УСТРОЙСТВО для ОПРЕДЕЛЕНИЯ И РЕГИСТРАЦИИ ПРИВЕДЕННЫХ ЗНАЧЕНИЙ ПАРАЛ\ЕТРОВ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИХ ГАЗО- И НЕФТЕПРОЯВЛЕНИЯ ПРИ ГАЗОВОМ КАРОТАЖЕСКВАЖИН Советский патент 1971 года по МПК E21B47/00 E21B47/12 

Изобретение относится к области промыслово-геофизических исследовапий скважин.

Основу ко.мплекса исследований при проведении газового каротажа пробуриваемых скважин составляют измерение и регистрация параметров, характеризующих газе- и нефтенроявления; суммар:ного содержания газов в буровом растворе Гсум, содержания в буровом растворе предельных углеводородных газов от метана С) до гексана Се, интенсивности люминесценции бурового раствора ЛдюмИ Др.

Измеряют эти параметры -по буровому раствору, выпосящему анализируемую среду из забоя к устью скважи.пы; однако прп этом на величины измеряемых параметров значите;1ьно Влпяет режи.м бурения скважины (скорость бурения и расход бурового расгвора па выходе скважины QBUX ) В результате содержание пефги и газа в пласте, вскрытом скважипой, оиределяетси недостаточшо точно.

Учитывая влияние режнма бурения скважины на результаты газового каротажа, вводят коэффициент разбавления /:, характеризующий объем бурового раствора, нрошедшего через забой скважииы, приходя1цийся на единицу объема выбуренной тюроды.

Для предотвраи1еНия влияния режима бурения скважины на результаты газового каротажа пользуются приведенными величинами параметров, характеризующих газо- и нефтелтрояБления, представляющими произведение измеренных вел1Г4;1п параметров на коэффипиепт разбавления.

Известны устройства для регистрации параметров, характерпзующих газо- и нефтепроя.вления (Гсум, Лдим и др.), в масщтабе истииных глубин путем дискретной регистрации их мгновенных значений по спгналам истииных глубии с запоминающего устройства и устройство д.тя регистрации параметров, получаемых при компонеитпом газово.м апалпзе (), в .масшгабе истинных глубин нутем диекретиой регистрации амплитудных значений пиков хроматограммы по сигналам истинных глубин.

Та1кже известно устройство для автоматического о:преде.чеи11Я величины коэффициогга разбавлеиия Е iiv гем суммирования сигналов от расходомера обьемпого типа AVp за щаг квантования по глубинам /4 (интервал нроходки скваж1ипы. через который ацюпзводится дискретное измерение и регистрация параметров при газовом каротаже скважип), определяемый сигналами действующих глубин с глубиномера газока 1отажпой станции.

А,

При рег11страц 1И параметров Г

сум

в мас:11табе исим1ных глубин п коэффициента разбавлення в масштабе действующих глубин приведегшые значения параметрасчетным шутем с предварительным отнесением величин па раметров Гсум и коэффициента разбавления Е к одному интервалу скважины. Та.ким образом, для о пределения приведенных значений |параметров берут Значение коэффициента разбавления „, определенное по величинам расхода бурового раствора ЗвыхИ продолжительности бурения TIH , которые наблюдались не Во время измерения значений (Параметров Г сум, Люм и Ci-Сб, а Щ1Л. вскрытии лласта и поступлении в буровой раствор нефти и таза. Описанная операция весьма трудоемка, что исключает оператив ность определения пересечения продуктивных гор.изонтов скважиной. Цель изобретения - автоматическое определение и регистрация приведенных значений параметров, характеризующих газо- и нефтепроявления. Для этого необходимо в момент вскрытия пласта определить коэффициент разбавления или (пропорциональные ему величины, заломнить их значения на время перемещения бурового раствора из забоя к устью скваж ины, затем по команде истинных глубин измерить величину параметра, умножить измеренную величину на запомненную величину коэффициента разбавления и зарегистрировать приведенное значение параметра. Предлагае.мое устройство обеспечивает определение и регистрацию приведенных значений параметров, характеризующих газо- и нефтепроявления, непосредственно в процессе бурения. От известных оно отличается тем, что на выходе датчика измеряемого параметра установлен делитель напряжения, сопротивления .которого включены в схему потенциометра через плату шагового искателя, связанного с запоминающим устройством и с командным устройством регистрирующего прибора. На выходе каждого датчика включен индивидуальный делитель напряжения, подключенный к отдельной плате общего шагового и кателя. УстроЙ€Т1Во содержит датчик 1 измеряемого параметра (газоанализатор, датчик люминесценции, хроматограф и т. д.), расходомер 2 объемного типа, глубиномер 3, запоминающее устройство 4, преобразующее сигаалы действующих глубин Я.д, поступающие от глубиномера через шаг квантования по глубинам //к, .в сигналы истинных глубин Я.и, делитель напряжения 5, составленный из одинаковых калиброванных резисторов 6, которые подключены к выводам платы шагового искателя 7 с электромагнитом 8, шаговый двигатель 9, датчик меток 10, считывающее устройство 11, реле 12 с контактами 13; пересчетное устройство 14, переключатель 15 шага квантования по (Глубинам, магазин сопротивления 16 с переключателем 17 и схему 18 сброса показаний шагового искателя. домера 2 на выходе .скважины при каждом прохождении через него объема бурового раствора AVp срабатывает. Поэтому число срабатываний шагового искателя за определенный интервал времени определяется объемом бурового раствора, прошедшим за этот интервал времени через расходомер на выходе скважины. Носитель меток глубин запоминающего устройства 4 перемещается с помощью шагового двигателя 9 по сигналам А7р от расходомера на выходе скважины, т. е. в функции объема бурового раствора, эвакуированного из скважины,JQBUX - Через шаг квантования по глубинам Як датчиком 10 на нос}1тель наносятся метки действующих глубин Я,.д по сигналам глубиномера 3 газокаротажной станции. Считывающее устройство 11 смещено по ходу движения носителя относительно датчика 10 на величину объема затрубного пространства скважины Кс (в м в масштабе протяжки носителя (в MMJM). Ноэтому считанная устройством 11 метка глубин перемещается вместе с носителем от датчика 10 до устройства 11 за время перемещения бурового раствора от забоя до устья скважины и является сигналом истинных глубин Я.,. При считывании устройством 11 сигнала ис тинных глубин Як.и срабатывает реле 12 и своими контактами 13 отключает электромагнит 8 шагового искателя от выхода расходомера 2. При этом шаговый искатель устанавливается в положение пг, которое указывает на число сигналов ДУр, поступивших на электромагнит 8 за время от прихода одного смежного сигнала Я.н до прихода другого сигнала Я.иПоскольку носитель запоминающего устройства 4 перемещается по тем же сигналам АКр в функции объема бурового раствора, Э1вакуированнэго из скважины, то число т будет пропорционально объему бурового раствора, прошедшему через забой скважины в момент ВСкрытия пласта, параметры которого измеряются в данный момент датчиком /, за период мелсду двумя соседними метками глубин на носителе, т. е. за период бурения интервала Скважины, равного шагу квантования по глубинам Я к . В этом случае число m определяется выражением3,6 10 .x. и П-ЛКр где Як -шаг квантования по глубинам, М: QBUX.H-расход бурового раствора на выходе скважин в момент вскрытия пласта, л/сек; WH-скорость бурения скважины в момент вскрытия пласта, м/час; Aup-цена сигнала расходомера, л. Число т пропорционально коэффициенту разбавления Е„ в момент вскрытия пласта. Действительно, величина коэффициента Е, f„ --. 0,77 . 10 Q,,,,, , . Г,„, . (2) где Г,„ - шродолжительность бурения 1 м скважнШ) в период вскрытия пласта, мин/м. Произведен; Рвых. представляет еобой объем бурового раствора, прошедшнй через -расходомер па выходе -скважины (а следовательно, и через забой скважины, так как жндкОСть inpaKTH-iecKH несжимаема) за время бурения 1 м слважкны в нериод вскрытия иласта /,„ г6-10-2(,ых.и, Т,„. (3) где QDHX.H В , Т, в лтн/.н Произведение тЛКр ирсдставляет co6oii 061.ем V,,.и бурового ipacTBOpa, нрошедшего через забой окважины лрн вскрытии актаста за время Г,,, ,;.„ бурения интервала скважины, равного Hjary квантования но глубинам 1/„. .-6.10-2 Q,b,x. и т,,,, .10-2 ,,м (4) Величина TH. связана с величиной 7i соотношением / „. к (4) И (5) в выраПодставляя выражения жеиие (3), иолучим К,н 6-10-2 двых.. 10-2-(зы X. и-/ н. к. и - ::610-2/пА1/р, . Подста вляя значеНне Свь1х. из выражеиня (4) в вырал енио (2), нолучим „-0,77-10 mAl/.,, rf2 Я, Выра/кение (7) показывает, что величина коэффи-циента разбавления „ при вскрытии пласта пропорциональная числу т, т. е. кол 1честву шагов шагового пса ателя 7 за нер1юд между двумп смежными сигналами истинных глубин //к. и Величина т оиределяется выражением (1), где величины Рвых.иИ найдены в момент вскрытия иласта, параметр которого определяется в данньп момент датчиком /, и заномнемы за-тюмпиаюшим устройством на время перемеш,ения бурового раствора от забоя до устья окважииы. Поэтому связанная с величина коэффициента разбавления „ определяет режим бурения скважины в момент вскрытия иласта и может быть иснользована для нахождения приведенного значения параметра. Поскольку иа;гряжеипе, снимаемое -через иолзуио|К шагового искателя 7, пропорционально суммарному сопротивлению включеииого шатоиьш искателем участка цепи нотенциометра, равному т R/R - -сопротивлению калиброванного резистора 6 (в ом), то mR, (8) где ,77-10 /(i; /d-коэффициент пропорциональности нотенциометрической схемы, . Из выражения (8) следует, что величина напряжения, снимаемого с потенциометра «а регистрирующий ирибор РП, 1ироиорциональиа величине коэф зициента разбавления Е„ только при постоянных величинах диаметра скважины d и шага квантования ио глубинам Я,. Для Проведения измерений с различным шагом -квантования ио глубинам сигналы ЛКр от расходомера 2 нересчнтываются нересчетным устройством 14 в соотношении 1 : 1/7/к и подаются на электромагнит 8 шагового ислателя при прохождении через расходомер объемов б рового раствора AV -//nAVp, Пз.енеине коэффмщиеита пересчета производится переключателем 15 шага «зантования по гл бииам. В этом случае за интервал временн Гц..-.„шаговый искатель 7 сделает не /;;, а /7,, шагов -И выражение (7) ири.мет вид .J . J „, д УП -: ,77. 10 rf2 WР 0,77-10 ш У,.К- , d-dгде .„ 3,6. 10. I;---, /(-коэффициент. Как видно из выражений (9) и (10), число т„ шагов шагового искателя пропорционально -величине коэффициента разбавления „ при любом шаге квантовання но глуб11нам и не зависит от его величины. Для ироведе11ия измерений при различных значениях диаметра скважины - на выходе датчика / последозательно с делителем напряжения 5 установлен магазин соиротивлений 16 с иереллюча гелем 17. изменяющий суммарное соп;)отивление цепи -иотенциометра Б отношении 1/W- по сравнению с сопротивлением при заданном .диаметре окважииы. Величина напряжения L/,,, снимаемого с потенциометра на регистрирующий прибор РП, пропорциональная току / -в цепи нотенциометра и суммарному сопротивлению набранному шаговым ;1скателс-м. Величина тоха / на выходе датчика / пропорциональна величине-: 1 змеряемого иараметра (Например, Бел 1чине /су..., aipii нримеиеиии в качестве датчика газоанализатора), а величина Rc,-in,fR, т. е, иропорциональна величнне коэффицие1гга разбавлення /:„. Поэтому 15е,1ичина ианряжеиия (7,, , -нодаваемого на рсгистрирхющий -ирибор РП, будет про;иорцпональна величине нриведенного значения иарамегра (напрнмер, величине сум. пр/ и , сум н кг,,,, „р(11) где /( - коэффициент нропорциональности, определяемый параметрами схемы лотеншюмгтра.

денных значений параметров, характеризующих газо- и нефтелроявления, в масилтабе истинных глубин с шагом квантования по глубинам.

Для определения коэффициента разбавления Е, после фиксации регистрирующим прибором приведенного значения параметра в устройстве имеется схема 18 сброса показаний шагового искателя, устанавливающая его в исходное положение для нового цикла счета НО кома} де регистрирующего прибора РП.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Перед началом измерений считывающее устройство И заломи1нающего устройства 4 устанавливают на экснериментально онределенную величину V по ш-кале, градуированной в кубических метрах.

Переключателем 15 устанавливают шаг квантования по глубинам Як , через который будет проводиться регистрация 1нараметров, а переключателем 17 - величину диаметра скважппы но номинальному днаметру долота.

Начинается очередной цикл долбления скважины и .поступающие от расходомера и глубиномера газокаротажной станции сигналы заставляют работать запоминающее устройство 4 и шаговый искатель 7. При поступлении с запоминающего устройства первого сигнала истинных глубид Я.„контактами 13 разрывается сигнальная цень электромагнита 8 шагового искателя и подается команда на регистрирующий прибор РП для фиксации значения параметра, которое при первом цикле О1пределения приведенного значения параметра может быть произвольным.

После фиксации этого значения :нараметра .регистрирующий прибор РП подает команду на схему 18, и шаговый искатель 7 возврапи)ется в исходное положение. Поскольку контакты 13 замкнули сигнальную цень электромагнита 8, при каждом сигнале Д1/р электромагнит срабатывает, переводя шаговый искатель 7 в следующее -положение и вводя в схему потенциометра резисторы 6.

При поступлении следующего сигнала // ки снова срабатывает реле.- 12, разрывая контактами 13 сигнальную цепь электромагнита 8 и останавливая шаговый искатель 7-в ноложении гпц. Поскольку шаговым искателем в этом случае включено в схему потенциометра суммариое сопротивление . про-норциональное величине коэффициента разбавления Яи , то регистрирующий прибор фиксирует -приведенное значение параметра.

Затем ло команде регистрирующего .прибора схема 18 снова возвращает шаговый искатель В исходное положение, и начинается следующий цикл определения приведенного значения параметра.

Предлагаемое устройство обеспечивает определение нриведенных значений нескольких

параметров от разных датчиков и их регистрацию с номонхью общего регистрирующего прибора, а также регистрацию нескольких параметров, онределяе.мых с помощью одного датчика (хроматермографа).

В случае регистрации нескольких параметров, измеряемых различными датчиками, с помощью одного регистрирующего прибора (например, Гсум. прИЛюи.пр)« выходу каждого

датчика подключаются индивидуальные делители напряжения, каждый из которых нодключен к выводам отдельных илат одного uiaгового искателя, а приведенное значение «аждого параметра подается па регистрирующий

прибор В виде напряжения, снимаемого с потенциометра, собранного на соответствующей плате шагового искателя. Работает устройство апалогично случаю определения нриведенного значения одного параметра с той

лишь разницей, что сигнал на схему 18 для возвращения шагового искателя в исходное положение подается регистрирующи.м прибором носле последовательной фиксации значений всех регистрируемых .нараметров.

В случае регистрации нескольких параметров, определяе.мых одним датчиком (детектором хроматермографа). с .помощью общего регистрирующего прибора (например, Сщр - Сбпр ) устройство работает аналогично, только сигнал на схему 18 подается регистрирующим прибором после последовательной фиксации значений всех регистрируемых параметров.

Предмет изобретения

1.Устройство для определения и регистрации приведенных 31начений параметров, характеризующих газо- и нефтепроявления при газовом каротаже скважин, содержащее датчики измеряемых параметров, за1поминающее устройство, преобразующее сигналы действующих глубин в сигналы истинных глубин, расходо.мер объемного типа и регистрирующий прнбор, отличаюш,ееся тем, что, с целью учета влияния режима бурения скважипы в момент вскрытия .пласта, параметры которого фиксируют в данный момент, на выходе датчш а измеряемого параметра установлен делитель нанряжения, сопротивления которого включены в схему нотенциометра через плату шагового иса ателя, связанного с запоминающим устройством и с командны.м устройством

регистрирующего прибора.

2.Устройство но п. 1, отличающееся тем, что, с целью последовательного определения и регистрации приведенных значений нескольких пара.метров, на выходе -каждого датчика включен индивидуальный делитель напряжения, подключенный к отдельной нлате общего шагового искателя.

РП