2302019

(54) СПОСОБ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО КАРОТАЖА ОБСАЖЕННЫХ СКВАЖИН

(57) Реферат:

Изобретение относится к области геофизических исследований скважин. Сущность: используют зонд, выполненный в виде двух токовых электродов, расположенных по разные стороны относительно хотя бы трех измерительных электродов, пространственно разнесенных без соблюдения требований эквидистантности. На токовые электроды поочередно подают электрический ток. При каждой из подач тока измеряют потенциал на среднем измерительном электроде, разность потенциалов между крайними измерительными электродами и средним измерительным электродом, разность потенциалов между токовым электродом, на который при данном включении не подается ток, и средним измерительным электродом. Удельное электрическое сопротивление определяют по расчетной формуле. 8 ил.

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 №2176802, МПК G01V 3/20, 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:

где _пл — удельное электрическое сопротивление, Ом·м;

К_зонда — геометрический коэффициент зонда, м;

Ia₁, Ib ₅ — 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;

Ua₂₃, Ua₄₃, Ub₂₃, Ub₄₃ — 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;

Ua₅₃, Ub₁₃ — 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 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 помощью 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 _пл вычисляется по формуле. Кривая удельного электрического сопротивления _пл 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 R_пл цилиндрического слоя пластов горных пород с удельным сопротивлением _пл от обсадной колонны диаметром D до расстояния от скважины S в предположении их однородности для вертикального участка скважины Н равно:

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 ₁₂, ₂₃, ₃₄, ₄₅ 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 ₂, ₃, ₄ соответствуют проводимостям слоев, окружающих скважину пластов горных пород от электродов 2, 3 и 4, соответственно.

При этом проводимость ₃ соответствует проводимости окружающего скважину слоя горных пород от среднего измерительного электрода 3 и связана с определяемым удельным электрическим сопротивлением следующим соотношением:

где _пл — удельное электрическое сопротивление, Ом·м;

К_зонда — геометрический коэффициент зонда, м;

₃ — проводимость слоя от среднего измерительного электрода 3, Ом^-1.

Геометрический коэффициент зонда К_зонда 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 К _зонда

К_зонда · h₂₄,

где h₂₄ — расстояние между измерительными электродами зонда 2 и 4, м.

Проводимость ₁ соответствует проводимости слоя от электрода 1 и через верхнюю часть обсадной колонны. Проводимость ₅ соответствует проводимости слоя от электрода 5 и через нижнюю часть обсадной колонны.

Напряжения на электродах 1, 2, 3, 4 и 5 обозначены U₁ , U₂, U₃, U ₄ и U₅, соответственно. Электронные переключатели Ка 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 Ia₁ и Ib ₅ при первой подаче в токовый электрод 1 и при второй подаче в токовый электрод 5, соответственно. Измерители разности потенциалов U₃, U₁₃, U₂₃, U₄₃, U₅₃, 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 U₁₃, U₅₃ 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 ₁₂, ₂₃, ₃₄, ₄₅. 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:

Таким образом, считая все напряжения известными, мы получаем 10 уравнений и 9 неизвестных ₁— ₉, 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:

находим все возможные решения для _пл. Для 10 вариантов таких систем из 9 уравнений существует 4 различных точных решения.

Приводим два точных решения:

Учитывая, что Ua₅₃, Ub₁₃ 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:

где _пл — удельное электрическое сопротивление, Ом·м;

К_зонда — геометрический коэффициент зонда, м;

Ia₁, Ib ₅ — токи, подаваемые при первом включении в верхний токовый электрод 1 и при втором включении в нижний токовый электрод 5, соответственно А;

Ua₃, Ub ₃ — потенциалы электрического поля на среднем измерительном электроде 3 относительно земли при первом и втором включении, соответственно В;

Ua₂₃, Ua₄₃, Ub₂₃, Ub₄₃ — 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;

Ua₅₃, Ub₁₃ — 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 ₁₂, ₃₃, ₃₄, ₄₅.

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-электродным зондом: 6-электродный зонд увеличивает скорость каротажа в 2 раз, 7-электродный — в 3 раза при удлинении примерно на 0.5 и 1.0 м соответственно.

На фиг.4-8 представлены вычисления _пл 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 — 2.5·10^-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 8 м 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 фиг.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 фиг.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 3, 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, не исследованных стандартными методами электрического каротажа при строительстве скважин.
Формула изобретения

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

где _пл — удельное электрическое сопротивление, Ом·м;

К_зонда — геометрический коэффициент зонда, м;

Ia₁, Ib ₅ — 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; Ua₂₃, Ua₄₃, Ub₂₃, Ub₄₃ — 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;

Ua₅₃, Ub₁₃ — 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.

РИСУНКИ

QB4A Регистрация лицензионного договора на использование изобретения

Лицензиар(ы): Общество с ограниченной ответственностью «ИНТЕРЛОГ»

Вид лицензии*: НИЛ

Лицензиат(ы): Открытое акционерное общество Западно-Сибирская Корпорация «Тюменьпромгеофизика»

Договор № РД0027191 зарегистрирован 01.10.2007

Извещение опубликовано: 10.11.2007        БИ: 31/2007

* ИЛ — исключительная лицензия        НИЛ — неисключительная лицензия

QZ4A — Регистрация изменений (дополнений) лицензионного договора на использование изобретения

Лицензиар(ы): Общество с ограниченной ответственностью «ИНТЕРЛОГ»

Вид лицензии*: НИЛ

Лицензиат(ы): Открытое акционерное общество Западно-Сибирская Корпорация «Тюменьпромгеофизика»

Характер внесенных изменений (дополнений):
Срок действия продлен до 27.08.2012.

Дата и номер государственной регистрации договора, в который внесены изменения:
01.10.2007 № РД0027191

Извещение опубликовано: 10.02.2009        БИ: 04/2009

* ИЛ — исключительная лицензия НИЛ — неисключительная лицензия

Другие изменения, связанные с зарегистрированными изобретениями

Изменения:
Зарегистрирован переход исключительного права без заключения договора

Прежний патентообладатель: Общество с ограниченной ответственностью «ИНТЕРЛОГ» (RU)

Номер и год публикации бюллетеня: 18-2007

Извещение опубликовано: 20.12.2009        БИ: 35/2009

PC4A — Регистрация договора об уступке патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение

Дата и номер государственной регистрации договора: 28.08.2012 № РД0106040

Лицо(а), передающее(ие) исключительное право:
Закрытое акционерное общество «ИНТЕРЛОГ» (RU)

Приобретатель исключительного права: Закрытое акционерное общество «Технологическая венчурная компания «ГЕО» (RU)

(73) Патентообладатель(и):
Закрытое акционерное общество «Технологическая венчурная компания «ГЕО» (RU)

Дата внесения записи в Государственный реестр: 28.08.2012

Дата публикации: 10.10.2012