SU192303A1 - - Google Patents

Description

СПОСОБ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ИНДУКТИВНОГО КАРОТАЖА

Электрические свойства горных пород характеризуютс  двум  параметрами - проводимостью и диэлектрической проницаемостью. Известны способы диэлектрического каротажа , основанные на создании в скважине электрического пол  с номош,ью специального скважинного конденсатора. По ним измер ют параметры колебательного контура, частью которого  вл етс  скважиннь1Й конденсатор с цилиндрическими обкладками. Параметры скважинного конденсатора и колебательного контура мен ютс  в зависимости от диэлектрической проницаемости и потерь в окружающих породах и об изменени х е и tg б пород суд т но изменению частоты и напр жени  в колебательном контуре.

Данному способу свойствеппо следующее: мала  глубиппость исследовани , характерна  дл  методов, основанных на измерении импеданса датчика.

Известен также способ диэлектрического каротажа скважин, основанный на возбуждении и измерении на оси скважины высокочастотного магнитного нол  с помощью разнесенных генераторной и приемной катушек. Данный способ позвол ет добитьс  большей глубинности исследовани  и уменьшить вли ние скважины, однако высокочастотное магнитное поле, измерение которого предусматриваетс  в этом способе, зависит от сопротивлени  (проводимости) окружающих пород, поэтому результаты наблюдений не могут быть однозначно интерпретированы.

Отличительной особенностью предлагаемого способа  вл етс  то, что он позвол ет избавитьс  от вли ни  удельного сопротивлени  пород при большой глубинности исследовани , что достигаетс  путем измерени  двух величин, характеризующих высокочастотное

магнитное по.те на оси скважины. Это позвол ет получить данные дл  учета и исключени  вли ни  удельного сопротивлени  на результаты измерени  диэлектрической нроницаемостн пород и тем самым повысить точность геологической интерпретации результатов каротажа .

На фиг. 1 показана номограмма дл  определени  диэлектрической проницаемости пород; на фиг. 2 и 3 - схема аппаратуры дл 

измерений в скважине но предлагаемому способу .

Дл  возбуждени  переменпого магнитного пол  высокой частоты и измерени  его в скважину / помещаетс  генераторна  катушка 2,

ось которой совнадает с осью скважины (вертикальный магнитный днноль). Катушка запитываетс  переменным током высокой частоты . Под действием неременного электромагнитного нол  в окружающих породах нндуцииости индуцированного тока .1обой точке представл ет собой сумму плотностп--- трка смещени  и тока проводимости. Величина тока смещени  пропорциональна диэлектрической проводимости пород, величина тока проводимости - проводимости окружающей среды . Как ток проводимости, так и ток смещени   вл ютс  источниками вторичного магнитного пол . С помощью приемной катущки 3, расположенной на некотором рассто нии от генераторной, можно измерить это поле, величина которого в общем случае будет зависеть от диэлектрической проницаемости пород и их удельного сопротивлени .

Задача заключаетс  в том, чтобы получить данные дл  учета и последующего исключени  вли ни  удельного сопротивлени  среды на результат определени  диэлектрической про,ницаемости пород. Это достигаетс  путем регистрации двух величин, характеризующих высокочастотное магнитное поле. Этими величинами могут быть активна  и реактивна  компоненты или амплитуда и фаза магнитного пол  на одной частоте.|

Теоретический анализ показывает, что активна  и реактивна  компоненты пол  по-разному завис т от диэлектрической проницаемости пород и их удельного сопротивлени . Так, активна  компонента вторичного магнитного пол  магнитного дипол  в однородной среде, выраженна  в единицах пол  дипол  в воздухе , записываетс  в следующем виде:

Rehz е--(1 -f- иг)cos az + azsin az, (1)

a реактивна  компонента

Imhz -}-b2)sinflz - агсозаг, (2)

где а н 6 - действительна  и мнима  части волнового числа, равные соответственно

Oj2 ij/ -1 / О) ч. -, / I/ .-2 i- --zt.flll.

а..у --/-

«

;/ S ( и,- - - - -- с tij- }. Ь .: I/ 1 1 „ L ,(4)

где Е - диэлектрическа  проницаемость среды; Q - удельное сопротивление; j.i - магнитна  проницаемость; w - частота пол ; z - рассто ние от источника до точки наблюдени . Таким образом, если определены активна  и реактивна  компоненты пол , можно определить значение е породы, свободное от вли ни  удельного сопротивлени .

Выражени  дл  амплитуды пол  Л у (еЛ2)2+ (Imhz) и фазы пол 

В качестве примера приведена номограмма

дл  ощ 1еделени  е пород, окружающих скважину дл  ча стоты 16 Мгц и двухкатущечного зонда с рассто нием между основными катушками 1 м. На номограмму нанесено два семейства кривых. Сплощными лини ми указаны различные значени  Imhz, которые могут быть получены при наблюдени х в скважине, пунктирными - Rehz. Дл  определени  неискаженного значени  s пласта с каротажной диаграммы снимаютс  наблюденные значени  Rehz и Imhz и на номограмме отыскнваетс  точка пересечени  соответствующих линий Rehz и Imhz. Абсцисса этой точки соответствует неискаженному значению s породы, с оси ординат снимаетс  значение Q. Подобные же номограммы могут быть получены и дл  определени  е и Q породы по наблюденным значени м амплитуды и фазы пол  на данной частоте .

Одновременна  регистраци  реальной и мнимой компонент вторичного магнитного пол  производитс  с помощью снар да, помещаемого в скважину /. Зонд снар да состоит из

генераторной 2 и приемной 3 катущек. Генераторна  катушка запитываетс  током высокой частоты от генератора 4 высокочастотных колебаний. Сигнал, наведенный в приемной катушке, поступает в усилитель 5, а затем -

на два фазочувствительных детектора 6. К одному из них подаетс  опорное напр жение, снимаемое с активного сопротивлени  7, включенного в генераторную цепь. Опорное напр жение дл  второго фазочувствительного

детектора подаетс  через фазовращатель 8. который измен ет фазу напр жени , снимаемого с сопротивлени  7 на 90°. С помощью двух регистрирующих приборов 9 производитс  раздельна  запись обеих компонент измер емого сигнала.

Амплитуда и фаза магнитного пол  регистрируютс  следующим образом. Генераторна  катущка 10 запитываетс  током высокой частоты от генератора 11 высокочастотных колебаний . Сигнал, наведенный в приемной катушке 12, поступает в усилитель 13, а затем на амплитудный детектор 14 и фазовый детектор 15. К фазовому детектору подаетс  опорное напр жение, снимаемое с активного сопротивлени  16, включенного в генераторную цепь. С помощью двух регистрирующих приборов 17 производитс  раздельна  запись амплитуды и фазы измер емого сигнала. Таким образом, последовательность операции при измерении предлагаемым способом сводитс  к следующему:

1)с помощью вертикального магнитного дипол  в скважине возбуждают высокочастотное магнитное поле пор дка нескольких дес тков мегагерц;

3) с помощью палеток-номограмм по данным наблюдений определ ют е и о пород.

Предмет изобретени 

Способ диэлектрического индуктивного каротажа , при котором в скважине с помощью разнесенных на определенное рассто ние датчиков возбуждают и измер ют переменное

омм.

0,1 0,3 (74 0,5Q,BO,70,80,9 1 1J 1,21,3 1,15 /.6 U

магнитное поле, отличающийс  тем, что, с цеЛ1 )Ю исключени  вли ни  удельпого электрического сопротивлени  па результат измере1П  , производ т определение диэлектрической проницаемости пород путем одновременного измерени  активной и реактивной составл ющих пли амплитуды и фазы высокочастотного магнитного нол  (пор дка дес тков мегагерц ). OJ

0,1

10

25 JO

35

40

10