Способ определения геометрических характеристик стволов буровых скважин Советский патент 1988 года по МПК E21B47/22 

Изобрете1ше относится к промыс- лово-геофизическим исследованиям нефтяных и газовых скважин.и может быть использовано в Приборах, применяемых для определения геометрических характеристик стволов буровых скважин.

Цель изобретения - повьшение точности определения геометрических характеристик стволов буровых скважин.

На фкг, изображена принципиальная электрическая схема измери- тельной чаоти скважинного прибора; на фиг,2 - номограмма дпя нахождения поправок к разности измеренных сопротивлений участков проводящего элемента в зависимости от величины измеренных сопротивлений изоляции кабеля.

Способ осуществляется следующим образом.

С помощью лебедки подъемника в скважине на геофизическом кабеле перемещаю до заданной глубины исследования сква- жинный прибор включающий коммутатор 1 с приводом (не показан) и датчик 2 с резистивным проводящим элементом (например, реохордом) и заданными относительно него начальным и конечш11м положениями чувствительного элемента (например, отвеса со скользящим по реохорду контактом), После остановки скважинного прибора на заданной глубине и успокоения чувствительного элемента в исходной позиции коммутатора 1 (фиг.1) сопротивление R „, изоляции кабеляJ условно изображенное на схеме в виде резистора 3,получают на дневной поверхности путем подключения наземного измерительного прибора к жиле и оплетке (броне) кабеля (фиг.1,соответственно ЖК и ОК). Запоминают это сопротивление. Затем, управляя работой привода (например, с помощью дополнительной жилы кабеля) , осуществляют коммутатором 1 поочередное подключение к ЖК выводов резистивного проводящего элемента датчика 2. При этом с помощью наземного регистрирующего устройства,, в случае К ц со ; получают в упрощенном виде сопротивления измерительной цепи

11

г

+ R

М

+ R

k I

г г

11

1-г

г 1 - г

10

15

20

25 ЗО

3922/+

где г

11

11

полное сопротивление измерительной цепи, определяющее соответственно величину первого и второго аналоговых сигналов при отсутствии утечки тока в кабеле; сопротивления участков проводящего элемента, заключенных по обе CTO-I РОНЫ от текущего положения чувствительного элемента (его скользящего контакта), соответ-. ственно между, его на- чальньм и конечным , .ложениями;

R. - сопротивление кабеля,

условно изображенное на схеме в виде резистора 4;

г - результирующее сопротивление, эквивалентное определяемой геометрической характеристике ствола скважины при отсутствии утечки тока в кабеле.

В этом случае информация о Кц может служить лишь показателем достоверности осуществляемых измерений.

При наличии утечки тока в кабеле, т.е. при R у 00 соотретг.твенно

25 ЗО

35 получ ают

01

КцГ

RU + г,

«- R

01

. R г

+ R

г,- Г

0-1

RutjRiirj

+ г

R.25ЗО

0

5

где г

of - О 2

полное сопротивление измерительной цепи, определяющее соответственно величину первого и второго аналоговых сигналов наличии - утечки тока в кабеле, В этом случае информацию о R используют для опредапения истинного значения определяемой геометрической характеристики Ф по формуле

Ф Кг ,(2 RU

R,де Тд

разность измеренных сопротивлений участков проводящего элемента, полученная на дневной поверхности при наличии утеч- ки тока в кабеле измеренное сопротивление изоляции кабеля; полное сопротивление про- .|Q водящего элемента, определенное в нормальных условиях на участке, ограниченном начальным и кополе номограммы, шкалы, отражающие зависимость

.,Vi f(R).

где углы между i-й (,2,3,..., N) прямой и абсциссой, соот- ветствунщие выбранному масштабу построения графиков номограммы.

Номограмма показывает, что при известных значениях R и г нахождение поправок л не вызывает затрудне

Изобретение относится к прО1«11сло- во-геофизическим исследованиям нефтяных и газовых скважин. Цель изобретения - повьшение точности определения гебметрических х-к стволов бу- скважин. СкважинныЙ прибор (СП) спускают на геофизическом кабе- , ле до заданной глубины. После остановки СП и успокоения чувствительного элемента производят измерение на дневной поверхности сопротивления участков проводящего элемента СП и сопротивление изоляции кабеля R. Геометрическую к-ку стволов бурильных скважин определяют из выражения .ф КГо (R(,+R,-J, где г - разность измеренных сопротивлений участков проводящего элемента, полученная на дневной поверхности при наличии утечки тока в кабеле; полное сопротивдение проводящего элемента, определенное в нормальных условиях на участке, ограниченном начальным и конечным положениями чувствительного элемента; К /2 R - константа для перевода информационного результирующего сигнала в определенную геометрическую х-ку; фц - величина диапазона определения геометрической х-ки; Способ позволяет проводить с требуемой точностью исследование стволов буровых скважин в условиях эксплуатации, при которых возможно повреждение геофизического кабеля аномальным воздействием т-ры и давления. 2 ил. (Л Од Ф Ьд го

2 К.

нечным положениями чувст- ig НИИ. Однако, если величину R мож- вительного элемента;,

к --- константа для перевода информационного результирующего сигнала в определяемую геометрическую характеристику;

Фй величина диапазона определения геометрической характеристики.

В качестве примера оценим определяемую геометрическую характеристику ствола скважины по предлагаемому способу. При этом принимают г 0,7 КОМ, Rn 1 КОМ, Г| 180 КОМ,

но измерить, то текущее значение в скважинных условиях при наличии утеч ки тока в кабеле (при R оо ) иска ,жается и принимается на дневной поверхности в виде значения г. По это причине дпя обеспечения возможности нахождения поправок принято условие г :i Гр . Такое допущение приемлемо, поскольку, по крайней мере, для 25 RU 1 50 КОм при известных в скважин ной аппаратуре максимальных значениях Ro в результате измерения макм«кс

Фа 360

30

симальных текущих значений г внесена погрещность, не превьщзающая сотых долей процента. В частности, при исходных данных рассмотренного примера эта погрещность составляет 0,006%.180

Тзб+Т

ize Ai Ae.

Отсюда видно, что устраненная погреш- jHOCTb определения геометрической характеристики (ЗФ -41 46 .

Для пояснения механизма определе- |ния геометрических характеристик стволов скважин с учетом поправок на 1измеиение сопротивления изоляции ка-, беля пользуются номограммой (фиг.2). Номограмма служит для нахождения поправок и на изменение сопротивления изоляции кабеля с целью осуществления математической операции г г , + .+ и . График номограммы отражает функ- цональную зависимость й f (г, RK const) при известном по конструк-: тивным данным полном сопротивлении проводящего элемента R п 1 КОм. Графики, имекщие вид пучка прямых, пере- секакщихся в точке начала отсчета координат (,г), построены с использованием приведенных рабочих формул дпя нахождения текущих значений г и Го и образуют на осях, ограничивакягих

НИИ. Однако, если величину R мож-

но измерить, то текущее значение в скважинных условиях при наличии утечки тока в кабеле (при R оо ) иска- жается и принимается на дневной поверхности в виде значения г. По этой причине дпя обеспечения возможности нахождения поправок принято условие г :i Гр . Такое допущение приемлемо, поскольку, по крайней мере, для RU 1 50 КОм при известных в скважин- ной аппаратуре максимальных значениях Ro в результате измерения макм«кс

симальных текущих значений г внесена погрещность, не превьщзающая сотых долей процента. В частности, при исходных данных рассмотренного примера эта погрещность составляет 0,006%.35 Продублировав с использованием приведенной номограммы (нахождение поправки и по щтриховым линиям) оценку определенной геометрической характеристики ствола скважины Ф, нетрудно

40 убедиться в соблюдении равенства

К(г. + 4 ) :Кг Г2

.

Rn

5

Незначительные расхождения между значениями Ф, полученными с помощью левой и правой частей этого выраже- . ,ния, могут возникать из-за недоста- jточной точности построения номограм- |мы и ошибок отсчета по ней исходных и искомых данных. Обычно максимум расхождения не превьщ1ает 0,002%. Это достаточно убедительно подтверждает правильность как графоаналитического (номографического), так и чисто алгебраического вариантов реализации предлагаемого способа определения геометрических характеристик стволов буровых скважин.

5

.392

Использование npejviaraeMoro спосо-. ба позволяет осуществлять с требуемой точностью исследование стволов буровых скважин в особо жестких условиях эксгшуатации, когда можно ожидать, что примененный геофизический кабель будет поврежден аномальным воздействием температуры и давления, близкими к предельно допустимым зна10

5

чениям, либо превьшающими их. Формула изобретения Способ определения геометрических характеристик стволов буровых скважин, включающий последовательнмй спуск на геофизическом кабеле до заданной глубины скважинного прибора, измерение на дневной поверхности сопротивления участков прободящего элемента скважинного прибора и определение геометрических характеристик с тволов буровых скважин, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения, дополнительно измеряют сопротивление изоляции кабеля, а геометрическую характеристику p стволов буровых скважин определяют из выражения

т

р.

Ф Кг..(2 JA..

RH Rf/

0

5 где Гр - разность измеренных сопротивлений участков проводящего элемента, полученная на дневной поверхности при наличии утечки тока в кабеле;

измеренное сопротивление изоляции кабеля; полное сопротивление проводящего элемента, определенное в нормальных условиях на участке, ограниченном начальным и конечным положениями чувствительного элемента;

RM «п

5

0

1« 2R,

К -- 5

Факонстанта для перевода информационного результирующего сигнала в определенную геометрическую характеристику; величина диапазона определения геометрической характеристики.

ОН

i.

Rfj fOKOM 50

1000 2000

Фиъ.г