Принципиальная схема индукционного каротажа





Принципиальная схема индукционного каротажа
Принципиальная схема индукционного каротажа


Шпоры - Промыслово геофизические методы
скачать (658.5 kb.)

Доступные файлы (1):


содержание

Загрузка...

Реклама MarketGid:

Загрузка...

1. Электрический каротаж.
Электрический каротаж (ЭК, электрокаротаж) основан на измерении электрического поля, самопроизвольно возникающего в скважине и ее окрестностях или создаваемого в скважине искусственно. На практике ЭК заключается в получении значений измеряемой величины в точках скважины в графической или цифровой форме.

Разновидности ЭК отличаются друг от друга измеряемой величиной и характером электрического поля (естественное или искусственное, электрическое или электромагнитное).

Наибольшее практическое значение имеют следующие виды ЭК:

а) каротаж потенциалов самопроизвольной поляризации (каротаж ПС);

б) каротаж сопротивления (КС), основанный на измерении кажущегося удельного сопротивления горных пород. Он может проводиться градиент или потенциал-зондами - боковое каротажное зондирование (БКЗ) несколькими зондами или стандартный каротаж одним зондом и ПС, зондами с фокусировкой тока - боковой каротаж (БК), микроустановками - микрокаротаж (МК) и боковой микро каротаж (БМК);

в) индукционный каротаж (ПК), состоящий в измерении кажущейся удельной электропроводности горных пород;

г) диэлектрический каротаж (ДК), основанный на измерении кажущейся диэлектрической проницаемости.

По характеру создаваемого в скважине поля индукционный и диэлектрический каротаж являются разновидностями электромагнитного каротажа.

Основным видом ЭК в нашей стране является стандартный каротаж.

Электрический каротаж составляет основу комплекса геофизических исследований поисковых, разведочных и эксплуатационных скважин. Особенно важное место он занимает при изучении разрезов скважин, бурящихся на нефть и газ. Во всех скважинах выполняют стандартный электрический каротаж по всему стволу для литологического и стратиграфического расчленения и взаимной корреляции разрезов скважин.

В перспективных на нефть и газ интервалов скважин проводят детальные электрические исследования, включающие БКЗ, МК, БК. ИК, БМК. Задачами этих исследований являются: расчленение разреза на пласты с разными электрическими свойствами; изучение распределения удельного сопротивления в промытой зоне, зоне проникновения и в неизмененной части пласта; выделение пластов-коллекторов; в благоприятных случаях определение подсчетных параметров продуктивных пластов.
^ 2. Индукционный каротаж.

Индукционный каротаж предназначен для изучения удельной электропроводности (удельного сопротивления) горных пород, пересеченных скважиной. Он основан на измерении напряженности переменного магнитного поля вихревых токов, возбужденных в породах нолем опущенного в скважину источника.

Возбуждение и измерение переменного магнитного поля в скважине осуществляется с помощью индукционного каротажного зонда. Наиболее простой зонд ИК состоит из двух катушек генераторной и измерительной, расположенных соосно на расстоянии, равном длине индукционного зонда L. Через генераторную катушку пропускают переменный ток с частотой несколько десятков кГц. Создаваемое этим током первичное переменное магнитное поле возбуждает в окружающих горных породах вихревые токи; в однородной среде их токовые линии представляют собой окружности с центром на оси скважины. Эти токи создают переменное магнитное поле, называемое вторичным. Первичное и вторичное переменные магнитные поля индуцируют в измерительной катушке электродвижущую силу.

Электродвижущая сила Ев, созданная вторичным магнитным полем, остается в приемной цепи, усиливается, выпрямляется и передается по кабелю на поверхность, где регистрируется.

На рис. принципиальная схема индукционного каротажа. 1, 2 - генераторная и измерительная катушки; 3 - генератор; 4 - усилитель; 5 - выпрямитель.

Так как сила тока в генераторной катушке постоянна, амплитуда вихревых токов в окружающих породах пропорциональна их электропроводности. Поэтому создаваемое этими токами вторичное магнитное поле и наведенная им в приемной катушке э.д.с. Ев также будут расти приблизительно пропорционально удельной электропроводности γ среды, окружающей зонд.

Вихревые токи взаимодействуют друг с другом. При большой час готе питающего тока и высокой электропроводности среды взаимодействие вихревых токов, называемое скин-эффектом, приводит к нарушению линейной зависимости между Ев и γ:

Ки - коэффициент индукционного каротажного зонда, зависящий лишь от параметров последнего

где f и Jo - соответственно частота и амплитуда тока, проходящего по генераторной катушке;

SГ и SИ - площади витков генераторной и измерительной катушек;

nГ и nИ - число витков генераторной и измерительной катушек;

L - длина зонда.
^ 3. Измерение удельного сопротивления горных пород.
Электрическое сопротивление R проводника, состоящего из однородного вещества с постоянной площадью поперечного сечения S, прямо пропорционально длине проводника l и обратно пропорционально S.

Оно определяется по формуле

где ρ — коэффициент, характеризующий способность вещества пропускать электрический ток, его называют удельным электрическим сопротивлением (УЭС, удельным сопротивлением).

УЭС горной породы — это сопротивление горной породы проходящему через нее электрическому току, отнесенное к единице поперечного сечения и длины образца породы. При ЭК удельное сопротивление ρ измеряют в Омм.

Удельное электрическое сопротивление горных пород изменяется в широких пределах — от долей Омм до сотен тысяч Омм. Наименьшее УЭС — сотые и тысячные доли Омм имеют сульфидные руды, антрациты и графитовые сланцы - природные проводники с электронной проводимостью. Наибольшее удельное сопротивление - до 1010 Омм характерно для природных изоляторов - гидрохимических осадочных пород (каменной соли, ангидритов). Значительными удельными сопротив­лениями — тысячами и десятками тысяч Омм отличаются изверженные и метаморфические горные породы. Удельное сопротивление большинства осадочных пород также изменяется в определенных пределах.

Таким образом, найдя удельное сопротивление по данным каротажа, можно судить о том, какие горные породы слагают разрез скважин. Естественными хранилищами — коллекторами нефти и газа в природе служат осадочные породы, отложившиеся при невысоких температурах.
^ 4.Измерение удельного сопротивления промывочной жидкости. Резистивиметрия.

Измерение рс по стволу скважины называют резистивиметрией, а прибор, с помощью которого она проводится, — скважинным резистивиметром.

Скважинный резистивиметр должен удовлетворять следующим требованиям: влияние удельного сопротивления пород, окружающих скважину, на показания резистивиметра должно быть минимальным; коэффициент резистивиметра должен быть стабильным и независимым от температуры и давления в скважине, а также от минерализации жидкости, заполняющей скважину; ПЖ должна свободно циркулировать в резистивиметре при его движении по скважине.

Имеются два типа резистивиметров: гальванические с электродной измерительной установкой и индукционные с бесконтактным способом измерения.

К резистивиметрам с электродной установкой относится скважинный сферический резистивиметра который крепится на кабеле многоэлектродного зонда ЭК каротажа так же, как электроды обычных трехэлектродных каротажных зондов. Он имеет резиновый трубчатый корпус, в который впрессованы электроды измерительной установки. Токовый электрод имеет форму широкого кольца со сферической поверхностью, а кольцевой измерительный электрод М расположен в выемке токового электрода и отделен от него изоляционным вкладышем. Второй измерительный электрод N состоит из шести дужек, расположенных по сферической поверхности вокруг токового электрода. Измерение рс, производится по такой же схеме, как и для обычных градиент-зондов.

Применением кольцевого измерительного электрода М и его расположением симметрично относительного токового электрода А обеспечивается постоянство коэффициента резистивиметра, а расположение дужек электрода N способствует экранированию из­мерительной установки от влияния окружающих пород.

^ Скважинный индукционный резистивиметр обеспечивает измерение электропроводности ПЖ по стволу скважины бесконтактным способом. Его измерительная установка состоит из двух катушек индуктивности, расположенных одна над другой внутри отрезка трубы из непроводящего материала. Одна катушка является генераторной, вторая — приемной.

Генераторная катушка питается переменным током и создает магнитное поле во внутренней полости измерительной установки. Это первичное магнитное поле индуцирует вихревой ток, протекающий внутри установки вдоль ее оси. Вихревой ток создает вторичное магнитное поле, индуцирующее в приемной катушке; э. д. с, пропорциональную электропроводности ПЖ, заполняющей скважину.

Для измерения удельного сопротивления отдельных проб различных жидкостей, в том числе отбираемых из скважины или из вскрытых ею пластов, пользуются поверхностным резист ивиметром. Наиболее распространены гальванические поверхностные резистивиметры.

Измерительной установкой в них служит цилиндрический стакан с установленными в нем четырьмя электродами. Крышка и дно стакана играют роль токовых электродов А и В, а измерительные электроды М и N в виде колец прикреплены к внутренней стенке стакана. Эта измерительная установка позволяет измерять непосредственно сопротивление Rc столба жидкости между электродами М и N, и ее коэффициент мало зависит от минерализации изучаемой жидкости:

K=S/l,Rc = pcl/S

где l - расстояние между измерительными электродами, в м; S - площадь дна стакана в м; Rc - в Ом; К - в м.

Удельное сопротивление рс (в Омм) жидкости, налитой в стакан, определяется непосредственно по отклонению стрелки микроамперметра. Поверхностные резистивиметры обеспечивают более высокую точность измерений, чем скважинные.

^ 5. Физические основы каротажа микро-зондами.

6. Радиоактивный каротаж. Физические основы и особенности.

В скважинах, обсаженных стальными обсадными колоннами, электрический каротаж не работает. Этому мешает экранирующий эффект металлических обсадных колонн.

В обсаженных скважинах исследовать нефтяные пласты можно только с помощью геофизических методов, для которых металлическая обсадная колонна не является преградой, не пропускающей через себя сигналы, несущие информацию об объекте, находящийся за колонной. К ним относятся разновидности радиоактивного каротажа и акустического каротажа.

Широко применяется радиоактивный каротаж (РК) трех видов:

а) гамма-каротаж (ГК) - основан на измерении по стволу скважины гамма излучения, вызванного естественной радиоактивностью горных пород;

б) гамма-гамма каротаж (ГГК) - исследует особенности прохождения через породы гамма-излучения от специального источника гамма-квантов, опускаемого в скважину вместе с прибором;

в) нейтронный каротаж (НК) базируется на исследовании поля медленных нейтронов и гамма-квантов, создаваемого источником быстрых нейтронов, находящимся в приборе.

Каждый вид перечисленного РК включает ряд модификаций. Существенными особенностями РК являются: относительно малая глубинность исследований (90 % излучения поступает в детектор от слоя пород толщиной 10-30 см); возможность исследования скважин, крепленных обсадной колонной, практически не препятствующей прохождению нейтронов и гамма-излучению; зависимость результатов в первую очередь от элементного состава пород, малая роль их структурных особенностей - размера, извилистости и сообщаемости поровых каналов, распределения отдельных элементов в исследуемой части пласта.

^ 7. Гамма каротаж. Область применения и аппаратура.
Каждый элемент ряда при распаде наряду с заряженными α- и β-частицами излучает гамма-кванты (γ-кванты) с присущей ему энергией (или с несколькими значениями Е). Поэтому спектр излучения всего ряда содержит много линий, отвечающих разным энергиям. Так, элементы ряда урана излучают гамма-кванты с энергией от 0,05 до 2,45 МэВ, а ряда тория от 0,1 до 2,62 МэВ спектр радиоактивного калия 40К имеет одну линию 1,46 МэВ.

Радиоактивные элементы чрезвычайно рассеяны в природе и содержатся в малых количествах (порядка 10-6 урана, 10-13 радия, 10-5 тория) во всех веществах, в частности в горных породах.

Измеряя радиоактивность путем регистрации гамма-излучения по стволу скважины, можно расчленять разрез на отдельные пласты и классифицировать их по этому признаку. На этом основан ГК скважин.

При проведении ГК в скважину опускаются детектор гамма-излучения и преобразователь (схема) информации для передачи ее на поверхность. В качестве детектора используют либо разрядные счетчики, либо сцинтилляционные кристаллы с фотоэлектронным умножителем.

^ 8. Область применения нейтронного каротажа.

На основе реакций, происходящих при облучении бериллия α-частицами (при применении распространенной в промысловой геофизике полоний-бериллиевых (Ро-Ве) и плутоний-бериллиевых (Рu-Ве) источников), получаются нейтроны широкого спектра от 1 до 10 МэВ, в среднем 4-5 МэВ. Нейтроны, излучаемые ускорительной трубкой импульсного генератора, имеют энергию 14 МэВ. Источников медленных и тепловых нейтронов нет. Активность источников определяют по выходу нейтронов в одну секунду. В промысловой геофизической практике применяются источники с выходом (5-10)-106 нейтр/с.

При облучении вещества потоком нейтронов последние, пролетая вблизи ядер атомов, взаимодействуют с ядрами. Основными видами взаимодействия являются, упругое рассеяние нейтрона на ядре с потерей части энергии (т.е. замедление нейтрона) и захват (поглощение) нейтрона ядром. Некоторые ядра при захвате нейтрона становятся радиоактивными; в этих случаях взаимодействия называют активацией. Вероятность взаимодействия нейтронов с ядрами атомов различных элементов неодинакова и выражается через сечение данного процесса (рассеяния, захвата, активации).

Различные модификации НК применяются для изучения либо замедляющих, либо поглощающих свойств пород. Замедляющие свойства определяются в основном содержанием водорода в породах, которое для нефтеносных и водоносных пластов, не содержащих глин и гипса, пропорционально общей пористости пород. Поэтому НК часто называют каротажам пористости. Поглощающие свойства пород зависят от содержания в них сильных поглотителей нейтронов - чаще всего хлора. На месторождениях с высокой минерализацией пластовых вод (ПВ) водоносные пласты содержат хлора больше, чем нефтеносные, что создает предпосылки для их разделения поэтому признаку.

^ 9. Импульсный нейтронный каротаж. Аппаратура каротажа.

10. Принцип действия аппаратуры акустического каротажа.

Скачать файл (658.5 kb.)

Поиск по сайту:  


X


Принципиальная схема индукционного каротажа

Принципиальная схема индукционного каротажа

Принципиальная схема индукционного каротажа

Принципиальная схема индукционного каротажа

Принципиальная схема индукционного каротажа

Принципиальная схема индукционного каротажа

Принципиальная схема индукционного каротажа

Принципиальная схема индукционного каротажа

Принципиальная схема индукционного каротажа

Принципиальная схема индукционного каротажа

Принципиальная схема индукционного каротажа

Принципиальная схема индукционного каротажа

Принципиальная схема индукционного каротажа

Похожие новости:


  • Как сделать большую поделку из соленого теста
  • Как сделать растяжку из шаров своими руками
  • Как сделать трансляцию в перископ с компа
  • Как сделать бабочку на резинке на шею
  • Икона своими руками для детей