3.4 Апаратура, методика проведення та інтерпретація даних термокаротажу.
3.4.1 Апаратура термокаротажу (тег)
Електричний термометр опору є основним приладом для виміру температур у свердловинах. Його дія заснована на зміні опору металевого провідника зі зміною температури:
,
(3.7)
де Rt0 і Rt – опір провідника при деякій початковій температурі t0 і вимірюваній температурі t; – температурний коефіцієнт (його величина для міді складає 0,004°С-1).
За величиною Rt можна визначити температуру середовища в свердловині.
Переважно у свердловинних електричних термометрах опорів використовується мостова схема виміру для трьохжильного й одножильного кабелів.
У мостовій схемі термометра з трьохжильним кабелем (рис. 3.7, а) плечі R2 і R4 є інертними з дуже малим температурним коефіцієнтом, а плечі R1 і R3 – чутливими зі значним температурним коефіцієнтом. Інертні плечі виготовляються з манганіну або константану ( =(1-3)·10-5°С-1), чутливі плечі – з міді. Живлення моста здійснюється постійним струмом з поверхні, зворотним проводом служить земля. В іншій діагоналі моста між точками М і N вимірюється різниця потенціалів U, яка пропорційна зміні температури середовища в свердловині.
Рисунок 3.7 – Схеми виміру температур у свердловині електричними термометрами на трьохжильному (а) і одножильному (б) кабелях та електричним термометром типу ТЕГ (в)
Опори інертних плечей, практично, при будь-якій температурі не змінюють своєї величини та рівні один одному, тобто R2=R4. При деякій температурі t0 спостерігається рівновага моста, тобто дотримується умова R1R3=R2R4. При цій температурі різниця потенціалів між точками М і N дорівнює нулю. Температура, що вимірюється, рівна:
,
(3.8)
де C=2/R0 – стала термометра.
Визначення сталої термометра С і температури t0 рівноваги моста проводиться шляхом градуювання електричного термометра за допомогою точного ртутного термометра. Розглянуті схеми виміру температури відмічаються низькою точністю за рахунок використання прямої передачі електричного сигналу по геофізичному кабелю. На рисунку (3.7.в) представлена схема приладу для виміру температури з частого-модуляційною схемою передачі інформаційного сигналу. Представлений прилад характеризується високою точністю виміру температури за рахунок перешкодостійкості телеметричної системи.
3.4.2 Методика проведення вимірювань термокаротажу
Дослідження в свердловинах ведуть, керуючись такими вимогами:
Перед спуском приладу в свердловину вимірюють температуру навколишнього середовища (допускається вимірювання температури повітря в станції) одночасно свердловинним термометром і ртутним. Різниця в показаннях обох термометрів не повинна перевищувати ± 0,5°С.
Орієнтовна швидкість каротажу повинна становити 1000; 800; 600 і 400 м/год, якщо постійна, часу дорівнює 0,5; 1; 2 і 4 с відповідно.
Якщо значення аномалії встановлюють з точністю 99,9; 99,5; 99; 95 і 90%, то коефіцієнт п дорівнює відповідно 6,9; 5,3; 4,6; 3 і 2,3.
Геотермічні дослідження проводять тільки на спуску приладу після перебування свердловини в спокої не менше 10 діб. Більш точний проміжок часу встановлюють для району дослідним шляхом; реально він може становити від декількох місяців до декількох років. В свердловині не повинно бути переливу, газопроявлень, затрубного руху.
При визначенні природної температури необхідно: провести на ряді глибин вимірювання при нерухомому термометрі; виконати не менше двох повторних вимірів по всьому стовбуру з інтервалом часу між ними не менше доби; в обох варіантах різниця показань не повинна перевищувати +1 ° С.