Высокочувствительный датчик электропроводности бурового раствора

При бурении скважин широко используется информация о технологических параметрах бурения, позволяющая оптимизировать вскрытие продуктивных интервалов, а следовательно, повысить эффективность и улучшить технико-экономические показатели разведочного и эксплуатационного бурения. Электропроводность является одним из основных свойств бурового раствора. Электрическое сопротивление является надежным критерием выделения зон аномально высокого пластового давления и водонасыщенных коллекторов, минерализация воды в которых, как правило, выше минерализации промывочной жидкости. Измерение электропроводности позволяет быстро и эффективно выбирать оптимальную рецептуру бурового раствора, оперативно определять моменты вскрытия продуктивных пластов при бурении.

Отечественные датчики не всегда отвечают требованиям точности и надежности, необходимым для геофизических исследований, поэтому перед специалистами ОАО НПФ «Геофизика» была поставлена задача разработать датчик, позволяющий в непрерывном режиме контролировать электропроводность бурового раствора и соответствующий требованиям эксплуатации в условиях буровой.

Известны контактный и бесконтактный методы измерения электропроводности. Бесконтактный метод подразделяется на низкочастотную и высокочастотную кондуктометрию, а высокочастотная кондуктометрия, в свою очередь, на ёмкостную и индуктивную.

Одним их самых простых методов измерения электропроводности является контактный метод. Его недостатками являются постоянный контакт электродов с жидкостью, разрушение их вследствие электролиза, а также поляризация электродов.

Особенностью приборов, использующих бесконтактный метод, является отсутствие гальванического контакта электродов с анализируемой средой.

Низкочастотная бесконтактная кондуктометрия реализуется на частоте до 1000 Гц и используется для измерения сильных электролитов и слабых, если их удельная электрическая проводимость находится в пределах 1-10-6 См/см.

Метод бесконтактной высокочастотной кондуктометрии основан на взаимодействии электромагнитного поля высокой частоты (порядка 105-108 Гц) с анализируемым раствором, находящимся в измерительной ячейке емкостного или индуктивного типа. В результате взаимодействия изменяется импеданс ячейки, который функционально связан с электрическими свойствами анализируемого раствора - электрической проводимостью и диэлектрической проницаемостью. По конструктивному исполнению измерительные ячейки подразделяются на проточные и погружные.