Министерство образования и науки РФ ГОУ ВПО Тюменский Государственный

методы исследования скважин



Выполнил:
студент 4 курса 481 группы
Татариков Д.А.



Тюмень 2011

на измерении вторичного поля вихревых токов, индуцированных в породе.
Задача данного

метода состоит в получении зависимости Э.Д.С. электромагнитного поля от электропроводности среды ,ее геометрии и параметров зонда.

ИМ
Волновой метод проводимости
Высокочастотное индукционное изопараметричекое зондирование

и электрическими явлениями

вихревые токи имеют одну и ту же фазу, сдвинутые относительно

фазы тока в генераторной катушке на 90( вихревые токи не взаимодействуют)
Амплитуда плотности тока в любой точке среды рассчитывается по упрощенной формуле и определяется только пространственным фактором

частота и амплитуда тока, проходящего по генераторной катушке;
SГ и SИ

- площади витков генераторной и измерительной катушек;
nГ и nИ - число витков генераторной и измерительной катушек;
L - длина зонда.

Для Однородного по индуктивности пространства

удельные электропроводности соответственно раствора, зоны проникновения, пласта и вмещающих пород;
геометрические факторы, тех же участков среды, показывающие долю сигнала данной среды в общем сигнале.
Сумма всех геометрических факторов равна единице:

четкими аномалиями
позволяют изучать разрезы скважин, пробуренных с обычной промывочной жидкостью,

плохо проводящей электрический ток
не используются токовые электроды, которые применяются в методах КС,СЗ,ВП

заполненные нефтью или буровым раствором скважины.

на общей оси на расстоянии Lи одна от другой
Ось

генераторной катушки совпадает с осью скважины
Число витков nг и nп ,радиусы которых rг и rп
Площадь каждого витка sг = π rг2, sп= π rп2
Общая площадь витков Sг = sг nг , Sп = sп nп
Считаем что размеры катушек значительно меньше расстояния Lи
Генераторную катушку для упрощения заменим магнитным диполем

которого

где τ-время, ω=2πf-угловая частота, f- частота

Магнитный момент магнитного диполя равен


Магнитный диполь создает в окружающем пространстве магнитное поле напряженностью
или где Lr-рас. от центра ген.кат. до рассматриваемой точки

Магнитный поток пронизывающий замкнутую поверхность
где - вектор магнитной индукции, -угол между нормалью к элементарной площадки и силовыми линиями магнитного поля ;dS-площадь сечения элементарной площадки
Для элем. Кольца с радиусом rк магнитная индукция равна



Затем выполним интегрирование и получим

индукции е в эл.кольце

или
Под действием этой Э.Д.С. В ед. кольце вихревой ток силой

где сопротивление единичного эл.кольца


Ток создает в окружающем пространстве магнитное поле. Напряженность этого поля в точке где расположена изм.катушка равна





где Lп - расстояние от точек эл.кольца до центра изм. катушки; Sк-площадь пов. эл.кольца; Mк –магнитный момент кольца
Величина вторичного магнитного потока, пронизывающего витки измерительной катушки

или

Изменение вторичного магнитного потока во времени создает в измерительной катушке э.д.с.
или

где

-коэф. индукционого зонда а


пространственный фактор элементарного кольца

Рассмотрим геометрический и физический смысл пространственного фактора

тогда

Для треугольника ABC на основании теоремы синусов



Из АDC следует тогда и в итоге имеем



Пространственный фактор определяется величиной угла между расстояниями от генераторной и приемной катушек до рассматриваемой точки среды Lп и Lг, под которым виден зонд из точек элементарного кольца.
Физический смысл пространственного фактора эл.кольца заключается в том, что он определяет ту долю сигнала на выходе изм.катушки зонда, которую вносят различные участки изучаемой среды.

неоднородном пространстве. Э.Д.С. Всего исследуемого пространства Е
где dS

–площадь сечения кольца

В случае однородной немагнитной среды (µ=1)




Существует строгое доказательство что суммарный пространственный фактор однородной изотропной среды равен единице




Тогда

Для неоднородной немагнитной среды удельная электропроводность равна



Г де


Пространственный факторы пласта, зоны проникновения , промывочной жидкости и вмещающих пород
Т.е пространственный факторы каждого участка среды представляют собой сумму пространственных факторов Bк.п,Вк.зп.,Вп,Ввм.п элементарных колец по их площадям сечения Sк.п,Sк.зп,Sп,Sвм.п