Устройство для детальной газометрии скважин в процессе бурения Советский патент 1984 года по МПК E21B47/00 

Изобретение относится к устройствам для газомстрических исследований скважин в процессе бурения и может быть использовано преимущественно при прямых поисках месторождений неф ти и газа для изучения разрезов с низкой газонасыщенностью пластов. Известно устройство для газового каротажа нефтегазовых скважин, содержащее делитель потока промывочной жидкости для ответвления части потока на анализ, последовательно подклю ченные к делителю потока проточный смеситель, дегазатор и газоанализатор, а также блок измерения расхода циркулирующей по скважине промывочно жидкости 11. Недостатком данного устройства яв ляется низкая достоверность определе ния газонасьпценности промывочной жид кости из-за неадекватности составов ответвленного и основного потоков, низкой и непостоянной степени дегаза ции ответвленной части потока. Известно устройство для детальной газометрии скважин в процессе бурения, содержащее делитель потока промывочной жидкости, проточный накопитель, проточный смеситель, термовакуумный дегазатор и газоанализатор, а также регулятор скорости накоплени ответвляемой части потока и блок измерения расхода промывочной жидкости 121. При этом проточный накопитель и проточный смеситель выполнены в виде, так называемого, интегратора, в котором происходит накапливание и последующее перемешивание ответвляемой части потока промывочной жидкости, частично подвергаемой после перемешивания термовакуумной дегазации Недостатком известного устройства является низкая, достоверность определения газонасьпденности промывочной жидкости при невысокой концентрации газов в исследуемых пластах. Это обусловлено несоответствием состава ответвляемой части потока общему гетерогенному по составу потоку из-за отсутствия перемешивания промывочной жидкости до ее накопления, не пропор циональным расходу общего потока отбором его части, который осуществляется с заранее установлеь ной постоян ной скоростью, взаимовлиянием на газопоказания соседних проб накапливае мой в проточном накопителе промывочной жидкости вследствие отсутствия е 23 поршневого вытеснения, а также дегазацией не всего накопленного объема, а лишь части дискретно отбираемой из него промывочной жидкости. Цель изобретения - повышение достоверности определения газонасьш4енHocTrf промывочной жидкости при низкой концентрации газов в исследуемых пластах. Поставленная цель достигается тем, что известное устройство для детальной газометрии скважин в процессе бурения, содержащее делитель потока промывочной жидкости, проточный смеситель, накопитель, термовакуумный дегазатор, газоанализатор, блок измерения расхода промывочной жидкости и блок регулировки скорости заполнения накопителя, снабжено блоком ввода в поток индикаторных меток, блоком регистрации индикаторных меток и блоком включения накопителя, причем блок ввода в поток индикаторных меток подсоединен через проточный смеситель к входу блока регистрации индикаторных меток, первый выход которого подключен к входу блока измерения расхода промывочной жидкости, а его первыйвыход подсоединен к входу делителя потока, первый выход которого подключен к входу блока ввода в поток индикаторных меток, второй выход блока регистрации индикаторных меток через блок включения накопителя подсоединен к первому входу накопителя, второй выход блока измерения расхода промывочной жидкости через блок регулировки скорости заполнения накопителя подключен к второму входу накопителя, а второй выход делителя потока через включенные последовательно накопитель и термовакуумный дегазатор подсоединен к входу газоанализато1 а. Кроме того, накопитель выполнен в виде пробоотборника всасывающего типа. На фиг.1 представлена блок-схема устройства для детальной газометрии скважин на фиг.2 - газометрические кривые, полученные на опытной скважине по дискретным и интегральным пробам промывочной жидкости; на фиг.З кривые остаточной газонасыщенности разреза, построенные по дискретным и интегральным пробам, на фиг.4 - кривые распределения случайных ошибок при определении концентрации углеводородов по дискретным и интегральным пробам промывочной жидкости. Устройство для детальной газометрии скважин состоит из блока ввода в поток индикаторных меток 1, подключенного через проточный смеситель 2 к входу блока регистрации индикаторных меток 3, первый выход которого подсоединен к входу блока измерения расхода промывочной жидкости 4, а его первый выход - к входу делителя потока промывочной жидкости 5, первый выход которого подключен к входу блока ввода в поток индикаторных меток Эти последовательно подсоединенные .блоки образуют линию циркуляции промывочной жидкости через опробуемую скважину, К второму выходу делителя потока 5 последовательно подключены накопитель 6, термовакуумный дегазатор 7 и газоанализатор 8, образующие линию ответвления части потока промывочной жидкости, второй выход блока регистрации индикаторных меток 3 через бло включения накопителя 9 подключен к первому входу накопителя 6, а второй выход блока измерения расхода 4 чере блок регулировки скорости заполнения накопителя 10 подсоединен к второму входу накопителя 6. Для обеспечения продолжительного отбора промывочной жидкости из ее потока за время разбуривания исследу емого интервала разреза накопитель 6 выполнен в виде пробоотборника всасы вающего типа, имеющего, например, несколько последовательно включаемых приемных камер, скорость заполнения которых поддерживают пропорционально расходу потока с помощью блока 10. Устройство работает следующим образом. При нагнетании промывочной жидкос ти в скважину блоком ввода индикатор ных меток 1 в поток вводится индикатор, изменяющий физические свойства жидкости (электрические, магнитные и др.) и обнаруживаемый в ней при опре деленной концентрации, например, дисперсное ферромагнитное вещество. Выходящая из дкважины промывочная жидкость, обогащенная углеводородами из разбуренных пород, поступает в проточный смеситель 2, в котором осу ществляется равномерное распределени в потоке компонентов, содержащихся в промывочной жидкости. Появление индикатора, выходящего из скважины с потоком промывочной жидкости с концентрацией в ней, достаточной для 1 3 .4 регистрации, обнаруживается блоком регистрации индикаторных меток 3, который формирует сигнал, поступающий со второго выхода блока 3 на вход блока включения накопителя 9, обеспечивающего включение накопителя 6. При этом время задержки поступления промывочной жидкости в накопитель 6 очень мало и соизмеримо с временем включения накопителя. Скорость заполнения накопителя 6 изменяется блоком регулировки скорости его заполнения 10, на который поступает сигнал со второго выхода блока измерения расхода 4, пропорциональный по величине расходу потока исследуемой среды. В результате этого накопитель 6 непрерывно отбирает часть потока перемещенной промывочной тшдкости, которая полностью соответствует по составу общему потоку. Для завершения отбора интегральной пробы промывочной жидкости в поток повторно вводится блоком 1 индикаторная метка, которая после выхода потока из скважины поступает через проточный смеситель 2 в блок регистрации индикаторных меток 3. Последний формирует сигнал, поступающий с его второго выхода на блок 9, который выключает накопитель 6. Затем отобранную накопителем пробу промывочной жидкости полностью переводят в термовакуумный дегазатор 7, а извлеченный газ подают в газоанализатор 8. Опробование следующего интервала осуществляют после очередного ввода в поток индикаторной метки, причем для обеспечения непрерывной газометрии скважины блок 9 включает свободную пробоотборную камеру или другой однокамерный накопитель 6 (не показан), а отбор интегральных проб производится в приведенной выше последовательности. В повторных циклах циркуляции npONfciвочной жидкости при разбуривании неследуемого интервала разреза концентрации введенный в нее в начале циркуляции индикатор за счет значительного разбавления в отстойнике резко уменьшается и индикаторная метка не обнаруживается блоком 3. В результате этого исключается случайное отклонение накопителя б в процессе бурения исследуемого интервала. Отключение происходит только после повторного, ввода в поток индикаторной метки. Технические преимущества от использования устройства подтверждают51ся результатами .газометрии опытной скважины, выполненной по дискретным и интегрально отобранным пробам промывочной жидкости. При этом газонасыщённость промывочной жидкости изме няли искусственно путем ее обогащени углеводородным газом и разбавлением технически чистой водой. Применение устройства при газомет рических исследованиях скважин повышает достоверность их опробования, так как результаты определения газонасыщенности входящего и выходящего потоков промывЬчной жидкости, полученные по полностью отдегазированным интегральным пробам (фиг.2, кривые 1 и 2), накопленным после перемешивания жидкости, более стабильны и воспроизводимы, чем результаты, полу ченные по дискретно отбираемым в соответствии с существующей технологией проб (фиг.2, кривые 3 и 4). Кроме того, разность концентраций углеводо родов в интегральных пробах, отобран ных на выходе потока и на его входе в скважину (фиг.З, кривая 1), соответствует остаточной газонасьщенности разреза (фиг.2, кривая 5) в отличие от показателей, полученных по дискретным пробам (фиг.34 кривая 2) Подтверждением повышения достовернос ти оценки газонасыщенности промывочной жидкости при использовании изобретения является изменение характера 36 распределения случайных ошибок- i /v при определении относительного приращения концентрации углеводородов ьС/Сср по интег зально накопленным (фиг.4, кривая 1) и дискретно отобранным по базовому варианту пробам (фиг.4, кривая 2). За счет достижения указанного технического зффекта при использовании изобретения повышается геологическая информативность результатов детальной газометрии скважин. Кроме этого, продолжительное накапливание предварительно усредненной по составу промывочной жидкости, осуществляемое при применении устройства, позволяет значительно сократить суммарный объем отбираемых проб и, соответственно, затраты средств на их аналитические исследования. Применение устройства позволяет исключить необходимость дискретного отбора и анализа не менее 25-30 проб промывочной жидкости из входящего и выходящего потоков с каждых 100 м проходки скважины. Таким образом, реально достигаемьй экономический эффект от массового применения изобретения составляет за счет сокращения на 75-80% общих затрат на химико-аналитические исследования проб промывочной жидкости около 3 млн. руб. в год.

ПромыВочная

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕТАЛЬНОЙ ГАЗОМЕТРИИ СКВАЖИН В ПРОЦЕССЕ БУРЕНИЯ, содержащее делитель потока промывочной жидкости, проточный смеситель, накопитель, термовакуумный дегазатор, газоанализатор, блок измерения расхода промывочной жидкости и блок регулировки скорости заполнения накопителя, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности определения газонасьпценности промывочной жидкости при низкой концентрации газов в исследуемых пластах, оно снабжено блоком ввода в поток индикаторных меток, блоком регистрации индикаторных меток -и блоком включения накопителя, причем блок ввода в поток индикаторных меток подсоединен через проточный смеситель к входу блока регистрации индикаторных меток, первый выход которого подключен к входу блока измерения расхода промывочной жидкости, а его первый выход подсоединен к входу делителя потока, первый выход которого подключен к входу блока ввода в поток индикаторных меток, второй выход блока регистрации индикаторных меток через блок включения накопителя подсоединен к первому входу накопителя, второй выход блока измерения расхода промывочной жидкости через блок регулировки скорости заполнения накопителя подключен к второму входу накопителя, а второй выход делителя потока через включенные последовательно накопитель и термовакуумный дегазатор подсоединен к входу газоанализатора. 2. Устройство по П.1, отличающееся тем, что накопитель выполнен в виде пробоотборника всасывающего типа.

IW7/f

-1-

11h

200 Ш SDO бон то 12DD №00 Фи1.1