УСТРОЙСТВО для ВЫДЕЛЕНИЯ ПРОНИЦАЕМЫХ ПЛАСТОВ ПРИ ГАЗОВОМ КАРОТАЖЕ Советский патент 1965 года по МПК E21B47/00 E21B47/12 G01V9/00 

Данное изобретение относится к устройствам, предназначенным для промыслово-геофизического исследования скважин. При промыслово-геофизических и геохимических исследованиях скважин важное значение для определения продуктивности пластов, пересеченных скважиной, имеет выделение проницаемых горизонтов.

До настоящего времени задача выделения проницаемых пластов решалась рядом косвенных промыслово-геофизических методов {нейтронного каротажа, акустического каротажа и другими), проводимых после бурения. В ряде случаев эти методы не позволяли однозначно определять проницаемые пласты, поэтому был предложен новый способ выделения проницаемых пластов при газовом каротаже путем прямого измерения поглощения бурового раствора пластом или притока пластового флюида в скважину. Интенсивность поглощения бурового раствора Q представляет собой алгебраическую разность объемов бурового раствора, замеренного перед закачкой в скважину - QBX- , и после выхода из скважины - Эвых :

Ц/„ - (g. - ,ц:

Если величина Q,, имеет положительный знак, следовательно, QBUX и на исследуемом интервале буровой раствор интенсивно поглощается. Если Q имеет отрицательный знак, то Qi.y QBHX , значит происходит приток пластового флюида в скважину. Таким образом, величина Qn QBX -QBHX- характеризует интенсивность поглощения или притока в скважине. Эта величина может быть с достаточной точностью привязана к глубине, т. е. к соответствующему пласту. Предлол-сенное устройство предназначено

для осуществления измерений по вышеуказанному способу. Возможность автоматической регистрации алгебраической разности объемов бурового раствора и Овых достигнута благодаря выполнению устройства на реверсивном шаговом искателе с двумя шаговыми двигателями, на один из которых поступает информация с расходомера, измеряющего QPX, а на второй - информация с расходомера, измеряющего величину Q,,b,x Информация от расходомеров поступает через приставку с импульсным выходом и пересчетную схему, суммирующую приращения объемов бурового раствора в измеряемом интервале глубин и снабженную переключателем, изме}1яющим коэффициент пересчета в зависимости от величины интервала бурения.

На чертеже изображена схема описываемого устройства, включающего реверсивный шаговый искатель / с шаговыми двигателями 2

смонтированы пятьдесят сопротивлений 5, соединенных в одну последовательную цепь, образующую потенциометр, на который подано стабилизированное напряжение. Шаговый двигатель 2 срабатывает от имнульсов, получаемых-от расходомера 6, измеряющего расход бурового раствора перед поступлением его в скважину, через приставку 7 с импульсным выходом и пересчетную схему 8, собранную на щаговом искателе. Переключатель 9 и реле 10 предназначены для изменения коэффициента нересчета в зависимости от величины иитервала проходки скважины. Шаговый двигатель L срабатывает от имиульсов, получаемых .от расходомера 11, измеряющего Qayx бурового раствора, через пересчетную схему 12, собранную на щаговом искателе. Назначение переключателя 13 н реле 14 аналогично 9 и 10. Реле 15 и 16 нредназначены для управления работой щагового искателя. Шаговый искатель 1 имеет систему автоматического сброса, возвращающего его в исходное положение либо но команде с регистрирующего прибора после отработки напряжения, набранного на сопротивлениях 5, либо с помощью кнопки 77 при начале работы устройства.

Предлагаемое устройство должно обеспечивать определение поглощения или иритока даже нри малых величинах, т. е. иметь надлежащую чувствительность, и определять Q,, - объем бурового раствора, ноглощеииого пластом, или объем флюида, поступившего из пласта в скважину, нриходян1ийся на 1 м проходки скважины.

Определение параметров ири газовом каротаже скважин производится дискретно через онределенные интервалы нроходки скважины Нк, которые обычно равны 0,25, 0,5 или 7 м. Устройство должно учитывать эту величину Нк. Для возможности регистрации Q,, одним регистрирующим прибором одновременно с рядом других параметров действие устройства должно быть синхронизировано с циклом работы регистрирующего прибора. Для обеспечення надежной чувствительности устройства расходомеры 6 w. 11 имеют имнульсный выход, причем каждый импульс соответствует определенному минимальному объему А К бурового раствора, прошедшему через расходомер. Известные расходомеры, устанавливаемые на выходе скважины, имеют импульсный выход с достаточно малой величиной , например, цена одного имнульса AV лонастного расходомера равна 12,2 л, что обеспечивает вполне достаточную чувствительность. Действительно, если минимальный расход бурового раствора в скважине при пормальной циркуляции равен 20 л1сек, а максимальная скорость проходки скважииы 75 лг/час, то мииимальный объем бурового раствора, нрошедший через скважину при ироходке 1 м на максимальной скорости нроходки:

,,3300 20 „,,„

Imin г- 960л.

/О

Отсюда следует, что даже при выбранных выше наиболее благоприятных условиях и нри

,2 л такой расходомер способен опре 22 100

делять изменение величины на

9оО

1,26%, что вполне достаточно для определения даже весьма малых величин ноглощения или притока в скважине.

Известные расходомеры для определения расхода бурового раствора перед поступлением его в скважину - расходомер 6 - обычно

5 выиолнены но схеме индукциоиного расходомера, которая обеспечивает значительно более высокую точность намерения расхода, чем в расходомерах объемного типа - расходомер 11. Р1идукционные расходомеры имеют выход в виде вала, угол поворота которого пропорционален расходу Qox. Для получения импульсного выхода на валу расходомера устанавливают потенциометр, соединенный с релаксационным генератором, или нрименяют

5 другие общеизвестные технические нриемы. Приставкой, обеспечивающей имиульсный выход расходомера 6, является приставка 7, которая служит также для уравнивания цены имнульсов расходомеров 6 и 11, т. е. АУ„х

0 А1/„„

Vn -- ихI/ВЫХ)

где VBX - объем бурового раствора, прошедший через расходомер па входе скважины за

5 1 м нроходки; FO,.,,; - объем бурового раствора, нрошедший через расходомер на выходе скважины за 1 м проходки. Так как расходомеры 6 11 имеют импульсный выход, величииы Vвк н Vиък можно выразить в виде суммы приращений .v и АУцых за время бурения интервала Нк, равного 1 ///,.

Ял

V - V Л У иУ - V

вх- 7 - ш вых 7, - выхОО

5Нк Л/Л- 1

Отсюда Qn 2 - 2 | хоо

Так как при газовом каротаже скважин определение и регистрацию параметров производят дискретно через интервал Нк м, то для определения величииы Qn путем суммирования прирашеиий AV за время проходки интервала Нк необходнмо в выражение Q,,

5 ввестн коэффициент :

Нк

Нк

Нк

1 Нк

,,

Нк

50 В зависимости от величины тнага Нк меняют велнчнну нрнращения

Д Я/ А У,, и Д Vii Я« А 7,„х, мирующее устройство с потенциометрической схемой, собранное на реверсивном шаговом искателе /, шаговые двигатели 2 и 3 которого срабатывают от каждого импульса расходомеров 6 VI 11 через интервалы объемов АУвх и , при уменьшении прираш,ений объемов АУвх и АУвых по сравнению с прираш,ением объемов АУвх- и пропорционально веНкЯ«личине Нк суммы и , полу00ченные на потенциометрической схеме реверсивного шагового искателя 1, будут соответственно больше сумм V Al/j,. и V ДК,,,,,,; в - WL 2АПх-- 2 --1/,„ ПК1 ПК. 2Al/2b,,x-V,,,,. ЯкЯк Отсюда Q,, ,х. оо Следовательно, суммируя на потенциометрической схеме, собранной на сопротивлениях о шагового искателя 1, приращения АУ, и за время интервала Нк и вычитая их, получают величину, пропорциональную Q. Например, поскольку требуется регистрация Q с 5%-ной точностью, можно выбрать АУв. : А У«,48,8 л. Поэтому при Як 0,25/.г Пх - Д Lx - 12,2 л, при Я, Z. 0,5 .« А VH ::.АУ,24,4.л и при Я„ 1ж А . А 48,8 уг. С помощью переключателей 9 и /.. и реле 10 и /4 пересчетные схемы 8 и /2 выдают ИМПУЛЬСЫ: Д вх Д вх и Д V-«,. А У„„„ при /У. 0,25 i,, 2AV;,. и 2AV,,,, при Н - 0,0 м или 4AV,., и4 А /„„., при HK 1 .«. Падение напряжения на сопротивлениях 5, пропорциональное Qn, снимается с исходной точки платы 4 шагового искателя 1, которая находится в средней части платы и ползунка платы 4, и подается на регистрирующий прибор. Если ползунок находится правее исходной точки (1вх вых), величина снимаемого напряжения имеет положительный знак и регистрируется на кривой Qn в виде положительной аномалии, показывающей наличие поглощения бурового раствора в скважине. Если ползунок находится левее исходной точки (УВХ вых ), величина снимаемого напряжения имеет отрицательный знак и регистрируется а кривой Qn в виде отрицательной аномалии, показывающей наличие притока флюида из пласта в скажину. Предмет изобретения Устройство для выделения проницаемых пластов при газовом каротаже, включающее датчики расхода с импульсным выходом, один из которых служит для измерения расхода бурового раствора во время закачки в скважину, а второй - после выхода раствора из скважины, отличающееся тем, что, с целью автоматизации измерений, устройство содержит вычитающий блок, выполненный, например, на реверсивном шаговом искателе с сопротивлениями, включенными по схеме потенииометра, и двумя шаговыми двигателями, Fixo.ibi которого подключены через пересчетпые схемы к импульсным выходам датчиков расходов бурового раствора.

LTU

tS

I

il

/3

6-0-, оо о-

о- оо-о- о- о- о