Pomiar metodą pola sterowanego w głębokich otworach wiertniczych

(1)

WŁADySŁAW KOZIK

Instytut Górnictwa Naftowego i Gazownictwa

POMIAR

METODĄ

POLA STEROWANEGO W

GŁĘBOKICH

OTWORACH

WIERT~CZYCH

_ przy Odwiercaniu cora~ głębszych otwor6w

wiert-, niczych istotnego znaczenia nabiera problem wyko-, nywaoia pomiar6w geofizycznych na dużych głębo k.cBclach. Wiąże się to zar6wno ze aprawą przystoso-wania wię'k.szo6ci mętod ogeofizycmych

dO'

tych wta-ŚI!lie gł~i, ~ te9; i, z opraoow8l!lięm :DUpełnie oowych metod pOOrliłnf lliie'ld6rych ',pa.rŚU)et.rÓfW ' geo-fIzycznych

w

głębo'kich otwOrach 'wiertniczych. Po-miary Qporoościowe mają najdłuższą tradycję ze wszystkich metod geoti.zyki wiertniczej, jednak do dziś .nie mama stwierdzić, aby ZOIrtały one wyczer-puj~ Opracowane :i by problem wymaczania opor-ności wtakiwej Skał został całkowicie rozwiązany . .

ZaPdnienie pomiar6w opornoścIowych na dużych głębakOściaeh, nierzwydde· ,J.stot.ne ze względu .oa po.;. miar jednego z wdstawowyah, parametr6v geqfizycz-, nych, jest :bardzo' skomplikOwane. Słosowane 9dtych-; czas aparatury

tYPu

autokQmpensacyjneBO (~K-3, TBK-3, KLT-2, KLT-2F) zawierają SikomplHrowane zespoły elektroniczne w sondzie pomiarowej,deter-minUjące na ogół ich zasięg głębdlrościowy. Kon-struowame sond z polem sterowanym dla dużych głębokości (jak zresztą w ogóle wszelkich 800d od-wierlowych), :zaWierających elementy elek.tron.iczne jest t.rudne, gdyi 'wymaga ,rozwiązania 'Wielu proble-mów począwszy

9d

,

.oprac;.owa,~a ~iedniego, sto-:

pll do lutowania",a- na ~:ie róZnych' 'cz,yum:lJk6w' odwiertowo-gealogicznych na pracY poszczeg61nycn, układ6w kończąc.

Pomiary (szczeg61nie w ,głębokich otworach wiert-rl'inych) powinny bl.ć wyłlronywane przy mi.nima1nej liczbie zapuszczeń sondy do odwiertu. Katde zapusz-czenie wiąże się bowiem z olbrzymią ,stratą czasu na ruchy sondy w otworze wiertniczym, Podczas kt6-ryCh lIlie wykonujeaię pomiarOwo W związku ż tym powinno eię dąży~, doązyskania Ulaksy~al~j ilCl-f,:;. ści mformacji przy minimalnej liczbie zapUszczeń sondy do oc:hviertu. Zapewnić to mogą Jedynie po-miary kompleksOwe.,

UKD 580.832.'1..05::550.822.8/.7

W głębolk:ich otworach wi$-:tniczyeh należy zatem stosować metody o dużej efelktywl,lośct. Wiadomo, źe w prz~dku pomiarów oporno6ck»wych klas~ne sondy gradien.towe czy te9; patencjałowe zapewnić to mogą w ·niewielkim ty'J:k:o zakresie. Należy więc opracować ,,~ób Ikompl~wy' ti').a p<JCJstawie metod ze sterowanym 'polem, który'" umożliWiłby pomiar oporności

w

różnych warunkach geologicznych i

wiertniczych. " '

Wymienione trud.nd§ai pr6buje . się PQlkonać w rozmaity sposób. Zauważyć jednak lIlożna dmę pod-stawowe tendencje:

- konstruuje się kompleksowe sondy ze sterowanym polem z element6w elektronicznyCh odpornych na

wysokie' teinperalbury; .

...,;. umlesżCta: się' część el~zilą soMy w naczy-niu Dewara.

Oba, sposobi, jakkolWiek w założendach swoich jalk najbanlziej poprawm.e d słuszne, !pOSiadają jed-nak podstawową wadę, niiano'Wicie Wymagają budo-wy specjalnej aparatury pomiarowej, wyposażonej ,w elektroniczną sondę odwiertową, która !będzie zawsze, miała OIl"9niczony przedział temperatury i cimlienia, w ja.!k.ich może popraWRl.e' pracować. Umieszczenie elementów, elelttrońicznych wSondż,Je wiąże się po-nadto w dość istotny sposób z jej n:iezawodnością. NajOptymll1niejn.ym rozwiązaniem 'Wydaje się wa-1"18Ot po7Jbawiony cajkowj,cie element6w 'elektronicz-nych

w

części odwiertowej aparatury. Wymagania te spełnia

nowa

odmiana metody z ~wym

po-lem, zwana

syntetycznym sterowanym profiWwaniem oponXJ8ci. {SPOst-7) (6). Krzywe sterow8lDelO profilo-wania QPOI'DClŚCi uzyskuje się w tej metodzie przez ltkładanle cztereoh. elemet}t~ch ~zywych (zasada superpozycji) zarejestrowanych

w

Określony sposób 'w O');worze 'Wiertniczym za pOmocą specjalnej sondy ·siedmdoelektrodowej. Sonda" póm.iarawa pozbawiona

143

(2)

144

100 ·70 10 1()- · 10 70

t

ł-

-ł ł ł ł .ł

+

.

t

f

ł

f

. . . . ~. • A.

IN •.

~o.4In _-+~_ tOm ____ -,.;j _ _ . ·'8m 1-0,227'" . O,4m'-"·· j . , -·100

f

-. 100. ~ ł

f

,.xl 70 70 70 70 70 100

r

l'

'tt-rf

11'

1'ł

1'1'

"1'

.

~.

IN.

:~375"ns7s.lM,j~A2

----4---'--18m . I-O,85m ~O,85rn . .. . I,S.m - 1,.5 m . 8m 100 70 70 70 · 70 7(J 100

..

f

1.'1'

'I'

1'"

.

't. ł

,..

fi

t .

ł, 100 .. ··,00

f t

1''1'

l'00 . 70 70 · ""fł

t t

t

..

.

ł 100

f

---L

.

IN.

j!'tmA.1"1J~ .~

I

·

A.z L _ ---ł--- 10m _ _ _ +1-_ _ \8 . ~ 2,2'1 m 2.27m

-I

8 . ., .. , m .. 4m . . . ,411"1 . . m . ' n ' •

f

l00" 1

t

70

f

· 7 0 7 0 ·

t

f

>

. ł 70

f

.

70

t

f

'00 ł

.

~A.

.

~ ""\"f·~25JM~

I N J '

Az

---'--ł---18m 2,8351"1 2,83Sm-! ' B Sm I Sm . ~ ·\ob 70 ł70. . 70 .. 70 . 70 tOO

. f

f

t

r

f

l1'

f

.

r

-L

e

IN.

I!\s

·~.5.J~ .IN~... Al. ..

10- _ _ _ . . . _ _ 18ń1 . f-3,4m 3,41"1 --ł

.

8 . . 4 r n - - + - - - ... 6 m - - - 0 I - - -8m . m.

(3)

(4)

3 .. K a gz i k A. S. - S, .• 18 llU\OIIC)elektrodnych

zondow 8 fdrusirowiroj tdka pr! oczeri wYaokkh'

ooprotlwlien.ijach ~asta. Prikt Gieaf., 1969, vyp.

C i 7 . · ,

4. Ko Ben k 0 w 0: lot - Moogoe1ektrodnyje zondy

ibdkoWlOgO karotaia. Ibldem.

5. Ko Z i k W; - W!eSJoelektrodowe sandy

pornia-rOWe z radi'8lnym i osiowym ogn1skowaniem

pola. Goof. Geo1. natt., 1972, nr 7-6.

6. Ko Z i k W. - Siedfuioe1ektrodowe ayntetyezne

sterowane piofllowanie opor~L Natta, 1973,

, nr 10. '

7. Ko Z i kW., J

e!1

e fi J. - Obl.k:zeniowy ~b

otrzymywania r6tnych wariant6w ika."zywych

sied-mioelektrodowego aterowanego proOlfilowania

opor-.IltOOci. Iibidem (w druku).

8. Lepa J., Kozlk W., Plewa S. - A

syste-mattic theoretical disc'ription of muiJ.tiple

poiu't--electrode· logging devices. The zoom-log. .Acta

geoph. pol., 1971, nr 2.

SUMM~RY

Yadous techniques 01. ·measurements ,by the

re-mote <XXrIII1rolled field method in deep barehlOles are

8IIl'8l1.ysed. Attentloo ls ~ .to dilfflcu1ties

eneoWl-tered in, resJstiwty me8B\J'.reltlents sf large' d~ths.

On that background some basic features of the m~

thod of synthetic remote <XlQIrolled nsi&tivity

log-ging '(SPO.H). are

cHscUs&ed

from

the

pmn't of view

.of their appli-cabllltylto measureanenlt'.s in deep

bore-holes. A spectaJ, alfiention IW8B paid

:to

such

advanta-geous featureS dl. the· method SPb.t-7 lIB a complex

mode of. TeoordJing of measuremeDt

curves,

a

pciissi-bility of -dbt$ining rejlatively ~lete geOphysical

infomlati<m (~ecording sev~8I1) typeS of resiS'tivlty

cures with dtt(~rent measurement range in linear or

,logarltbmic scale), relatively simple a.nd rapid mode

of. jn'terpreta:tion of ~easuremenlt curves ami poI!I81~

bUtty

Or

ltandncmeasUJ'ements under various

geoio-eical-~ySic.al ccmd:1't,ioruI.

9. M

Q r u

U

a

k 1. :....:

Priuctp

kOntr01~Vvannoj rlF

gu1acii tdka mnogoe1ek'trod.nycb ka.rot.atnich

Y.On-dow. SboM. G~ VM. ~<ia U(3.,l968,

sV.

7.

10. MaruAiak I., T·Hlty A., JonaAovaV . ....,..

Prin.cip kontrolofrowannoj regulacli talka

mnogo-elektrodnych karotamych zondow. Ibidem 1969,

sv. 8.

lL Ma'ruAiak 1.,T·~z'kt I., Jon.Uova ·V.

-Princlp(irontrOliruemolO regulirowanija . tdka

mnogoelektrodnych karotamych zondow. Prikl.

Gieaf., 1968, Wyp.. 51 •. ·· .

12. Owen ,I. E., 'Greer W . . E. · - The ' Guard·

Electrode Loggin:g System. J, of Petrol.

Tech-nol., 19151, 00. 11 .

13. 2urawlew W. P., Wasd!llewa G. P., No-.

wikow E. N. - 0 wyIbore optlmamogo

tdech-·elektrodnogo WIlda bokowogo karotaza. Razw.

GieQlf., 1006, wyp. 7.

. PE310ME

PaccKo-rpewd pa3Bwe COOc06!oI pemeHHJI 3QAa'lJf

npoBe~HHJI H3JoIepeHHA MeTO~OIl ynpaBJISeMOro nOJIS

Q. rJIYooxHX 6ypoBhIX . CKBlllKHHax. 06p~eIlo

BHM-I18HHe Ha T})y,ltHocfH BCTpC'iaeM!o~ npH

CODpoTHBH-Tem,HbIX H3KePeIiWIX Ba oo.iu.IIIHX'rny6HHax. Ha 3TOK

ctloHe paCCMOorpeHht' HeKO'l'Opwe OCHoBBLIe COOACTBa

lIe'l'O~a CKHTe'l'H~Oro

ynpaBJIJleMOroUPCXPHJIKpO-BaBHS coDPO'J,'HBJIelUUl (SPo-M ) C 'l'O"Dm

3pE!mm

HX

npHl'q,t~HOCTH npH· H3MepeHJ£IIX npoBO~X B

rJIy60-XlIX ISYPOBhlX CKB/UKHHax •. OcolSbe BHHMaHKe

06pa-~eBO lIelK~ npO~. Ha .TaKHe XOPOIIIHe K8'1eCTBa

.ero~a SPO.M K8K: Ko:amJIeKcHbDi

cnoc06

perHCTP8':'

1\HH H3KePH'1'enhBhIX XPHBWX, B03IiIOEHOCTh nOJIy'le-·

HHJI O'1'lfC)CHTenhBO nOJIHoA re04iH3H'1eCKoA

HBcix>P-K~(perHcTpHpye'l1CR BeCKOJIl>KO" BJ(I!OB co~

Tem.HLIX KpHBhIX C pa3Bl>IMH ~a30HaKH H3JoIepeIUdi

B mmeAHoK Jf. mrapHcPllJAecKolI· KaCIIITa6e);

OT'HOCH-Ten&BO JJpOC'1'()A H ISwC'l'PhlR cnoc06 HHTeP1lpe'1'IU~

~ep.HTem.HLIX KpKB!oJX, B()3J(()llaiOCTP npoBe~eBHS

H3KepcmJOi: B. pa3Hwx reonOl'H'ieCKo-r~H3H'1ecKmc