3.3. Калибровка и поверка измерительных каналов уэп на основе зонда индукционного каротажа
В качестве измеряемого параметра принята удельная электрическая проводимость (УЭП) бесконечной однородной среды. Диапазон измерений УЭП от 2 до 2500 мСм/м. Единица УЭП – Сименс, деленный на метр. Пределы допускаемой основной относительной погрешности регламентированы формулой
, (29)
где н – нижнее значение диапазона измерений равное 2 мСм/м; эi – эталонное значение УЭП в i-ой точке контроля.
Калибровка измерительных каналов УЭП на основе индукционных зондов выполняется с использованием эталонных электролитических моделей пластов, а поверка - с использованием имитаторов УЭП. Эталонная электролитическая модель пластов (стандартный образец УЭП) представляет собой диэлектрическую емкость диаметром 8 м и глубиной 5,5 м, заполненную раствором хлористого натрия. Электролитическое моделирование позволяет контролировать весь измерительный канал, включая зонд.
В производственных условиях применяются имитаторы УЭП в виде катушки индуктивности (тест-кольца), в цепь которой включены резистор и конденсатор. Электрическая схема такого имитатора представлена на рис. 4.
Рис. 4. Электрическая схема имитатора УЭП
для бесконтактных методов электрометрии (ИК, ЭМК)
Функция преобразования имитатора УЭП имеет следующий вид:
, (30)
где Ки – коэффициент преобразования имитатора, зависящий от геометрических и электрических параметров тест-кольца, генераторных и измерительных катушек зонда ИК и их взаимного расположения;Rа – активное сопротивление в цепи индукционной катушки, определяемое резистором R1 (или R2, R3, R4, R5) плюс активное сопротивление катушки и подводящих проводов. Конденсатор С служит для компенсации реактивной составляющей катушки индуктивности.
Тест-кольцо имитатора надевается коаксиально на зонд аппаратуры ИК, который установлен на диэлектрические подставки не менее 1,5 м от пола.
В табличном виде функция преобразования имитатора УЭП для аппаратуры К1А-723-М представлена в табл. 3.
Т а б л и ц а 3
-
,
мСм/мRа, Ом
2500
31,6
1000
82
100
840
10
8400
0,1
Калибровка
Методика измерений при калибровке аппаратуры ИК с использованием эталонных электролитических моделей пластов основана на прямых измерениях УЭП, воспроизводимых СО в каждой из трех точек контроля. Зонд ИК помещают в стандартный образец УЭП в виде цилиндрического диэлектрического бассейна, заполненный водным раствором хлористого натрия. При этом зонд располагают в центре бассейна по его оси.
Оценку основной абсолютной погрешности в каждой i-той точке контроля определяют по формуле:
, (31)
где
– показания аппаратуры (измеренное
значение УЭП) в i-той
точке контроля;
- эталонное значение УЭП в i-той
точке контроля, воспроизводимое
стандартным образцом.
Поверка
Поверочная схема для скважинных средств измерений УЭП приведена в приложении 2.
Она содержит 4 поля и три ступени. На верхнем поле расположены средства измерений, заимствованные из государственных поверочных схем. Кондуктометр лабораторный КЛ-4 необходим для определения методом прямых измерений УЭП комплекта СО в виде электролитических моделей бесконечной однородной среды (пласта), показанных на поле исходных эталонов.
Комплект общетехнических СИ (генераторы, осциллографы, частотомеры, измерители добротности, емкости и индуктивности, мосты переменного тока) служат для поверки имитаторов УЭП, расположенных на поле средств измерений, заимствованных из государственных поверочных схем.
Исходные эталоны могут использоваться для поверки аппаратуры ИК повышенной точности. Обычная рабочая аппаратура ИК поверяется с использованием имитаторов УЭП.
Тест-кольцо имитатора УЭП устанавливают коаксиально на зонд в той точке, относительно которой были вычислены расчетные имитируемые значения УЭП. Эта точка обычно соответствует максимуму показаний при перемещении тест-кольца относительно оси зонда. Выполняют измерения УЭП, воспроизводимого имитатором. Вид окна обрабатывающей программы для режима поверки аппаратуры ИК показан на рис. 5.
Рис. 5. Вид окна обрабатывающей программы для зонда ИК.
Аппаратура признается пригодной к применению по измерительному каналу УЭП, если в каждой точке контроля выполняется неравенство
, (32)
где
– нижнее значение диапазона измерений
УЭП
Таким образом, при выпуске из производства аппаратуру электромагнитного каротажа следует калибровать с помощью стандартных образцов УЭП, а в процессе эксплуатации поверять с помощью имитаторов УЭП, калибруемых с помощью стандартных образцов УЭП.