Магнитные метки
Измерение глубины скважины является одним из необходимых компонентов промыслово-геофизических и буровых работ. Повышение точности измерения глубин позволяет улучшить качество интерпретации каротажной информации, сократить время и стоимость буровых работ.
Наиболее перспективным способом измерения глубин представляется магнитный метод, который является бесконтактным и обеспечивает высокую точность измерений. Именно разметка каротажного кабеля магнитными метками является в настоящее время основным способом промера глубины скважины. Такой способ в комбинации с механическим является основным при измерении глубин по каротажному кабелю, когда магнитные метки, проставленные через каждые 10 м, принимаются за точки точного отсчета глубин, а в интервалах интерполяции между метками глубина определяется по мерному ролику блок-баланса.
При автоматической привязке данных каротажа к истинным глубинам в скважинах, особенно при регистрации в цифровой форме, предъявляются повышенные требования к устойчивости считывания наносимых на каротажный кабель магнитных меток глубины.
Надежная привязка по глубине возможна лишь при устойчивом, без пропусков и помех, считывании меток. Надежное считывание меток глубины на буровой затруднено в связи с большим разбросом напряженности поля меток, широким диапазоном скоростей движения кабеля и большой напряженностью внешних магнитных полей. Напряженность поля магнитных меток в точке их считывания может изменяться от 1500 до 15 А/м (приблизительно от 20 до 0,2 эрстеда).
Основной причиной такого разброса является уменьшение амплитуды меток под воздействием размагничивающего влияния обсадных колонн, перегибов и чрезмерных натяжений каротажного кабеля. Начальная амплитуда меток, независимо от способа их нанесения, обычно составляет 1000-1500 А/м на удалении 20 мм от кабеля, но уже после обслуживания 10-15 глубоких скважин она снижается до 80 А/м и становится соизмеримой с напряженностью поля случайно намагниченных участков кабеля.
При дальнейшем снижении напряженности устойчивость считывания меток резко падает. Это позволяет считать уровень 80 А/м нижним пределом напряженности поля меток, необходимой для их надежного считывания. Однако при увеличении расстояния между кабелем и чувствительным элементом датчика, что особенно часто наблюдается при спусках кабеля в скважину через подвесные блоки, напряженность поля магнитных меток в точке их считывания может дополнительно уменьшаться в 4-5 раз.
При автоматической привязки данных каротажак к глубинам необходимо устойчивое считывание меток в пределах от 0 до 15000 м/час, так как требуется надежное считывание меток с неподвижного кабеля при вводе начальных данных и на повышенных скоростях его движения во время свободного спуска.
Считывание меток в указанном диапазоне скоростей могут обеспечить только потокочувствительные датчики. В качестве чувствительных элементов в потокочувствительных датчиках наиболее удобно использовать магнитомодуляционные преобразователи (ММП) в связи со свойственной им большой чувствительностью, особенно в режиме работы с импульсным подмагничиванием.
По мере роста числа спуско-подъемов кабеля напряженность поля меток глубины падает и при снижении ниже порога чувствительности датчика возникает необходимость повторного промера кабеля с целью возобновления начальной напряженности поля меток. При работах в глубоких (сверхглубоких) и/или обсаженных скважин напряженность поля меток глубины из-за повышенных механических и тепловых воздействий и/или намагниченности обсадных колонн снижается особенно быстро. Это приводит к увеличению частоты разметки кабеля.
Вышеперечисленные проблемы были решены при разработке датчика регенератора меток глубин ДРМГ.