Файл: Заворотько Ю.М. Методика и техника геофизических исследований скважин учеб. пособие.pdf

э. д. с. индукции, наводимая одной токовой жилой в двух измери­ тельных или двумя токовыми жилами в одной измерительной, в прин­ ципе должна быть равна нулю. Это наблюдается в том случае, когда каждая жила кабеля одинаково устроена и находится на одинаковом расстоянии от двух других. Аналогично будут компенсироваться и напряжения, обусловленные токами утечек через емкость между токовыми и измерительными жилами. Однако неодинаковая толщина изоляции и неравномерность скрутки жил приводят к нарушению их симметрии, что и является причиной появления индуктивных помех н емкостных утечек тока.

2.Нарушение электрической симметрии схемы. Схема считается

электрически симметричной, если сопротивление между каждым из выводов регистрирующего прибора (при работе однополюсным

Нарушение симметрии схемы является основной причиной воз­ никновения индуктивных помех в измерительных цепях. Оно об­ условлено в основном наличием утечек в токовой и измерительных цепях кабеля и аппаратуры, различной величиной сопротивления заземлений электродов, включением в цепь одной из одноименных жил вблизи кабеля дополнительного сопротивления.

Величины индуктивных помех и емкостных утечек тока в кабеле пропорциональны коэффициенту зонда, частоте и силе тока в цепи AB, квадрату числа витков кабеля на барабане лебедки. Погреш­ ность, вносимая индуктивной помехой при замере рк, не зависит от силы тока в цепи AB [27].

В станциях с фазочувствительным выпрямителем влияние ин­ дуктивных помех меньше, чем в станциях с пульсатором. Выпрямле­ ние полезного сигнала в этих станциях происходит при совпадении его фазы с управляющим напряжением. Поскольку напряжение индуктивной помехи сдвинуто по фазе относительно тока питания примерно на 90°, оно в значительной степени подавляется выпрями­ телем и на регистратор не попадает.

Одножильный кабель не является источником индуктивных помех, однако они возникают в проводах, идущих от электродов косы к измерительной схеме.

Благодаря применению частотной модуляции при измерении КС индуктивные помехи значительно подавляются в измерительном канале.

Индуктивные помехи значительно меньше при работе с одно­ полюсным зондом, чем с двухполюсным.

Признаки индуктивных помех

Основными признаками индуктивных помех являются:

1) возникновение заметных разностей потенциалов при нахо­ ждении зонда в колонне и зависимость их от частоты тока питания;

2)завышение или занижение рк в породах низкого удельного сопротивления при увеличении размера зонда;

3)резкое различие рк, измеренного в однородных пластах низкого сопротивления большими градиент-зондами (более 2 м) при увели­ чении расстояния между измерительными электродами;

4)большие броски пишущего устройства при включении токовой цепи (конечно, при нормальном демпфировании и затухании пишу­ щих устройств).

Иногда погрешности, обусловленные утечками тока и индуктив­ ными помехами, трудно различить. Однако следует знать, что по­ грешности, созданные утечками, не зависят от частоты тока питания, резко изменяются по величине, а иногда и по знаку, не зависят от глубины спуска зонда, иногда резко уменьшается при выходе места утечки на блок-баланс или барабан лебедки.

Наличие и величины индуктивных помех определяют при про­ пускании переменного тока рабочей частоты через кабель при зако­ роченных электродах зонда.

§25. ПОМЕХИ ПРИ ИЗМЕРЕНИИ ПС

Электродные потенциалы (поляризация электродов)

Они возникают на контакте электрода зонда с буровым рас­ твором в результате перехода атомов металла в ионное состояние и химического взаимодействия металла с анионами раствора. При этом на контакте металла с буровым раствором возникает двойной электрический слой, внутренняя часть которого (поверхность элек­ трода) заряжена отрицательно, а внешняя (буровой раствор) — положительно [18]. Обычно потенциал этого слоя изменяется незна­ чительно и существенно не искажает кривую ПС. Однако прп смене

Разность потенциалов между электродами М и N часто изме­ няется при переходе зонда из неподвижного состояния в подвижное, и наоборот, что связано с частичным разрушением и образованием двойного электрического слоя (потенциалы триполяризации пли движения). В начале движения зонда потенциал изменяется в сторону отрицательных значений, а при остановке — наоборот. При постоян­ ной скорости подъема кабеля это не вызывает заметных искажений кривой ПС.

Иногда в цепи ПСнаблюдается электродная разность потенциалов, ' возникающая при соприкосновении электрода М с электронопро­ водящими стенками скважины (см. § 22). Для ее уменьшения элек­ троды зонда рекомендуется изготовлять из свинца, защищать их брезентовым или хлопчатобумажным чехлом; пользоваться неполя­ ризующимися электродами, погружать электрод N в скважину или заменять его обсадной трубой.

114

Потенциалы гальванокоррозии

Они создаются в скважине при применении грузов из разнород­ ных металлов.

Поскольку металлы имеют различные электродные потенциалы, то между частями полиметаллического груза образуются электри­ ческие токи, под действием которых в цепи электродов ПС возникают разности потенциалов, пропорциональные удельному сопротивлению пород (как в методе КС). Поэтому кривая ПС прямо или зеркально повторяет кривую КС последовательного градиент-зонда. При этом аномалии ПС смещаются относительно кривой КС иа величину рас­ стояния от электрода М до средней точки между разпометаллическими частями груза. Для уменьшения потенциалов гальваиокоррозии груз следует располагать возможно дальше от электрода М или пользоваться изолированными грузами.

Потенциалы блуждающих и теллурических токов

Блуждающие токи связаны с работой агрегатов постоянного тока (трамвайная электросеть, электрические железные дороги), расположенных вблизи скважины.

Возникновение теллурических токов обусловлено изменениями ионизации верхних слоев стратосферы под действием солнечного и космического излучения, переносом электрических зарядов осад­ ками и воздушными потоками, различным нагревом участков земной коры, электрохимическими процессами и другими причинами. Протекая по земле, теллурические и блуждающие токи создают в измерительной цепи ПС разности потенциалов, пропорциональные расстоянию между электродами М и N и среднему удельному со­ противлению пород в месте нахождения электродов. Особенно сильное искажающее влияние этих токов наблюдается в глубоких скважинах, разрезы которых представлены породами высокого сопротивления. Помехи, обусловленные теллурическими и блужда­ ющими токами, легко обнаруживаются в скважине при неподвижном зонде.

Для уменьшения этих помех необходимо следующее:

1)проводить измерения в то время, когда влияние теллури­ ческих и блуждающих токов минимально (обычно ночью);

2)применять зонды специального назначения (например, ста­ бильный зонд, состоящий из обычного электрода М и электрода N длиной 50—100 м) или использовать в качестве электрода N броню кабеля;

3)регистрировать кривую градиента ПС (благодаря малому расстоянию между электродами М и IV разность потенциалов, об­ условленная теллурическими и блуждающими токами, становится ничтожной).

Помехи, связанные с намагниченностью лебедки

В случае проведения измерений приборами, работающими на постоянном токе, барабан лебедки может намагничиваться. При записи ПС в измерительной цепи наводится переменная э. д. с. с периодом, равным обороту барабана, т. е. кривая ПС будет пред­ ставлять собой искаженную синусоиду. Это особенно четко про­ является при записи кривой ПС в крупном масштабе потенциала и малых амплитудах аномалий.

Для исключения влияния этой помехи лебедку необходимо размагнитить, пропуская через кабель при вращении барабана ток частотой 0,5—1,0 Гц с постепенным уменьшением его величины до нуля. Влияние намагниченности лебедки можно уменьшить путем снижения скорости подъема зонда.

Потенциалы оседания (катафоретические потенциалы)

Обычно они наблюдаются в призабойной части скважины, за­ полненной недостаточно качественным раствором или водой. По­ скольку глинистые частицы и частицы породы обладают свойством адсорбировать отрицательные ионы солей одно- и двухвалентных металлов, то призабойная часть скважины, где наблюдается наиболее интенсивный процесс оседания частиц, будет отмечаться уменьше­ нием электрического потенциала.

Погрешности измерения ПС, обусловленные указанными поме­ хами, не должны превышать величин, указанных в § 10.

'§ 26. ДРУГИЕ ПОМЕХИ

Флуктуационные и импульсные помехи в электронных схемах аппаратуры

Эти помехи устраняются путем подбора определенного порога - срабатывания электронной схемы (например, минимальные сигналы, которые могут быть зарегистрированы аппаратурой типа КСП, должны отклонять пишущее устройство на 0,2 см) и компенсации выходного сигнала при отсутствии сигнала на входе (компенсация нуль-сигнала).

Помехи, обусловенные явлениями насыщения в электронных схемах

Каждая электронная схема' может усиливать входной сигнал только до определенного максимального уровня, начиная _с которого нарушается пропорциональность между входным и выходным сигна­ лами (см. § 3). Обычно такие искажения легко устраняются путем уменьшения величины входного сигнала (аппаратура КСП-1, МДО-2, ТБК), перехода на более грубый предел измерения в скважинном

И 6

приборе, уменьшения размера детектора или мощности истопника,, а также их экранирования (аппаратура РК), частичной компенсации; выходного сигнала (аппаратура ТСМК-40).

Взаимовлияние каналов

Эти помехи устраняются изменением частоты питающего тока и подбором дополнительной шунтирующей емкости в канале ПС (при одновременной записи КС и ПС), точной настройкой фильтров в измерительных каналах скважинных приборов и наземных пане­ лей (аппаратура КСП-1, ИПЧМ, ТСМК-40), установкой оптималь­ ного уровня дискриминации и усиления измеряемого сигнала (аппа­ ратура РК, АКЦ-1).

Помехи переменного тока промышленной частоты

Обычно измерительные каналы станций защищены от этих помех соответствующими фильтрами. В аппаратуре ИГН-4 и АКЦ-1 они устраняются регулировкой фантомной схемы питания скважинных приборов.

Помехи, обусловленные неотрегулированностью пишущих устройств регистраторов

Устранение этих помех в потенциометре типа ПАСК достигается регулировкой демпфирования ползунка рео'хорда, а в фоторегистра­ торе — регулировкой затухания гальванометров.

§ 27. МЕРЫ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ПОМЕХ

2.Проверять перед измерениями сопротивления изоляции жил кабеля и отдельных узлов аппаратуры и оборудования.

3.Перед подсоединением скважинных приборов к кабелю тща­ тельно очищать от грязи их головки, полумуфты, кабельные нако­ нечники й смазывать резиновые кольца вазелиновым маслом.

4.Поддерживать высокую изоляцию цепей аппаратуры и жил

кабеля, не допуская ее снижения ниже допустимых пределов.

5.Обеспечивать надежные контакты на разъемных соединениях.

6.Заземлять аппаратуру станции, лебедку подъемника и панели управления скважинных приборов; заземление «ЗП» следует удалять

от общего заземления на расстояние 10—15 м.

7. Готовить аппаратуру к работе таким образом, чтобы она ра­ ботала в оптимальном режиме.

117Г