способ изучения околоскважинного пространства методом радиолокации

Формула изобретения

Способ изучения околоскважинного пространства из одиночных скважин с помощью электрического поля высокой частоты, включающий использование электрического диполя в составе излучающего устройства, отличающийся тем, что излучают последовательность идентичных импульсов заданной длительности и скважности, регистрируют приемным устройством, использующим два магнитометра на основе эффекта Джозефсона, две ортогональные компоненты перпендикулярной скважине магнитной составляющей импульсов, отраженных от неоднородностей в изучаемой среде, время пробега импульса до отражающей границы и обратно, амплитуду, форму и фазу отраженного импульса, по которым оценивают удаление отражающей границы от изучаемой скважины, соответствие ее рудному телу и мощность рудного тела из условия, что отражения от его ближайшей и удаленной границ не разрешаются, либо фиксируют два разделенных во времени отраженных сигнала, по которым оценивают мощность рудного тела или регистрируют наличие другого рудного тела, или, если отраженный сигнал отсутствует, то околоскважинное пространство в исследуемой его части оценивают как однородное.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к скважинной разведочной геофизике, в частности для изучения околоскважинного пространства из одиночных скважин при поисках и разведке месторождений полезных ископаемых.

Известен способ радиопросвечивания из одиночной скважины, предусматривающий измерение интенсивности высокочастотного электрического поля, образованного суперпозицией прямого, отраженного от рудного тела, иногда и диффрагированного сигнала - в случае наличия отражающей границы раздела за рудным телом - при перемещении излучающего и приемного электрических диполей по стволу скважины с сохранением расстояния между ними [1]. Прототип.

Недостатками этого способа являются относительно малый объем изучаемого пространства и необходимость большого различия рудных тел от вмещающих пород по электрическим свойствам.

Предлагается способ изучения околоскважинного пространства из одиночных скважин с помощью электрического поля высокой частоты, включающий использование электрического диполя в составе излучающего устройства, отличающийся тем, что излучаются импульсы электрического поля, а регистрируются после прохождения прямых сигналов две ортогональные компоненты перпендикулярной скважине магнитной составляющей импульсов, отраженных от неоднородностей в изучаемой среде, время пробега импульса до отражающей границы и обратно, амплитуда, форма и фаза отраженного импульса.

Введенный в формулу изобретения такой существенный признак как излучение импульсов электрического поля позволяет многократно увеличить мощность сигналов.

Введенный в формулу изобретения такой существенный признак как регистрация отраженного импульса после прохождения прямого сигнала позволяет выделить свободный от помех отраженный импульс.

Введенный в формулу изобретения такой существенный признак как измерение времени пробега импульса до отражающей границы и обратно позволяет оценить удаление рудного тела от скважины и его мощность, если сигналы, отраженные от его ближней и дальней границ, разрешаются, т.е. разделяются во времени.

Введенный в формулу изобретения такой существенный признак как регистрация магнитной составляющей отраженного сигнала позволяет значительно, в несколько раз увеличить энергетической потенциал радиолокационной установки за счет использования высокочувствительных современных магнитометров как датчиков, в частности магнитометров на основе эффекта Джозефсона, и тем самым более чем на порядок при прочих равных условиях увеличить радиус изучаемой зоны околоскважинного пространства или обнаруживать границу раздела сред, незначительно отличающихся по своим электромагнитным свойствам (импедансу).

Введенный в формулу изобретения такой существенный признак как регистрация двух ортогональных компонент магнитной составляющей отраженного импульса обеспечивает надежность его регистрации.

Способ осуществляется следующим образом. Излучающий электрический диполь, как в известном способе, помещается в скважину. Магнитные датчики, использующие современные высокочувствительные магнитометры, например на основе эффекта Джозефсона, для измерения двух ортогональных компонент горизонтальной (перпендикулярной скважине в общем случае) магнитной составляющей отраженного импульса размещают в скважине на расстоянии, позволяющем избежать наложения прямого и отраженного импульсов, т.е. разрешать их. В процессе работы излучающая антенна и датчики приемного устройства одновременно перемещаются по стволу скважины с сохранением расстояния между ними, непрерывно или с остановками для измерений в соответствии с заданным проектом шагом. Излучающее устройство вырабатывает последовательность практически идентичных (это зависит от вмещающих скважину пород) электрических импульсов заданной длительности и скважности, а приемное устройство надежно благодаря использованию двух ортогональных датчиков фиксирует наличие отраженного импульса, время его прихода относительно момента излучения, амплитуду, форму и фазу. Возможны следующие варианты: 1) отраженный сигнал отсутствует и стало быть околоскважинное пространство в пределах исследуемой его части однородно; 2) фиксируется отраженный сигнал, по которому оценивается удаление отражающей границы от скважины, возможное соответствие ее рудному телу и мощность последнего из условия, что отражения от его ближайшей и удаленной границы не разрешаются; 3) фиксируются два разделенных во времени (разрешенных) отраженных сигнала, что либо позволяет оценить мощность рудного тела, либо указывает на наличие другого рудного тела или отражающей границы иного происхождения.

Преимущества предлагаемого способа:

- большая вероятность и возможность более надежного обнаружения рудного тела;

- возможность при прочих равных условиях более чем на порядок увеличить радиус изучаемой части околоскважинного пространства и/или обнаруживать границы раздела сред, незначительно различающихся по комплексу электромагнитных свойств.

Источники инфопмации

1. Справочник геофизика. Электроразведка. М.: Недра, 1980. С.302-309.