Индукционные методы, основанные на изучении в скважинах электромагнитного поля низкой и высокой частоты. Простейший двухкатушечный зонд. Формирование сигнала в измерительной катушке. Геометрический фактор, кривые низкочастотного индукционного метода.
Аннотация к работе
Индукционные методы, основанные на изучении в скважинах переменного электромагнитного поля низкой и высокой частоты, разработаны достаточно детально. Низкочастотными индукционными методами изучают электромагнитное переменное поле ультразвуковой частоты 20-60 КГЦ, высокочастотными - переменные поля частотой 1-10 МГЦ. скважина электромагнитный двухкатушечный низкочастотный В группу низкочастотных индукционных методов входят обычный индукционный метод с продольным датчиком, индукционный метод с поперечным датчиком, индукционный метод переходных процессов, частотный индукционный метод.При проведении индукционного каротажа (ИК) изучается удельная электрическая проводимость горных пород посредством индуцированных (наведенных) токов. Для этого в скважину опускается прибор (зонд) имеющий в своем составе генераторную (Г) и измерительную (И) катушки. При пропускании через излучающую катушку переменного тока частотой, вырабатываемого генератором, вокруг катушки и в окружающей среде создается переменное магнитное поле. Это поле создает в свою очередь в окружающей среде переменные токи. В свою очередь, магнитное поле вихревых токов индуцирует в приемной катушке скважинного прибора ЭДС, представляющую собой векторную сумму активной составляющей, совпадающей по фазе с током питания генераторной катушки, и реактивной составляющей, сдвинутой на 90 градусов относительно питающего тока.Решение прямой задачи индукционных методов состоит в получении зависимости измеряемой эдс электромагнитного поля от электропроводности среды, ее геометрии и параметров зонда. В основе приближенной теории Долля лежат два допущения: 1) все индуцированные в окружающей среде вихревые токи имеют одну и ту же фазу, сдвинутую относительно фазы тока в генераторной катушке на 90°; это означает, что взаимодействие вихревых токов отсутствует, т. е. при решении прямой задачи явление скин - эффекта не принимается во внимание; 2) амплитуда плотности тока в любой точке среды рассчитывается но упрощенной формуле и определяется только пространственным фактором и удельной электропроводностью участка среды. При высокой частоте тока или большой электропроводности пород явление скин-эффекта существенно изменяет характер распространения электромагнитного поля, н в этом случае при решении прямой задачи необходимо использовать строгую теорию. Приближенная теория низкочастотных индукционных методов позволяет сравнительно просто установить зависимость эффективной удельной электропроводности изучаемого пространства от электропроводности отдельных сред, их размеров и положения относительно индукционного зонда, а также наглядно представить физическую сущность этого метода. С помощью приближенной теории можно путем элементарных расчетов решить прямую задачу описываемых методов для плоских и цилиндрических поверхностей раздела между средами.В теории Долля введение понятия пространственного фактора элементарного кольца занимает одно из центральных мест. Из (14) следует, что значение пространственного фактора элементарного кольца определяется его вертикальным расположением относительно катушек и горизонтальным расстоянием от оси зонда при фиксированной длине зонда. Выясним геометрический смысл пространственного фактора . Из (17) следует, что пространственный фактор полностью определяется величиной угла ? между сторонами и под которыми виден зонд из точек элементарного кольца. Геометрическим местом сечений элементарных колец с равным пространственными факторами являются окружности, проходящие через центры генераторной и измерительной катушек.Границы пластов при их средней и большой мощности определяются по середине аномалии, где ее ширина соответствует истинной мощности пласта h. Для пластов малой мощности ширина аномалии на ее середине представляет собой фиктивную мощность . На показания индукционных зондов искажающее влияние оказывают: 1) скважина; 2) явление скин-эффекта; 3) ограниченная мощность пласта и вмещающие породы; 4) зона проникновения фильтрата промывочной жидкости. Влияние скважины может быть учтено по показаниям против высокого удельного сопротивления (), встречающихся в разрезе.Этот метод получил широкое распространение при исследовании разрезов нефтяных и газовых скважин с промывочными жидкостями сравнительно низкой минерализации (>10Ом м).Теоритические кривые индукционного метода.