SU1107671A1 - Probe for electromagnetic logging of wells - Google Patents

Abstract

1. ЗОНД ДЛЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО КАРОТАЖА СКВАЖИН, содержащий разнесенные по длине зонда излучающую катушку, соединенную с генератором , и измерительные катушки, соединенные с измерительной частью, соединенной посредством кабел  с панелью и регистратором, отличающийс  тем, что, с целью обеспечени  возможности исследовани  ближней зоны, он содержит вьто ненный из провод щего материала экран в ,форме трубы с продольным вырезом, охватывающий катушки и расположенный от оси катушек на рассто нии от 0,5 диаметра катушек до 0,3 длины зонда, а также устройство дл  прижати  экрана продольным вырезом к стенке скважины. 2.Зонд по п. 1, о т л и ч а юЩ и и с   тем, что поперечное сечение экрана имеет форму окружности, а продольный вырез имеет апертуру величиной 10-180. (Л 3.Зонд по п. 1, о т л и ч а ющ и и с   тем, что поперечное сечение экранаимеет пр моугольную форму, а продольный вырез совпадает с одной из сторон экрана.1. PROBE FOR ELECTROMAGNETIC WAGGING WELLS, containing radiating coils spaced along the length of the probe, connected to the generator, and measuring coils connected to the measuring part, connected by cable to the panel and recorder, characterized in that, in order to enable the near zone to be investigated, it contains a screen in the shape of a conductive material, in the form of a pipe with a longitudinal notch, covering the coils and located from the axis of the coils at a distance from 0.5 coil diameter to 0.3 probe length, and akzhe screen apparatus for pressing the longitudinal cut the borehole wall. 2. The probe according to claim 1, about tl and h and h and the fact that the cross-section of the screen has the shape of a circle, and the longitudinal notch has an aperture of size 10-180. (L 3. The probe according to claim 1, which also means that the cross-section of the screen has a rectangular shape, and the longitudinal notch coincides with one of the sides of the screen.

Description

1I Изобретение относитс  к промысловой геофизике и может быть использовано в устройствах дл  электромагнитного кардтажа скважин. Известно устройство дл  электромагнитного каротажа скважины, предназначе нное дл  определени  удельного электрического сопротивлени  и диэлектрической проницаемости горных пород в скважине, содержащее генератор переменного тока высокой частоты, излучающую и приемные катушки зонда, измерительную схему скважинного прибора и наземную панель . В скважинном приборе ЭДС, наведенные в измерительных катушках, преобразуютс  в более низкую, чем рабоча , частоту и передаютс  по кабелю на поверхность. В наземной панели производ тс  вычисление и последующа  запись на самописец разности фаз и отношени  амплитуд сигналов, наведенных в измерительных катушках. По измеренным характеристи кам электромагнитного пол  с помощью специальных палеток определ ют диэлектрическую проницаемость и удел ное сопротивление горных пород Li J. Недостатком известного устройства  вл етс  низка  точность. Наиболее близкимпо технической сущности к изобретению  вл етс  зонд дл  электромагйитного каротажа сква жин, содержащий разнесенные по длине зонда излучающую катушку, соеди ненную с генератором и измерительны катушки, соединенные с измерительно частью, соединенной посредством каб л  с па(телью и регистратором 2. Недостатком известного устройств  вл етс  невозможность исследовани  ближней зоны из-за ограничений, не позвол ющих выполнить зонд длино менее 0,6-0,7 м (менее 3-4 диаметро скважины) дл  исследовани  ближней к скважине зоны пласта при бурении на нефть и газ. Причина ограничени  св зана с тем, что при малой длине зонда, центированного на оси скважи ны, не образуетс  бокова  волна, не суща  информацию о горных породах. Если зонд расположен на стенке сква жины, то результаты измерений обусловлены интерференцией боковой волны , прошедшей по горной породе в области касани  зондом стенки скваж ны, и волнами, прошедшими по бурово му раствору, и не поддаютс  расшифровке . Цель изобретени  - обеспечение возможности исследовани  ближней зоны. Цель достигаетс  тем, что зонд дл  электромагнитного каротажа скважин , содержащий разнесенные по длине зонда излучающую катушку, соединенную с генератором, и измеритель-; ные катушки, соединенные с измерительной частью, соединенной посредством кабел  с панелью и регистратором , содержит выполненный из провод щего материала экран в форме трубы с продольным вырезом, охватывающий катушки, расположенный от оси катушек на рассто нии от 0,5 диаметра катушек до 0,3 длины зонда , а также устройство дл  прижати  экрана продольным вьфезом к стенке скважины. Поперечное сечение экрана может иметь форму окружности, а продольньш вьфез может иметь апертуру величиной 10-180°. Кроме того, поперечное сечение экрана может иметь пр моугольную форму, а продольный вырез может совпадать с одной из сторон экрана. На фиг, 1 показаны схема зонда и его положение в буровой скважине с экраном, поперечное сечение которого имеет-форму окружности, на фиг. 2 показана схема зонда и его положение в буровой скважине с экраном, поперечное сечение которого имеет пр моугольную форму Зонд содержит излучающую 1 (фиг. 1) и измерительные 2 и 3 катушки , экран 4 с продольным вырезом 5, прижатым к стенке скважины 6, Генератор 7 соединен с излучающей катушкой 1. Измерительна  часть прибора 8 соединена с приемными катушками 2 и 3, а также посредством кабел  с панелью 9 и регистратором 10. На фиг. 1 показаны пути движени  электромагнитной волны:-путь 11 от излучающей катушки, путь 12 по стенке экрана, путь 13 - по гор .ной породе, путь 14 -от стенки экрана и горной породы к измерительHbfM катущкам, прижимное устройство 15 обеспечивает прижатие продольного выреза 5 к-стенке скважины 6. Зонд работает следующим образом.1I The invention relates to field geophysics and can be used in devices for electromagnetic carding of wells. A device for electromagnetic well logging is known, which is designed to determine the electrical resistivity and dielectric constant of rocks in a well, which contains a high-frequency alternating current generator, emitting and receiving coils of the probe, a measuring circuit of a downhole tool and a ground panel. In the downhole tool, the EMF induced in the measuring coils is converted to a lower than the operating frequency and transmitted via cable to the surface. The ground panel performs the calculation and subsequent recording on the recorder of the phase difference and the amplitude ratio of the signals induced in the measuring coils. According to the measured characteristics of the electromagnetic field, the dielectric constant and dielectric resistance of the rocks are determined using special pallets. The disadvantage of the known device is its low accuracy. The closest to the technical essence of the invention is a probe for electromagnet logging of wells, containing a radiating coil spaced along the probe, connected to a generator and measuring coils connected to a measuring part connected by cable to a pair (telegraph and recorder 2. The disadvantage of the known devices is the inability to study the near zone due to limitations that do not allow the probe to be less than 0.6-0.7 m long (less than 3-4 borehole diameters) for investigating the near-well zone of the formation when drilling for oil and gas. The reason for the restriction is due to the fact that when the probe length is small, centered on the well axis, a side wave does not form without information about the rocks. If the probe is located on the well wall, the measurement results are due to the interference of the side wave transmitted through the rock in the contact area of the well wall with the probe, and the waves transmitted through the drilling mud, cannot be interpreted. The purpose of the invention is to provide the possibility of investigating the near zone. The goal is achieved by the fact that a probe for electromagnetic well logging, containing a radiating coil separated by a probe, connected to a generator, and a measuring coil; The coils connected to the measuring part connected by cable to the panel and the recorder contain a screen-shaped tube made of conductive material with a longitudinal notch covering the coils located from the axis of the coils at a distance from 0.5 coil diameter to 0.3 the length of the probe, as well as the device for pressing the screen longitudinally to the borehole wall. The cross-section of the screen may be in the form of a circle, and the longitudinal extension may have an aperture of 10-180 °. In addition, the cross section of the screen may have a rectangular shape, and the longitudinal notch may coincide with one of the sides of the screen. FIG. 1 shows a probe diagram and its position in a borehole with a screen, the cross-section of which has a circular shape; FIG. Figure 2 shows the probe diagram and its position in a borehole with a screen, the cross section of which is rectangular. 7 is connected to the radiating coil 1. The measuring part of the device 8 is connected to the receiving coils 2 and 3, as well as by means of a cable with the panel 9 and the recorder 10. FIG. 1 shows the paths of the electromagnetic wave: -path 11 from the radiating coil, path 12 along the screen wall, path 13 - along the mountain rock, path 14 - from the screen wall and the rock to the HbfM gauge cutters; to the borehole wall 6. The probe operates as follows.

Дл  проведени  каротажа  онд прижимают продольным вьфезом 5 к стенке скважины 6 с помощью прижимного устройства 15. Генератор 7 с помощью излучающей катушки 1 создает в окружающей среде электромагнитные волны, которые проход т по пути 11 внутри экрана и образуют боковую волну на границе с. внешней средой, распростран ютс  во внешней среде по пути 12 в экране и 13 - в горной породе и по Пути 14 приход т к измерительным катушкам . 2 и 3..For logging, the axle is pressed with a longitudinal axis 5 to the wall of the borehole 6 using a pressing device 15. The generator 7 using the radiating coil 1 creates electromagnetic waves in the environment, which travel along the path 11 inside the screen and form a side wave on the border with. the external environment, propagate in the external environment along the path 12 in the screen and 13 in the rock and along the path 14 come to the measuring coils. 2 and 3 ..

Бокова  волна, проход ща  в экране напути 12, испытьгаает сильное затухание.The side wave, passing in the screen on the way 12, experiences a strong attenuation.

За пределы экрана волна не выходит , поэтому боковые волны на участках , закрытых экраном от внешней среды, не приход т к измерительным катушкам 2,3.The wave does not go beyond the screen, therefore side waves in the areas covered by the screen from the external environment do not come to the measuring coils 2,3.

Боковые волны, образующиес  в горных породах, открытых продольным вырезом 5, несут информацию о диэлектрической проницаемости и удельном электрическом сопротивлении пород. При условии выбора достаточно короткого зонда (длиной 0,1 0 ,3 м) это будут свойства промытой зоны или зоны проникновени . С достаточной точностью можно предположить , что ЭДС, наведенна  в измерительных кат.ушках 2 и 3, будет пр мо пропорциональна апертуре продольног выреза 5. Если ЭДС в среде без экрана прин ть за единицу, то при наличии экрана ЭДС будет составл ть об/ЗбО часть единицы ( oL - апертура выраженна  в угловых градусах). ЭДС, наведенные в измерительньтх катушках 2,3, поступают на вХод измерительного прибора 8 и затем на панель 9 и регистратор 10.Lateral waves formed in rocks, open longitudinal notch 5, carry information on the dielectric constant and electrical resistivity of rocks. Under the condition that a sufficiently short probe is selected (0.1–0.3 m long), these will be the properties of the washed or penetration zone. With sufficient accuracy, we can assume that the emf induced in measuring cathodes 2 and 3 will be directly proportional to the aperture of the longitudinal notch 5. If the emf in a medium without a screen is taken as one, then if there is a screen, the emf will be about / ZbO part of the unit (oL - aperture expressed in angular degrees). The emf induced in measuring coils 2,3 is fed to the measuring device 8 and then to panel 9 and the recorder 10.

Дл  устранени  пр мой индуктивной св зи между приемными и измерительными катушками максимальна  ширина сечени  экрана должна быть в 3 раза меньше длины зонда.To eliminate direct inductive coupling between the receiving and measuring coils, the maximum width of the cross section of the screen must be 3 times smaller than the length of the probe.

Дл  уменьшени  воздействи  экрана на параметры катушек (комплексное сопротивление, добротность и т.д.) минимальна  ширина сечени  экрана не должна превьш1ать 0,5 диаметра катушек.To reduce the effect of the screen on the parameters of the coils (impedance, quality, etc.), the minimum width of the cross section of the screen should not exceed 0.5 of the diameter of the coils.

Зонд, представленный на кг. 2, содержит те же элементы, что и зонд на фиг. 1, и работает таким же образом , но отличаетс  тем, что поперечное сечение экрана имеет пр моугольную форму.Probe presented per kg. 2, contains the same elements as the probe in FIG. 1, and works in the same way, but differs in that the cross-section of the screen is rectangular.

Экспериментальные измерени  проводились зондом на частоте 60 МГц с экраном, вьтолненным из меди и имеющим диаметр 40 мм. Длина экрана зонда 700 мм, апертура выреза щели - 70. Глиниста  корка имитировалась перемещением прибора от стенки бака диаметрам 140 мм к его центру. Эксперимент показал степеньThe experimental measurements were carried out by a probe at a frequency of 60 MHz with a screen made of copper and having a diameter of 40 mm. The length of the probe screen is 700 mm, the slot aperture is 70. The clay crust was simulated by moving the device from the tank wall with a diameter of 140 mm to its center. The experiment showed a degree

вли ни  глинистой корки, подтвердил отсутствие вли ни  среды, расположенной за экраном зонда.influence of the clay crust, confirmed the absence of influence of the medium located behind the probe screen.

Использование изобретени  позвол ет осуществить измерени  диэлектрической проницаемости и удельного электрического сопротивлени  горных пород в ближней к стенке скважины зоне на рассто нии 10-15 см, исключить вли ние бурового раствор.а при измерени х короткими зондами.The use of the invention makes it possible to measure the dielectric constant and electrical resistivity of rocks in the zone closest to the borehole wall at a distance of 10-15 cm, to exclude the effect of drilling mud. A when measured with short probes.

Claims (3)

1. ЗОНД ДЛЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО КАРОТАЖА СКВАЖИН, содержащий разнесенные по длине зонда излучающую катушку, соединенную с генератором, и измерительные катушки, соединенные с измерительной частью, соединенной посредством кабеля с панелью и регистратором, отли чающийся тем, что, с целью обеспечения возможности исследования ближней зоны, он содержит выполненный из проводящего материала экран в форме трубы с продольным вырезом, охватывающий катушки и расположенный· от оси катушек на расстоянии от 0,5 диаметра катушек до 0,3 длины зонда, а также устройство для прижатия экрана продольным вырезом к стенке скважины.1. ELECTROMAGNETIC LOGGING PROBE, comprising a radiating coil spaced along the length of the probe connected to a generator and measuring coils connected to a measuring part connected by cable to a panel and a recorder, characterized in that, in order to enable the study of the near zone it contains a screen made of a conductive material in the form of a pipe with a longitudinal cut, covering the coils and located · from the axis of the coils at a distance from 0.5 diameter of the coils to 0.3 probe length, as well as construction for pressing the screen with a longitudinal cut to the wall of the well. 2. Зонд по п. ^отличающийся тем, что поперечное сечение экрана имеет форму окружности, а продольный вырез имеет апертуру величиной 10-180^е.2. The probe according to claim. ^ Characterized in that the cross section of the screen has a circle shape, and the longitudinal cut has an aperture of 10-180 ^e . 3. Зонд по п. 1, отлич.а тощи й с я тем, что поперечное сечение экрана*имеет прямоугольную форму, а продольный вырез совпадает с одной из сторон экрана.3. The probe according to claim 1, distinguished by the fact that the cross section of the screen * has a rectangular shape, and the longitudinal cut coincides with one of the sides of the screen. SU .,1107671SU., 1107671