Применение трехэлектродного зонда

Трехэлектродный зонд метода БК с автоматической фокусировкой тока представляет собой длинный проводящий цилиндрический электрод, разделенный изоляционными промежутками на три части (рис. 1, а).Центральный короткий электрод А₀ зонда является токовым, а крайние А₁ и А₂, соосные иравные по диаметру первому, но более длинные, — экранные. Экранные электроды соединены между собой и через них пропускается ток той же полярности, что и через электрод А₀. Вторым токовым электродом, на который замыкается цепь источника тока, служит электрод В,расположенный на поверхности или в скважине.

 

Рис. 1 – Схемы трехэлектродного (а), семиэлектродного (б),

девятиэлектродного нормализованного (в), девятиэлек-

тродного псевдоэкранированного (г) зондов БК

Для записи кривой эффективного сопротивления необходимо обеспечить равенство потенциалов питающего и экранирующих электродов. Это достигается двумя способами: 1) сила тока через экранные электроды автоматически поддерживается такой, чтобы разность потенциалов между питающим и экранирующим электродами была равна нулю; 2) все три электрода соединяются гальванически через небольшое сопротивление (порядка 0,01 Ом); в этом случае при соответствующем подборе размеров центрального и экранных электродов значения их потенциалов будут равны (U_Ао= U_А1 = U_А2). Когда достигается равенство потенциалов всех трех электродов, ток из центрального электрода A не растекается по скважине, а распространяется в слое среды, перпендикулярном к оси скважины. Толщина этого слоя приблизительно равна длине центрального электрода A₀ (рис. 2).

 

Рис. 2 – Характер распределения силовых линий в однородной

среде для трехэлектродного зонда метода БК

 

Схемы измерения эффективного сопротивления трехэлектродным фокусированным зондом, основанные на двух принципах установления равенства потенциалов электродов, приведены на рис. Центральный токовый электрод A₀ является одновременно измерительным М. Регистрируется изменение потенциала электрода М относительно удаленного электрода N, находящегося в скважине. Характерными размерами трехэлектродного фокусированного зонда БК являются длина L₃—расстояние между серединами интервалов, изолирующих центральный электрод от экранных электродов; общий размер зонда L_об— расстояние между внешними концами электродов А₁ и А₂; диаметр зонда d_з(рис. 3). За точку записи кривой эффективного сопротивления условно принимается середина центрального электрода A₀.

Рис. 3 – Схемы измерения методом БК с применением трехэлект-

родного зонда с автокомпенсатором (а) и с шунтирующим

сопротивлением R₀ (б). I₀, I_э – токи, питающие соответст-

венно центральный электрод А₀ и экранные электроды А₁

и А₂; РУ – регулирующее устройство силы тока; протекаю-

щего через экранные электроды

 

Электроды трехэлектродного фокусированного зонда в отличие от электродов обычных зондов методов КС представляют собой объемные тела, поэтому расчеты электрического поля такого зонда более сложные, чем в случае точечных электродов. Общая длина трехэлектродного фокусированного зонда выбирается равной примерно 3,2 м; минимальная мощность пласта, которая выделяется этим зондом, 0,5 м при длине центрального электрода 0,15 м. Диаметр зонда, исходя из условия проходимости прибора по стволу скважины, принят равным 70 мм.

Кривые трехэлектродного фокусированного зонда обладают высокой расчленяющей способностью, по ним достаточно уверенно выделяются пласты мощностью 0,5—1,0 м. Применение трехэлектродного фокусированного зонда исключает экранные эффекты одного пласта другим. В связи с этим метод БК с трехэлектродным фокусированным зондом весьма эффективен при изучении тонкослоистых разрезов и неоднородных пластов, а также высокоомных разрезов.

Радиус исследования трехэлектродного фокусированного зонда сравнительно небольшой и составляет 1—2 м. Недостаток трехэлектродного фокусированного зонда: невозможно увеличить радиус исследования путем изменения его размеров.