Принцип измерения при электрическом каротаже

Проведение геофизических исследований в скважинных ус­ловиях требует применения сложных технических средств, раз­работанных и изготовленных с использованием последних до­стижений электронной, радиотехнической, электротехнической, химической, металлургической и других отраслей промышлен­ности.

Схема электрического каротажа разделяется на скважинную и поверхностную части. Регистрирующая часть схемы со­средоточена в каротажной лаборатории. Скважинный прибор (зонд) соединяется с поверхностной аппаратурой и управляется через каротажный кабель оператором каротажной лаборато­рии. Каротажный кабель служит каналом связи между по­верхностной и глубинной частями схемы и несет механическую нагрузку. Спускоподъемные операции скважинного прибора осуществляются с помощью лебедки каротажного подъемника.

В настоящее время в зависимости от типа используемого кабеля применяются различные схемы измерения кажущегося удельного сопротивления; все шире внедряется комплексная ап­паратура, обеспечивающая одновременную регистрацию не­скольких параметров.

Измерительная схема электрического каротажа с приме­нением трехжильного кабеля, рассчитанная на одновременный замер КС и ПС (рис.5), состоит из двух измерительных ка­налов и питающей цепи генератора Г с током I.

Измерение КС сводится к измерению разности потенциалов между электродами М и N, созданной электрическим полем питающих электродов, и поддержанию установленного тока I. В измерительной цепи, кроме напряжения ΔU, наблюдается ес­тественная разность потенциалов ПС.

Для обеспечения разделения КС и ПС при их одновремен­ной регистрации для питания АВ обычно применяют перемен­ный ток. Он может быть синусоидальным или в виде прямо­угольных импульсов. Ток регулируется блоком П.

В этом случае сигнал КС (ΔU) имеет форму тока в цепи АВ, а величина ΔU изменяется пропорционально изменению ка­жущегося сопротивления по стволу скважины. Сигнал ПС по­стоянен по направлению и с перемещением зонда медленно изменяется по величине. Таким образом, сигнал КС имеет форму переменного тока, а сигнал ПС - постоянного. После разделения их соответствующими фильтрами Ф₁ и Ф₂ они на­правляются в измерительные каналы КС и ПС.

Рис. 5 Схема электрического каротажа

с аппаратурой на трехжильном кабеле:

Г- генератор переменного тока;

Я - блок питания; Фи Фг - фильтры;

ФД — фазочувствительный детектор;

КС и ПС — регист­раторы кривых КС и ПС

Сигналы КС после преобразования фазочувствительным выпрямителем ФВ, а ПС без преобразования регистрируются в виде непрерывных кривых КС и ПС в функции глубины ствола сква­жины.

Для схем измерений КС и ПС с применением трехжильного кабеля характерна простота скважинного прибора. При использовании много­жильного кабеля появляется воз­можность одновременной регистра­ции нескольких геофизических па­раметров, например, с применением семижильного кабеля четырех-пяти кривых КС зондами различной длины и одной кривой ПС. При этом принцип измерений сохраня­ется, число измерительных каналов увеличивается за счет использова­ния многожильного кабеля.

Современное состояние радиоэлектроники обеспечивает воз­можность создания приборов для комплексирования измерений электрического каротажа, а также некоторых других видов ГИС с применением одножильного кабеля.