WO2007120072A1 - Procédé de diagraphie électrique de puits de forage - Google Patents

Procédé de diagraphie électrique de puits de forage Download PDF

Info

Publication number
WO2007120072A1
WO2007120072A1 PCT/RU2006/000689 RU2006000689W WO2007120072A1 WO 2007120072 A1 WO2007120072 A1 WO 2007120072A1 RU 2006000689 W RU2006000689 W RU 2006000689W WO 2007120072 A1 WO2007120072 A1 WO 2007120072A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
current
measuring
electrode
electrodes
electrical resistivity
Prior art date
Application number
PCT/RU2006/000689
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Valeri Vasilievich Serebrianski
Vladimir Ilich Yukhlin
Original Assignee
Limited Liability Company 'interlog'
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 Limited Liability Company 'interlog' filed Critical Limited Liability Company 'interlog'
Priority to EA200800335A priority Critical patent/EA011150B1/ru
Priority to CN2006800548433A priority patent/CN101460871B/zh
Priority to CA002649498A priority patent/CA2649498A1/en
Publication of WO2007120072A1 publication Critical patent/WO2007120072A1/ru
Priority to US12/252,388 priority patent/US7984755B2/en

Links

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 OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK 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

Definitions

  • the invention relates to the field of geophysical research of wells and may find application in determining the electrical resistance of rock formations surrounding a cased metal column well.
  • Closest to the invention in technical essence is a method for electric logging of cased wells, including applying an electric current, measuring the potential of an electric field using a multi-electrode probe made in the form of three equidistant measuring electrodes and two located outside the measuring electrodes zone symmetrically with respect to the average current measuring electrode electrodes.
  • a multi-electrode probe made in the form of three equidistant measuring electrodes and two located outside the measuring electrodes zone symmetrically with respect to the average current measuring electrode electrodes.
  • Each of the current electrodes is alternately supplied with electric current from the same pole of the source.
  • the electric field potential is measured at the point of contact of the middle measuring electrode with the column, the first potential difference in the column section between the two extreme measuring electrodes and the second potential difference in the same column section are determined.
  • the electrical resistivity of the rock formations surrounding the column is used, which is determined by the formula.
  • the method allows to determine the electrical resistivity of the rock formations surrounding the cased hole by suppressing the effect on the casing string electrical resistance measurements.
  • the casing consists of separate pipes interconnected by couplings.
  • the electrical resistance of the couplings may vary depending on the properties of the material, the life of the well, and the degree of corrosion.
  • a disadvantage of the known prototype method is a noticeable distortion of the results of measuring the resistance of the formations surrounding the column when they fall into the gap between the probe electrodes of the couplings with linear resistance different from the linear resistance of the casing string.
  • the authors were tasked with developing a method that has improved accuracy and reliability of measurement results by suppressing the influence on the measurement results of casing couplings with linear resistance different from the linear resistance of the casing.
  • the problem is solved in that in the method of electric logging of cased wells, including the use of a probe made in the form of two current electrodes located on opposite sides of at least three measuring electrodes, alternating supply of electric current, by means of measuring devices for each of the currents current, potential at the middle measuring electrode, potential difference between the extreme measuring electrodes and the middle measuring electrode, using as a parameter of the electric logging of cased wells, the electrical resistivity of the rock formations surrounding the casing, the measuring circuit is formed in accordance with the resistive model of the layers of the rock formations surrounding the borehole and casing sections with casing couplings, using a probe whose measuring electrodes are spatially spaced without observing the requirements of equidistance, and current electrodes are made with the possibility of using them as measuring s, in addition, by means of additional measuring devices, the potential difference of the electric field is measured between the current electrode, which at this turn-on does not supply current and the middle measuring electrode, and the electrical resistivity is determined by the formula:
  • ⁇ Uage, AUa 43 , ⁇ Ub 2 s, AUb 43 are the potential differences of the electric field during the first and second switching on between the upper measuring electrode and the middle measuring electrode, between the lower measuring electrode and the middle measuring electrode, respectively;
  • the technical effect of the proposed method lies in the fact that it allows a high degree of certainty to determine the electrical resistivity of rocks through a steel production casing by taking into account the influence of the variable resistance of the pipes of the casing, coupling joints.
  • the ability to implement the method without observing the equidistance requirements of the measuring electrodes leads to a significant simplification of the equipment used and the method itself.
  • the absence of requirements for equidistance or symmetry of the design also allows us to move on to probe options with 6 or more electrodes.
  • FIG. 1 is a block diagram explaining the claimed method, where 1 is the upper current electrode, 2 is the upper measuring electrode, 3 is the middle measuring electrode, 4 is the lower measuring electrode, 5 is the lower current electrode, 6 is a measuring probe, 7 is a metal casing string, 8 — casing couplings, 9 — measured well, 10 — rock formations surrounding the well, 11, 12 — measuring devices for measuring electric current strength, 13, 14 — electronic switches for sequential current supply, 15, 16, 17, 18 and 19 - measuring s devices for measuring the potential difference, 20 - alternating current generator, 21 and 22 - independent communication lines, 23 - remote grounding electrode.
  • FIG. 2 illustrates the spreading of currents from the axis of the well, where 9 is the measured well, 20 is the alternator 21 is an independent communication line, 23 is a remote ground electrode, 24 is a remote ground well, 25, 26, 27, 28, 29 are the layers surrounding the well strata of rocks, 30, 31, 32, 33, 34 — zones of the probe electrodes, 35 — directions of currents in the strata.
  • FIG. Figure 3 shows the equivalent electrical circuit of the resistances of the resistive model of the layers of rock formations and sections of the casing surrounding the well.
  • FIG. 4 shows the modeling curve of the proposed method on a model of environment 1.
  • FIG. Figure 5 shows the simulation curves by the prototype method on a model of medium 2, where 1, 2, 3, 4 are the simulation curves for the ratio of the electrical resistivity of the coupling to the electrical resistivity of the casing 1, 10, 100 and 1000, respectively.
  • FIG. Figure 6 shows the simulation curves by the prototype method on a medium model 3, where 1, 2, 3, 4 are simulation curves with the ratio of the electrical resistivity of the coupling to the electrical resistivity of the casing 1, 10, 100 and 1000, respectively.
  • FIG. Figure 7 shows the simulation curves of the proposed method according to the formula (4) for the medium model 2, where 1, 2, 3, 4 are simulation curves for the ratio of the electrical resistivity of the coupling to the electrical resistivity of the casing 1, 10, 100 and 1000, respectively.
  • FIG. Figure 8 shows the simulation curves of the proposed method according to the formula (4) for the medium model 3, where 1, 2, 3, 4 are the simulation curves for the ratio of the electrical resistivity of the coupling to the electrical resistivity of the casing 1, 10, 100 and 1000, respectively.
  • the inventive method is as follows.
  • FIG. 1 shows the upper current electrode 1, the upper measuring electrode 2, the middle measuring electrode 3 and the lower measuring electrode 4, the lower current electrode 5 of the measuring probe 6, mechanically pressed to the inner surface of the casing metal string 7 with couplings 8.
  • the well 9 is surrounded by layers of rock 10.
  • the measuring probe 6 contains measuring devices for measuring the electric current 11 and 12, electronic switches 13 and 14 for sequential current supply to the current electrodes 1 and 5, respectively, measuring devices for measuring the potential difference 15, 16, 17, 18 and 19.
  • the alternator 20 is located on the earth's surface and is connected to the measuring probe using the communication line 21.
  • the potential of the middle measuring electrode 3 is measured using the measuring device 17 through an independent communication line 22 relative to the remote grounded electrode 23 located on the earth's surface.
  • the measurements are made as follows: the probe electrodes are mechanically squeezed from the inner surface of the casing string, the probe is moved a predetermined distance along the z coordinate in the direction of the borehole axis using a tow rope, not shown in Fig. 1. Then the probe stops moving, and the electrodes are mechanically pressed against the inner surface of the casing. In this case, the casing collar may randomly get or not fall between the probe electrodes.
  • the electronic switch 13 is closed, the electronic switch 14 remains open, the current from the generator 20 via the communication line 21 is supplied to the upper current electrode 1.
  • the electric current is measured using the measuring device 11, and the potential difference using the measuring devices 16, 17, 18 and 19.
  • the electronic switch 13 In the second current supply, the electronic switch 13 is opened, the electronic switch 14 is closed, the current from the generator 20 via the communication line 21 is supplied to the lower current electrode 5. A measurement is made electric current Ia by the measuring device 12, and the potential difference by measuring devices 15, 16, 17 and 18. Further, the measurement cycle is repeated. The results of measurements of the electric current by means of measuring devices 11 and 12 and the potential difference by means of measuring devices 15, 16, 17, 18 and 19 in two consecutive currents are transmitted to a computer for processing. The communication channel with the computer and the computer itself in FIG. 1 are not shown. The value of electrical resistivity p PL is calculated by the formula. The electrical resistivity curve p PL versus depth z is plotted by sequentially moving the measuring probe along the z coordinate. A device for determining the z coordinate in the block diagram is not shown.
  • the measured well sequentially crosses the geological formations of rocks, the electrical resistivity of which is the subject of research using the proposed method. Moreover, the specific structure of the rock strata is not known a priori, however, to a first approximation, the axis of the well lies perpendicular to the direction of these geological strata.
  • the electrical resistance of the casing of the measured well is much less than the resistance of the rock formations surrounding the well, the current direction near the well will be perpendicular to the axis of the well, so the well with the casing has focusing properties with respect to the direction of the current.
  • the total resistance R PL of the cylindrical layer of rock formations with a specific resistance p PL from the casing with a diameter of D to the distance from the well S assuming their uniformity for the vertical section of the well H is:
  • FIG. 2 illustrates the spreading of currents from the axis of the well when connecting an alternator 20 between the measured well 9 and the remote grounding hole 24 through the grounding electrode 23 and the communication line 21.
  • the spatial boundaries of the current flow layers 25, 26, 27, 28 and 29 correspond to electric field lines drawn from the imaginary boundaries of the probe electrode zones 30, 31, 32, 33 and 34.
  • the currents from the measuring well 9 flow along the electric field lines and arbitrarily shown by arrows 35.
  • the layers can be considered as independent resistances, which allows us to switch to the resistive model of the layers of rock formations surrounding the well and sections of the casing, to present the resistive model of the layers of the surrounding rock formations of the rocks in the form of an equivalent electrical resistance circuit, and, in accordance with the equivalent electrical resistance circuit, measuring circuit.
  • FIG. 3 An equivalent electrical circuit of the resistances of the resistive model of the layers of rock formations surrounding the well and sections of the casing is given in FIG. 3.
  • All resistances are presented in the form of conductivities.
  • Conductivity ⁇ - ⁇ g, ⁇ gz, O "h 4, ⁇ 4, 5 correspond to conductivities of casing portions with the possible couplings between the probe electrodes 1 and 2, 2 and 3, 3 and 4, 4 and 5, respectively.
  • the conductivities ⁇ 2 , ⁇ 3 , ⁇ 4 correspond to the conductivities of the layers surrounding the borehole of the rock formations from the electrodes 2, 3, and 4, respectively.
  • the conductivity ⁇ 3 corresponds to the conductivity of the rock layer surrounding the borehole from the average measuring electrode 3 and is associated with the determined electrical resistivity as follows:
  • Kzond a - geometric coefficient of the probe, m; ⁇ - conductivity of the layer from the average measuring electrode 3, Ohm '1 .
  • Conductivity ⁇ i corresponds to the conductivity of the layer from electrode 1 and through the upper part of the casing.
  • Conductivity ⁇ s corresponds to the conductivity of the layer from electrode 5 and through the bottom of the casing.
  • the voltages at the electrodes 1, 2, 3, 4 and 5 are designated U 1 , U 2 , U ⁇ , U 4 and Us, respectively.
  • Electronic switches Ka and Kb allow current to be supplied sequentially to electrodes 1 and 5.
  • the first feed is designated as feed "a”
  • the second feed - as feed "b”.
  • a measurement circuit is formed.
  • the current meters lai and Ib 5 are turned on for the first supply to the current electrode 1 and for the second supply to the current electrode 5, respectively.
  • the potential difference meters U 3 , ⁇ U-iz, AU 23 , AU 43 , ⁇ U 5 s, at the first and second feed are connected between the electrode 3 and the ground, between the electrodes 1 and 3, between electrodes 2 and 3, between electrodes 4 and 3, and between electrodes 5 and 3, respectively.
  • the meters AU 13 , ⁇ U 5 s are designed to measure the potential difference of the electric field between the upper current electrode 1 to which no current is supplied in this first turn on and the middle measuring electrode 3, and between the lower current electrode 5 to which no current is supplied in this second turn on and the middle measuring electrode 3, respectively.
  • the current electrodes are configured to be used as measuring electrodes, for example, a measurement circuit may be used in which a current is supplied to the current electrode through one wire, and the measured voltage from the current electrode is supplied to the voltage meter through another wire enclosed in the screen to eliminate the influence of interference.
  • the advantage of the proposed model is that when the casing couplings fall between the probe electrodes, their resistance is taken into account as the sum of the resistances of the casing section and the clutch resistance in the form of conductivities ⁇ i 2 , ⁇ 2 s, ⁇ 34 , ⁇ 4 5- This allows for the determination of the specific resistance completely eliminate the influence of the resistance of the couplings on the measurement results.
  • Kzonda - geometric coefficient of the probe, m; la-v, Ib 5 currents supplied upon first inclusion in the upper current electrode 1 and upon second inclusion in the lower current electrode 5, respectively, A;
  • the formation of the measuring circuit in accordance with the resistive model of the layers of rock formations surrounding the borehole allows taking into account the influence on the measurement results of sections of the casing with couplings that randomly hit the measurement section of the casing, both between the measuring electrodes and between the measuring and current electrodes. Additional measuring devices and execution current electrodes with the possibility of using them as measuring electrodes make it possible to use exact analytical solutions of the system of equations according to formula (4) to determine the electrical resistivity of rock formations.
  • FIG. 4-8 presents calculations p PL the proposed method and the prototype method for three mathematical models of the environment.
  • the diameters of the column internal - 0.075 m, external - 0.083 m.
  • the electrical resistivity of the column is 2.5-U "7 Ohm m.
  • the distance from the electrodes 1 and 5 of the measuring probe to the central electrode 3 - 2.2 m, the distance from electrodes 2 and 4 to the central electrode 3 is 0.5 m.
  • the first medium model is a group of layers:
  • the first layer with a specific electrical resistance of 5 Ohm-m, extending in depth from minus infinity to 2 m;
  • the second layer with a resistance of 10 Ohm-m, extending in depth from 2 m to 3 m;
  • the third layer with a resistance of 5 Ohm-m, extending in depth from 3 m to 5 m;
  • the fourth layer with a resistance of 100 Ohm-m, extending in depth from 5 m to 8 m;
  • the fifth layer with a resistance of 1 Ohm-m, extending in depth from 8 m to 10 m;
  • the sixth layer with a resistance of 10 Ohm-m, extending in depth from 10 m to plus infinity; all layers are pierced by a column, uniform in resistance.
  • the second medium model is 3 layers. Two containing formations with a specific electrical resistance of 1 Ohm-m and one layer between them with a capacity of 1 m and a specific electrical resistance of 10 Ohm-m. The seams are pierced by a column non-uniform in electrical resistance. In the range from -1.3 m to -1 m, a model of a transition column coupling is located, the electrical resistivity of which can be increased 10, 100 and 1000 times compared to the electrical resistivity of the column.
  • the third model of the medium differs from the second in that the model of the adapter coupling is located in the range from -0.1 m to 0.2 m.
  • FIG. Figure 4 shows the simulation results of the proposed method on a medium model 1. It can be seen from the figure that the calculated dependence of the electrical resistivity on z correctly reflects the true electrical resistivity of the formations, while the measurement error in the specific electrical resistivity does not exceed 10%, and the accuracy of determining the boundaries of the formations no worse than ⁇ 0.3 m.
  • the simulation curves are given by the prototype method [1] on the model of medium 2, where 1, 2, 3, 4 are the simulation curves for the ratio of the electrical resistivity of the coupling to the electrical resistivity of the casing 1, 10, 100 and 1000, respectively.
  • FIG. Figure 6 shows the simulation curves by the prototype method [1] on a medium model 3, where 1, 2, 3, 4 are simulation curves for the ratio of the electrical resistivity of the coupling to the electrical resistivity of the casing 1, 10, 100, and 1000, respectively.
  • FIG. 7 are given the modeling curves of the proposed method according to the formula (4) on the model of medium 2, where 1, 2, 3, 4 are the modeling curves with the ratio the electrical resistivity of the coupling to the electrical resistivity of the casing 1, 10, 100 and 1000, respectively.
  • FIG. Figure 8 shows the simulation curves of the proposed method according to the formula (4) for the medium model 3, where 1, 2, 3, 4 are the simulation curves for the ratio of the electrical resistivity of the coupling to the electrical resistivity of the casing 1, 10, 100 and 1000, respectively.
  • the calculated resistivity of the formations gives an error with respect to the true resistivity of the formations.
  • the error is 200%, 2400%, and 20,000%, respectively, for the electrical resistivity of 1 Ohm-m. and 150%, 1900% and 17000%, respectively, for a specific electrical resistance of 10 Ohm-m.
  • the model length of the adapter sleeve is 0.3 meters, the effect of the sleeve is observed when the probe is moved 1.5 m, i.e. over the entire area of the passage of the coupling through the central electrodes of the probe.
  • An acceptable error of 250% is obtained only at the moment the central electrode coincides with the center of the coupling model, which is clearly seen from figures 5 and 6.
  • the error is 90%, 150% and 200%, respectively, for the electrical resistivity of 1 Ohm-m, And 50% , 170% and 150%, respectively, for a specific electrical resistance of 10 Ohm-m.
  • the influence of the coupling can be traced at a length equal to the length of the coupling model.
  • the error is 80%, 120% and 30%, respectively, which is clearly seen from figures 7 and 8.
  • the measurement error according to the proposed method with a ratio of the electrical resistivity of the coupling to the electrical resistivity of the casing 10, 100 and 1000 is less than the prototype method 2.2, 16 and 100 times, respectively, for the electrical resistivity of 1 Ohm-m, and Z, 11 and 113 times, respectively, for a specific electrical resistance of 10 Ohm-m.
  • the proposed method provides higher accuracy and reliability of measurements by taking into account the influence of the variable resistance of the casing pipes and casing couplings.

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Description

Способ электрического каротажа обсаженных скважин
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 Ne2176802, МПК G01VЗ/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:
= K
Ia1 - (Ub3 + AUb13) + Ib5 - (Ua3 + AUa53)
(Ua3 • AUb23 - Ub3 • AUa23 ) • (Ua3 - AUb43 - Ub3 - AUa43)' ( AUa43 • AUb23 - AUa23 • AUb43 )
где Рпл - удельное электрическое сопротивление, Ом-м; Кзонда - геометрический коэффициент зонда, м; lаi, Ibδ - 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;
ΔUагэ, AUa43, ΔUb2з, AUb43 - 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;
AUa53, ΔUb-iз - 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 з 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 помощь 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 pпл вычисляется по формуле. Кривая удельного электрического сопротивления pпл 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 pпл от обсадной колонны диаметром D до расстояния от скважины S в предположении их однородности для вертикального участка скважины H равно:
R -. JРjSL- . J≥l)
R™ ~ 2.π .H l\ D J
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 σ-ιг, σгз, O"з4, 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 imgf000010_0001
где pпл - удельное электрическое сопротивление, Ом-м;
Кзонда - геометрический коэффициент зонда, м; σз - проводимость слоя от среднего измерительного электрода 3, Ом'1.
Геометрический коэффициент зонда KЗOндa 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 KЗOндa
Kзoндa йi π - Δh24 . где Ah24 - расстояние между измерительными электродами зонда 2 и 4, м.
Проводимость σi соответствует проводимости слоя от электрода 1 и через верхнюю часть обсадной колонны. Проводимость σs соответствует проводимости слоя от электрода 5 и через нижнюю часть обсадной колонны.
Напряжения на электродах 1 , 2, 3, 4 и 5 обозначены U1, U2, Uз, U4 и Us, соответственно. Электронные переключатели Ka 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 lаi и Ib5 при первой подаче в токовый электрод 1 и при второй подаче в токовый электрод 5, соответственно. Измерители разности потенциалов U3, ΔU-iз, AU23, AU43, ΔU5з, 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 AU13, ΔU5з 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 σi2, σ2з, 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:
Ua1 -σ, +(Ua1 -Ua,)-σ12 = Ia1
Ua2 -σ2 +(Ua2 -Ua,)-σ12 +(Ua2 -Ua3)-σ23 =0
Ua3 • σ3 + (Ua3 - Ua3) • σ23 + (Ua3 - Ua4) • σ34 = О
Ua4 • <т4 + (Ua4 - Ua3) • σ34 + (Ua4 - Ua5) • σ45 = О
Ua5-σ5+(Ua5-Ua4)-σ45=0
Ub1 -σ, +(Ub1- Ub2) -σ12 =0
Ub2 -σ2 +(Ub2 -Ub1)- σI2 +(Ub2 -Ub3)-σ23 =0
Ub3 -σ3 +(Ub3 -Ub2)-σ23 + (Ub3 -Ub4)-σ34 =0
Ub4 -σ4 +(Ub4 -Ub3)- σ34 +(Ub4 -Ub5)-σ45 =0
Ub5 • σ5 + (Ub5- Ub4 )-σ45= Ib5
Таким образом, считая все напряжения известными, мы получаем 10 уравнений и 9 неизвестных σi - σg, 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:
AUa ч1з, = Ua1 -Ua3
AUa ι,2,3 = Ua, -Ua3
ΔUа м,з, = Ua, -Ua3
ΔUа ι5,3, = Ua, -Ua3
AUb -ч1з, = Ub1 -Ub3
ΔUb J 9гъ, = Ub, -Ub3
AUb м11з, = Ub, -Ub3
Figure imgf000012_0001
находим все возможные решения для pпл • Для 10 вариантов таких систем из 9 уравнений существует 4 различных точных решения. Приводим два точных решения:
1
Pпплл =K зонда
Ia1 -(Ub3 +ΔUbIЗ)
(2)
(Ua3 • ΔUb23 - Ub3 • ΔUa23) • (Ua3 • ΔUb43 - Ub3 • ΔUa43)
(ΔUa43 -ΔUb23 -ΔUa23 -ΔUb43)
Figure imgf000012_0002
(3)
(Ua3 - AUb23 - Ub3 - AUa23 ) • (Ua3 - AUb43 - Ub3 -AUa43) (AUa43-AUb23-AUa23-AUb43)
Учитывая, что ΔUаsз, ΔUb-ιз 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:
PПЛ = K
Ia1 - (Ub3 + AUb13) + Ib5 - (Ua3 + ΔUa53)_
(4)
(Ua3 - AUb23 - Ub3 - AUa23) - (Ua3 - AUb43 - Ub3 - AUa43)" ( AUa43 • AUb23 - AUa23 • AUb43 )
где pпл - удельное электрическое сопротивление, Ом-м;
Кзонда - геометрический коэффициент зонда, м; lа-ι, Ib5 - токи подаваемые при первом включении в верхний токовый электрод 1 и при втором включении в нижний токовый электрод 5, соответственно А;
Uаз, Ubз - потенциалы электрического поля на среднем измерительном электроде 3 относительно земли при первом и втором включении, соответственно В;
ΔUагз, ΔUa4з, ΔUb2з, ΔUb4з - 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;
ΔUa5з, ΔUb-iз - 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 σ-]2, σ2з, 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-элeктpoдным зондом: 6-элeктpoдный зонд увеличивает скорость каротажа в 2 раз, 7-элeктpoдный - в 3 раза при удлинении примерно на 0.5 и 1.0 м соответственно.
На фиг. 4-8 представлены вычисления pпл 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-Ю"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 8м 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 фигур 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 фигур 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 З, 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 неисследованных стандартными методами электрического каротажа при строительстве скважин.

Claims

Формула изобретения
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:
Ia1 • (Ub3 + AUb13 ) + Ib5 • (Ua3 + AUa53 )
(Ua3 • AUb23 - Ub3 • AUa23 ) • (Ua3 • AUb43 - Ub3 - AUa43)' ( AUa43 - AUb23 - AUa23 - AUb43) ~~
где рпл - удельное электрическое сопротивление, Ом-м;
Кзонда - геометрический коэффициент зонда, м; lа-ι, Ib5 - токи подаваемые при первом включении в верхний токовый электрод и при втором включении в нижний токовый электрод, соответственно, А;
Ua3, Ubз - потенциалы электрического поля на среднем измерительном электроде относительно земли при первом и втором включении, соответственно,
В;
ΔUa2з, ΔUa4з, ΔUb2з, ΔUb4з - 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;
ΔUa5з, ΔUbiз - 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.
PCT/RU2006/000689 2006-04-18 2006-12-22 Procédé de diagraphie électrique de puits de forage WO2007120072A1 (fr)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA200800335A EA011150B1 (ru) 2006-04-18 2006-12-22 Способ электрического каротажа обсаженных скважин
CN2006800548433A CN101460871B (zh) 2006-04-18 2006-12-22 套管井电测井方法
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 (2)

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

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US12/252,388 Continuation US7984755B2 (en) 2006-04-18 2008-10-16 Electrical cased well-logging method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2007120072A1 true WO2007120072A1 (fr) 2007-10-25

Family

ID=38315614

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2006/000689 WO2007120072A1 (fr) 2006-04-18 2006-12-22 Procédé de diagraphie électrique de puits de forage

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 (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110290011A1 (en) * 2008-10-03 2011-12-01 Najmud Dowla Identification of casing collars while drilling and post drilling using lwd and wireline measurements
CN103821503A (zh) * 2014-02-25 2014-05-28 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
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

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2388906C1 (ru) * 2008-12-30 2010-05-10 Шлюмберже Текнолоджи Б.В. Способ определения радиуса области заводнения нефтяного пласта в окрестностях скважины
RU2382385C1 (ru) * 2009-01-26 2010-02-20 Валентин Цой Способ электрического каротажа обсаженных скважин
RU2408039C1 (ru) * 2009-12-07 2010-12-27 Николай Иванович РЫХЛИНСКИЙ Способ электрического каротажа обсаженных скважин
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
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
GB2556609B (en) * 2015-09-30 2021-07-14 Schlumberger Technology Bv Methods and systems to analyze bed boundary detection
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

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
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
US6603314B1 (en) * 1999-06-23 2003-08-05 Baker Hughes Incorporated Simultaneous current injection for measurement of formation resistance through casing

Family Cites Families (11)

* 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
US6031381A (en) * 1986-11-04 2000-02-29 Paramagnetic Logging, Inc. Electrical voltages and resistances measured to inspect metallic cased wells and pipelines
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
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
FR2807524B1 (fr) * 2000-04-07 2002-06-28 Schlumberger Services Petrol Procede et dispositif d'investigation de la paroi d'un trou de forage
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

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
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

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110290011A1 (en) * 2008-10-03 2011-12-01 Najmud Dowla Identification of casing collars while drilling and post drilling using lwd and wireline measurements
US9175559B2 (en) * 2008-10-03 2015-11-03 Schlumberger Technology Corporation Identification of casing collars while drilling and post drilling using LWD and wireline measurements
CN103821503A (zh) * 2014-02-25 2014-05-28 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
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
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

Also Published As

Publication number Publication date
EA011150B1 (ru) 2009-02-27
US20110147233A9 (en) 2011-06-23
EA200800335A1 (ru) 2008-06-30
US7984755B2 (en) 2011-07-26
RU2302019C1 (ru) 2007-06-27
CA2649498A1 (en) 2007-10-25
CN101460871A (zh) 2009-06-17
US20090045075A1 (en) 2009-02-19
CN101460871B (zh) 2012-04-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2302019C1 (ru) Способ электрического каротажа обсаженных скважин
EP3039461B1 (en) Borehole electric field survey with improved discrimination of subsurface features
US8418782B2 (en) Method and system for precise drilling guidance of twin wells
CA2527271C (en) Method for precise drilling guidance of twin wells
US6603314B1 (en) Simultaneous current injection for measurement of formation resistance through casing
US20090120691A1 (en) Systems and methods for guiding the drilling of a horizontal well
JPH02500387A (ja) 枠付きの井戸により貫通された地層における導電度測定
CN110094195A (zh) 一种基于凹陷电极结构的油基泥浆电成像测井方法
CN1168998C (zh) 套管井所穿过地层的电阻率的测定方法和装置
CA2689815C (en) Method and system for precise drilling guidance of twin wells
US20010026156A1 (en) Method of determining the resistivity of a formation around a cased well
CN105317428B (zh) 确定电磁信道模型的方法及装置
Wu et al. Wireless electromagnetic telemetry for metal cased wells: A novel approach with comprehensive channel analysis
US20190162067A1 (en) Resistitivy measurement for evaluating a fluid
KR102036386B1 (ko) 전기비저항을 이용한 지중 자원 모니터링 방법
RU2176802C1 (ru) Способ электрического каротажа обсаженных скважин
US20050253588A1 (en) Process for determining the resistivity of a formation through which a well equipped with a casing passes
RU2466430C2 (ru) Способ электроразведки
RU2614853C2 (ru) Способ индукционного каротажа из обсаженных скважин и устройство для его осуществления
Wu et al. The Influence of Casing Insulation Coatings on Electromagnetic Field Distributions in Current Injection Ranging
RU2200967C1 (ru) Способ электрического каротажа обсаженных скважин
Schenkel Effects of conductance variations in electrical resistivity measurements through metal casing
US2787757A (en) Method and apparatus for logging wells
Schenkel et al. Numerical study on measuring electrical resistivity through casing in a layered medium
RU2592716C2 (ru) Способ бокового электрического зондирования

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200680054843.3

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 06849651

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200800335

Country of ref document: EA

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2649498

Country of ref document: CA

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 06849651

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1