Зонди звичайного низькочастотного індукційного методу

Багато котушковий зонд є системою котушок, укріплених на одному ізоляційному стержні (рис. 3). Генераторна ГК і приймальня ПК котушки є основними або головними, решта котушок називається компенсаційними К і фокусуючи ми Ф в генераторній ФГ і приймальній ФП ланцюгах. Компенсаційні котушки призначені для виключення в приймальній котушці е.р.с. прямого поля, що індукується генераторною котушкою. Фокусуючи котушки призначені для зменшення впливу некорисних сигналів шляхом створення в приймальному ланцюзі е.р.с, зворотних по знаку е.р.с, викликаним вихоровими струмами, які циркулюють в свердловині, зоні проникнення і вміщуючих породах.

Рис. 3. Схеми зондів індукційного методу. а, б – трьох - котушкові зонди – фокусуючи котушки в генераторному і приймальному ланцюгах відповідно; в – п’яти-котушковий зонд

Фокусуюча дія додаткових котушок досягається шляхом підбору числа їх витків, розташування і увімкнення їх відносно основних котушок. Компенсаційні і фокусуючі котушки вмикаються послідовно із головними, але їх витки намотані назустріч виткам генераторної і приймальної котушок. Котушки вертикального фокусування розташовуються зовні основних (генераторної та приймальної) котушок і вмикаються назустріч їм. При цьому досягається фокусування зонду у вертикальному напрямі, що призводить до суттєвого зменшення впливу вміщуючих порід. Радіальне фокусування здійснюється за допомогою внутрішніх фокусуючих котушок. Головне їх призначення – зменшення впливу свердловини і зони проникнення на результати вимірів.

Зонди індукційного каротажу позначаються таким чином: перша цифра відповідає загальній кількості котушок, літера «Ф» позначає, що зонд є сфокусованим, остання цифра вказує на довжину зонда. Наприклад, індукційний зонд 6Ф1 – шестикотушковий фокусований зонд довжиною 1 м. У шифрі зонда перша цифра – кількість котушок, остання цифра ­– довжина зонда в метрах.

Ступенем фокусування індукційного зонду () називається відношення сигналу, отриманим багатокотушковим зондом в однорідному середовищі () до сигналу, отриманим у тому самому середовищі двокатушковим зондом ():. Для зондів із слабким фокусуванням, із сильним фокусуванням –.

Найпростіший багатокотушковий зонд складається з трьох котушок – двох головних (ГК і ПК) та одної фокусуючої. Фокусуюча котушка може бути ввімкненою або в генераторний ланцюг, і в цьому випадку позначається ФГ, або в приймальний ланцюг і тоді позначається ФП. Ефективність застосування індукційного методу при вивченні розрізів свердловин у значній мірі визначається вибором багатокотушкового зонду з оптимальними параметрами. До таких параметрів відносяться його радіальна та вертикальна характеристики (рис.4), що визначають, відповідно, глибинність дослідження даного зонду в радіальному напрямку (залежність величини зареєстрованого сигналу від радіусу r – відстані від вісі свердловини до точки спостереження) і роздільну здатність за вертикаллю (залежність величини зареєстрованого сигналу від потужності пласта h, коли зонд розташований симетрично відносно границь пласта).

Рис.4. Радіальна (а) та вертикальна (б) характеристики індукційних зондів 4Ф1 і 6Ф1. По вісі ординат відкладене значення зареєстрованої е.р.с. Е′, нормованої на величину первинного поля Е.

Таким чином, у випадку неоднорідного середовища з коаксіально-циліндричними та плоско-паралельними горизонтальними поверхнями розділу радіальні характеристики дозволяють: 1) встановлювати ті мінімальні значення діаметрів циліндрів (свердловина, промита зона, зона проникнення, незмінена частина пласта), які практично не впливають на зареєстрований сигнал; 2) визначати ті максимальні діаметри циліндрів, за яких вплив зовнішнього середовища є вельми незначним, тобто глибинність дослідження. Вертикальні характеристики дають можливість: 1) встановити ту мінімальну потужність пласта, за якої він може бути зафіксований; 2) визначити ту граничну потужність пласта, за якої можна знехтувати впливом вміщуючих порід на величину повного сигналу.