Устройство для определения зон с аномальными пластовыми давлениями Советский патент 1988 года по МПК E21B47/06 

(21)4110604/22-03

(22)11.06.86

(4б) 15.09.88. Бюл. № 34

(71)Азербайджанский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промьгашенности

(72)М.К.Сеид-Рза, Р.М.Мамедов, Л.М.Орман, Ф.А.Г.Исмайлов

и И.Р.Мамедова

(53) 622.276.031 (088.8)

(56) Авторское спидетельство СССР

№ 1051244, кл. Е 21 В 47/06, 1982.

Авторское свидетельство СССР If 1204709, кл. Е 21 В 47/06, 1984.

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗОН С АНОМАЛЬНЫМИ ПЛАСТОВЫМИ ДАВЛЕНИЯМИ

(57) Изобретение относится к технике бурения нефтяных и газовых скважин. Цель изобретения - повышение информативности и достоверности спосо ба за счет определения распознавания зон как с аномально высоким, так и низким пластовыми давлениями.Устр-во содержит блоки 1 - 6 преобразователей скорости вращения долота, скорости проходки, нагрузки на долото, дий- метра долота, плотности промывочной

(Л

4

ьо

со

со со

жидкости, вычислитель 7, регистры памяти 8, 10, 17, 20, девять элемеи- тов И 9, 11, 12, 15, 18, 21, 23, 26, 27, блоки 13, 16, J9, блоки 28, 29 сигнализации, счетчики 14, 24, 25, блок 6 преобразователя т-ры, С блока 2 на вычислитель 7 поступает информация о скорости проходки и в нем формируется пропорционально этой скорости глубина скважины через каждый интервал времени dt. Одновременно анализируется характер изменения

1

Изобретение относится к технике бурения и газовых скважин, а именно к техническим средствам для диагностики зон с аномальными пластовыми давлениями.

Цель изобретения - повышение информативности и достоверности спосо - ба за счет определения и распоз сава- ния зон как с аномально высоким,так и низким пластовыми давлениями.

На чертеже приведена фуикцнональ- ная схема предлагаемого устройства.

Устройство дпя определения зон с аномальными пластовыми давлениями со- держит блоки 1 - 6 соответственно преобразователей скорости вращения долота, скорости проходки, нагрузки на долото, диаметра долота, плотности промывочной жидкости, вычислитель 7, первый регистр 8 памяти, второй элемент И 9, второй регистр 10 памяти, первый и.четвертый элементы И 11, 12, первый блок 13 индикации, первый счетчик 14 импульсов, третий элемент И 15, второй блок 16 индикации, третий регистр 17 памяти, пятый элемент И 18, третий блок 19 индикации, четвертый регистр 20 памяти, шестой элемент И 21, пятый регистр 22 памяти, седьмой элемент И 23, второй и третий счетчики 24, 25 импульсов, восьмой 26 и девятый 27 элементы И, первый и второй блоки 28 и 29 сигнализации, при этом выходы каждого преобразователя подключены к соответствующим входам вычислителя 7.

Первый выход а, вычислителя 7 подключен к первому входу второго

т-ры промывочной жидкости, регистрируемой на устье скважины. В вычислителе 7 определяют раяность между текущим и предыдущим значениями т-рЫ| Т.о. на основе данных, полученных в момент времени 41 j, вычисляют текущую глубину Н,, показатель д -экспо- ненты , плотность промывоииой жидкости S - и анализируют значение т-ры. По полученным данным вычисляют зоны с аномальным пластовым дав- лением. I ил.

элемента И 9, другой вход которого соединён с четвертым выходом а вычислителя 7, и к входу первого регистра 8 памяти, выход которого подключен к входу первого блока 13 индикации и одному из входов первого элемента И I1, другой вход и выход которого соответственно подключены к второму выходу а и первому входу Ъ вычислителя 7, выход второго элемента И 9 через второй регистр 10 памяти соединен с первым входом третьего элемента И 15, другой вход которого подключен к выходу первого счетчика 14 импульсов, а выход - к второму входу bj вычислителя 7, третий а и четвертый а выходы вычислителя 7 подсоединены соответственно к счетному входу и выходу сброса первого счетчика 14 импульсов, пятый выход а вычислителя 7 подключен к входу второго блока 16 индикации.

Устройство снабжено блоком 6 преобразователя температуры раствора, выход которого подключен к соответствующему входу вычислителя 7, шестью элементами И, третьим блоком 19 индикации, тремя (егистрами 17,20,22 памяти, вторым и третьим счетчиками 24, 25 импульсов и вторым блоком 29 сигнализации, причем входы четвертого элемента И I2 соединены с выходами первого регистра 8 памяти и первого счетчика 14 импульсов, а выход - с первым блоком 13 индикации, выход первого счетчика 14 импульсов подключен также к первым входам пятого, восьмого и девятого элементов И 18,

3

26, 27,второй вход пятого элемента И 18 подсоединен к выходу третьего регистра 17 памяти, вход которого подключен к шестому выходу я вычислителя 7, а выход пятого элемента И 8 подсоединен к входу третьего блока 19 индикации, седьмой выход а вычислителя 7 через пятый регистр 22 памяти подключен к первому входу седьмого элемента И 23, второй вход и вь1ход его подсоединены соответственно к восьмому выходу л о и чет5

вертому входу Ь вычислителя 7,входы шестого элемента И 21 непосредственно и через четвертый регистр 20 памяти подключены соответственно к

девятому Лд и десятому л,д выходам вычислителя 7, а выход шестого элемента И 2I подсоединен к третьему входу bj вычислителя 7, одиннадцатый а и двенадцатью а, выходы вычислителя 7 подсоединен одновременно к счетному входу и входу сброса второго 24 и третьего 25 счетчиков им- пульсов, выходы которых через вторые входы восьмого и девятого элементов И 26, 27 подключены к соответствующим блокам 28, 29 сигнализации.

Устройство работает следующим об- разом.

С выходов блоков преобразователей 1-6 на соответствующие входы вычислителя 7 поступает информация, пропорциональная текущим значениям скорости вращения долота, скорости проходки, нагрузки на долото, диаметра долота, плотности промывочной жидкости. На основе данных с блоков преобразователей 1-5 вычислитель 7 опреде- ляет значение показателя dj-OKcnoHeK- ты на данный момент времени t. После вычисления значения dg на втором выходе а вычислителя 7 формируется сигнал, который поступает на первый вход первого элемента ИМ. Так как второй вход элемента И 11 подключен к выходу перво1 о регистра 8 памяти, то содержимое этого регистра памяти, пройдя через элемент И 11, поступает на вход Ъ, вычислителя 7, При этом в последнем определяется знак разности между текущим значением показателя ds-экспоненты и его предьщущим значением, запоминаемым в первом регистре 8 памяти и введенном в него до начала вычислений. Если знак разности отрицательный, то на выходе а вычислителя 7 вырабатывается сигнал,

25

23733

KOTopbift поступает на счетный вход первого счетчика 14 импульсов. Если же чнак разности положительный, то на выходе я вычислителя 7 вырабатывается сигнал, который одновременно поступает на вход сброса в нулевое состояние счетчика 14 импульсов и пл второй вход элемента И 9. При

10 этом открывается элемент И 9 и текущее янлчение d j-экспоненты, подаваемое на выход л вычислителя 7, пройдя через элемент И 9, записывается р регистр 10 памяти. Процесс вычисле15 ния dg-экспоненты повторяется через каждый интервал времени 4t. Если все последутошие значения поклтлтеля экспоненты меньше чем предыдущие, на

0

5

5

0

0

выходе я- вычислителя 7 выряЛатыва- ются импульсы, которые поступают на счетный вход счетчика 14 импульсов. При достижении содержимого счетчика 14 импульсов заданного числа на выходе его вырабатывается сигнал, который одновременно поступает на вторые входы элементов И 12, 15, 18, 26, 27. Сигнял с выходя счетчикя 14 импульсов, поступая на вторые входы элементов И 12 и 15, открывает их. Содержимое регистров 8 и 10 памяти передается на блок 13 индикации и элемент И 15 соответственно. С выхода элемента И пает

ля dg-экспоненты

15 на вход Ъ вычислителя посту- максимальное значение показатеи на основе значения .,,-экспоненты и текущих значений,

Ь we КС

контролируемых блоками 1-4, вычислитель определяет требуемое значение плотности р.; промывочной жидкости, которое отражается в блоке 16 индикации через выход а вычислителя 7. С преобразователя 2 на вычислитель 7 поступает информация о скорости проходки и в последнем пропорционально

5 этой скорости формируется текущая глубина скважины через каждый интервал времени t. При этом исходная глубина на начало долбления вводится через соответствующий выход а вычислителя 7 на третий регистр 17 памяти. Через каждый интервал времени At с поступлением нового значения текущей глубины на третий регистр 17 памяти старое значение стирается, Ин5 формация о текущей глубине Н пос- тупает на первый вход элемента И 18, так как на втором входе этого элемента отсутствует сигнал в данный момент, то текущая глубина не передается на

0

блок 19 индикации. С открытием элемои та И 18 информация о текущей глубине передается в блок 19 индикации.

Одновременно с рьшислением текуще- го значения показателя сЦ-экспоненты ira основе информации, поступающей с блока 6 преобразователя температуры раствора на соответстнующий вход вычислителя, анализируется характер менения температуры промывочной жидкости, регистрируемой на устье сква- жи1Пэ1. С выхода а начальное значение температуры промывочной ткидкости поступает на четвертый регистр 20 памя- ти. Через интервал времени t на выходе а,д вычислителя 7 вырабат1л- вается сигнал о получении следующего значения температуры и содержимое регистра 20 памяти, пройдя через эде- мент И 21, поступает на соответстную- щий вход iD. j вычислителя 7. В пычис- лител.е 7 определяется разность eжty текущим и предыдущим значениями температуры. Если знак разности положи- тельный, то эта разность делится на .текущую проходку ЗН,, которая формируется в вычислителе 7 на основе информации с преобразователя 2 скорости проходки. В результате деления 6п- ределяется текущее значение геотермического градиента Г. При этом на выходе а , вычислителя 7 вырабатывается сигнал, который открывает элеме 1т И 23, и постоянное значение геотермического градиента Г, запоминаемое в регистре 22 памяти, поступает чере открытьш элемент И 23 на соответствующий вход Ь вычислителя 7. Выполняется вьггитание из текущего значения геометрического градиента Г т его постоянного значения Гг,. Если знак разности положительный, то на выходе а вычислителя 7 вырабатыиа- ется сигнал, которьп одновременно поступает на счетный вход счетчика 2А импульсов и на вход сброса в нулевое состояние счетчика 25 импульсов. При достижении содержимого счетчика 24 импульсов заданного числа на его выходе получается импульс, который, пройдя через элемент И 26, поступает на блок 28 сигнализации, который оповещает о приближении зоны с аномально высоким пластовым давлением. Если знак разности между текущим и предыдущим значениями температуры отрицательный, то иа выходе з вычислителя 7 вырабатывается сигнал.

5 0 5 0

5

0

который поступает на счетный вход счетчика 25 импульсов и на вход сброса счетчика 24 импульсов. При достижении содержимого счетчика 25 импульсов заданного числа на его выходе получается импульс, который, пройдя через элемент И 27, поступает на блок 29 сигнализации, что оповещает о приближении зоны с аномально низким пластовым давлением.

Таким образом, на основе данных, полученных в каждый момент времени dt., вычисляются текущая глубина Hj, т.е. проходка 4Н ;, показатель экспоненты d., плотность промывочной жидкости о . и аиализируется изменение температуры Т,.. ПрИ Обнару-. жении приближения аномальным пластовым давлением срабатывает со- отнетствующйй блок сигиализации, оповещая об АВПД или АНПД. Одиовремеино на соответствующих блоках индикации отражается глубина залегания зоны Н, значение показателя d5-3KcnoHeHTM, плотность (удельный вес) промывочной жидкости fmi , причем требуемая плотность промывочной жидкости при обнаружении приближения зоны с низким пластовым давлением определяется учитывая ее вычисленное значение при ЛВПД. В результате своевременно принятых мер предотвращается аварийная ситуация и обеспечивается бурение зоны АВПД или АНПД без осложнений.

Экономическая эффективность от использования предлагаемого технического решения обусловлена сокращением времени, затрачиваемого на ликвида- осложнений, связанных с газоводо- проявлением, нарушением устойчивости стенок скважин и поглощением бурового раствора.

Формула

изобретения

Устройство для определения зон с аномальными пластовыми давлениями, содержащее блоки преобразователей

скорости вращения долота, скорости проходки, нагрузки на долото, диаметра долота, плотности промывочной жидкости, вычислитель, два регистра памяти, три элемента И, счетчик импульсов, два блока индикации, блок сигнализации, при этом выходы каждого из преобразователей подключены к соответствующим входам вычислителя, первый выж)д последнего подключен к пер

вому входу второго элемента И, друго вход которого соединен с четвертым выходом вычислителя, и к входу первого регистра памяти, выход которого подключен к входу первого блока индикации и одноьту из входов первого элемента И, другой вход и выход которого соответственно подключены к второму выходу и первому входу вычис лителя, выход второго элемента И через второй регистр памяти соединен с первым входом третьего элемента И, другой вход которого подключен к выходу счетчика импульсов, а выход - к соответствующему входу вычислителя, третий и четвертый выходы вычислителя подсоединены, соответственно к счетному входу и к выходу сброса счетчика импульсов, пятый выход вычислителя подключен к входу второго блока индикации, отличающее с я тем, что, с целью повышения информативности и достоверности способа за счет определения и распознавания зон как с аномально высоким, так и низким пластовыми давлениями, оно снабжено блоком преобразователя температуры раствора, выход которого подключен к соответствующему входу вычислителя, щестью элементами И, третьим блоком индикации, тремя регистрами памяти, вторым и третьим счетчиками импульсов и вторым блодсом

5

0

0

5

0

сигнализации, причем входы четвертого элемента И соединены с выходами первого регистра памяти и первого счетчика импульсов, а выход - с первым блоком индикации, выход первого счетчика импульсов подключен также к первым входам пятого, восьмого и девятого элементов И, второй вход пятого элемента И подсоединен к выходу третьего регистра памяти, вход которого подключен к щестому выходу вычислителя, а выход пятого элемента И подсоединен к входу третьего блока индикации, седьмой выход вычислителя через пятый регистр памяти подключен к первому входу седьмого элемента И, второй вход и выход его подсоединены соответственно к восьмому выходу и четвертому входу вычислителя, входы шестого элемента И непосредственно и через четвертый регистр памяти подключены соответственно к десятому и девятому выходам вычислителя, а выход шестого элемента И подсоединен к третьему входу вычислителя, одиннадцатый и двенадцатый выходы вычислителя подсоединены одновременно к счетному входу и входу сброса второго и третьего счетчиков импульсов, выходы которых через вторые входы восьмого и девятого элементов И подключены к соответствующим блокам сигнализации.