Аппаратура комплексного электрического каротажа

Аппаратура комплексного электрического каротажа предназначена для проведения широкого комплекса исследований в скважинах методами КС, ПС, БКЗ и другими методами без подъема скважинного прибора на поверхность. Аппаратура состоит обычно из скважинного прибора и наземных блоков, подключаемых к каротажным станциям.

Комплексная аппаратура электрического каротажа на семижильном кабеле КЭС-2 предназначена для исследования нефтяных и газовых скважин глубиной до 3500 м.

Основными узлами скважиной части аппаратуры являются многоэлектродный зонд 5 (рис. 13) и переключатель 6. Питание токового электрода А зондов и резистивиметра осуществляется от низкочастотных источников 1 и 2 через панель управления 3 током частотой 8 Гц по одной из жил кабеля. Электродом В служит броня кабеля.

Переменная разность потенциалов, возникающая между измерительными электродами MN, передается по шести жилам кабеля на панель управления 3, где выпрямляется и регистрируется тремя каналами регистратора (I-III). Величина ПС измеряется между одним из электродов М или N и заземлением на поверхности ЗП и записывается четвертым каналом регистратора (IV).

Полный комплекс измерений аппаратурой КЭС-2 (восемь кривых КС различными зондами, три кривые ПС и кривая резистивиметрии) выполняется за три спуско-подъема. В связи с тем, что кривая ПС записывается при всех спуско-подъемах, ее можно использовать для сопоставления зарегистрированных кривых по глубинам. Переход от' измерений одного комплекса к другому осуществляется с помощью скважинного переключателя 6, управляемого с панели управления 3.

В нижней части корпуса скважинного прибора имеется семиконтактный разъем, к которому имеется возможность подсоединить скважинный прибор 7 другого типа, либо каверномер, либо прибор для измерения микрозондами. Переключатель 6 позволяет измерительную схему аппаратуры без подъема на поверхность переключать с выполнения основных трех комплексов на измерения с дополнительно подключенным прибором.

Питание устройства коммутации и переключений в дополнительных скважинных приборах осуществляется напряжением 250В от унифицированного выпрямителя 4 УВК-2 или УИПК.

Аппаратура комплексного стандартного каротажа КСК-1 на трехжильном бронированном кабеле применяется для исследования нефтяных и газовых скважин глубиной до 7 км. С ее помощью одновременно записывают две кривые КС (с потенциал-зондом AO,5M2,ON и градиент-зондом A2,OMO,5N), кривую ПС и диаметр скважины. Аппаратура питается от сети переменного тока через унифицированный каротажный выпрямитель 8 я унифицированный генератор 1 (рис.14).

Питание токового электрода А (общего для градиент- и потенциал-зондов 5) и реостатного.преобразователя каверномера 7

к регистратору

Рис. 13. Принцип устройства аппаратуры КЭС-2

Рис. 14. Принцип устройства аппаратуры KСK-1

осуществляется стабилизированным переменным током частотой 300 Гц от генератора 1 через измерительную панель частотной модуляции (ИПЧМ) 2, блок управления 4 и электронный блок скважинного прибора 6. Электродом В служит броня кабеля. Измеряемые сигналы КС зондов и сигнал с реостатного преобразователя каверномера 7 модулируются частотами соответственно 7,8; 14,0 и 25,7 кГц и усиливаются в электронном блоке 6. После усиления они передаются по кабелю в блок управления 4, где отфильтровываются от тока питания частоты 300 Гц и поступают в ИПЧМ. В последней сигналы разделяются ври помощи .фильтров по частоте, преобразуются в постоянные токи, пропорциональные измеряемым величинам, и поступают в каналы регистрации КС_ГЗ, КС_ПС и ДС (диаметр скважины). Сигнал ПС, измеряемый между электродом М_ПС зонда и электродом N_ПСна поверхности, подается на регистратор без преобразования.

Унифицированная комплексная аппаратура УКА работает на одножильном бронированном кабеле в скважинах глубиной до 7 км. Она имеет один гальванический канал для регистрации потенциала ПС и четыре канала с частотной модуляцией.

Токовый электрод А зондов и реостатный преобразователь каверномера питаются током частотой 300 Гц. Электродом В_ок служит броня кабеля. Сигналы с выхода измерительных электродов MN и каверномера модулируются в скважинном баоке телеизмерений частотами 7,8; 14,0; 25,7 и 45 кГц и через смеситель поступают по кабелю в наземный блок управления и далее на измерительную панель ИПЧМ. В ней сигналы разделяются по несущим частотам, демодулируются, выпрямляются и записываются четырьмя каналами регистратора. Пятый канал записывает величину ПС.

При записи кривых КС, БК и МБК каротажа сигналы U_Э и I₀ с выхода ИПЧМ подаются на панель логарифмических преобразователей, где формируется сигнал, пропорциональный логарифму r_Э, который записывается регистратором.

Аппаратура бокового и электрического каротажа термостойкая комплексная АБКТ предназначена для работы в скважинах глубиной до 7 км с одножильным бронированным кабелей (рис. 15). За три спуско-подъема с помощью аппаратуры АБКТ выполняется такой же комплекс измерений, что и с аппаратурой КЭС-2. За четвертый спуско-подъем записываются кривые бокового каротажа.

В качестве зонда бокового каротажа в аппаратуре используется корпус скважинного прибора 5, разделенный изоляторами 9 на три части, соответствующие электродам А₀ и А_Э. Токовым электродом В служит заземление на поверхности у скважины. Выше зонда БК расположен многоэлектродный 6 зонд БКЗ и резистивиметр 7. Питание скважинного прибора, токовых электродов БКЗ и резистивиметра осуществляется стабилизированным током частотой 300 Гц от унифицированного генератора 4 (УГ-1) и источника питания 1 (УВК-2).

Сигналы трех каналов КС зондов БКЗ и резистивиметра модулируются в схеме скважинного прибора с частотами 7,8; 14,0 и 25,7 кГц и по кабелю передаются через блок управления 5 на панель ИПЧМ 3, С выхода ее демодулированные и выпрямленные сигналы записываются тремя каналами регистратора. Сигнал ПС в виде плавно меняющейся разности потенциалов передается на четвертый канал регистратора.

При измерении кажущегося сопротивления разность потенциалов с электродов А_Э и N модулируется частотой 14 кГц. Для измерения силы тока I₀ центрального электрода А₀ используется разность потенциалов на эталонном сопротивлении, включенном между электродами А₀ и А_Э. Она поступает на усилитель

Рис. 16. Блок-схема аппаратуры индукционного каротажа ПИК-1М

Рис. 15. Принцип устройства АБКТ

тока, с выхода которого в схему модуляции подается два сигнала. Один из них модулируется частотой 25,7 кГц, второй в 10 раз меньшей - 7,8 кГц. Благодаря этому, образуются точный и грубый каналы измерения. Сигнал, прошедший через логарифмический преобразователь 2, записывается регистратором в виде кривых, пропорциональных lg DU_AэN/I₀

5. Аппаратура индукционного каротажа и скважинной индукционной электроразведки

Индукционный каротаж выполняют специальной аппаратурой, которая имеется в комплекте каротажных станций.

Аппаратура ПИК-1М (рис. 16) предназначена для работы в скважинах глубиной до 6 км с любым типом каротажного кабеля.

В скважинном приборе, помимо генераторной Г и измерительной И катушек, установлены две вспомогательные катушки Г₁ и Г₂. Они служат для устранения непосредственной связи между излучающей и приемной цепью и уменьшения влияния скважины, в которой от генератора 2 возбуждается переменное магнитное поле.

Полученный сигнал через усилитель 5 поступает на фазочувствительный детектор 4, где он выпрямляется и поступает в виде постоянного тока на частотно-импульсный модулятор 5. В модуляторе сигнал преобразуется в импульсы с постоянной амплитудой и длительностью, следующие с частотой, пропорциональной кажущейся электропроводности пересекаемых зондом пластов.

Через разделительное устройство 6 импульсный частотно-модулированный сигнал передается по кабелю на измерительную панель 8. Здесь частота следования импульсов преобразуется в постоянный ток, который поступает на регистратор 9 и записывается в виде кривой изменения кажущейся электропроводности пластов.

Для контроля масштаба записи кривой электропроводности служит стандарт-сигнал, создаваемый катушкой СС. Стандарт-сигнал включается электронным ключом 1, который управляется измерительной панелью 8.

Аппаратура питается постоянным током от стабилизированного выпрямителя 7 с регулируемым напряжением на выходе.

Скважинная аппаратура типа АСМИ позволяет измерять три составляющих вектора магнитного поля: одну Z_z, совпадающую с осью скважины, и две другие Z_x и Z_y, перпендикулярные к первой и лежащие соответственно в плоскости, перпендикулярной к плоскости искривления скважины.

Применение сравнительно низких частот генератора (от 125 до 3375 Гц) обеспечивает повышенную глубинность метода и позволяет обнаруживать рудные объекты, лежащие в околоскважинном пространстве, определять их размеры и элементы залегания. Расстояние между генераторной и приемной катушками составляет 25, 50, 75 и 100 м. Аппаратура может работать не только в дипольном (при расположении генератора в скважине), но и в наземном варианте, когда к генератору подключается неза-вемленная петля, расположенная на поверхности земли. Петлевой вариант позволяет уточнить площадь локализации искомых объектов и облегчить интерпретацию дипольного варианта.