Зонди звичайного низькочастотного індукційного методу

Багатокатушковий зонд є системою катушок, укріплених на одному ізоляційному стрижні (мал. 2). Генераторна ГК і приймальня ПК катушки є основними або головними, решта катушок називається компенсаційними К і фокусуючими Ф в генераторній ФГ і приймальнею ФП ланцюгах. Компенсаційні катушки служать для виключення в приймальній катушці е.р.с. прямого поля, індукованого генераторною катушкою. Фокусуючі катушки призначені для зменшення впливу некорисних сигналів шляхом створення в приймальному ланцюзі е.р.с., зворотних по знаку е.р.с., викликаним вихровими струмами, які циркулюють в свердловині, зоні проникнення і вміщаючих породах.

Мал. 3. Схеми зондів індукційного методу.

а, б – трьохкатушечні зонди – фокусуючи катушки в генераторній і приймальних ланцюгах відровідно; в – п’ятикатушковий зонд.

Фокусуючу дію катушок досягається за допомогою підбору числа їх витків, розташовують і включення їх щодо головних катушок. Число додаткових катушок, їх взаємне положення і число витків повинні бути такими, щоб значною мірою виключити вплив свердловини, зони проникнення і вміщаючих порід, а вимірювана ефективна електропровідність була якомога ближче до істинного значення електропровідності пласта, Компенсаційні і фокусуючі катушки включаються послідовно з головними, але їх витки намотані протилежно виткам генераторної і приймальні катушок.

В позначеннях зондів перша цифра відповідає числу всіх катушок, буква Ф означає, що зонд фокусуючий, остання цифра відображає довжину зонда. Наприклад, індукційний зонд 5Ф1,2 - п'ятикатушка, фокусуючий, завдовжки 1,2 м.

Ефективність вживання індукційного методу при вивченні розрізів свердловин значною мірою визначається вибором зонда багатокатушки з оптимальними параметрами. Багатокатушковий зонд повинен забезпечити вимірювання питомої електропровідності порід в достатньо широкому діапазоні, істотно понизити вплив свердловини, зони проникнення і вміщаючих порід, володіти значною глибинністю дослідження по горизонталі і відзначати на кривих Й_еф малопотужні пласти.

Існують трьох-, чотирьох-, п′яти- і зонди шестикатушок, а також семи- і восьмикатушечні. зонди багатокатушок діляться на симетричні і несиметричні. Симетричними зондами називаються такі, у яких наголошується симетрія в тому, що розташовує фокусуючих катушок щодо точки запису і рівність творів моментів катушок для всіх симетрично розташованих фокусуючих пар. До симетричних зондів відносяться п’яти- і шестикатушки, до несиметричних - трьох- і чотирьохкатушки.

Розрізняють зонди з внутрішнім фокусуванням (додаткові катушки розташовані в інтервалі між головними), із зовнішньою (додаткові катушки знаходяться поза довжини зонда) і із змішаною (додаткові! катушки розташовані як усередині головних катушок, так і не їх).

Ступенем фокусування індукційного зонда Кф називається відношення сигналу в однорідному середовищі Е_мн для багатокатушкового зонда до сигналу для зонда двохкатушкового Е_дв, тобто:

Розрізняють зонди із слабким фокусуванням (Кф>0,3) і сильним фокусуванням (Кф<0,3).

Найпростіший багатокатушковий зонд складається з трьох катушок - двох головних (ГК і ПК) і однієї фокусуючої. Фокусуюча катушка може бути включена або в генераторний ланцюг (мал. 2, а) і в цьому випадку позначається ФГ, або в приймальний ланцюг (мал. 2, б) і позначається ФП. Показники зондів будуть однаковими у зв'язку з рівністю їх магнітних моментів.

Раніше для вивчення розрізів нафтових і газових свердловин застосовувалися багатокатушкові зонди 4Ф0,75; 4Ф1; 5Ф1,2 і 6Ф1, за кордоном (фірма «Шлюмберже») - зонди 5FF27, 5FF4O і 6FF40 (остання цифра - розмір зонда в дюймах).

Глибинність дослідження зондів звичайного низькочастотного індукційного методу по вертикалі і горизонталі визначають їх радіальні і вертикальні характеристики, звані також графіками інтегрального радіального просторового чинника ш інтегрального вертикального просторового чинника. Ці характеристики одержані на підставі наближеної теорії Долля.

Радіальна характеристика визначає залежність інтегрального просторового чинника В_г нескінченного по довжині циліндра від його радіусу r. За допомогою цієї характеристики для пласта великої потужності можна встановити просторові чинники свердловини, зони проникнення і незміненої частини пласта, а отже, взнати за допомогою розрахунків ту частку сигналу, яку вносять ті або інші ділянки середовища в повний сигнал.

Вертикальна характеристика визначає залежність інтегрального просторового чинника В_z шару від потужності h у разі, коли середина зонда розташована в середній точці шару. За допомогою цієї характеристики можна приблизно оцінити вплив вміщаючих порід на свідчення описуваного методу.

Радіальні характеристики дозволяють:

1. встановити ті мінімальні діаметри циліндрів, які не роблять помітного впливу на сигнал, тобто діаметри зони виключення;

2. визначити ті максимальні діаметри циліндрів, при яких вплив зовнішнього середовища вельми незначний, тобто глибинність дослідження.

Вертикальні характеристики дають можливість:

1. встановити ту мінімальну потужність пласта, при якій він може бути зафіксований;

2. визначити ту граничну потужність пласта, при якій можна нехтувати впливом вміщаючих порід на величину повного сигналу.