[go: up one dir, main page]

RU2229735C1 - Process of electric logging of cased well - Google Patents

Process of electric logging of cased well Download PDF

Info

Publication number
RU2229735C1
RU2229735C1 RU2003111430/28A RU2003111430A RU2229735C1 RU 2229735 C1 RU2229735 C1 RU 2229735C1 RU 2003111430/28 A RU2003111430/28 A RU 2003111430/28A RU 2003111430 A RU2003111430 A RU 2003111430A RU 2229735 C1 RU2229735 C1 RU 2229735C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
current
electrode
column
electric
electrodes
Prior art date
Application number
RU2003111430/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003111430A (en
Inventor
А.С. Кашик (RU)
А.С. Кашик
Н.И. Рыхлинский (RU)
Н.И. Рыхлинский
Р.И. Кривоносов (RU)
Р.И. Кривоносов
Original Assignee
Кашик Алексей Сергеевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Кашик Алексей Сергеевич filed Critical Кашик Алексей Сергеевич
Priority to RU2003111430/28A priority Critical patent/RU2229735C1/en
Priority to EA200400346A priority patent/EA005902B1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2229735C1 publication Critical patent/RU2229735C1/en
Publication of RU2003111430A publication Critical patent/RU2003111430A/en

Links

Images

Landscapes

  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

FIELD: geophysical investigation of wells, measurement of electric resistance of formation of rocks surrounding well cased by metal column. SUBSTANCE: according to invention there is used sonde comprising three equidistant measurement electrodes and two measurement electrodes located outside limits of zone and current electrodes positioned in symmetry relative to center measurement electrode. Electric current in the form of alternating rectangular pulses is fed into column through first (upper) current electrode. Current from output of self-balancing potentiometer which automatically keeps potential difference equal to zero between extreme measurement electrodes into second (lower) current electrode. Potential of electric field of column in point of contact of center measurement electrode with it and second potential difference of section of column between extreme measurement electrodes are measured in time intervals of galvanic excitation in each period of current on termination of induction transit process. Specific electric resistance is established by corresponding formula. EFFECT: exclusion of inductions distorting measurement results. 2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области геофизических исследований скважин и предназначено для определения электрического сопротивления пластов горных пород, окружающих обсаженную металлической колонной скважину.The invention relates to the field of geophysical research of wells and is intended to determine the electrical resistance of the rock formations surrounding a cased metal column well.

Известен способ электрического каротажа обсаженных скважин (патент Российской Федерации № 2176802, кл. G 01 V 3/20, опублик. 10.12.2001, БИ № 34) [1].A known method of electric logging cased wells (patent of the Russian Federation No. 2176802, class G 01 V 3/20, published. 10.12.2001, BI No. 34) [1].

Для выполнения способа использован зонд в виде трех измерительных электродов, эквидистантно расположенных вдоль колонны, и двух токовых электродов, расположенных за пределами зоны измерительных электродов симметрично относительно среднего измерительного электрода. В колонну через каждый из двух токовых электродов поочередно подают от одного и того же полюса источника электрический ток. При каждой из подач тока поэлементно измеряют потенциал электрического поля колонны в точке контакта с ней среднего измерительного электрода, первую и вторую разности потенциалов на участке колонны между двумя крайними измерительными электродами. Удельное электрическое сопротивление определяют по соответствующей формуле. Указанный способ обладает двумя недостатками: первый - из-за дискретной поэлементной регистрации сигналов резко снижается скорость измерений и, в принципе, исключается реализация беспрерывной записи кривой сопротивлений по стволу скважины; второй - токовая цепь к нижнему токовому электроду проходит мимо измерительных цепей первой и второй разностей потенциалов электрического поля и создает в этих цепях индукционные наводки, уровни которых могут превышать уровни полезных сигналов.To perform the method, a probe was used in the form of three measuring electrodes equidistantly located along the column and two current electrodes located symmetrically relative to the middle measuring electrode outside the zone of the measuring electrodes. An electric current is alternately supplied to the column through each of the two current electrodes from the same pole of the source. At each of the current supplies, the electric field potential of the column is measured element-wise at the point of contact with the middle measuring electrode, the first and second potential differences in the column section between the two extreme measuring electrodes. Electrical resistivity is determined by the corresponding formula. This method has two drawbacks: the first - because of the discrete element-by-element registration of signals, the measurement speed decreases sharply and, in principle, the implementation of continuous recording of the resistance curve along the wellbore is excluded; the second - the current circuit to the lower current electrode passes by the measuring circuits of the first and second potential differences of the electric field and creates induction pickups in these circuits, the levels of which can exceed the levels of useful signals.

Известен способ электрического каротажа обсаженных скважин (патент Российской Федерации № 2200967, кл. G 01 V 3/20, опубл. 20.03.2003, БИ № 8) [2]. Для выполнения способа использован зонд в виде трех измерительных электродов, эквидистантно расположенных вдоль колонны, и двух токовых диполей, каждый из которых расположен за пределами зоны измерительных электродов: один выше, а другой ниже. В колонну через каждый из двух токовых диполей поочередно подают электрический ток. При каждой из подач тока поэлементно измеряют потенциал электрического поля колонны в точке контакта с ней среднего измерительного электрода, первую и вторую разности потенциалов на участке колонны между двумя крайними измерительными электродами. Удельное электрическое сопротивление определяют по соответствующей формуле.A known method of electric logging cased wells (patent of the Russian Federation No. 2200967, class G 01 V 3/20, publ. 03/20/2003, BI No. 8) [2]. To perform the method, a probe was used in the form of three measuring electrodes equidistantly located along the column and two current dipoles, each of which is located outside the zone of the measuring electrodes: one above and the other below. An electric current is alternately supplied to the column through each of the two current dipoles. At each of the current supplies, the electric field potential of the column is measured element-wise at the point of contact with the middle measuring electrode, the first and second potential differences in the column section between the two extreme measuring electrodes. Electrical resistivity is determined by the corresponding formula.

Указанный способ также обладает двумя недостатками: первый (такой же как и в [1] - из-за дискретной поэлементной регистрации сигналов резко снижается скорость измерений и, в принципе, исключается реализация беспрерывной записи кривой сопротивлений по стволу скважины; второй - хотя благодаря использованию нижнего токового диполя вместо однополюсного токового электрода исключается прокладка токовой линии в зоне измерительных цепей первой и второй разностей потенциалов электрического поля и тем самым исключаются индукционные наводки на измерительные цепи, но из-за присутствия в зонде нижнего токового диполя, существенно увеличивающего его размер, не представляется возможным проводить измерения в призабойной части скважины, где, как правило, находятся нефтегазовые пласты, для исследований которых, в основном, предназначается способ каротажа обсаженных скважин.The indicated method also has two drawbacks: the first (the same as in [1] - due to discrete element-by-element registration of signals, the measurement speed decreases sharply and, in principle, the implementation of continuous recording of the resistance curve along the wellbore is excluded; the second - although due to the use of the lower a current dipole instead of a single-pole current electrode, the laying of a current line in the area of the measuring circuits of the first and second potential differences of the electric field is excluded, and thereby induction induction on and measuring chains, but due to the presence of a lower current dipole in the probe, which significantly increases its size, it is not possible to carry out measurements in the near-well part of the well, where, as a rule, there are oil and gas reservoirs, for the study of which, mainly, a cased hole logging method is intended .

Известен способ дивергентного каротажа скважин (Н.И. Рыхлинский. Авт. св. № 333514, кл. G 01 V 3/04 по заявке № 932133/26-25, опубл. 21.03.1972. БИ № 11) (прототип). [3].A known method of divergent well logging (NI Rykhlinsky. Aut. St. No. 333514, class G 01 V 3/04 according to the application No. 932133 / 26-25, publ. 21.03.1972. BI No. 11) (prototype). [3].

Для выполнения способа использован зонд в виде трех измерительных электродов, эквидистантно расположенных вдоль оси скважины, и двух токовых электродов, расположенных за пределами зоны измерительных электродов симметрично относительно среднего измерительного электрода. Для поддержания экстремума потенциала в зоне измерительных электродов, необходимого для исключения искажающей результаты измерений осевой составляющей тока, используется автокомпенсатор, который регулирует ток в нижнем токовом электроде так, что первая разность протенциалов электрического поля между крайними измерительными электродами всегда равна нулю. Удельное электрическое сопротивление определяют по соответствующей формуле.To perform the method, a probe was used in the form of three measuring electrodes equidistantly located along the axis of the well, and two current electrodes located outside the zone of the measuring electrodes symmetrically with respect to the middle measuring electrode. To maintain the potential extreme in the zone of the measuring electrodes, which is necessary to eliminate the axial component of the current distorting the measurement results, an autocompensator is used, which regulates the current in the lower current electrode so that the first potential difference of the electric field between the extreme measuring electrodes is always zero. Electrical resistivity is determined by the corresponding formula.

Преимуществом этого способа с автокомпенсатором перед способами [1] и [2] с последовательной поэлементной регистрацией является то, что он позволяет существенно увеличить скорость измерений и, в принципе, позволяет вести непрерывную регистрацию кривой сопротивлений вдоль оси скважины.The advantage of this method with auto-compensator over methods [1] and [2] with sequential element-wise registration is that it can significantly increase the speed of measurements and, in principle, allows continuous recording of the resistance curve along the axis of the well.

Недостатком этого способа, как и способа [1], является то, что токовая цепь к нижнему токовому электроду проходит мимо измерительных цепей и создает в них индукционные наводки, уровни которых в обсаженных скважинах могут превышать уровни полезных сигналов.The disadvantage of this method, as well as the method [1], is that the current circuit to the lower current electrode passes by the measuring circuits and creates induction pickup in them, the levels of which in cased wells may exceed the levels of useful signals.

В предложенном способе решается задача исключения искажающих результаты измерений в обсаженных скважинах индукционных наводок.The proposed method solves the problem of eliminating the distortion of the measurement results in cased wells induction induction.

Задача решается тем, что в способе электрического каротажа обсаженных скважин, в котором осуществляют подачу электрического тока к обсадной колонне от генератора через первый токовый электрод, создают и поддерживают экстремум потенциала электрического поля ниже первого токового электрода в сторону забоя скважины при помощи автокомпенсатора, питающего током второй токовый электрод, расположенный по другую сторону от точки экстремума потенциала относительно первого электрода, и измеряют электрический потенциал и вторую разность электрических потенциалов в зоне экстремума поля при помощи расположенных на одинаковом расстоянии вдоль колонны трех измерительных электродов, согласно изобретению питание токовых электродов осуществляют знакопеременными прямоугольными импульсами тока; измерение электрического потенциала, второй разности электрических потенциалов и первой разности электрических потенциалов, управляющей автомпенсатором, осуществляют после завершения связанного с переполюсовкой тока индукционного переходного процесса; удельное электрическое сопротивление ρп окружающих колонну пластов горных пород определяют по формулеThe problem is solved in that in the cased hole electric logging method, in which electric current is supplied to the casing from the generator through the first current electrode, an electric field potential is created and maintained at an extremum below the first current electrode towards the bottom of the well with the help of a compensator that feeds the second a current electrode located on the other side from the extremum point of the potential relative to the first electrode, and measure the electric potential and the second difference of the elec tric potentials in the field extreme region using three measuring electrodes located at the same distance along the column, according to the invention, the current electrodes are supplied with alternating rectangular current pulses; measuring the electric potential, the second electric potential difference and the first electric potential difference controlling the auto-compensator, is carried out after completion of the induction transient associated with the current reversal; electrical resistivity ρ p of the surrounding rock strata is determined by the formula

Figure 00000002
Figure 00000002

где ΩZ - электрическое сопротивление колонны на участке между крайними измерительными электродами M1 M2;where Ω Z is the electrical resistance of the column in the area between the extreme measuring electrodes M 1 M 2 ;

Figure 00000003
- соответственно электрический потенциал поля среднего измерительного электрода N и вторая разность электрических потенциалов на участке колонны между крайними измерительными электродами M1M2 при равенстве нулю первой разности потенциалов между этими электродами;
Figure 00000003
- respectively, the electric potential of the field of the middle measuring electrode N and the second electric potential difference in the column section between the extreme measuring electrodes M 1 M 2 when the first potential difference between these electrodes is equal to zero;

к - геометрический коэффициент зонда.k is the geometric coefficient of the probe.

Кроме этого, согласно изобретению обратный токовый электрод автокомпенсатора заземляют в произвольной точке земной поверхности или колонны на ее участке в интервале от устья скважины до первого токового электрода.In addition, according to the invention, the reverse current electrode of the self-compensation is earthed at an arbitrary point on the earth's surface or columns in its area in the interval from the wellhead to the first current electrode.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

На фиг.1 дана блок-схема устройства, реализованного по предлагаемому способу. Здесь 1 - скважина; 2 - обсадная металлическая колонна; 3 - окружающий скважину пласт горных пород; 4 - скважинный прибор; 5 - средний измерительный электрод N; 6 и 7 - симметрично расположенные относительно среднего измерительные электроды M1 и М2; 8 - первый токовый электрод A1; 9 - генератор тока; 10 - линия связи первого полюса генератора 9 с первым токовым электродом 8; 11 - обратный токовый электрод B1, подключенный ко второму полюсу генератора 9; 12 - второй токовый электрод А2; 13 - автокомпенсатор Ак; 14 - обратный токовый электрод В2 автокомпенсатора 13; 15 - усилитель второй разности потенциалов

Figure 00000004
между измерительными электродами 6, 7 и 5; 16 - усилитель потенциала UN между средним измерительным электродом 5 и удаленным электродом N∞ -17.Figure 1 is a block diagram of a device implemented by the proposed method. Here 1 is a well; 2 - casing metal string; 3 - a rock formation surrounding a well; 4 - downhole tool; 5 - average measuring electrode N; 6 and 7 - symmetrically located relative to the middle measuring electrodes M 1 and M 2 ; 8 - the first current electrode A 1 ; 9 - current generator; 10 - communication line of the first pole of the generator 9 with the first current electrode 8; 11 - reverse current electrode B 1 connected to the second pole of the generator 9; 12 - the second current electrode And 2 ; 13 - auto-compensator And to ; 14 - reverse current electrode B 2 auto-compensator 13; 15 - amplifier of the second potential difference
Figure 00000004
between measuring electrodes 6, 7 and 5; 16 - potential amplifier U N between the middle measuring electrode 5 and the remote electrode N∞ -17.

На фиг.2 проиллюстрировано распределение электрического потенциала вдоль оси скважины от однополюсного токового электрода.Figure 2 illustrates the distribution of electric potential along the axis of the well from a single-pole current electrode.

На фиг.3 проиллюстрировано распределение электрического потенциала вдоль оси скважины между двумя однополюсными токовыми электродами при

Figure 00000005
Figure 3 illustrates the distribution of electric potential along the axis of the well between two single-pole current electrodes at
Figure 00000005

На фиг.4 проиллюстрированы эпюры сигналов:Figure 4 illustrates the plot of the signals:

а - в токовых цепях зонда; б - в измерительных цепях зонда. Здесь Δtинд. - интервал времени, в период которого происходит связанное с переполюсовкой тока в токовых цепях индукционное возбуждение. А Δtгальв - интервал времени, в период которого происходит гальваническое возбуждение. В период гальванического возбуждения тока отсутствуют индукционные наводки на какие-либо электрические цепи прибора, в том числе и на измерительные, вследствие постоянства магнитного поля в токовых цепях в этот период.a - in the current circuits of the probe; b - in the measuring circuits of the probe. Here Δt ind. - the time interval during which induction excitation associated with the reversal of the current in the current circuits occurs. And Δt galv is the time interval during which galvanic excitation occurs. During the galvanic excitation of the current, there are no induction pickups on any electrical circuits of the device, including the measuring ones, due to the constancy of the magnetic field in the current circuits during this period.

Рассмотрим принцип электрического каротажа обсаженных скважин, электрическое сопротивление обсадной колонны которых непосредственно, на основе непосредственного измерения вторых разностей потенциалов электрического поля.Consider the principle of cased hole electrical logging, the electrical resistance of the casing of which is directly based on the direct measurement of the second potential differences of the electric field.

Поместим в скважину (фиг.2), в точку А, источник, от которого в исследуемую среду подводится постоянный электрический ток I (на практике вместо постоянного тока подают низкочастотный переменный ток), и определим распределение электрического потенциала вдоль ее оси.We place in the well (Fig. 2), at point A, a source from which a direct electric current I is supplied to the test medium (in practice, instead of direct current, low-frequency alternating current is supplied), and determine the distribution of electric potential along its axis.

Известно [3], чтоIt is known [3] that

Figure 00000006
Figure 00000006

и только при ωr/ωz>>1 (необходимое условие, которое в обсаженных скважинах всегда выполняется)and only when ωr / ωz >> 1 (a necessary condition that is always satisfied in cased wells)

Figure 00000007
Figure 00000007

где U(z) - электрический потенциал в скважине в точке наблюдения с координатой z; Iz(z) - электрический ток через поперечное сечение обсаженной скважины с этой же координатой; Jr(z) - ток, стекающий со стенки скважины в окружающую породу на единицу интервала глубин (линейная плотность тока с размерностью [А/м]); ωr - электрическое сопротивление [Ом·м], оказываемое средой току Jr(z); ωz - погонное электрическое сопротивление отрезка скважины току осевого направления, функционально зависящее от координаты z вследствие непостоянства геометрических и др. параметров обсадной колонны [Ом·м].where U (z) is the electric potential in the well at the observation point with z coordinate; I z (z) is the electric current through the cross section of a cased well with the same coordinate; J r (z) is the current flowing from the borehole wall into the surrounding rock per unit of the depth interval (linear current density with dimension [A / m]); ω r is the electrical resistance [Ohm · m] provided by the medium to the current J r (z); ω z - linear electrical resistance of the well section to the axial direction current, functionally dependent on the z coordinate due to the inconstancy of the geometric and other parameters of the casing [Ohm · m].

Выделим отрезок столба скважины в точке z с высокой Δz и с центром в точке наблюдения и к замкнутой поверхности этого цилиндрического отрезка применим уравнение непрерывности вектора плотности тока

Figure 00000008
взятое в интегральной форме, т.е.We select a segment of a well column at a point z with a high Δz and with a center at the observation point and to the closed surface of this cylindrical segment, we apply the equation of continuity of the current density vector
Figure 00000008
taken in integral form, i.e.

Figure 00000009
Figure 00000009

Поверхность S состоит из оснований цилиндра Sp и Sq и его боковой поверхностью Sb. Следовательно, левая часть уравнения (3) представляет сумму трех потоковThe surface S consists of the bases of the cylinder S p and S q and its side surface S b . Therefore, the left side of equation (3) represents the sum of the three flows

Figure 00000010
Figure 00000010

Figure 00000011
Figure 00000011

Figure 00000012
Figure 00000012

таким образом, согласно (3) имеемthus, according to (3), we have

Iz(z+Az/2)-Iz(z-Δz/2)+Jr(z)(Δz=0(Δz), (4)I z (z + Az / 2) -I z (z-Δz / 2) + J r (z) (Δz = 0 (Δz), (4)

откуда ΔIz(z)/Δz=-Jr(z)+0(1) и в пределе при Δz→0:whence ΔI z (z) / Δz = -J r (z) +0 (1) and in the limit as Δz → 0:

Figure 00000013
Figure 00000013

Продифференцируем выражение (1) по z, учитывая, что ωz есть функция электрического сопротивления колонны, изменяющегося в реальной скважине вдоль ее ствола с изменением координаты z, т.е. ωzz(z)≠const:We differentiate expression (1) with respect to z, taking into account that ω z is a function of the electrical resistance of the string, which varies in a real well along its bore with a change in the z coordinate, i.e. ω z = ω z (z) ≠ const:

Figure 00000014
Figure 00000014

Подставив в уравнение (6) равенства (2) и (5), получим уравнение распределения потенциала источника вдоль оси скважины с непостоянным вдоль оси электрическим сопротивлением колонныSubstituting equalities (2) and (5) into equation (6), we obtain the equation of the distribution of the source potential along the axis of the well with the electrical resistance of the column being constant along the axis

Figure 00000015
Figure 00000015

Из уравнения (7) видно, что измерение электрического потенциала и его второй производной не определяет искомое отношение ωzr ввиду присутствия в этом уравнении члена dωz/dz, сильно зависящего от изменчивости электрического сопротивления обсадной колонны.It is seen from equation (7) that the measurement of the electric potential and its second derivative does not determine the desired ratio ω z / ω r due to the presence of the term dω z / dz in this equation, which strongly depends on the variability of the casing electrical resistance.

Предлагаемый способ электрического каротажа обсаженных скважин, на результаты измерений которого неоднородности ствола обсаженной скважины практически не влияют, отличается тем, что электрическое поле вдоль колонны задают таким, чтобы кривая распределения потенциала вдоль этой колонны имела экстремум в области измерительных электродов (в области координаты z=zn), т.е. dU(zN)/dz=0. Следовательно, из уравнения (7) исключается член, содержащий неопределенную величину dωz/dz, и это уравнение в точке z=zn принимает следующий вид:The proposed method for electric logging of cased wells, the measurement results of which the inhomogeneities of the cased hole are practically unaffected, is characterized in that the electric field along the column is set so that the potential distribution curve along this column has an extremum in the region of the measuring electrodes (in the coordinate area z = z n ), i.e. dU (z N ) / dz = 0. Therefore, a term containing an indefinite quantity dω z / dz is excluded from equation (7), and this equation at the point z = z n takes the following form:

Figure 00000016
Figure 00000016

илиor

Figure 00000017
Figure 00000017

На основании уравнения (9), измерив потенциал и его производную в точке с координатой zN при наличии там экстремума и сопротивление колонны ωz, можно определить искомое радиальное сопротивление ωr.Based on equation (9), by measuring the potential and its derivative at a point with the coordinate z N in the presence of an extremum and the column resistance ω z , one can determine the desired radial resistance ω r .

Достижение экстремума потенциала в месте нахождения измерительных электродов осуществляется при помощи двух токовых электродов A1 и А2 (фиг.3), расположенных с обеих сторон на одинаковом расстоянии от среднего электрода N (точка измерения), и непрерывного поддержания тока при помощи автокомпенсатора в нижнем токовом электроде А2 такой величины, чтобы разность потенциалов между двумя симметричными относительно N электродами M1 и M2 равнялась нулю, т.е.Achieving the potential extremum at the location of the measuring electrodes is carried out using two current electrodes A 1 and A 2 (Fig. 3) located on both sides at the same distance from the middle electrode N (measuring point), and the current is continuously maintained using the auto-compensator in the lower the current electrode A 2 such that the potential difference between the two electrodes M 1 and M 2 symmetric with respect to N is zero, i.e.

Figure 00000018
Figure 00000018

Достижение экстремума в точке измерения z=zN означает исключение осевой составляющей тока Iz(zN), которая в обсаженной скважине при возбуждении исследуемой среды одним однополюсным источником многократно больше (в миллионы раз) радиальной составляющей Jr(zN). На практике для измерения ωr вместо второй производной потенциала (уравнение (9)) используют пропорциональную ей вторую конечную разность потенциаловThe achievement of an extremum at the measurement point z = z N means the exclusion of the axial component of the current I z (z N ), which in a cased hole when the medium under study is excited by one unipolar source is many times (millions of times) the radial component J r (z N ). In practice, to measure ω r instead of the second derivative of the potential (equation (9)), a second finite potential difference proportional to it is used

Figure 00000019
~
Figure 00000020
Figure 00000019
~
Figure 00000020

Реализация предлагаемого способа электрического каротажа обсаженных скважин заключается в исключении из измеряемого параметра искажающих влияний электрического сопротивления колонны, его изменения и внешних случайных электрических помех через вытекающую из (9) формулы:The implementation of the proposed method for cased hole electric logging consists in eliminating from the measured parameter the distorting effects of the electrical resistance of the column, its changes and external random electrical interference through the following formula (9):

Figure 00000021
Figure 00000021

где Ωz - электрическое сопротивление колонны на участке между электродами M1M2, Ом;where Ω z is the electrical resistance of the column in the area between the electrodes M 1 M 2 , Ohm;

ρп - удельное электрическое сопротивление окружающих колонну пластов горных пород, Ом·м;ρ p - electrical resistivity of the surrounding rock strata, Ohm · m;

Figure 00000022
- соответственно электрический потенциал поля электрода N и вторая разность электрических потенциалов на участке колонны между электродами M1M2 при равенстве нулю первой разности потенциалов между этими электродами, В;
Figure 00000022
- respectively, the electric potential of the field of the electrode N and the second electric potential difference in the column section between the electrodes M 1 M 2 when the first potential difference between these electrodes is equal to zero, V;

К - геометрический коэффициент зонда, м.K is the geometric coefficient of the probe, m

Пример конкретного выполненияConcrete example

На фиг.1 представлена блок-схема аппаратуры, выполненной по предложенному способу. На блок-схеме показана скважина 1 в поперечном разрезе с обсадной металлической колонной 2, которую окружает пласт 3. Скважинный прибор 4 находится в скважине и примыкает к участку пласта 3, удельное сопротивление которого измеряют. В скважинном приборе 4 находится зонд, состоящий из среднего измерительного электрода N, обозначенного на фиг.1 номером 5, двух дополнительных измерительных электродов M1 - 6 и М2 - 7 и двух токовых электродов первого (верхнего) A1 - 8 и второго (нижнего) А2 - 12. Все пять электродов прижаты к стенке колонны и имеют с ней электрический контакт.Figure 1 presents a block diagram of the equipment made by the proposed method. The block diagram shows a well 1 in cross section with a metal casing 2, which surrounds the formation 3. The downhole tool 4 is located in the well and adjacent to the area of the formation 3, the resistivity of which is measured. In the downhole tool 4, there is a probe consisting of the middle measuring electrode N, indicated in figure 1 by number 5, two additional measuring electrodes M 1 - 6 and M 2 - 7 and two current electrodes of the first (upper) A 1 - 8 and the second ( lower) A 2 - 12. All five electrodes are pressed against the wall of the column and have electrical contact with it.

Первый токовый электрод 8 соединен с первым полюсом находящегося на дневной поверхности генератора 9 переменного импульсного тока инфранизкой частоты линией связи 10. Второй полюс генератора 11 заземлен на дневной поверхности через обратный токовый электрод B1, обозначенный цифрой 11. В скважинном приборе 5 находятся также автокомпенсатор 13 для поддержания нулевой разности потенциалов между электродами 6 и 7 и усилитель второй разности потенциалов

Figure 00000023
- 15. Усилитель потенциала UN - 16 может находиться в скважинном приборе или на поверхности. Потенциал UN центрального измерительного электрода 5 измеряется относительно удаленного электрода N∞ - 17, который расположен на дневной поверхности. Компьютер, обрабатывающий сигналы U, и Δ2U по формуле (11), и регистратор кривой сопротивления ρп на фиг.1 не показаны. Удельное электрическое сопротивление ρП получают из формулы (11). Как уже отмечалось выше, эта формула выведена из предпосылки, что результирующая осевая составляющая тока, текущего вдоль колонны между измерительными электродами 6 и 7, равна нулю. Благодаря этому, в частности, искажающее влияние электрического сопротивления колонны на результаты измерения отсутствуют и регистратор после обработки сигналов по формуле (11) регистрирует истинное сопротивление пласта ρп. Отметим, что автокомпенсатор 13 выполняет одинаково свою роль (поддержание равенства нулю между измерительными электродами M1 M2) независимо от того, в какую точку пространства заземлен его обратный токовый электрод В2 - 14. По конструктивным соображениям его желательно заземлять в произвольной точке земной поверхности или колонны на ее участке в интервале от устья скважины до первого токового электрода.The first current electrode 8 is connected to the first pole of the alternating pulsed current generator 9 with an infralow frequency located on the day surface by a communication line 10. The second pole of the generator 11 is grounded on the day surface through the return current electrode B 1 , indicated by the number 11. In the downhole tool 5 there are also auto-compensator 13 to maintain a zero potential difference between the electrodes 6 and 7 and the amplifier of the second potential difference
Figure 00000023
- 15. The potential amplifier U N - 16 may be located in the downhole tool or on the surface. The potential U N of the central measuring electrode 5 is measured relative to the remote electrode N∞ - 17, which is located on the day surface. The computer processing the signals U and Δ 2 U according to the formula (11) and the recorder of the resistance curve ρ p are not shown in Fig. 1. The electrical resistivity ρ P is obtained from formula (11). As already noted above, this formula is derived from the assumption that the resulting axial component of the current flowing along the column between the measuring electrodes 6 and 7 is zero. Due to this, in particular, there is no distorting effect of the electrical resistance of the column on the measurement results, and the registrar, after processing the signals by formula (11), registers the true formation resistance ρ p Note that the auto-compensator 13 performs equally its role (maintaining the equality of zero between the measuring electrodes M 1 M 2 ) regardless of what point in space its return current electrode B 2 - 14 is grounded. For structural reasons, it is desirable to ground it at an arbitrary point on the earth's surface or columns in its area in the interval from the wellhead to the first current electrode.

С целью исключения влияния индукционных наводок на измерительные цепи скважинного прибора измерение потенциала электрода N и второй разности электрических потенциалов на участке колонны между электродами M1M2, а также выделение сигнала управления автокомпенсатором между электродами М1М2 осуществляют в промежутках времени гальванического возбуждения Δtгальв. (фиг.4) каждого прямоугольного импульса тока, когда изменение магнитного поля в токовой цепи равно нулю. В этом промежутке времени отсутствуют индукционные наводки на измерительные цепи прибора.In order to exclude the influence of induction interference on the measuring circuits of the downhole tool, the measurement of the electrode potential N and the second electric potential difference in the column section between the electrodes M 1 M 2 , as well as the extraction of the control signal of the self-compensation between the electrodes M 1 M 2, are carried out in galvanic excitation time intervals Δt galv . (Fig. 4) of each rectangular current pulse when the change in the magnetic field in the current circuit is zero. In this period of time there are no induction interference on the measuring circuit of the device.

Присутствующее в формуле (11) электрическое сопротивление колонны Ωz на ее участке между электродами M1M2 можно определять разными способами. В частности, один из них позволяет определять это сопротивление по формулеPresent in the formula (11), the electrical resistance of the column Ω z in its section between the electrodes M 1 M 2 can be determined in different ways. In particular, one of them allows us to determine this resistance by the formula

Figure 00000024
Figure 00000024

где

Figure 00000025
первая разность потенциалов от действия поля первого источника A1 при заблокированном автокомпенсаторе;Where
Figure 00000025
the first potential difference from the action of the field of the first source A 1 with the locked auto-compensator;

Figure 00000026
- сила тока в цепи автокомпенсатора, когда результирующая разность потенциалов между электродами M1M2 равна нулю [
Figure 00000027
]=0, а токовые электроды A1 и В2 совмещены,
Figure 00000026
- current strength in the circuit of the auto-compensator, when the resulting potential difference between the electrodes M 1 M 2 is equal to zero [
Figure 00000027
] = 0, and the current electrodes A 1 and B 2 are combined,

Предложенный способ реализован в виде аппаратурного макета и испытан в скважине. Результаты испытаний макета в обсаженной скважине подтвердили совпадение с результатами стандартного каротажа сопротивлений, полученными до обсадки скважины.The proposed method is implemented in the form of a hardware model and tested in the well. The test results of the model in a cased hole confirmed the coincidence with the results of standard resistance logs obtained before casing the well.

Внедрение предлагаемого способа в практику геофизических исследований скважины даст значительный экономический эффект, так как позволит эффективнее и точнее по сравнению с другими способами контролировать в эксплуатируемых нефтяных скважинах уровень водонефтяного контакта.The implementation of the proposed method in the practice of geophysical exploration of the well will give a significant economic effect, as it will allow more efficient and more accurate in comparison with other methods to control the level of oil-water contact in operating oil wells.

Claims (2)

1. Способ электрического каротажа обсаженных скважин, в котором осуществляют подачу электрического тока к обсадной колонне от генератора через первый токовый электрод, создают и поддерживают экстремум потенциала электрического поля ниже первого токового электрода в сторону забоя скважины при помощи автокомпенсатора, питающего током второй токовый электрод, расположенный по другую сторону от точки экстремума потенциала относительно первого электрода, и измеряют электрический потенциал и вторую разность электрических потенциалов в зоне экстремума поля при помощи расположенных на одинаковом расстоянии вдоль колонны трех измерительных электродов, отличающийся тем, что питание токовых электродов осуществляют знакопеременными прямоугольными импульсами тока; измерение электрического потенциала, второй разности электрических потенциалов и первой разности электрических потенциалов, управляющей автокомпенсатором, осуществляют после завершения связанного с переполюсовкой тока индукционного переходного процесса; удельное электрическое сопротивление ρП окружающих колонну пластов горных пород определяют по формуле1. The method of electric cased hole logging, in which an electric current is supplied to the casing from the generator through the first current electrode, creates and maintains an extreme potential of the electric field below the first current electrode towards the bottom of the well with the help of an compensator that feeds the current to the second current electrode located on the other side of the point of extremum of the potential relative to the first electrode, and measure the electric potential and the second difference of electric potentials in on the field extremum using three measuring electrodes located at the same distance along the column, characterized in that the current electrodes are supplied with alternating rectangular current pulses; measuring the electric potential, the second electric potential difference and the first electric potential difference controlling the auto-compensator, is carried out after completion of the induction transient associated with the current reversal; electrical resistivity ρ P rock formations surrounding the column is determined by the formula
Figure 00000028
Figure 00000028
где ΩZ - электрическое сопротивление колонны на участке между крайними измерительными электродами М1М2;where Ω Z is the electrical resistance of the column in the area between the extreme measuring electrodes M 1 M 2 ;
Figure 00000029
и
Figure 00000030
- соответственно электрический потенциал поля среднего измерительного электрода N и вторая разность электрических потенциалов на участке колонны между крайними измерительными электродами M1M2 при равенстве нулю первой разности потенциалов между этими электродами;
Figure 00000029
and
Figure 00000030
- respectively, the electric potential of the field of the middle measuring electrode N and the second electric potential difference in the column section between the extreme measuring electrodes M 1 M 2 when the first potential difference between these electrodes is equal to zero;
К - геометрический коэффициент зонда.K is the geometric coefficient of the probe.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что обратный токовый электрод автокомпенсатора заземляют в произвольной точке земной поверхности или колонны на ее участке в интервале от устья скважины до первого токового электрода.2. The method according to claim 1, characterized in that the reverse current electrode of the self-compensator is grounded at an arbitrary point on the earth's surface or columns in its area in the interval from the wellhead to the first current electrode.
RU2003111430/28A 2003-04-22 2003-04-22 Process of electric logging of cased well RU2229735C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003111430/28A RU2229735C1 (en) 2003-04-22 2003-04-22 Process of electric logging of cased well
EA200400346A EA005902B1 (en) 2003-04-22 2004-03-23 Process of electric logging of cased well

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003111430/28A RU2229735C1 (en) 2003-04-22 2003-04-22 Process of electric logging of cased well

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2229735C1 true RU2229735C1 (en) 2004-05-27
RU2003111430A RU2003111430A (en) 2004-10-27

Family

ID=32679606

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003111430/28A RU2229735C1 (en) 2003-04-22 2003-04-22 Process of electric logging of cased well

Country Status (2)

Country Link
EA (1) EA005902B1 (en)
RU (1) RU2229735C1 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010085170A1 (en) * 2009-01-26 2010-07-29 Tsoj Valentin Method for electrically logging cased wells
WO2011071412A2 (en) * 2009-12-07 2011-06-16 Rykhlinskij Nikolaj Ivanowich Electrical cased-hole logging method
CN101460871B (en) * 2006-04-18 2012-04-25 因特洛格股份公司 Electrical cased well-logging method
RU2477871C2 (en) * 2007-06-27 2013-03-20 Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. Method and system for eliminating effect of conducting casing columns and well bore and surface irregularity during imaging electromagnetic survey
RU2499284C2 (en) * 2011-09-28 2013-11-20 Закрытое акционерное общество Научно-производственная фирма "ГИТАС" (ЗАО НПФ "ГИТАС") Method of estimation of medium current induced polarisation in cased well borehole annulus
RU173699U1 (en) * 2011-12-16 2017-09-06 Цой Валентин Device for electric logging through a metal column
RU2660965C1 (en) * 2015-04-23 2018-07-11 Халлибертон Энерджи Сервисез, Инк. Magnetic location with the use of plurality of well electrodes

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101460871B (en) * 2006-04-18 2012-04-25 因特洛格股份公司 Electrical cased well-logging method
RU2477871C2 (en) * 2007-06-27 2013-03-20 Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. Method and system for eliminating effect of conducting casing columns and well bore and surface irregularity during imaging electromagnetic survey
WO2010085170A1 (en) * 2009-01-26 2010-07-29 Tsoj Valentin Method for electrically logging cased wells
WO2011071412A2 (en) * 2009-12-07 2011-06-16 Rykhlinskij Nikolaj Ivanowich Electrical cased-hole logging method
WO2011071412A3 (en) * 2009-12-07 2011-09-29 Rykhlinskij Nikolaj Ivanowich Electrical cased-hole logging method
RU2499284C2 (en) * 2011-09-28 2013-11-20 Закрытое акционерное общество Научно-производственная фирма "ГИТАС" (ЗАО НПФ "ГИТАС") Method of estimation of medium current induced polarisation in cased well borehole annulus
RU173699U1 (en) * 2011-12-16 2017-09-06 Цой Валентин Device for electric logging through a metal column
RU2660965C1 (en) * 2015-04-23 2018-07-11 Халлибертон Энерджи Сервисез, Инк. Magnetic location with the use of plurality of well electrodes
US10677044B2 (en) 2015-04-23 2020-06-09 Halliburton Energy Services, Inc. Magnetic ranging using multiple downhole electrodes

Also Published As

Publication number Publication date
EA200400346A1 (en) 2004-10-28
EA005902B1 (en) 2005-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2921822C (en) Borehole electric field survey with improved discrimination of subsurface features
EP0315642B1 (en) Conductivity determination in a formation having a cased well
US5510712A (en) Method and apparatus for measuring formation resistivity in cased holes
US7272503B2 (en) Method and apparatus for measuring formation conductivities from within cased wellbores by combined measurement of casing current leakage and electromagnetic response
US2459196A (en) Electrical logging method and apparatus
RU2382385C1 (en) Method for electrical logging cased wells
US6950749B2 (en) Method for resistivity anisotropy determination in near vertical wells
RU2408039C1 (en) Method of electrical logging of cased wells
US7737699B2 (en) Method of marine electromagnetic survey using focusing electric current
US5187440A (en) Measuring resistivity changes from within a first cased well to monitor fluids injected into oil bearing geological formations from a second cased well while passing electrical current between the two cased wells
US2244484A (en) Method of and means for analyzing and determining the geologic strata below the surface of the earth
RU2229735C1 (en) Process of electric logging of cased well
US5043669A (en) Methods and apparatus for measurement of the resistivity of geological formations from within cased wells in presence of acoustic and magnetic energy sources
EA003656B1 (en) Method and apparatus for determining the resistivity of a formation through which a cased well passes
RU2176802C1 (en) Method for resistivity logging of cased wells
RU2361246C1 (en) Method of electrical logging cased wells
Kirsch et al. Geoelectrical methods
RU2235347C1 (en) Method for geoelectrosurveying (variants)
RU2721475C1 (en) Method for direct search for hydrocarbons using geoelectrics
RU2200967C1 (en) Method of electric logging of cased wells
US2317304A (en) Apparatus for the electrical surveying of boreholes
RU2478223C1 (en) Evaluation method of formation resistivity at investigations of wells cased with metal string
RU2231089C1 (en) Process of geoelectric prospecting
RU2736446C2 (en) Method for electrical monitoring of reservoir-collector characteristics during development of oil deposits using steam pumping
RU2172006C1 (en) Method for electric logging of cased wells

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Effective date: 20070702

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190423