Фізичні основи мікрокаротажу

Мікрокаротаж полягає в детальному вивченні уявного опору присвердловинної частини розрізу зондами дуже малої довжини (мікрозондами). Мікрозонд змонтований на зовнішній стороні башмака із ізоляційного матеріалу. Для виключення впливу свердловини на результати вимірювань башмак притискається до стінки свердловини притискним пристроєм, який може бути або ресорним, або керуючим важелем. У першому випадку мікрозонд представляє собою штангу з муфтами, до яких прикріплені під кутом 120° три шарнірно з’єднані ресори, які утворюють “ліхтар” (Рис. 2.13,а). На ресорах закріплені три башмака, на одному з яких змонтовані електроди мікрозонда. Ресори, які переміщуються по штанзі, змінюють розмір “ліхтаря” в залежності від діаметра свердловини.

.

1 – башмак; 2 – ресора; 3 – важіль; 4 – штанга; 5 – пружина;

6 – електроди

Рисунок 2.13 – Схеми конструкцій мікрозондів з ресорним (а) і керуючим важільним (б) притискними пристроями

У мікрозонді з керуючим важільним притискним пристроєм башмак з електродами шарнірно закріплюється на одній із двох пар важелів, які притискаються спіральною пружиною до стінки свердловини будь-якого діаметру (Рис. 2.13,б), пристрій опускається у свердловину в закритому стані, а в інтервалі запису відкривається за командою з поверхні. Поряд з кривими мікрокаротажу даний пристрій дозволяє реєструвати мікрокавернограму.

Електроди мікрозонда виготовлені з латунного стержня діаметром 10 мм і вмонтовані в гуму башмака, яка забезпечує їх ізоляцію одного від іншого, від корпуса та промивної рідини. Відстань між електродами становить 2.5 см.

На практиці промислово-геофізичних робіт для дослідження розрізів свердловин переважно використовують потенціал-мікрозонд A0.5M₂ і градієнт-мікрозонд A0.025M₁0.025M₂.

Радіус дослідження градієнт-мікрозонда приблизно дорівнює – 3.75 см, а глибина дослідження потенціал-мікрозонда в 2-2.5 рази більша і складає 10-12 см. Між електродами зонда і породою знаходиться проміжний шар, який представлений глинистою кіркою або плівкою промивної рідини. За рахунок впливу даного шару r_у буде відрізнятись у загальному випадку від дійсного значення питомого електричного опору породи

Вимірювання УО градієнт- і потенціал-мікрозондами може бути здійснено окремо або одночасно за допомогою багатожильного або одножильного кабелю. В даний час широко розповсюджена двоканальна апаратура мікрозондів для роботи з одножильним і багатожильним кабелем, яка базується на використанні телевимірювальної системи з частотною модуляцією та частотним поділом каналів. Дана апаратура дозволяє одночасно реєструвати дві криві r_у –градієнт-мікрозонда і потенціал-мікрозонда.

Точкою запису кривої r_у градієнт-мікрозонда є середина між електродами M₁ і M₂, а кривої r_у потенціал-мікрозонда є електрод M₂, в якості електрода N в останньому випадку використовується корпус мікрозонда. Криві УО мікрозондів у нафтових і газових свердловинах реєструють в інтервалі проведення БКЗ у масштабі глибин 1:200. Омічний масштаб кривих вибирають від 0.5 до 2 Ом·м/см, при цьому відхилення кривих від нульової лінії повинне бути не менше 0.5 см.

Швидкість реєстрації кривих r_у мікрозондів залежить від диференціації розрізу за величиною питомого електричного опору та переважно не перевищує 1500-2000 м/год.

Перед і після заміру перевіряється ізоляція мікрокаротажу. Її опір між електродами мікрозонда та його корпусом повинен бути не менше 1-2 МОм.