СИСТЕМА ДЛЯ СЕЙСМОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО КАРОТАЖА

СИСТЕМА ДЛЯ СЕЙСМОЭЛЕКТРР1ЧЕСКОГО КАРОТАЖА
Техническое решение относится к устройствам геофизической разведки и обнаружения нефтегазоносных пластов в скважинах, представляющих собой сочетание двух средств: акустической (сейсмической) и электроразведки.
Известные устройства для исследования геологических разрезов в скважинах и выявления полезных ископаемых выполняются в виде средств электрического, акустического и других видов каротажа 2. При этом различные устройства для каротажа могут быть реализованы как отдельно (например, для электрического 2. с.84, 271 - 291; 9 или акустического 2, с. 146 - 152, 291 - 297; 3; 7; 8 каротажа), так и в комплексной скважинной аппаратуре 2, с. 323; 3; 4 - 7.
Известные системы каротажа 2 - 7 обычно включают совокупность зондов одного вида каротажа либо совокупность аппаратуры разных видов каротажа. Причем технология 3 - 5 и устройства 6, 7 описывают только общую структуру систем каротажа при одновременном использовании аппаратуры, включающей совокупность приборов.
Общим признаком скважинной аппаратуры 2 - 9 является наличие погружаемого в скважину прибора и наземной части, соединенных каротажным кабелем, причем средства акустического и/или электрического каротажа 2, 8, 9, как правило, содержат излучатели и приемники, выполненные отдельно для каждого вида исследований в скважине.
МПК:О01 Vll/00
Однако известная аппаратура для каротажа 2, 3 не может реализовать оптимального комплексирования измерений и их обработки, поскольку простое совмещение устройств различного вида не обеспечивает их синергии, а приведенная в 2, 3 общая структура для геофизических исследований скважин не позволяет осуществить их промышленную применимость.
Наиболее рациональная структура промышленно применимой системы для геологического разреза скважины приведена в 1. Система 1 контроля и регулирования нефтегазонасыщного пласта по разрезу скважины, принятая за прототип, содержит средство скважинного каротажа, связанное каротажным кабелем с наземным аппаратным модулем в составе последовательно соединенных блоков приема, обработки, регистрации и управления. При этом, в конкретном случае применения, средство скважинного каротажа в системе 1 выполнено в виде установки импульсного нейтронного каротажа.
Обеспечивая рациональную, промышленно применимую структуру системы каротажа, аппаратура 1, однако, как и другие аналоги, не позволяет реализовать оптимальное комплексирование измерений и их обработки, которое может быть осуществлено, например, при сейсмоэлектрическом каротаже, в котором роль излучателя (как для акустического, так и для электрического каротажа) выполняет один источник.
Сущность предлагаемого технического решения заключается в создании системы для сейсмоэлектрического каротажа, обеспечивающей синергию одновременных комплексных измерений посредством совокупной реализации акустического и электрического каротажа при использовании одного и того же источника для возбуждения акустических и электрических полей.
различных видов (акустического и электрического) и, как следствие, повышение надежности и информативности геофизической информации при упрощении аппаратуры (один излучатель вместо двзос) и снижении ее стоимости.
Технический результат достигается следующим образом.
Система для сейсмоэлектрического каротажа содержит средство скважинного каротажа, связанное каротажным кабелем с наземным аппаратным модулем в составе последовательно соединенных блоков приема, обработки, регистрации и управления.
Отличительной особенностью системы является то, что средство скважинного каротажа включает источник переменного акустического поля, размещенного в скважине или вблизи ее устья, и размещенные в скважине акустический приемник и датчик вертикальной составляющей EZ электрического поля прямого сейсмоэлектрического эффекта, при этом блок обработки наземного аппаратного модуля включает процессор обработки акустических параметров, а также процессор обработки вертикальной составляющей EZ электрического поля в зависимости от глубины z погружения датчика в скважину в соответствии с выражением:
Е, Аа,(1) где ае - коэффициент пористости пласта;
KD - коэффициент проницаемости пласта;
а - плотность зарядов двойного слоя в порах пласта;
А - коэффициент пропорциональности,
причем наличие аномального пласта по геологическому разрезу скважины производится блоком регистрации по максимуму значений EZ.
На фиг.1 приведена схема общей структуры системы сейсмоэлектрического каротажа, на фиг.2 представлена схема выполнения сейсмоэлектрического каротажа при использовании предлагаемой системы.
KD
на фиг.З дана иллюстрация изменения величины EZ при наличии аномального пласта.
Система сейсмоэлектрического каротажа содержит средство 1 скважинного каротажа, каротажный кабель 2, наземный аппаратный модуль 3. Средство 1 скважинного каротажа включает источник 4 переменного акустического поля, акустический приемник 5 и датчик 6 вертикальной составляющей электрического поля прямого сейсмоэлектрического эффекта. Наземный аппаратный модуль 3 включает блок 7 приема, блок 8 обработки, блок 9 регистрации и блок 10 управления.
Работа системы заключается в следующем.
Источник 4 переменного акустического поля системы 1 излучает сигналы, которые принимаются приемником 5 и датчиком 6 вертикальной составляющей электрического поля в соответствии с выражением (1) (см. фиг.2). По каротажному кабелю 2 сигналы передаются на наземный аппаратный модуль 3, где в блоке 7 осуществляется их прием, а в блоке 8 обработки производится обработка в соответствии с выражением (1). В блоке
9регистрации производится фиксация аномального пласта по геологическому разрезу скважины по максимуму значения соотношения (1).
Расчетные кривые величины EZ (фиг.З) в зависимости от относительной глубины погружения Zr/H (Zr - глубина погружения электрического датчика 6, Н - глубина залегания пласта) показывают (принято: акустический источник 4 с частотой f 10 кГц и амплитудой смещения 1 мкм на расстоянии 50 мм от устья скважины), что при мощности пласта h  0,1 м, и его параметрах: ЭВ  0,1 %, о  0,01 Кл/м, радиус пор го
10мкм и глубина залегания Н - 2000 м величина вертикальной составляющей EZ возрастает при приближении к исследуемому пласту, а затем убывает, достигая максимума ( принимая нулевое значение против пласта). Таким образом, исследуемый (аномальный) пласт достаточно четко определяется по кривой EZ, регистрируемой блоком 9.
Таким образом, конструктивное вынолнение системы сейсмоэлектрического каротажа позволяет при использовании одного и того же источника для возбуждения акустических и электрических полей обеспечить более высокую степень синхронизации каротажных измерений различных видов и, как следствие, повысить надежность и информативность геофизической информации при упрощении (один излучатель вместо двух) аппаратуры и снижении ее стоимости. Система обеспечивает эффективную синергию одновременных комплексных измерений посредством совокупной реализации акустического и электрического каротажа.
ИСТОЧНИКИ ПО УРОВНЮ ТЕХНИКИ I. Прототип и аналоги:
1.RU 25760 и 1, 20.10.2002 (прототип).
2.Геофизические методы исследования скважин. Справочник геофизика / Под ред. В.М.Запорожца-М.: Недра, 1983, 591с.
3.RU 2213360 С 1, 27.09.2003 (аналог).
П. Дополнительные источники по уровню техники:
4.RU 2145108 С 1, 27.01.2000.
5.RU 2155977 С 1, 10.08.2000.
6.RU 93030825 А, 20.03.1998.
7.RU 2205427 С 1, 27.05.2003.
8.RU 2181494 С 2, 20.04.2002.
9.RU 97121126 А, 27.09.1999.
5