifted by 180 °, which is equivalent to fulfilling the conditions for and t2 - the magnetic moments of generator 1 and 2; . L, and the distance between coil 4 and coils 1 and 2, respectively. In a homogeneous conductive seeding medium, the component of the total agnitic field at the location of the main receiving coil 4, avna value) (2) at the location of the reference primer coil 5 - value ( / 4f-4s) -quasistationary field, "I am excited in the air by the generator coil 1 at the location of the coil 4; n and L1, -, the distance between the support. the receiving coil 5 and co-i are responsible for coils 1 and 2, 1i (KL) ((-, - KL) (1.ts ,, 4) By means of C1 important measurements, the value of / 4S is determined, growing in fractions M / 2l the amplitude of the axes constituting the magnetic field in the carcass 4, and the phase shift between the millimeters, fixed by the pickup and the supporting receiver coil, equal to Ф о (gs-H-o (The quantity l4fi (it is a dimensionless quantity) measurements

Claims (1)

СПОСОБ РАДИОВОЛНОВОГО КАРОТАЖА, заключающийся в измерении амплитуды и разности фаз электромагнитного поля посредством трех соосных катушек - генераторной и двух приемных: основной и опорной, отличающийся тем, что, с фце.1 целью повышения точности определения волновых параметров среды в диаjпазоне частот 0,156-10 МГц при произвольном соотношении между токами смещения и проводимости, электромагнитное поле возбуждают противофазной системой из по меньшей мере ' двух генераторных катушек - основной и компенсирующей, добиваются в воздухе одновременной компенсации амплитуды и фазы электромагнитного поля в основной приемной катушке путем перемещения и последующей фиксации генераторных катушек и затем производят измерения в скважине амплитуды суммарного сигнала в основной приемной катушке и разности фаз между сигналами от основной и компенсирующей генераторных катушек и по этим данным суднт о волновых свойствах среды.METHOD OF RADIO WAVE LOGGING, which consists in measuring the amplitude and phase difference of an electromagnetic field using three coaxial coils - a generating coil and two receiving coils: a main and a reference one, characterized in that, with phase 1, the purpose is to increase the accuracy of determining the wave parameters of the medium in the frequency range 0.156-10 MHz for an arbitrary ratio between bias and conduction currents, the electromagnetic field is excited by an antiphase system of at least two generator coils - the main and the compensating, they achieve simultaneously in the air variable compensation of the amplitude and phase of the electromagnetic field in the main receiving coil by moving and subsequently fixing the generator coils and then measure the borehole amplitude of the total signal in the main receiving coil and the phase difference between the signals from the main and compensating generator coils and according to these data wave properties Wednesday. SU„„ 1080102SU „„ 1080102
SU823500045A 1982-10-15 1982-10-15 Radio wave well-logging method SU1080102A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823500045A SU1080102A1 (en) 1982-10-15 1982-10-15 Radio wave well-logging method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823500045A SU1080102A1 (en) 1982-10-15 1982-10-15 Radio wave well-logging method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1080102A1 true SU1080102A1 (en) 1984-03-15

Family

ID=21031988

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823500045A SU1080102A1 (en) 1982-10-15 1982-10-15 Radio wave well-logging method

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1080102A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7501829B2 (en) 2005-02-28 2009-03-10 Schlumberger Technology Corporation Extra bucking coils as an alternative way to balance induction arrays

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Патент US № 2582314, кл. 324-6, опублик. 1952. 2. Патент US № 4107598, кл. 324-6, опублик. 1978 (прототип). *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7501829B2 (en) 2005-02-28 2009-03-10 Schlumberger Technology Corporation Extra bucking coils as an alternative way to balance induction arrays
US7812608B2 (en) 2005-02-28 2010-10-12 Schlumberger Technology Corporation Extra bucking coils to balance induction arrays

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3123767A (en) Uator
EP0030218B1 (en) A method and apparatus for determining the electrical conductivity of the ground
US3795855A (en) Magnetic resonance probe system
US4258321A (en) Radio geophysical surveying method and apparatus
US4639674A (en) Apparatus and method employing extraneous field compensation for locating current-carrying objects
Spies et al. Electromagnetic sounding
US4536714A (en) Shields for antennas of borehole logging devices
US3973181A (en) High frequency method and apparatus for electrical investigation of subsurface earth formations surrounding a borehole containing an electrically non-conductive fluid
USRE32913E (en) Shields for antennas of borehole logging devices
US4070612A (en) Method and apparatus for measuring terrain resistivity
US6545471B2 (en) Method for resistivity well logging utilizing nuclear magnetic resonance
AU2012392149A1 (en) Calibrated electromagnetic survey system
US3391334A (en) Resistivity logging based upon electromagnetic field measurements carried out with three vertically spaced detectors
SU1080102A1 (en) Radio wave well-logging method
US6344743B1 (en) Standing wave magnetometer
US5467019A (en) Method and apparatus for balancing the electrical output of the receiver coils of an induction logging tool by use of a slidable magnetic rod for eliminating direct coupling
US2624780A (en) Measuring system
Zorin et al. A hybrid receiving line for measuring the electric field in a wide frequency band
US3065408A (en) Method of determining soil conductivity
US2302143A (en) High frequency voltmeter
US3450988A (en) Capacitor test cell apparatus including error-reducing coupling cables
US3125717A (en) Conductivity
RU2152058C1 (en) Method for induction frequency sounding
US3427533A (en) Method and apparatus for geophysical prospecting by measuring the speed of propagation of electromagnetic waves in the earth
RU2059270C1 (en) Method for determination of geoelectrical impedance