Каротаж


Установки электрического каротажа
Для проведения электрического каротажа используют трех-электродный скважинный зонд. Зонд состоит из парных (одноименных), включенных в электрическую цепь электродов: соответственно токовых А я В или измерительных М и N. Непарным электродом зонда является электрод, включенный в одну цепь с электродом, находящимся на поверхности.
Зонд с двумя питающими электродами называют двухполюсным, ас двумя измерительными и одним питающим электродом— однополюсным. Двухполюсный и однополюсный зонды одной установки взаимозаменяемы. Чаще применяются однополюсные зонды. Имеются каротажные зонды двух типов (рис. 1):

Рис. 1. Установки электрического каротажа:
а — трехэлектродные каротажные зонды: 1 - токовые электроды, 2,4 - измерительные электроды, 3 - точка записи (измерения).
Градиент-зонды: I - кровельный, II - подошвенный, III - потенциал-зонды.
Потенциал-зонд — зонд с раздвинутыми парными электродами, в котором расстояние между ними велико по сравнению с расстоянием до непарного электрода; градиент-зонд- зонд со сближенными парными электродами, в котором расстояние между ними мало по сравнению с расстоянием от парных электродов до непарного. Потенциал- и градиент- зонды могут быть однополюсными и двухполюсными.
В идеальном потенциал-зонде удаленный электрод находится в бесконечности, т. е. парные электроды раздвинуты в бесконечность (двухэлектродный зонд). В идеальном градиент-зонде расстояние между парными электродами МN или АВ стремится к нулю. В практике каротажа отношение расстояний удаленного электрода до сближенных к расстоянию между сближенными электродами устанавливается в пределах 5—10. Зонд обозначается следующим образом: сверху вниз записываются названия электродов и проставляется расстояние между ними в метрах, например А7,5М0,75N или М7,5А0,75B.
Градиент-зонды с парными электродами ниже удаленного электрода называются подошвенными, а зонды с парными электродами вверху - кровельными. Зонды одинакового типа различаются длиной (размером). Длиной (размером) градиент-зонда (см. рис.1) является расстояние от непарного электрода до средней точки между парными (сближенными) электродами. За длину (размер) потенциал-зонда принимается расстояние между сближенными электродами. Точка записи зонда О - это средняя точка между сближенными электродами; измеряемая величина относится по глубине к этой точке. «Мертвый» конец зонда - расстояние от точки записи до нижнего конца груза или скважинного прибора. Интервал, равный этому расстоянию, выше забоя скважины остается не охваченным исследованием для данного зонда.
При расчетах электроды зонда принимаются точечными; ширина их не должна превышать 1/10 расстояния между сближенными электродами. Все приведенные сведения о каротажных зондах важны в практической работе. Ошибки в определении расстояний между электродами, «мертвого» конца могут привести к некачественным измерениям.
Каждый зонд или прибор имеет свой номер, все данные о его размерах после их промера записываются в акты, которые сдаются в интерпретационную партию. На практике обычно применяют трехэлектродные измерительные установки длиной 0,2—1 м (потенциал-зонд) и 0,2—8 м (градиент-зонд). Зонды большего размера используют реже.
Стандартный каротаж.
Боковое каротажное зондирование
При стандартном электрическом каротаже измеряют кажущееся удельное сопротивление (КС) и потенциалы самопроизвольной поляризации (ПС) пересеченных скважиной пород. Ка-
жущееся сопротивление в каждом районе регистрируют с помощью стандартного зонда, размеры которого подбираются экспериментальным путем для лучшего расчленения геологического разреза при стандартных скважинных условиях. Стандартный каротаж обычно проводится одним или двумя зондами (потенциал-зонд L ≈ 0,5 м и градиент-зонд L ≈ 2-4 м).
В реальных скважинных условиях на измеряемые величины, кроме сопротивления пласта, влияют сопротивления промывочной жидкости, вмещающих пород и зоны проникновения фильтрата промывочной жидкости. За кажущееся сопротивление данной неоднородной среды при заданном взаимном расположении электродов и расстояний между ними принимается кажущееся сопротивление условной однородной среды, в которой при измерении таким же зондом создается разность потенциалов, равная измеряемой разности потенциалов в данной неоднородной среде.
Зонды стандартного каротажа обычно подбираются такими, чтобы они расчленяли разрез и показывали значения КС, близкие к истинным удельным сопротивлениям большинства интересующих пластов. Однако для оценки истинного удельного сопротивления в сложных реальных условиях часто данные стандартного каротажа оказываются недостаточными. Более точное определение истинного ρк пересеченных скважиной пород достигается с помощью бокового каротажного зондирования (БКЗ).
Суть БКЗ заключается в том, что в интервале исследования кривые КС регистрируют несколькими (обычно 5—6) зондами различной длины. Благодаря этому получают кривые с разными глубинами исследований, и их совместное рассмотрение в определенных геологических и скважинных условиях позволяет оценить степень влияния соседних пластов, наличие зоны проникновения в пласт и найти истинное удельное электрическое сопротивление ближней зоны и пласта.
Боковое каротажное зондирование проводится обычно комплектом подошвенных (чаще) или кровельных градиент-зондов. Длину зондов изменяют от 1 до 30 диаметров скважины, размер каждого последующего зонда увеличивают в 2—2,5 раза. Наиболее часто для БКЗ применяют следующие градиент-зонды: A0,5M0,1N; А1М0,1N; А2М0,5N; А4М0,5N; А8М1N и N0,5М4А. Кровельные градиент- и потенциал-зонды используют реже. Боковое каротажное зондирование как метод для детального изучения градиента сопротивления в радиальном направлении перспективных продуктивных материалов обычно применяют в комплексе с микроустановками и другими методами каротажа.
Трехэлектродные установки очень малого размера носят название микрозондов. Электроды микрозонда установлены по средней линии его фасонного резинового башмака (рис. 2а) на расстоянии 2,5 см друг от друга. Для уменьшения влияния ствола скважины во время измерений электродный башмак микрозонда прижимается к ее стенке.
Для измерения удельного электрического сопротивления промывочной жидкости в стволе скважины применяется микроустановка -скважинный резистивиметр. Его электроды (рис. 2, б) для уменьшения влияния пересеченных скважиной пород удалены от стенки скважины и окружены металлическим экраном. Коэффициенты К микрозондов и резистивиметров определяют опытным путем в баке с раствором известного удельного электрического сопротивления.
Рис. 2. Схема микроустаиовок электрического каротажа:
а - электродный башмак микрозонда: 1- электрод, 2 - изоляционный башмак, 3 - прижимная рессора, 4 - изоляция ввода, 5 - соединительный провод; б - резистивиметр: 1 - изоляция корпуса, 2, 3 - измерительные электроды, 4 - токовый электрод, 5 - изоляция. 6 - электроввод; в - электродный башмак бокового микрозонда

Боковой каротаж
Исследование скважин обычными трехэлектродными установками (потенциал- и градиент-зондами) имеет широкое распространение. Боковое каротажное зондирование во многих случаях успешно решает задачу определения удельного сопротивления пластов. Однако в некоторых сложных геологических и скважинных условиях установки для стандартного каротажа и БКЗ с нерегулируемым электрическим полем малоэффективны, например, при частом чередовании пластов с различным значением удельного сопротивления и при очень низком значении сопротивления промывочной жидкости из-за существенного влияния ствола скважины.
В настоящее время большое применение находят методы электрического каротажа с фокусировкой тока, или, как его называют, боковой каротаж (БК). Этот метод является разновидностью электрического каротажа, главное отличие которого состоит в том, что во время измерения КС происходит автоматическое регулирование электрического поля токовых электродов. Это позволяет существенно снижать влияние вмещающих пород и ствола скважины за счет направления токовых линий перпендикулярно к оси скважины (рис. 3). Боковой каротаж особенно эффективен при низких значениях сопротивления промывочной жидкости в стволе скважины.
Рис. 3. Схематическое изображение токовых линий трехэлектродной установки БК
Установками бокового каротажа, так же как и с обычными трехэлектродными зондами, измеряется разность потенциалов ΔU, возникающая на измерительных электродах в электрическом поле, создаваемом током питающей цепи. В процессе регистрации ток в питающей цепи регулируется таким образом, чтобы непрерывно выполнялось заданное условие распределения и поддержания потенциала на контрольных точках зонда. Это условие называют основным условием регулирования.
Глубинность исследований (горизонтальная характеристика), разрешающая способность по толщине прослоев (вертикальная характеристика) установки бокового каротажа задаются согласно основным условиям регулирования, а также зависят
от геометрических размеров зонда.
При проведении бокового каротажа КС измеряются так же, как и обычными установками, в ом ∕ метрах и записываются в виде непрерывных диаграмм.
В настоящее время известно несколько разновидностей рассматриваемого метода: трехэлектродный и семиэлектродный БК,
дивергентный, дифференциально-дивергентный псевдобоковой каротаж, боковой микрокаротаж. Схемы регистрации КС всех разновидностей бокового каротажа аналогичны, отличается в основном скважинная аппаратура по качеству регистрации вертикальной и рис. 4. зонды электрического каротажа:
а - трехэлектродный груз-зонд, б - четырехэлектродный, в - трехэлектродный боковой; г - семиэлектродный боковой, д-дивергентный, е - дифференциально-дивергентный, ж- индукционный
горизонтальной характеристик измеряемых величин.
Многоэлектродный зонд бокового каротажа можно представить в виде нескольких более простых зондов со своими источниками питания. При этом мы встречаемся с понятием второй ΔU1 разности потенциалов, равной разности двух измеряемых разностей потенциалов (например, на рис. 4б, где в поле электрода А разность потенциалов ΔU˚ = ΔU1 = ΔUM1 — ΔUN и ΔU2= ΔUN — ΔUM2, а вторая разность потенциалов ΔU' = ΔU1 — ΔU2).
Основным условием регулирования электрического поля в многоэлектродных установках является сохранение определенного соотношения вертикальных и горизонтальных составляющих питающих токов в зоне измерительных электродов путем контролирования значения ΔU. К многоэлектродным зондам с управляемым электрическим полем относятся зонды семиэлектродного бокового, дивергентного и дифференциально-дивергентного каротажа.
Семиэлектродный зонд БК состоит из семи точечных электродов. Фокусирование токовых линий, выходящих из основного токового электрода A0, происходит в слое, ограниченном двумя парами измерительных электродов М1N1 и М2N2 которые соответственно соединены между собой (рис. 4г). Электроды А1 и A2 служат экранными токовыми электродами и имеют ту же полярность, что и Aо.
Основное условие регулирования в боковом семиэлектродном каротаже заключается в том, что токи через экранные токовые электроды А1 и A2 должны регулироваться так, чтобы постоянно соблюдалось равенство напряжения на контрольных электродах, пропорциональное второй разности потенциалов ΔU' от токов электродов А1 и A2, и напряжения малого симметричного градиент-зонда N1M1A0M2N2, т. е. ΔU = ρк I0/Kо, где ρк, Kо - соответственно кажущееся удельное сопротивление и коэффициент симметричного градиент-зонда N1M1A0M2N2; I0 - ток питания через электрод I0.
Поддержание тока I0 через измерительный электрод Aо и регистрация разности потенциалов ΔU одного из измерительных электродов (например, М1) относительно удаленного электрода N обеспечивают возможность определения кажущегося удельного сопротивления ρк.
В случае если центральный токовый электрод A0 исключен и дополнительный источник тока подсоединен с внешней стороны измерительных электродов, то установка семиэлектродного бокового каротажа преобразуется в установку дивергентного (рис.4д) и дифференциально-дивергентного каротажа. Основное условие регулирования в установках дивергентного каротажа заключается в том, чтобы вторая разность потенциалов ΔU' поддерживалась постоянной. В дифференциально-дивергентном каротаже (рис. 4е) суммарная вторая разность потенциалов ΔU' от двух групп источников тока противоположной полярности в процессе измерений поддерживается равной нулю, т. е. ΔU' = 0.
Принцип измерения при электрическом каротаже
Проведение геофизических исследований в скважинных условиях требует применения сложных технических средств, разработанных и изготовленных с использованием последних достижений электронной, радиотехнической, электротехнической, химической, металлургической и других отраслей промышленности.
Схема электрического каротажа разделяется на скважинную и поверхностную части. Регистрирующая часть схемы сосредоточена в каротажной лаборатории. Скважинный прибор (зонд) соединяется с поверхностной аппаратурой и управляется через каротажный кабель оператором каротажной лаборатории. Каротажный кабель служит каналом связи между поверхностной и глубинной частями схемы и несет механическую нагрузку. Спускоподъемные операции скважинного прибора осуществляются с помощью лебедки каротажного подъемника.
В настоящее время в зависимости от типа используемого кабеля применяются различные схемы измерения кажущегося удельного сопротивления; все шире внедряется комплексная аппаратура, обеспечивающая одновременную регистрацию нескольких параметров.
Измерительная схема электрического каротажа с применением трехжильного кабеля, рассчитанная на одновременный замер КС и ПС (рис.5), состоит из двух измерительных каналов и питающей цепи генератора Г с током I.
Измерение КС сводится к измерению разности потенциалов между электродами М и N, созданной электрическим полем питающих электродов, и поддержанию установленного тока I. В измерительной цепи, кроме напряжения ΔU, наблюдается естественная разность потенциалов ПС.
Для обеспечения разделения КС и ПС при их одновременной регистрации для питания АВ обычно применяют переменный ток. Он может быть синусоидальным или в виде прямоугольных импульсов. Ток регулируется блоком П.
В этом случае сигнал КС (ΔU) имеет форму тока в цепи АВ, а величина ΔU изменяется пропорционально изменению кажущегося сопротивления по стволу скважины. Сигнал ПС постоянен по направлению и с перемещением зонда медленно изменяется по величине. Таким образом, сигнал КС имеет форму переменного тока, а сигнал ПС - постоянного. После разделения их соответствующими фильтрами Ф1 и Ф2 они направляются в измерительные каналы КС и ПС. lefttop
Рис. 5 Схема электрического каротажа
с аппаратурой на трехжильном кабеле:
Г- генератор переменного тока;
Я - блок питания; Фи Фг - фильтры;
ФД — фазочувствительный детектор;
КС и ПС — регистраторы кривых КС и ПС

Сигналы КС после преобразования фазочувствительным выпрямителем ФВ, а ПС без преобразования регистрируются в виде непрерывных кривых КС и ПС в функции глубины ствола скважины.
Для схем измерений КС и ПС с применением трехжильного кабеля характерна простота скважинного прибора. При использовании многожильного кабеля появляется возможность одновременной регистрации нескольких геофизических параметров, например, с применением семижильного кабеля четырех-пяти кривых КС зондами различной длины и одной кривой ПС. При этом принцип измерений сохраняется, число измерительных каналов увеличивается за счет использования многожильного кабеля.
Современное состояние радиоэлектроники обеспечивает возможность создания приборов для комплексирования измерений электрического каротажа, а также некоторых других видов ГИС с применением одножильного кабеля.
Рис. 6Исследование разреза скважины фокусированным зондом: / - песчаник; 2 - алевролит; 3 - аргиллит; 4 - конкреция; 5 - уголь

Индукционный каротаж
Индукционный каротаж (ИК) - один из наиболее важных методов электрического каротажа. При ИК удельную электрическую проводимость горных пород, пересеченных стволом скважины, изучают с помощью специальной установки - зонда, принимающего сигналы, индуцированные вихревыми токами окружающей среды. Основные преимущества ИК — это относительно большая глубинность исследований при незначительном влиянии вмещающих пород, отсутствие гальванического контакта установки со средой, вследствие чего становится возможным исследование пустых и заполненных непроводящей промывочной жидкостью скважин, измерение КС с большой точностью в породах с малым значением удельных сопротивлений (менее 10 Ом∙м).
Индукционный каротаж целесообразно применять в скважинах, заполненных промывочной жидкостью с неочень низким значением удельного сопротивления (0,3 Ом∙м < ρс) и с ρк пластов не более 100 Ом∙м. Метод ИК к изменению КС в пластах свыше 100 Ом∙м менее чувствителен. Индукционный каротаж в комплексе с другими фокусированными методами с различной глубинностью исследований успешно решает задачи изучения разрезов по методу сопротивлений.
Рассмотренные выше методы электрического каротажа, где удельное электрическое сопротивление исследовалось и измерялось посредством регистрации разности потенциалов ΔU между измерительными электродами, находящимися непосредственно в электрическом поле токовых электродов. В индукционном каротаже кажущееся сопротивление горных пород измеряется путем регистрации индуцированной полем вихревых токов ЭДС (ΔU), рождаемых магнитным полем генераторной катушки. Принимается, что вторичное магнитное поле находится в фазе с током в генераторной цепи. Величина ЭДС (ΔU) в измерительной цепи характеризует электропроводность окружающей среды.
Установка индукционного каротажа (зонд) в принципе представляет собой две индукционные катушки — генераторную и измерительную, расположенные по оси скважины на некотором расстоянии друг от друга (рис.4ж). Величина I называется длиной зонда. Точка О по середине длины зонда служит точкой записи, и измеренная величина относится по глубине к этой точке.
В практике индукционного каротажа для увеличения глубины исследования и уменьшения влияния вмещающих пластов, т. е. улучшения вертикальной и горизонтальной характеристик и снижения помех, в аппаратуре ИК применяют многокатушечные установки- четырех-, пяти-, шестикатушечные зонды и более.
Наиболее перспективная модификация ИК - это высокочастотное индукционное каротажное изопараметрическое зондирование (ВИКИЗ), зондовое устройство которого состоит из пяти трехэлементных геометрически подобных зондов. Каждый зонд выполнен из одной генераторной и двух измерительных катушек, которые размещены снизу вверх. Процесс зондирования осуществляется измерением с помощью пяти зондов различной длины, каждый из которых работает поочередно. Время работы одного канала (зонда) 20 мс с интервалом между каналами 100 мс. Это позволяет проводить исследования одновременно с пятью зондами различного радиуса измерения в процессе движения прибора по стволу скважины со скоростью до 2000 м/ч.
Гамма-каротаж
а
При гамма-каротаже измеряется естественное γ- излучение горных пород. Возникающие в породах в результате распада радиоактивных элементов γ- лучи имеют энергию 1,5 МэВ и обладают большой проникающей способностью; они проходят слой породы, промывочной жидкости, стенки скважинного прибора и достигают регистрирующего детектора.
Рис. 7. Установки радиоактивного каротажа.
а - ГК; б - ГГК; в - НГК; г - ННК; фильтры: 1 - стальной, 2 - свинцовый; 3 -парафиновый; 1 - точки записи; 2 - детектор γ-излучения; 3 - источник γ-излучения; 4 - детектор нейтронов; 5 - источник нейтронов;
Поглощающая способность среды по отношению к γ- квантам зависит от толщины и плотности вещества. Интенсивность у γ- излучения в практике при радиоактивном каротаже измеряется скважинными приборами, в которых в качестве индикаторов установлены разрядные или сцинтилляционные счетчики γ- квантов.
Разрядный счетчик представляет баллон с газом 1, в центре которого протянута металлическая изолированная проволока 4 (рис.8). Боковая поверхность баллона 2 (металл) служит отрицательным электродом (катод). К центральной нити подводится высокое напряжение источника 3. Проходящий через счетчик γ- квант выбивает из катода электрон, который под действием электрического поля устремляется к центральной нити, сталкиваясь по пути с атомами газа и выбивая из них вторичные электроны. В результате этого процесса к нити приходит лавина электронов и в цепи счетчика появляется импульс тока. При этом на нагрузочном сопротивлении часть напряжения падает и в счетчике восстанавливается первоначальное положение.
о - + о-
Рис. 8. Схемы индикаторов газоразрядного счетчика импульсов (а) и снинтилляционного (СЦ) преобразователя (б)
Работа сцинтилляционного счетчика (рис.8,б) основана на фотоэлектрическом эффекте, т. е. процессе поглощения γ-кванта атомом вещества, при котором вся энергия кванта передается одному из электронов, вырываемому из электронной оболочки атома. Выбитый электрон обладает большой энергией и образует в прозрачном кристалле световую вспышку, которая, проходя катод 2, диноды 3 и анод 4 фотоэлектронного умножителя, преобразуется в импульсы электрического тока. Импульсы в скважинном приборе усиливаются и подаются на поверхность, где и регистрируются в виде кривой, характеризующей интенсивность γ- излучения пластов горных пород вдоль ствола скважины. Такую кривую называют диаграммой гамма-каротажа.
Радиоактивные элементы вначале находились в первичных изверженных породах. Разрушение первичных пород, перенос их частиц и осадконакопление обусловили наличие радиоактивных элементов в комплексе осадочных толщ. В результате разного состава и физико-химических условий образования осадков различные осадочные образования имеют неодинаковую радиоактивность.
На диаграммах ГК глины и глинистые породы обычно отмечаются максимумами, песчаники, известняки, доломиты и гидрохимические осадки — минимумами. Интенсивность радиоактивных излучений пород зависит также от радиоактивности насыщающих вод. Диаграммы ГК используются, как правило, для расчленения геологического разреза.
По энергетическим спектрам естественного γ- излучения можно определять в составе пород наличие тех или иных элементов либо их относительное содержание по стволу скважины. Этот метод называется гамма-спектрометрией. В настоящее время гамма-спектрометрия не находит еще широкого применения, однако возможности ее достаточно велики.
. Гамма-гамма-каротаж
При гамма-гамма-каротаже (ГГК) измеряют интенсивность рассеянных γ- квантов, генерируемых в окружающую среду источником γ- излучения.
Установка гамма-гамма-каротажа представляет собой индикатор γ- лучей, находящихся на некотором расстоянии от источника γ-излучения. Между индикатором и источником помещается экран-фильтр, защищающий индикатор от прямого γ- облучения. Расстояние между источником и индикатором, так же как и при нейтронных методах, называют длиной зонда. В зависимости от решаемой задачи применяют соответствующие модификации аппаратуры. Некоторые приборы центрируются или прижимаются к стенке скважины. Наиболее перспективными являются двухзондовые приборы с коллимацией пучка γ- квантов. В качестве источника γ- излучений при ГГК обычно используют радиоактивный изотоп кобальта 27СО60 и цезия 55Сз134.
Ослабление энергии γ- квантов на интервале источник - среда -индикатор вызвано тремя основными процессами взаимодействия γ-квантов с атомами элементов, составляющих горные породы.
Гамма-кванты, вышедшие из источника, рассеиваются в породе, часть из них достигает индикатора и отмечается им. Интенсивность рассеянного (регистрируемого) γ- излучения характеризуется объемной плотностью среды.
Эталонировка аппаратуры ГТК осуществляется в нескольких средах с известным значением плотности. Кривая логарифма отношений сигналов двух зондов ГГК характеризует эффективную плотность породы вблизи стенки скважины, т. е. суммарное значение плотностей зерен твердого скелета и заполняющего поры флюида.
Метод ГТК в комплексе с другими геофизическими методами успешно решает следующие геологические задачи: литологическое расчленение гидрохимических осадков, выделение коллекторов в карбонатных отложениях, выделение коллекторов в песчано-глинистых отложениях, определение пористости коллекторов.
Физические основы методов акустического каротажа
Горные породы по своему литологическому составу и петро-физическим свойствам весьма разнообразны. Осадочные породы характеризуются неоднородностью, слоистостью, и упругие свойства их изменяются в широком диапазоне. Скорости распространения упругих волн в горных породах, как было сказано выше, в основном определяются тремя факторами - плотностью, модулем Юнга и коэффициентом Пуассона. Плотность горных пород изменяется в пределах 1,5 - 3,1 г/см3, коэффициент Пуассона - 0,2 - 0,35 и реже до 0,5. В пластичных влажных породах модуль Юнга колеблется в широком диапазоне в зависимости от плотности. Механизм распространения упругих колебаний в насыщенных пористых средах в общем случае, как было сказано выше, определяется многими факторами.
Кроме исследования коллекторских свойств, акустический каротаж позволяет получить сведения об упруго-механических свойствах горных пород, пересеченных скважиной. Наличие ствола скважины в теле горных пород обусловливает перераспределение напряжений, испытываемых породой под действием горного давления, особенно на стенках и в ближней зоне ствола скважины. Горные породы на глубине находятся под воздействием всестороннего давления. Под действием сил гравитации породы уплотняются в вертикальном направлении с глубиной.
Измерительные установки акустического каротажа
Измерительная установка акустического каротажа (рис.9) состоит из одного или нескольких излучателей и упругих колебаний и нескольких или одного приемников П, преобразующих упругие колебания в электрические сигналы. В простейшую двухэлементную установку входят один излучатель и один приемник, между которыми устанавливается акустический изолятор.
При акустическом каротаже в скважину опускают установку (зонд), соединенный каротажным кабелем с наземной аппаратурой. При подъеме зонда в скважине с заданной периодичностью возбуждают акустическое поле и приемником фиксируют упругие колебания. Упругие колебания преобразуются в электрические сигналы и по кабелю передаются на поверхность в наземную аппаратуру для привязки по глубинам и преобразования в форму, удобную для обработки.
В зависимости от сложности решаемых задач применяются акустические зонды с несколькими элементами. Принцип взаимности между элементами зонда, рассмотренный при электрическом каротаже, сохраняется и при акустических методах исследований.

Рис.9 Зонды акустического Рис. 10 Акустические
каротажа: а,б – двухэлементный; изоляторы: а - кабель шланговый;
в – трехэлементный; б – прорези в корпусе;
г – четырехэлементный. в - чередование металла и резины

В скважинной установке расстояние от излучателя до приемника называют длиной зонда L. Она выбирается такой, чтобы
положительный сигнал был достаточно большим, а влияние скважины - минимальным. Обычно длина зонда устанавливается в пределах 1—2 м. Расстояние между двумя приемниками (или излучателями) у многоэлементного зонда называют базой зондаZ. Для многоэлементного зонда L равна расстоянию между средней точкой одноименных и удаленного элементов зонда.
Изучение пластов малой мощности требует малого размера базы, в то же время для обеспечения высокоточного измерения времени пробега волны и затухания амплитуды колебаний необходимо увеличение базы. Обычно Z выбирают длиной от 0,5 до 1 м. Чтобы исключить возможность прохождения волны по корпусу зонда и уменьшить помехи, между элементами зонда устанавливают акустические изоляторы (фильтры) (рис. 10) из материала с сильно поглощающими свойствами упругих колебаний.
Принцип измерений при акустическом каротаже
При акустическом каротаже, как и при других методах, общая схема (рис.11) измерений состоит из поверхностной аппаратуры с регистратором, телеизмерительного канала (кабеля) и скважинного прибора. В скважинном приборе происходит трансформация электрической энергии в механическую (излучатель) и обратно в электрические сигналы (приемник).
Блок 6 выдает синхроимпульсы для одновременного или поочередного запуска формирующего устройства 7 и излучателя 1 скважинного прибора. Упругие колебания, минуя изолятор 2, достигают приемника 3 и после усиления по кабелю подаются в фильтры развязки 4 и 5. Сигналы, поступившие с выхода фильтра 5, формирующее устройство 7 возвращают в исходное положение. Устройство 7 формирует импульсы напряжения, длительность которых пропорциональна измеряемому интервалу времени. Импульсы напряжения преобразуются интегрирующей ячейкой 11 в постоянный ток, который подается в регистратор 10. lefttopРис.11 Блок-схема АК
В результате при движении прибора по стволу скважины регистрируются непрерывная кривая (диаграмма) интервального времени (или амплитуды) или другие производные величины

Приложенные файлы

  • docx 8865888
    Размер файла: 394 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий