В.И. Исаев Дисциплина «Теория методов ГИС». Теоретические основы индукционного каротажа. 1. - презентация

1 В.И. Исаев Дисциплина «Теория методов ГИС». Теоретические основы индукционного каротажа. 1

2 ИК. Принципиальная схема измерений 2

3 ИНДУКЦИЯИНДУКЦИЯ Замыкающий контур Принимающая катушка Передающая катушка Полученное напряжение Переменный ток 3

4 ИК. Блок-схема зонда ИК без компенсацией (а) и с компенсацией (б) первичного поля 4

5 ИК. Схема, поясняющая решение прямой задачи ИК в низкочастотном приближении. Z-cоставляющая напряженности первичного магнитного поля Момент генераторной катушки 5

6 ИК. Схема, поясняющая решение прямой задачи ИК в низкочастотном приближении. Учитывая, что Перепишем 6

7 ИК. Схема, поясняющая решение прямой задачи ИК в низкочастотном приближении. Поток магнитной индукции через j-тый тор Решение интегралов и то, что дает 7

8 ИК. Схема, поясняющая решение прямой задачи ИК в низкочастотном приближении. Комплексная ЭДС в j-том торе Ток в j-м торе I 1j = E 1j / R 1j, где R 1 – сопротивление тора. Считается, что сечение тора S равно единице. Тогда Далее находим значение вихревого тока в в j-м торе 8

9 ИК. Схема, поясняющая решение прямой задачи ИК в низкочастотном приближении. Напряженность вторичного магнитного поля j-тым тором Момент диполя M zj = S j I 1j, где S j = r j 2 – площадь, ограниченная j-м тором. Подставляя Получим 9

10 ИК. Схема, поясняющая решение прямой задачи ИК в низкочастотном приближении. Поток магнитной индукции через приемную катушку Комплексная ЭДС в приемной катушке, созданная j-м тором, Умножив и разделив Е 2j на L и и учтя, что для большинства немагнитных пород а = о, запишем 10

11 ИК. Схема, поясняющая решение прямой задачи ИК в низкочастотном приближении. Комплексная ЭДС в приемной катушке, созданная j-м тором, - коэффициент индукционного зонда; - геометрический фактор j-го тора, характеризующий его относительный вклад в ЭДС, создаваемую в приемной катушке всеми торами, составляющими исследуемое пространство. 11

12 ИК. Схема, поясняющая решение прямой задачи ИК в низкочастотном приближении. ЭДС, создаваемая в приемной катушке всеми торами, составляющими исследуемое пространство Известно, что окончательно 12

13 ИК. ГЕОМЕТРИЧЕСКИЙ ФАКТОР В однородной среде при >20 Ом*м и f

14 ИК. ГЕОМЕТРИЧЕСКИЙ ФАКТОР Полная ЭДС (15) где индексы i с, j зп, k п, l вм соответствуют геометрическим факторам произвольных элементарных торов, составляющих ту или иную область, а индексы с, зп, п, вм результирующим геометрическим факторам этих областей. По аналогии с предыдущим к = Е / К и, (16) к = f ( п, с, зп, вм, L и, d с, h, D). 14

15 ИК. Типичные характеристики зонда: а – радиальная; б - вертикальная 15

16 ИК. Радиальные характеристики зондов: 1 – идеального; 2 – большого; 3 – малого; 4 – фокусированного. 16

17 ИК. Применение фокусирующих катушек. 17 Применение фокусирующих катушек и внесение поправок за влияние скважины, зоны проникновения и вмещающих пород позволяет во многих случаях определить удельное сопротивление пласта с необходимой точностью. Если с 3d c ), погрешности значительны. Влияние вмещающих пород тем больше, чем выше их проводимость, и особенно существенно при h50 Ом-м.

18 ИК. Увеличение уровня сигнала. 18 Из формулы следует, что уровень сигнала в приемной катушке можно поднять за счет увеличения частоты. Применив частоту порядка 1 МГц, поднимают верхний предел измеряемых удельных сопротивлений до 200 Омм. При этом за счет скин-эффекта смещается в сторону больших удельных сопротивлений нижняя граница рабочего интервала.

19 Скважинный прибор ВИКИЗ Г5 Г4 Г3 Г2 Г1 И1 И2 И3 И4 И5 И6 Технические характеристики Диапазон измерения 1,6-200 Омм ПС -5…+5 В Максимальное давление 50 МПа Максимальная температура С Габаритные размеры: длина 4,0 м диаметр 0,073 м Масса 50 кг Г1…Г5 - генераторные катушки И1…И6 - Измерительные катушки Геометрические характеристики зондов Схема зонда длина(м) база(м) И И Г5 2,00 0,40 И5 0,28 И4 1,13 Г4 1,41 0,28 И И Г3 1,00 0,20 И3 0,14 И2 0,57 Г2 0,71 0,14 И И Г1 0,50 0,10 19

20 Прибор индукционного каротажа АИК - 5 Индукционный каротаж Индукционный каротаж основан на измерении в стволе скважины напряженности переменного магнитного поля, создаваемого вихревыми токами, генерируемыми в горной породе. Результатом регистрации индукционного каротажа является величина удельной электропро-водности горных пород. Информативный метод для экспресс-анализа наличия углеводородов в пластах-коллекторах, особенно в терригенном (песчано-глинистом) разрезе. решаемые задачи: определение сопротивления в незатронутой проникновением фильтрата бурового раствора части пласта определение радиального градиента сопротивления горных пород экспресс-анализ наличия углеводородов в пластах коллекторах. /Диаграмма ИК/ Пре Измерительный зонд Электронная схема Основные технические характеристики Зонд 7И1,6 Диаметр прибора 90 мм Диаметр скважины мм Давление 150 МП Температура 150 °С Длина 3500 мм Масса 43 кг Диапазон измерений активный мСм/м реактивный мСм/м ГИС в процессе бурения СТ, ПС, ИДУКЦИОННЫЙ, БК 20

21 ИК. ДИАГРАММЫ 21 Расчленение разреза по диаграмме ИК (по М.Г.Латышевой): 1,2,3 – пласты соответственно высокого, среднего и низкого удельного сопротивлений.

22 Зонды комплексного электрического каротажа 22

23 ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ БК И ИК 23

24 ДИАГРАММЫ ИМ 24