Високочастотні індукційні методи
У високочастотних індукційних методах дослідження свердловин використовуються частоти струму живлення генераторної котушки від 0.5–1 МГц до кількох десятків мегагерц. За таких частот у відповідності із першим рівнянням Максвелла для гармонічних змінних полів величина корисного сигналу визначається як струмами провідності, так і струмами зміщення.
Високочастотні індукційні методи включають абсолютний, відносний, різницевий і різницево-відносний методи. В абсолютному методі вимірюється амплітуда е. р. с., що виникає в приймальній котушці; у відносному – відношення амплітуд двох сигналів; у різницевому – різниця зсуву фаз або амплітуд складових електромагнітного поля; у різницево-відносному – відношення різниці амплітуд до одної з амплітуд поля.
Серед високочастотних індукційних методів найбільш повно розроблені високочастотний індукційний метод (ВІМ), хвильовий метод провідності (ХМП) та метод високочастотного індукційного ізопараметричного зондування (ВІІЗ або ВІКІЗ – високочастотне індукційне каротажне ізопараметричне зондування). Останнім часом найбільш бурхливого розвитку набув саме метод ВІІЗ.
§26. Метод високочастотного індукційного ізопараметричного зондування
Існуючим модифікаціям
індукційного бокового зондування –
геометричному і частотному – притаманний
наступний недолік: вимірювані
характеристики електромагнітного поля
навіть у випадку однорідного ізотропного
середовища із постійною електропровідністю
не залишаються одними і тими, а залежать
від зміни параметрів зондування –
довжини зонду і частоти поля, що призводить
до хибних уявлень про зміну електропровідності
цього середовища і, відповідно, ускладнює
інтерпретацію результатів досліджень
в свердловинних умовах. Для усунення
цього недоліку звичайного індукційного
зондування Ю. М. Антонов запропонував
метод високочастотного індукційного
ізопараметричного зондування (ВІІЗ).
Сутність цього методу полягає у тому,
що добуток змінних довжин зондів і
частот поля (
)
дозволяє зберегти незмінними величини
абсолютних характеристик поля –
амплітуди і фази – в однорідному
ізотропному середовищі з фіксованим
значенням електропровідності. Дотримання
електродинамічної
ізопараметричності,
тобто постійності добутку
досягається тим, що із збільшенням
довжини зонду частота поля збудження
зменшується, а із зменшенням довжини
зонду – навпаки, збільшується. Завдяки
такій взаємокомпенсації конструктивних
параметрів зонду, вимірювані характеристики
поля залежать тільки від питомого
електричного опору середовища.
До складу зондового пристрою
для запису кривих ВІІЗ входять п’ять
триелементних геометрично подібних
зондів, що складаються з одної генераторної
та двох приймальних котушок. Щоб витримати
умову електродинамічної ізопараметричності
при збереженні різниці фаз у приймальних
котушках
,
необхідно забезпечити геометричну
ізопараметричність,
тобто постійність відношення бази зонда
до його довжини:
, (83)
де:
– база і-го
зонду (відстань між двома генераторними
котушками);
– довжина і-го
зонду (відстань між головними котушками
– зовнішньою генераторною та приймальною
котушками).
Вимірюваною величиною в методі ВІІЗ є різниця фаз гармонійного магнітного поля , що визначається просторовим розподілом питомого електричного опору оточуючого середовища. П’ять кривих дозволяють оцінити радіальний градієнт питомого електричного опору і виявляти за цією ознакою пласти-колектори, в яких формується зона проникнення, визначати питомий електричний опір цієї зони, її глибину, а також питомий опір незміненої частини пласта. Методом ВІІЗ вимірюється питомий опір порід у достатньо великому діапазоні – від долів одиниці до перших сотень ом-метрів.
Апаратура і методика ВІІЗ
Метод ВІІЗ є відносно «молодим», і тому відповідна каротажна апаратура ще не набула широкого застосування на виробництві.
В таблиці 5 наведені технічні характеристики зондів модуля ВІКІЗ-М в апаратурі АМАК «ОБЬ». Модуль призначений для роботи у відкритих стовбурах нафтогазових свердловин.
Таблиця 5