загрузка...
загрузка...
На головну

Методика і техніка проведення досліджень в свердловині

  1. Quot; Техніка ": витоки і еволюція поняття, сучасне трактування
  2. VII. Порядок обліку комунальних послуг з використанням приладів обліку, підстави і порядок проведення перевірок стану приладів обліку і правильності зняття їх показань
  3. VII. Порядок обліку комунальних послуг з використанням приладів обліку, підстави і порядок проведення перевірок стану приладів обліку і правильності зняття їх показань
  4. Автоматизація експертиз і досліджень
  5. Автоматизовані системи наукових досліджень
  6. Алгоритм проведення біопроби (реакція нейтралізації на мишах) при діагностиці газової гангрени. Мета постановки цієї реакції для визначення виду збудника.
  7. Алгоритм проведення біопроби (реакція нейтралізації на мишах) при діагностиці правця. Мета постановки цієї реакції для лабораторного діагнозу правця.

Індукційний каротаж заснований на вимірюванні напруженості змінного магнітного поля вихрових струмів, порушених в породах полем опущеного в свердловину джерела.

Порушення і вимір змінного магнітного поля в свердловині здійснюється за допомогою індукційного каротажного зонда. Найбільш простий зонд ІК складається з двох котушок - генераторної і вимірювальної, розташованих співвісно на відстані, рівному довжині індукційного зонда L. Ці котушки часто називають головними. Через генераторну котушку пропускають змінний з частотою кілька десятків кілогерц (до 50 кГц).

На практиці середовище, що оточує зонд ІК, неоднорідна, тому вимірюється величина ? є не істиною провідністю  порід, а уявній -  . На результати вимірювань впливають вміщують породи, сусідні пласти, свердловина і зона проникнення ЗП. Чим більше неоднорідність середовища, тим більше величина  відрізняється від .

Щоб отримати більш точні дані про  , В індукційний зонд додатково до головних котушок вводять генераторні та вимірювальні котушки, звані фокусирующими. Число фокусирующих котушок, їх розташування щодо головних котушок і число витків вибирають таким чином, щоб вплив свердловини і які вміщали порід звести до мінімуму, а вплив ЗП регулювати відповідно до призначення зонда ІК.

Зонди з фокусирующими котушками називають фокусуватися індукційними каротажними зондами. У сучасній апаратурі ІК застосовуються тільки фокусовані зонди. У кожному фокусированном зонді є пара головних котушок (генераторная і вимірювальна), що утворюють головний зонд і відрізняються найбільшим числом витків. Результати вимірювань зондом ІК відносять до середини відстані між його головними котушками. Залежно від того, чи розташовані фокусують котушки всередині або поза головного зонда, фокусування вважається внутрішньої або зовнішньої. Основним завданням зовнішньої фокусування є зниження впливу вміщають порід на показання зонда, а завданням внутрішнього фокусування - зниження впливу свердловини і зони проникнення. Багато зонди мають одночасно внутрішню і зовнішню фокусування.

Зонд ІК позначають шифром, перша цифра якого відповідає числу котушок, а друга - довжині зонда. Так, шифр 6Ф1 позначає фокусований зонд з шістьма котушками довжиною 1 м.

Спеціальним зондом ІК є зонд індукційного каротажу поперечної провідності ІКП. Його відмінна риса полягає в горизонтальному розташуванні всіх котушок. Завдяки цьому вимірюється

Малюнок 7.3 -Прінціпіальная схема приладу індукційного каротажу

а - Просторова схема; б - Розріз уздовж осі свердловини; 1 - Генератор; 2 - Генераторна котушка; 3 - Підсилювач; 4 - Приймальня котушка; 5 - Кожух для підсилювача і генератора; L - Довжина зонда

зондом ІКП  залежить від поперечної питомої провідності пласта, на відміну від звичайних зондів ІК, свідчення яких визначаються поздовжньої питомою провідністю. Індукційний каротаж поперечної провідності призначений для вивчення анізотропних пластів.

Існуючі свердловини прилади ІК розраховані на роботу, як з одножильним, так і з трижильним кабелем. Точкою, до якої відносять результати вимірювань, є середина відстані між головними (струмового та вимірювальної) котушками (точка записи О).

Для проведення індукційного каротажу розроблені і використовуються кілька видів апаратури, що розрізняються пристроєм зонда, особливостями схеми і робочими параметрами. У загальному випадку апаратура складається з свердловинного приладу і наземної панелі управління, що з'єднуються геофізичним кабелем.

На рис.7.4 показана блок-схема апаратури індукційного каротажу з включенням фокусирующих котушок в зонд 6Ф1.

Зонд містить дві головні (генераторну Г і вимірювальну И) І чотири фокусують котушки. Відстань між головними котушками дорівнює 1 м. Зовнішні фокусують котушки и  підключені назустріч головним і призначені для поліпшення вертикальної характеристики зонда - зменшення впливу вміщають порід при обмеженій потужності пласта. Внутрішні фокусують котушки и  включені відповідно до (синфазно) з головними і призначені для коригування радіальної характеристики зонда. Відстані між ними вказані в метрах.

Генераторні котушки живляться від електронного генератора ЕГ струмом частотою кілька десятків кілогерц. Для живлення схеми свердловинного приладу служить джерело змінного струму на поверхні ІТ (Частота 50 і 300 герц)

Индуцируемая в вимірювальної котушці ЕРС  посилюється і випрямляється фазочуттєві випрямлячем ФЧВ і подається на реєструючий прилад РП. складова ЕРС  компенсується і, будучи зрушена по фазі на 90? щодо струму, що живить генераторні котушки, випрямлячем не пропускається.

В даний час для проведення ІК застосовується кілька видів свердловинних приладів. Для середовищ з низькою магнітною проникністю (  << 0,1 СІ), яку умовно можна назвати слабомагнітной, раціонально застосовувати зонд із загальним феромагнітним сердечником. Сердечник у цього зонда набраний з феритових кілець, стягнутих за допомогою ізоляційного стрижня, що проходить через їх внутрішні отвори. Зовні на осерді розташовані генераторная і фокусуються обмотки. Принцип дії такого зонда схожий зі звичайним зондом ІК. Різниця лише в тому, що первинне магнітне поле створюється не тільки генераторної котушкою, а в більшій мірі феромагнітним сердечником.

У середовищах із середньою магнітною проникністю (?  СІ) використовують каротажні зонди з включенням фокусирующих котушок. Причому при дослідженні пластів потужністю більше 2 м використовують зонд 6Ф1, а при потужності більше 5 м - 5Ф1,2.

Принцип дії свердловини апаратури

Як вже зазначалося вище, вимірювання електропровідності проводяться за допомогою спускається в свердловину глибинного приладу, що складається в найпростішому вигляді з двох котушок: збудливою, що живиться змінним струмом, і приймальні (вимірювальної), забезпеченою підсилювачем і випрямлячем. Змінний струм, що виробляється генератором, частотою 20-50 кГц (в залежності від апаратури), протікаючи по генераторної котушці, створює навколо неї змінне магнітне поле (пряме або первинне), индуцирующее в навколишніх породах вихрові струми. Величина ЕРС цих струмів тим більше, чим вище електропровідність середовища. В однорідному середовищі силові лінії струму є окружності з центром по осі свердловини (якщо вісь зонда збігається з віссю свердловини). Вихрові струми створюють в породах вторинне магнітне поле.

Первинне і вторинне змінні магнітні поля індукують ЕРС в приймальній котушці. Индуцированная первинним магнітним полем ЕРС  є перешкодою і компенсується введенням в ланцюг приймальні котушки рівної їй за величиною ЕРС, але протилежної по фазі. Що залишається в вимірювальної ланцюга ЕРС  , Індукована вторинним магнітним полем вихрових струмів, подається в вимірювальний перетворювач для посилення і перетворення, після чого надсилається жили кабелю на поверхню, де записується реєструючим приладом.

Малюнок 7.4- Схема зонда 6Ф1

Амплітуда струму в генераторної котушці в процесі виміру підтримується незмінною, а сила вихрових струмів, що виникають в навколишній породі, визначається питомою електричну провідність (електропровідністю) породи. відповідно ЕРС  , Наведена вторинним полем в вимірювальній котушці, в першому наближенні пропорційна електропровідності гірських порід  , Отже, пропорційна їх питомим опором В однорідному ізотропному середовищі з питомою електропровідністю  , Коли частота струму живлення і провідність середовища невеликі (взаємним вліянііем струмів можна знехтувати)

 , (7.7)

де  - Коефіцієнт зонда.

На практиці вимірюється не ЕРС  , А пропорційна їй величина одержуваного при індукційному каротажі сигналу:

 , (7.8)

де  - Коефіцієнт пропорційності.

З формули (7.1) отримуємо

 , (7.9)

де  - Коефіцієнт для переходу від величини сигналу до питомої електропровідності. Вибирається вона таким чином, щоб в однорідному середовищі  найбільш відповідала .

Малюнок 7.5-Принципова схема створення магнітних полів при індукційному каротажі

Реєстрація створюваного параметра грунтується на наступному: присутній серед намагничивается полем обмотки генераторної котушки. З'являється при цьому вторинне магнітне поле визначається властивостями середовища. Під впливом цього поля ЕРС приймальні і фокусує котушки збільшується відповідно зі значень и  до и  . Одночасно вторинне поле збільшує індуктивний опір генераторної обмотки, знижує струм, який мав  до I і зменшує компенсаційне напругу вторинної обмотки трансформатора до значення  . У приймальні ланцюга виникає вторинна ЕРС, що залежить від навколишнього середовища:

.  (7.10)

Збільшення ЕРС практично прямопропорційні електропровідності середовища.

Методика проведення досліджень

Для перевірки компенсації ЕРС прямого поля  перед проведенням вимірювань свердловинний прилад встановлюють на висоті 1,1 - 1,5 м від поверхні землі в видаленні від металевих предметів і фіксують на діаграмі положення «нуль в повітрі». При повній компенсації ЕРС  спостережуваний сигнал в повітрі (  ) Має дорівнювати нулю.

Електрорушійна сила вторинного поля  в провідному середовищі мала в порівнянні з ЕРС прямого поля (  складає долі відсотка від  вже в середовищах з питомим опором більше 20  ), Тому виділити і виміряти її важко.

У вимірювальній котушці двухкатушечного зонда ЕРС  може бути представлена ??у вигляді векторної суми двох складових: активної, що збігається по фазі з струмом харчування генераторної котушки, і реактивної, зрушено по фазі на 90? щодо живильного струму. Обидва ці компоненти ЕРС залежать від питомої електропровідності і магнітних властивостей оточуючих гірських порід і можуть бути використані для їх визначення.

При індукційному каротажі, коли задача зводиться до визначення питомої електропровідності слабомагнітних гірських порід, першорядне значення має вимір активної складової, більш тісно пов'язаної з питомою електропровідністю гірських порід. При низькій електропровідності активний сигнал практично прямо пропорційний електропровідності середовища. Якщо середовище характеризується високою електропровідністю, порушувані вихрові струми значні і взаємодія магнітних полів вихрових струмів набуває істотне значення. Це призводить до зниження сигналу, що реєструється приладом індукційного каротажу, і до відставання активного сигналу від підвищення електропровідності. Таке явище відоме під назвою скін-ефекту. Вплив скін-ефекту на гадану електропровідність при роботі з звичайними низькочастотними індукційними зондами стає помітною в разі, якщо  . Для того щоб правильно визначити електропровідність (опір) незміненій частині пласта, потрібно ввести відповідну поправку за скін-ефект в величину уявній питомої електропровідності.

Реактивна складова ЕРС значно менше активної і тільки в високопроводящей середовищі досягає великих величин. Для виділення активної складової ЕРС користуються фазочутливі схемами. Вирішення цього завдання спрощується тим, що магнітна проникність порід, що складають розріз свердловини, і промивної рідини мало відрізняються від одиниці. Виняток становить лише промивна рідина великої щільності, обваження якої досягається шляхом добавок магнетиту. Така рідина має значну магнітну сприйнятливість.

Призначення і можливості методу індуктивного каротажу

Спочатку метод ІК розроблявся для дослідження свердловин, заповнених непровідним електричний струм буровим розчином (на нафтовій основі), в якому інші методи КС, які мають систему струмопровідних і вимірювальних електродів, застосовані бути не можуть. Однак в подальшому метод ІК добре показав себе при дослідженні геологічних розрізів низького опору в свердловинах, заповнених звичайним струмопровідних розчином.

Зонди ІК володіють великим радіусом дослідження в разі підвищує проникнення фільтрату ПЖ. При зменшуючому проникненні радіус дослідження зондів ІК швидко падає зі збільшенням глибини зони проникнення. Зважаючи на це областю застосування зондів ІК є свердловини з прісною ПЖ, так як в цих умо- вах можливо тільки підвищує проникнення або знижує з  близьким до  , Вплив яких на показання ІК невелика. Найкращі результати ІК дає в піщано-глинистому розрізі з невеликим питомим опором пластів (  <30  ). У цих умовах при наявності в розрізі пластів малої і середньої потужності (h <6 м) забезпечується точна оцінка їх питомої опору.

Сприятливі результати ІК показує при дослідженні пластів низького і середнього опору. По діаграмах ІК можна визначити опір низькоомних водоносних колекторів та положення водонефтяного і газоводяного контактів

З вищесказаного випливає, що, використовуючи метод ІК, можна оцінити електропровідність (питомий опір) на відносно великій відстані від центру свердловини, тобто визначити місце розташування незміненій частині пласта. У той же час інші методи КС оцінюють  на менших відстанях. Це означає, що в комплексі ці методи дають найбільш повну інформацію про питомому опорі пластів гірських порід і характер поширення ПЖ в них.

На показання звичайного двухкатушечного зонда впливають вміщують породи, свердловина, ЗП. Через це ефективність і глибинність досліджень різко падає. Щоб отримати більш точні дані про  , В індукційний зонд додатково до головних котушок вводять фокусують котушки. Число фокусирующих котушок, їх розташування щодо головних і число витків вибирають таким чином, щоб вплив свердловини і які вміщали порід звести до мінімуму, а вплив ЗП регулювати відповідно до призначення зонда ІК.

Малюнок 7.6- Поправка за скін-ефект

Обробка і інтерпретація результатів дослідження

Форма реєстрованих кривих

Форма кривої при ІК залежить від характеру струмових ліній, що утворюють навколо осі свердловини замкнуті кола, розташовані в площині, перпендикулярній осі приладу. У пластах зі слабким нахилом відносно осі свердловини струмові лінії проходять в одному середовищі, не перетинаючи кордонів пластів різної питомої опору. На ріс.7.7 наведено експериментальні криві індукційного каротажу для пластів кінцевої потужності, отримані в свердловині, заповненої нафтою.

типові криві  , Реєстровані індукційним каротажних зондом 6Ф1 проти одиночних однорідних пластів кінцевої потужності, показані на малюнку ..

Якщо точка записи (середина між головними котушками зонда) збігається з серединою зонда,  симетричні щодо середини пласта. Поблизу кордонів пласта на кривій  спостерігається крутий підйом (спад). Проти середини тонкого шару (  м) крива має вигляд вузького піку. При більшій потужності пласта проти його середини спостерігається майданчик.

Межі пласта при потужності  м приурочені до точок, відповідним половині амплітуди кривої  . Для більш тонких пластів певна таким способом потужність перевищує справжню.

У разі неоднорідного пласта свідчення  проти його середній частині осредняются (максимальне і мінімальне). У такому випадку при відліку зручніше користуватися удаваним питомим опором  . Однак зв'язок між реєструється при ІК сигналом і провідність середовища через вплив скін-ефекту нелінійна, тому перейти від вимірюваного сигналу до уявних опору або електропровідності в явному вигляді не вдається і доводиться вдаватися до графічної залежності (рис. 7.9).

форма кривих  для інших зондів ІК (8І1,4; 4І1; 4Ф1) несиметрична щодо середини пласта, так як точка записи не збігається з серединою зонда. Через несиметричною форми криві  цих зондів важко використовувати для розчленування розрізу і відбиття меж пластів.

а

б в

Експериментальні значення кривих індукційного каротажу

а - Пласт малої потужності; б - Пласт середньої потужності; в - Пласт великої потужності

 Криві уявній провідності зонда 6Ф1 проти одиночних однорідних пластів кінцевої потужності:

а - Пласт високого опору ( ;  ); б - Пласт низького опору ( ;  ); О - Точка записи; Г - Головна генераторная котушка; И - Головна вимірювальна котушка. Шифр кривих - h в метрах.

Графік для переходу від гаданої провідності  без урахування скін-ефекту до удаваному питомому опору  . Зонди 1 - 5Ф1,2; 2 - 6Ф1; частота струму живлення f = 50 кГц

Розглянемо вплив вміщуючих порід на значення  проти середини пласта кінцевої потужності. Для порівняння на рис.7.8 пунктиром нанесені значення  для пласта необмеженої потужності з такою ж .

У пластах високого питомого опору (ріс7. 8, а) значення  проти пласта кінцевої потужності помітно відрізняються від значень, що відповідають пласту необмеженої потужності; відмінність між ними тим більше, чим менше потужність пласта і ставлення  . У пластах низької питомої опору (рис.7.8, б) при потужності h> 2 м значення  близькі до значень проти пласта необмеженої потужності з таким же питомим опором. Тому на діаграмах ІК особливо чітко виділяються провідні прошарки, які залягають серед порід високого опору.

криві  зондів ІК, як і криві  зондів КС з великим радіусом дослідження, недостатньо ефективні для відбиття меж пластів і розчленування розрізу. Тому ІК слід застосовувати в комплексі з іншими методами ЕК, що дозволяють в сукупності успішно вирішувати завдання розчленування розрізу і виділення пластів.

Вплив свердловини на свідчення ІК в загальному випадку залежить від ,  і щодо  . У разі високомінералізованої промивної рідини (  ) І досить високого питомого опору порід (  > 20) вплив свердловини стає помітним і враховується при інтерпретації діаграм за допомогою спеціальних палеток. Палетки містять кілька сімейств кривих залежності виправленого за вплив свердловини удаваного опору непроводящей середовища  від  . для приведення к  , Відповідному умовам свердловини, заповненої непроводящей середовищем, надходять у такий спосіб: по кривій індукційного каротажу визначають істотне значення уявного опору, вибирають палетку з відповідним шифром  ; по  визначають  для даного  , Використовуючи графік, наведений на ріс.7.10.

Палетка для врахування впливу свердловини (зонд 6Ф1)



Попередня   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21   22   Наступна

зняття значень | виділення колекторів | Переваги та недоліки даного методу ГІС | Встановлення типу фактичної кривої зондування | Бічні каротажні зонди | зняття значень | Переваги і недоліки методу індукційного каротажу ВІКІЗ. Виділення колекторів по кривим ВІКІЗ. Визначення характеру насичення | Візуальна якісна інтерпретація даних ВІКІЗ | лекція 11 | Обробка результатів вимірювань мікрозонди |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати