Патент на изобретение №2155974

(54) СИСТЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО КАРОТАЖА

(57) Реферат:

Изобретение относится к электрическому каротажу для определения электрического сопротивления подповерхностной породы через обсаженный ствол скважины. Система содержит источник напряжения и тока, средство регулирования напряжения и тока, средство крепления электродов и средство обработки напряжения и тока. Система содержит первую пару электродов для подвода тока, предназначенную для электрического соединения с обсадной трубой на различных высотах внутри скважины вблизи от одного из концов скважины для подвода электрического тока к обсадной трубе и обеспечения тока обсадной трубы между указанными электродами через промежуточную часть обсадной трубы между этими электродами и вторую пару электродов для съема напряжения, для обнаружения напряжений, создаваемых токами утечки, протекающими от обсадной трубы к породе. Упомянутая вторая пара электродов предназначена для размещения выше или ниже указанной первой пары электродов между промежуточной частью обсадной трубы и другим концом скважины. Один из электродов второй пары размещен рядом с первой парой электродов для подвода тока, а другой электрод для съема напряжения – на значительном расстоянии от первого электрода. Другой электрод для съема напряжения может быть расположен внизу скважины вблизи башмака обсадной трубы или вверху скважины вблизи от поверхности земли. Технический результат – более точное определение токов утечки. 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

Данное изобретение относится к системе электрического каротажа. В частности, изобретение относится к системе электрического каротажа для определения электрического сопротивления подповерхностной породы через обсаженный ствол скважины.

Обычно такая система содержит источник напряжения и тока, средство регулирования напряжения и тока, средство крепления электродов и средство обработки напряжения и тока для обработки токов и напряжений и определения тем самым указанного электрического сопротивления.

Хорошо известно применение вышеуказанной системы для выполнения измерений в процессе коротажа с целью определения электрического сопротивления породы через обсадную трубу скважины.

В общем случае используются металлические обсадные трубы, в частности изготавливаемые из стали. Глубина скважины может быть до нескольких тысяч метров. Такая порода может иметь структуру нефтяных слоев с сопротивлением, совершенно отличающимся от сопротивления окружающих слоев.

Чаще встречаются чередующиеся водо- и нефтеносные слои. В зависимости от насыщения углеводородом такие слои имеют сопротивление от 1 до 1000 Ом.

Представляет большой интерес получение надежных данных с целью, например, уточнения характеристик подповерхностной породы или контроля развития процесса откачки.

Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков и достигаемому результату является система электрического каротажа для определения электрического сопротивления подповерхностной породы через обсадной ствол скважины, известная из патента США N 2729784.

В вышеуказанном патенте делались попытки измерить токи, протекающие от закрепленных обсадными трубами буровых скважин к подповерхностной породе.

Известная система электрического каротажа для определения электрического сопротивления подповерхностной породы через обсадной ствол скважины содержит источник напряжения и тока питания, средство регулирования напряжения и тока, а также средство крепления электродов и, кроме того, пару электродов для подвода тока, подключенную к указанному источнику питания и к указанному средству регулирования, электрически соединенную с обсадной трубой внутри скважины на различных высотах в осевом направлении указанной скважины, образующую промежуточную часть обсадной трубы для подвода электрического тока к указанной обсадной трубе и обеспечения тока обсадной трубы через указанную часть обсадной трубы между указанными электродами и расположенную вблизи одного из концов скважины и пару электродов для съема напряжения для обнаружения напряжений, создаваемых токами утечки, протекающими от обсадной трубы к породе. Пара электродов для съема напряжения выполнена с возможностью размещения в осевом направлении скважины выше или ниже пары электродов для подвода тока между указанной промежуточной частью обсадной трубы и другим концом скважины, при этом указанная пара электродов для съема напряжения соединена с обсадной трубой между указанным другим концом скважины и выбранной парой электродов для подвода тока. Система также содержит средство обработки указанных напряжений и токов для определения указанного электрического сопротивления.

Две разнесенные по оси пары электродов для подвода тока, размещенные в одном каротажном приборе, подключены к обсадной трубе и при подаче питания создают в обсадной трубе токи, протекающие между электродами каждой пары.

Электрическая схема выполнена таким образом, что два соседних электрода указанных двух пар имеют одинаковый электрический потенциал, вследствие чего часть обсадной трубы между ними функционирует как квазивыделенный электрод, от которого токи втекают в породу. Размещением трех дополнительных электродов в части обсадной трубы между упомянутыми двумя парами электродов устанавливается симметричное распределение потенциала, а выполняемое измерение напряжения позволяет определить электрическое сопротивление подповерхностной породы.

Однако хорошо известно, что электрические измерения на обсадных трубах далеки от идеальных из-за шероховатостей обсадной трубы, обусловленных перепадом толщины и коррозионными пятнами. Поэтому сопротивления обсадной трубы в значительной степени находятся под влиянием указанных факторов.

В вышеупомянутом способе каротажа такие неблагоприятные эффекты сочетаются с электрическим измерением и регулированием малых токов утечки от короткой части обсадной трубы между парами электродов.

В свете изложенного это означает, что будут измеряться только очень малые напряжения, тогда как надежность таких измерений оценивается как низкая. Поэтому следует ожидать больших отклонений сопротивления подповерхностной породы.

Из последних опубликованных источников известны различные пути управления вышеуказанными ситуациями и обстоятельствами. К примеру, в патенте США N 5043668 раскрыты способ и устройство для определения вышеупомянутого сопротивления через обсадную трубу скважины. В частности, использованы три электрода для подвода тока и три электрода для съема напряжения, при этом пять электродов электрически соединены с обсадной трубой на разных высотах, отсчитываемых в осевом направлении скважины, и один электрод для подвода тока размещен на значительном расстоянии от других с внутренней стороны поверхности земли.

С помощью этой установки выполняются калибровочные измерения и определяется сопротивление.

В режиме калибровочного измерения ток обсадной трубы между двумя электродами для подвода тока, соединенными с обсадной трубой, индуцирует два напряжения, отсчитываемые между тремя электродами для съема напряжения, которые соединены с обсадной трубой и размещены между упомянутыми двумя электродами для подвода тока.

Указанные отсчеты отражают сопротивления обсадной трубы между электродами для съема напряжения. И в этом случае сопротивления обсадной трубы находятся под влиянием вышеуказанных эффектов. Поэтому указанные два напряжения подаются на электронные схемы для регулирования и уравновешивания соответствующих пропорциональных отсчетов напряжений.

В режиме определения сопротивления используются те же электроды для съема напряжения. Но теперь электрический ток вводится в обсадную трубу и в породу от верхнего электрода для ввода тока, который образует электрическую цепь с электроном для ввода тока, размещенным с внутренней стороны поверхности земли. Очевидно, что в этом режиме возникают токи утечки в породу. Поэтому в этом режиме отсчеты напряжений, обнаруженные вышеупомянутыми тремя электродами для съема напряжения, более или менее изменены.

Обычно в этом режиме главным образом токи обсадной трубы, которые на несколько порядков больше токов утечки из-за различий сопротивлений обсадной трубы и породы, наводят указанные пропорциональные напряжения. И все же различия между напряжениями, выявленные в этих двух режимах работы, хотя и очень малые, характеризуют указанные токи утечки.

В результате этого может быть определено сопротивление породы.

Специалистам в рассматриваемой области техники должно быть ясно, что при использовании такого устройства небольшие отклонения относительно указанных различий, вызванные коррозионными пятнами, электрическими возмущениями, механическим дефектом, или настройкой схем, будут выражаться в существенных погрешностях тока обсадной трубы. Поэтому получение надежных данных для тока утечки очень затруднительно.

В основу изобретения положена задача создания системы электрического каротажа для определения электрического сопротивления подповерхностной породы, обеспечивающей более точное определение токов утечки при исключении токов обсадной трубы в измерение тока утечки в максимально возможной степени.

Поставленная задача решается тем, что в системе электрического каротажа для определения электрического сопротивления подповерхностной породы через обсаженный ствол скважины, содержащей
– источник напряжения и тока питания;
– средство регулирования напряжения и тока;
– средство крепления электродов;
– пару электродов для подвода тока, подключенную к указанному источнику питания и к указанному средству регулирования, электрически соединенную с обсадной трубой внутри скважины на различных высотах в осевом направлении указанной скважины и образующую промежуточную часть обсадной трубы, для подвода электрического тока к указанной обсадной трубе и обеспечения тока обсадной трубы через указанную часть обсадной трубы между указанными электродами, и расположенную вблизи одного из концов скважины;
– пару электродов для съема напряжения для обнаружения напряжений, создаваемых токами утечки, протекающими от обсадной трубы к породе, при этом указанная пара электродов выполнена с возможностью размещения в осевом направлении скважины выше или ниже указанной пары электродов для подвода тока между указанной промежуточной частью обсадной трубы и другим концом скважины, указанная пара электродов для съема напряжений соединена с обсадной трубой между указанным другим концом скважины и выбранной парой электродов для подвода тока; и
– средство обработки указанных напряжений и токов для определения указанного электрического сопротивления, согласно изобретению электрод для подвода тока из указанной пары электродов для подвода тока является наиболее близким к указанному другому концу обсадной трубы и при присоединении обоих электродов второй пары к обсадной трубе один электрод из упомянутой второй пары электродов для съема напряжения размещен в осевом направлении скважины рядом с первой парой электродов для подвода тока, а другой электрод для съема напряжения расположен на значительном расстоянии от первого электрода для съема напряжения.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения по меньшей мере один электрод из второй пары электродов электрически соединен с обсадной трубой внутри скважины.

В частности, упомянутый другой электрод, N, размещен внизу скважины вблизи от башмака обсадной трубы или упомянутый другой электрод, N, размещен вверху скважины вблизи от поверхности земли.

В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения вторая пара электродов предназначена для размещения на поверхности земли.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения по меньшей мере третий электрод для съема напряжения, предназначенный для электрического соединения с обсадной трубой внутри скважины в качестве калибровочного электрода, R, размещен рядом с первой парой и по другую сторону первой пары электродов относительно второй пары электродов.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения предусмотрен по меньшей мере один дополнительный электрод для съема напряжения, расположенный преимущественно между первой парой электродов для съема напряжения.

Благодаря использованию системы электрического каротажа согласно настоящему изобретению любой ток, проходящий через внешнюю поверхность промежуточной части обсадной трубы, порождается токами утечки, которые протекают преимущественно от внешней поверхности промежуточной части обсадной трубы, от части обсадной трубы по одну сторону промежуточной части обсадной трубы, втекают в породу и возвращаются через обсадную трубу по другую сторону промежуточной части обсадной трубы.

Поэтому электроды для съема напряжения второй пары обнаруживают токи утечки в породе либо протекающие через обсадную трубу, что зависит от положения второй пары электродов для съема напряжения.

Благоприятно, что токи обсадной трубы полностью исключаются при обнаружении таких токов утечки, в результате чего достигается возможность точного определения сопротивлений породы.

Настоящее изобретение далее будет описано детально со ссылкой на чертежи, на которых представлено следующее:
фиг. 1а – схема предпочтительного размещения электродов системы электрического каротажа согласно настоящему изобретению;
фиг. 1b – диаграмма напряжений в системе каротажа, показанной на фиг. 1а;
фиг. 2 – соотношение между измеренными напряжениями и значениями отсчетов по длине обсадной трубы, на протяжении которой токи утечки вытекают и возвращаются в однородную породу;
фиг. 3 – соотношение, подобное показанному на фиг. 2, но для слоистой породы;
фиг. 4а, 4b, 4c – конфигурации размещения электродов в соответствии с изобретением.

Для объяснения принципов настоящего изобретения обратимся к фиг. 1а и 1b.

На фиг. 1а схематично показана скважина 1, которая пробурена в подповерхностной породе 2. Скважина закреплена обсадной трубой 3, пролегающей, например, от поверхности 4 земли до дна 5 скважины 1. Нижний конец обсадной трубы закреплен в породе с помощью башмака 6 обсадной трубы.

Для отметки местоположений внутри скважины использованы значения глубины, измеренной от поверхности земли, и высоты, измеренной от дна скважины, при этом обе величины отсчитаны в осевом направлении скважины. Поэтому, если скважина пробурена не строго вертикально, значения глубины и высоты должны считываться как значения длины вдоль оси скважины.

Обычно обсадная труба выполнена из металла, например из стали. Любой другой материал может быть применен при условии, что обсадная труба будет электропроводной, поскольку это необходимо для осуществления системы и способа согласно настоящему изобретению.

В большинстве случаев для определения электрического сопротивления породы каротажная диаграмма снимается при незакрепленной трубой скважине, а скважина закрепляется обсадной трубой только после исследовательских и каротажных процедур, но до начала операций, связанных с добычей. Но, как пояснялось выше, только после того, как скважина закреплена обсадной трубой, желательно или необходимо определять электрическое сопротивление, например, с целью контроля электрических характеристик породы, из которой добываются углеводороды.

Это означает, что электрические измерения должны проводиться через металлическую обсадную трубу, поскольку обсадная труба с высокой электропроводностью заглублена в породу с высоким электрическим сопротивлением, в результате чего электрические токи будут протекать преимущественно только через эту обсадную трубу.

В соответствии с настоящим изобретением благодаря применению первой пары электродов для подвода тока, A и B, ток I_c обсадной трубы протекает только между электродами A и B.

В типичном случае низкочастотные токи обеспечиваются источником 9 тока. Преимущественно используются частоты до 20 Гц и токи амплитудой до 40 A.

Чтобы упростить дальнейшее пояснение, электрод B для подвода тока будет считаться электродом, имеющим более высокий электрический потенциал. Вследствие этого ток I_c обсадной трубы протекает от электрода B к электроду A, тогда как токи I₁ утечки, вытекающие преимущественно из части обсадной трубы, примыкающей к электроду B, затем протекают через подповерхностную породу и возвращаются через часть обсадной трубы, примыкающую к электроду A.

Можно понять, что эта ситуация полностью симметрична случаю обратных потенциалов электродов A и B. Кроме того, это означает, что, хотя обычно применяются установки переменного тока, для вышеупомянутых частот допустима обработка данных как данных постоянного тока.

Как показано на фиг. 1a, указанная первая пара размещена вблизи от дна 5, при этом выделяющаяся концевая часть 7 обсадной трубы 3, примыкающая к электроду B, будет относительно короткой.

В типичном случае длина концевой части 7 выбирается такой, что электрический потенциал на протяжении упомянутой части преимущественно равен потенциалу соседних электродов для подвода тока. Обычно по другую сторону от указанной первой пары электродов, примыкающую к электроду A, потенциал другой части 8 обсадной трубы преимущественно равен электрическому потенциалу на бесконечности, который большей частью определяется как нулевой потенциал, что показано на фиг. 1b. Поэтому ясно, что между частями 7 и 8 обсадной трубы создается напряжение.

В результате очень большая часть токов I₁ утечки будет протекать между указанными двумя частями 7 и 8 обсадной трубы, при этом пересекая подповерхностную породу 2.

Как установлено выше, концевая часть 7 имеет более высокий электрический потенциал, и поэтому ток I₁ протекает от части 7 к части 8, как это показано стрелками на линиях 10 электрического тока.

К тому же из-за относительно короткой концевой части 7 исходная позиция для тока I₁ хорошо определена, и обеспечивается чувствительность к вариациям сопротивления, зависящим от возможного присутствия слоистых пород в месте расположения концевой части. Это означает, что, если длина концевой части 7 варьируется, то контролируются изменения сопротивления.

Для специалистов в рассмотренной области техники должно быть ясно, что такое же объяснение может быть дано для случая симметричной компоновки с указанной первой парой в верхнем конце скважины вблизи от поверхности земли.

Дополнительно задав условия и обстоятельства возникновения тока I₁, можно обнаружить указанные токи с целью получения данных, позволяющих определить сопротивление породы. Следовательно, в соответствии с настоящим изобретением токи утечки обнаруживаются на другой стороне первой пары, A и B.

Как можно видеть из фиг. 1а, вторая пара электродов, М и N, для съема напряжения размещена внутри и подключена к другой части 8 обсадной трубы. Таким путем ток I₁ обнаруживается при возврате и протекании через указанную часть 8 обсадной трубы.

В общем случае вторая пара электродов для съема напряжения должна быть размещена таким образом, чтобы промежуток между электродами для съема напряжения перекрывал разность электрических потенциалов.

В представленном случае обсаженного ствола скважины с первой парой электродов для подвода тока, когда очень большая часть токов утечки начинается в осевом направлении ниже второй пары, электроды для съема напряжения должны быть размещены в возвратном потоке указанных токов.

Особенно предпочтительно расположение электродов в местах наибольшей расходимости токов. Поэтому большой промежуток между электродами М и N предпочтителен, когда они размещаются внутри обсадной трубы.

Различные варианты размещения электродов, показанные на фиг. 4b и 4c в развитие размещения, отраженного на фиг. 1a, будут пояснены ниже.

Чтобы точно обнаружить ток I₁, выбрано большое расстояние между электродами М и N, посредством чего обнаруживается очень большая часть тока I₁. Более того, при таком большом разнесении сочетание низкого сопротивления обсадной трубы и малых значений тока I₁ обеспечивает создание напряжений, которые могут обнаруживаться с высокой достоверностью.

Из вышесказанного ясно, что достигается ряд преимуществ. Первое из них заключается в том, что все токи обсадной трубы и токи утечки разделяются без затруднений. Поэтому токи утечки обнаруживаются полностью отдельно.

К тому же большой промежуток между электродами для съема напряжения позволяет успешно обнаруживать токи утечки.

Ниже кратко определено понятие сопротивление породы.

В соответствии с законом Ома сопротивление может быть определено тогда, когда имеются значения тока и напряжения.

В настоящем изобретении предполагается, что сопротивление обсадной трубы известно, например, из технических условий, или определено ранее для выполнения каротажа в соответствии с настоящим изобретением.

Напряжения, измеренные с помощью второй пары электродов, преобразуются в значения токов утечки. С другой стороны, токи обсадной трубы преобразуются в значения напряжений, равные разности электрических потенциалов между частями 7 и 8 обсадной трубы. В результате сопротивление породы определяется из сочетания вышеупомянутых значений токов утечки и значений напряжений, полученных путем преобразования.

Дальнейшее пояснение дано применительно к определению сопротивления обсадной трубы.

В свете обсужденных выше вариаций сопротивлений обсадной трубы другой вариант осуществления настоящего изобретения предусматривает подключение дополнительного электрода для съема напряжения, т.е. калибровочного электрода R, для контроля упомянутого изменения сопротивления обсадной трубы и, следовательно, для калибровки измерений, выполняемых в процедуре каротажа.

Как можно видеть из фиг. 1a, электрод R может сочетаться с одним из электродов для съема напряжения, М и N, где электрод R и, например, электрод М размещены в предварительно определенных местах по разные стороны от части обсадной трубы между первой парой электродов, A и B.

Для примера, чтобы упростить процедуру калибровки, электроды R и М могут быть установлены симметрично относительно пары электродов A и B.

Как отмечалось выше, длина концевой части 7 может изменяться с целью отслеживания слоистых структур следующим образом.

Для случая однородной подповерхностной породы 2 картина линий тока I₁ показана на фиг. 1a. Она означает, что плотность линий тока наиболее высока около указанной концевой части. К тому же картина около концевой части однозначно определяется сопротивлением породы в этом месте.

С помощью способа и системы согласно настоящему изобретению сопротивления породы контролируются в режиме расхождения токов I₁ утечки.

Когда изменение длины концевой части осуществляется в относительно небольших пределах, например, в случае начала каротажа при размещении первой пары электродов вблизи от дна и с последующим подъемом указанной пары, то, хотя высота возрастает, плотность линий тока видоизменяется очень незначительно.

Это означает, что по мере увеличения концевой части ток I₁ возрастает в основном линейно и что больший ток утечки I₁ вытекает из упомянутой концевой части. Поэтому для однородной породы с помощью второй пары электродов, М и N, измеряются большие напряжения.

Сделанное пояснение относится к процедуре каротажа, схематично представленной на фиг. 2.

На фиг. 2 Z представляет собой высоту концевой части 7 обсадной трубы между определенным положением относительно первой пары электродов и дном скважины.

Однако для специалистов в рассматриваемой области техники должно быть ясно, что для больших концевых частей, образованных путем подъема электродов, должны быть получены модифицированные соотношения из-за другого режима расхождения токов утечки.

На фиг. 3 представлен случай, когда в процессе каротажа, как указано выше, первая пара электродов пересекает слой, имеющий большее сопротивление, чем то, которое было в начале процедуры каротажа. По достижении во время подъема упомянутого слоя ток утечки будет возрастать лишь слегка, если будет возрастать вообще.

Дальнейшее возрастание тока после прохождения слоя представлено на фиг. 3.

Из изложенного может быть понятно, что могут отслеживаться слоистые структуры, а точное моделирование и обработка данных, полученных при каротаже, позволяют определить толщину слоя и значения сопротивлений.

Другие реализации настоящего изобретения показаны на фиг. 4a, 4b и 4c.

На фиг. 4a позициями обозначены только основные узлы, те же, что и использованные на фиг. 1a.

На фиг. 4b и 4c указаны главным образом электроды и тем самым подчеркнуты различия между этими чертежами.

Более конкретно, в компоновке электродов, представленной на фиг. 4a, электроды A, B, М и R помещены в один и тот же скважинный прибор 20.

При использовании такого скважинного прибора каротаж может быть выполнен просто и экономичным путем, который хорошо известен.

Другой электрод для съема напряжения второй пары обозначен здесь как N_a.

Последующие электрические схемы, к примеру средства управления токами и напряжениями и обработки значений напряжений и токов, указаны под номером 21.

В компоновке, показанной на фиг. 4b, другой электрод N_b для съема напряжения размещен теперь на поверхности земли.

Эта установка еще более упрощает подготовку и проведение процедуры каротажа. Хотя в этой установке очень большая часть тока I₁ захватывается между M и N_b и может потребоваться некоторое дополнительное моделирование.

На фиг. 4с компоновка электродов еще более модифицирована. Здесь оба электрода, M_с и N_с, для съема напряжения расположены на поверхности земли, при этом электрод M_с подключен к обсадной трубе.

Порядок выполнения калибровочных измерений такой же, как рассмотренный выше.

Скважинный прибор 20 теперь заключает в себе два калибровочных электрода, R₁ и R₂, выполняющих функции электродов для съема напряжения таким же путем, как показанные на фиг. 1, 4а и 4b электроды для съема напряжения М и R.

Электрические схемы 22 адаптированы в соответствии с модифицированной компоновкой электродов.

Представленная компоновка электродов М_с и N_с требует моделирования для обеспечения обработки данных, полученных в случае, когда каротаж осуществляется с помощью системы каротажа, показанной на фиг. 4с.

В дальнейшей предпочтительной реализации настоящего изобретения по меньшей мере один дополнительный электрод для съема напряжения размещен преимущественно между этой второй парой для выделения токов возмущения.

Как хорошо известно специалистам в рассматриваемой области техники, токи, обусловленные естественными условиями или деятельностью людей, непрерывно протекают через подповерхностную породу.

Например, гроза и связанные с ней электрические разряды, а также эффекты, вызванные движением поездов, могут приводить к возникновению заметных токов утечки. Эти токи, хотя и небольшие, часто создают значительные возмущения для токов утечки, вытекающих из вышеуказанной первой пары электродов согласно настоящему изобретению.

В частности, в компоновках, показанных на фиг. 4а и 4b, по меньшей мере один дополнительный электрод для съема напряжения, предназначенный для электрического соединения с обсадной трубой, позволяет точно определить токи возмущения, проходящие по отрезкам трубы, расположенным между электродами для съема напряжения. Поэтому при измерениях токов утечки результаты могут быть скорректированы относительно токов возмущения.

Далее для пояснения упомянутого выше излагаются некоторые подробности относительно геометрии, разнесения и расстояний применительно к системе согласно настоящему изобретению.

Чтобы иметь баланс между амплитудой тока обсадной трубы и токами утечки, отношение промежутка между электродами для подвода тока A и B, d_AB и диаметром обсадной трубы d_с выбрано предпочтительно между 3 и 15. Однако в случае очень тонких слоев применимо отношение значений ниже 3, а в случае измерения сопротивления на больших расстояниях от обсаженного ствола скважины может быть предпочтительным отношение выше 15.

С учетом фиг. 2 и 3, высота Z концевой части 7 не должна превышать 300 м. В случае большей высоты плотность линий тока снижается так, что будет происходить только небольшое возрастание токов утечки I₁. Между тем электроды для съема напряжения, M и N, предпочтительно разносить на большое расстояние, например на расстояние больше 100 м.

Однако специалистам в рассматриваемой области техники должно быть ясно, что указанное расстояние существенно зависит от комбинации электропроводности обсадной трубы, сопротивления породы и амплитуды тока утечки. Поэтому расстояния, выходящие за вышеуказанные пределы, могут быть предпочтительны.

Различные модификации настоящего изобретения очевидны для специалистов в рассматриваемой области техники. Такие модификации подразумеваются входящими в объем формулы изобретения.

Формула изобретения

1. Система электрического каротажа для определения электрического сопротивления подповерхностной породы через обсаженный ствол скважины, содержащая источник напряжения и тока питания; средство регулирования напряжения и тока; средство крепления электродов; пару электродов для подвода тока, подключенную к указанному источнику питания и к указанному средству регулирования, электрически соединенную с обсадной трубой внутри скважины на различных высотах в осевом направлении указанной скважины и ограничивающую промежуточную часть обсадной трубы, для подвода электрического тока к указанной обсадной трубе и обеспечения тока обсадной трубы через указанную часть обсадной трубы между указанными электродами, и расположенную вблизи одного из концов скважины; пару электродов для съема напряжения для обнаружения напряжений, создаваемых токами утечки, протекающими от обсадной трубы к породе, при этом указанная пара электродов выполнена с возможностью размещения в осевом направлении скважины выше или ниже указанной пары электродов для подвода тока между указанной промежуточной частью обсадной трубы и другим концом скважины, указанная пара электродов для съема напряжений соединена с обсадной трубой между указанным другим концом скважины и выбранной парой электродов для подвода тока; и средство обработки указанных напряжений и токов для определения указанного электрического сопротивления, отличающаяся тем, что электрод для подвода тока из указанной пары электродов для подвода тока является наиболее близким к указанному другому концу обсадной трубы и тем, что при присоединении обоих электродов второй пары к обсадной трубе один электрод из упомянутой второй пары электродов для съема напряжения размещен в осевом направлении скважины рядом с первой парой электродов для подвода тока, а другой электрод для съема напряжения расположен на значительном расстоянии от первого одного электрода для съема напряжения.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что по меньшей мере один электрод второй пары электродов для съема напряжения предназначен для электрического соединения с обсадной трубой внутри скважины.

3. Система по п.2, отличающаяся тем, что другой электрод для съема напряжения размещен внизу скважины вблизи от башмака обсадной трубы.

4. Система по п.2, отличающаяся тем, что другой электрод для съема напряжения размещен вверху скважины вблизи от поверхности земли.

5. Система по любому из пп.1 – 4, отличающаяся тем, что по меньшей мере, третий электрод для съема напряжения, предназначенный для электрического соединения с обсадной трубой внутри скважины в качестве калибровочного электрода, размещен рядом с первой парой электродов для подвода тока и по другую сторону первой пары электродов относительно второй пары электродов для съема напряжения.

6. Система по п.5, отличающаяся тем, что электроды для съема напряжения размещены симметрично относительно первой пары электродов для подвода тока.

7. Система по любому из пп.1 – 6, отличающаяся тем, что введен, по меньшей мере, один дополнительный электрод для съема напряжения, расположенный преимущественно между второй парой электродов для съема напряжения.

8. Система по п. 7, отличающаяся тем, что дополнительный электрод для съема напряжения предназначен для электрического соединения с обсадной трубой внутри скважины.

9. Система по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что отношение расстояния между электродами для подвода тока, измеренное в направлении скважины, и диаметром обсадной трубы находится в пределах 3 – 15.

10. Система по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что в качестве тока обсадной трубы использован переменный ток с частотой до 20 Гц и амплитудой до 40 А.

РИСУНКИ

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 08.06.2003

Извещение опубликовано: 20.10.2005 БИ: 29/2005