2
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.................. . 5
1. ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ АППАРАТУРЫ . . II
1.1. Электромагнитные зонды в однородной среде .... II
1.1.1. Основные определения. Условия изопарамет-ричности................................................II
1.1.2. Связь характеристик поля с удельным сопротивлением ............................................ 13
1.1.3. Выбор максимальной частоты ..................... 16
1.2. Радиальные характеристики электромагнитных зондов.. 19 1.2,1^; Дифференциальные и интегральные радиальные.
ч ■ • характеристики....................................19
1.2.2. Учет влияния скважины. Выбор короткого зонда 32
1.2.3. Трехслойная модель среды. Определение максимальной длины зонда.....................................37
1.2.4. Моделирование окаймляющей зоны. Обоснование количества зондов в комплексе ......................... 40
1.3. Вертикальные характеристики электромагнитных зондов 45
1.3.1. Дифференциальные и интегральные вертикальные характеристики. Выбор точки записи .................... 45
1.3.2. Электромагнитные зонды в пластах ограниченной мощности............................................52
1.4. Выводы. Рекомендации по выбору параметров аппаратуры................................................. 59
2. РАЗРАБОТКА АППАРАТУРЫ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО КАРОТАЖНОГО
ЗОНДИРОВАНИЯ.................................................63
2.1. Экспериментальные исследования электромагнитных
зондов................................................ 63
2.1Л. Задачи экспериментальных исследований.
Классификация погрешностей аппаратуры ... 63
2.1.2. Учет конечных размеров катушек. Экранирование .................................................. 69
2.1.4. Искажения пространственного распределения поля ...................................................71
2.1.5. Повышение точности измерения электронной схемы....................................................72
2.1.6. Защита скважинного прибора от внешних воздействий..............................................73
2.2. Скважинный прибор аппаратуры ЭМКЗ ........... 75
2.2.1. Общая характеристика .......................... 75
2.2.2. Описание структурной схемы .................... 76
2.2.3. Конструкция ................................... 81
2.3. Принципиальная схема скважинного прибора ................ 84
2.3.1. Генераторный блок.............................. 84
2.3.2. Приемно-усилительный блок ..................... 87
2.3.3. Измерительная система ......................... 95
2.3.4. Блок питания ...................... ...... 106
2.4. Наземный прибор аппаратуры ..........................ПО
2.5. Метрологическое обеспечение аппаратуры ЭМКЗ . . . 115
2.5.1. Методика расчета имитэтора однородной
среды...........................................115
2.5.2. Оценка погрешностей изготовления и настройки кольца-имитатора ............................ 121
2.5.3. Результаты расчетов . ............................................... 125
2.6. Основные результаты и выводы . . .................. 127
ОПРОБОВАНИЕ АППАРАТУРЫ Б СКВАЖНАХ И ИНТЕРПРЕТАЦИЯ
РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ........................................130
3.1. Палеточный материал для аппаратуры ЗМКЗ .... 130
15
вает. При AL/L.f - 0,3 отношение 1/W, также проходит овой максимум при р< « 8 и в области S <pi < 10 практически не меняется. Уменьшение относительного размера базы aL/L{ в два раза сдвигает отмеченную особенность в
область yü, ;> 10. Остальные характеристики поля при р^> I монотонно зависят от параметра pf .
Одним из основных параметров, определяющих выбор типа измеряемой характеристики поля, является ее чувствительность к удельному сопротивлению, которая определяется как логарифмическая производная d£n X/d/n р , где X - измеряемая характеристика поля [40]. Чем больше чувствительность при прочих равных условиях, тем более предпочтительна данная характеристика. Если на графике функпии Х(р) величины X и р откладывать в логарифмическом масштабе, то чувствительность будет равна тангеноу угла наклона касательной к кривой X (р). На рис. I.I все графики приведены в зависимости от параметра р/ . Однако, учитывая равенство ddnX/cj^tip1-~2d6hX/dXnp, можно провести сопоставление характеристик поля о помощью производной ddn X/dXt>p1 , которая может быть определена
непосредственно по графикам на рис. I.I.
Наибольшую чувствительность к параметру р< и, следовательно, к удельному сопротивлению имеет отношение А А/Ai во воем диапазоне изменения /Эу . В области малых значений pi остальные характеристики располагаются в следующей последовательности в порядке убывания их чувствительности: А A/Az,
А А , лу> и Аг/А< . При этом все характеристики, кроме
Аг/А, мало различаются между собой. В области больших значений pi наибольшую чувствительность после А А /Ai
имеет разность фаз А Ц> . С ростом параметра р1 к ним
приближается по величине чувствительности отношение Аг /Ai.
16
Чувствительность характеристик А A/Az и А А в этой области резко падает, а область применяемости этих характеристик ограничена величиной параметра р< , при которой они достигают своего максимума, так как расширение этой области приводит к неоднозначному определению удельного сопротивления по измеренной величине характеристики.
Таким образом, наиболее предпочтительными характеристиками при измерении удельного сопротивления являются А А /А< ъ Af . Остальные характеристики применимы лишь в ограниченном диапазоне изменения удельного сопротивления.
I.I.3. Выбор максимальной частоты
Как уже отмечалось, при измерении удельного сопротивления необходимо выполнение условия квазистапионэрности (1.3). Требуемая для практики точность выполнения этого условия зависит от типа измеряемой характеристики поля, а также от параметров зондов и окружающей среды. Для опенки влияния диэлектрической проницаемости выполнены расчеты характеристик поля при приближенным формулам (1.4) и им аналогичным точным формулам, в которых волновое число К определяется выражением (1.2) [б]. Сопоставление результатов расчетов позволило определить максимальные значения параметра ос , при которых влияние диэлектрической проншаемооти на характеристики поля эквивалентно 10#-ному изменению удельного сопротивления. Здесь и в дальнейшем 10^-ное влияние искажающих факторов на измеряемые характеристики поля будет считаться малым, так как оно находится на уровне средней аппаратурной погрешности. Полученные значения параметра С< шкс для двух значений величины aL/L < и для пяти характеристик поля приведены в табл. I.I.
- Київ+380960830922