УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА ЖИДКОСТИ В СКВАЖИНЕ Советский патент 1972 года по МПК G01V5/08 

Р1зобретеи 1е предназиачепо для оиределеиия содержания нефти в нефть-вода нрн различной степени минералнзацпн воды. Прибор лгожет быть использован при исследованиях 3 деиствующн.х нефтяных скважинах для onepaTHBiioro контроля за нродинжением иластовон или нагнетаемой воды но эксплуатируем I.IM пластам.

Известны радио.метрические анализаторы жидкости 11снользуюн;ие регистрацню узко нанра1 ле11ного пучка излучения гамма-квантоп .малой (менее 0,1 Мэв энергии. Для обеснечення независимости получаемых данных ел положения нрибора в колоние нзлучеине псточннка и регистрируемое излучение коллимируются. Коллиматоры имеют острую иаправлешюсть («жесткая коллимацпя): отиоnieiHie длины коллиматора к его диаметру равио 6-8 для источинка и 2 для детектора. Расстояние между источником и детектором Эдлнна н.чмери 1ельпо1о зонда равпо 30 см.

С целью уменьн1еиия влияния фотопоглоН1ення хлором гамма-квантов псточннка на точность онределення нлотиостп скважиипои Ж1 дкосги, источник экранируется слоем кадмия или олова толиипюй 1 мм. Прн таких условнях измерения влияние Иlнepaлизaцпи жидкости иа точность определения плотности исключается практически полностью.

Одиаг-ю изиест1 ые устроГютва имеют cyniecliieinibie И(достатк11. При регистрации стеиеип псглоп1еи1:я ирямого (иерассеяиного) пучка raNiMa-KBaHioB изучается очеиь маль1Й (около 7,5 Г.1.-) объем жидкости: диаметр каiia.ia коллиматора составляет 5-6 .i.i.. Кроме Toio, в такоГ геометрии измерений жпдкост исслелх е1ся :5 пи.те тонкого столба, лежащего вдо.чь како1 |-то одно1 1 стенки скважины (лубннный нрнбор, как правило, лсж1гг на стенке скважины). Пе нсключепо, что прнток жидкосгн 15 скважнну ироисходит с нротивоположnoii стенки н ноток, влнвающшкя в скважнну, иоиадает в измер1ггельны1 1 o6ijeM нрпбо К1 только частнчно. Это может привести к суИ1сственны.м HOI реипюстям нрн онределенш содержппня нефтн в смесн нефть-вода. Меодпозначпость определения содержания остается и при экранироваиии источиика слоем кадмия или олова, так как в результате измерений, нровсхтимых известным нрпбором, он ределяегея срсдневзвен1снная плотность жндкости, 11аходян1,ейся в псследуемом обьеме (столбик днамегром 5-6 мм н длниой 200- 300 мм). Пластовая вода с различной cicиеныо П1нера,чнзацнп нмеег н суниственно различную нлотность: электрспшая нлотиость с увелпчепнем степени минерализации измеияется от 1,11 г1см (иресная вода) до 1,28 ZJCM (насыщенный раствор новареппой

соли). Следоватслы о, сслп неизвестна степень мннералнзацнн пластовой воды, то невозможно определить содержанпе нефти в смесн нефть-вода методом ногло1ден1.я нерассеянного гамма-излучения даже при использовании фильтрации испускаемого или регистрируемого гамма-излучения.

Цель изобретения - создаппе радиометрического анализатора пластовой жидкости в скважине, определяю niero рассенвающие-поглои1аюн1,не свойства пластовой жидкости н степень миперализации иластовой воды (содержание в ней хлора) но всему сеченню скваж ппы. Это достигается путем создания измерительиого , в котором имеются для источника гамма-кваптов и детекторов гаммаквантов и рент|-еновского излучения кру1Ч)вые коллимационные отверстия, образованные коническими плоскостями с различиы.м углом наклона но отношегнпо к цеитральной части прибора, и коллиматор источиика иаиравлеи встречно коллиматорам детекторов, при этом измерительный зонд реитгеиометричеекого метода расположен в нределах зонда гамма-гамма метода и коллимационные отверстия па иоверхности снаряда закрываются нолым цилиндром из бериллия. С целью нснользованця коллнматоров в качестве HecyHieii коистру цин, зондовое устройство выиолнено из оловянистой латуни нлн бронзы. Для защиты детекторов от характеристического излучения олова и введеиия реперпого источннка характеристического излучения для реитгеио-радиометрического датчика внутреиияя поверхпость коллиматоров никелирована нлн хромирована.

На фиг. 1 изображен обндий вид предлагаемого анализатора; на фиг. 2 - измерительное зоидовое устройство.

Прибор состоит из герметнчиого корпуса /, на поверхности которого укреплены центрирующие рессоры 2, устанавливающие прибор ио оси скважииы. Внутри герметичиого корнуса располагается электронная схема 3 измернтельиое зондовое устройство 4. В иослед 1ем источиик 5 гамма-квантов отиосительно малой (не более 100 кэв энергии расиоложен в центре коллимационного отверстия 6, образованного коническими илоскостями с различным углом наклона к оси нрибора. Коллиматор 7 рентгеио-радиометрическо1о датчика 8 иаиравлен встречно коллиматору 6 источника и имеет с и«м общее отверстие на иоверхиости корпуса глубинного прибора. В цеитре коллиматора располагается детектор рентгеновского излучения хлора (пропорциональный счетчик или иолупроводииковый детектор). За Л.атчиком расположеи коллиматор 9, в центре которого размешеи датчик гамма-гамма метода: кристалл-сциитиллятор 10 и фотоумножитель п. Коллимационные отверстия но окружности закрываются бериллиев1лми иолылш цилиидрами 12 и 13, герметизация осуществляется при помощи самоуилотняюни1хея резиновых колец 14. Вся конструкция зонда

выполпеиа из оловяиистой латуии или бронзы. Это обеспечивает пеобходплпчо экрапировк детекторов от источ1Н1Ков мягкого изл чення нри сохранегпп жесткости и прочиосги конструкции.

Суитественной номехой при регистрации реггггеиовского излучения хлора может стать характеристическое излучение олова, входяИ1СГО как составной компонент в сви1щовые

латунн и бронзы. Поэтому необходимо внутреи1иою новерхиость коллнмациоииых отверстий покрывать экраиируюиикм слоем ннкеля, хрома или цинка. 1-1аиболее нросто это ос -иачтвляется, учитывая сложиую геометрию

ксллимато)ов. иосре.чством гальванического покрытия назва1 иых поверхностей.

Прибор работает следуюищм образом. Це1ггрирук)гцие рессо ;ы сжимаются н прибор опускается в колоииу че)ез пасоспо-комnpeccopiiyKJ т|)убку. При 15ходе в колоииу рессоры расиравляются, ста11а1 ливая сиаряд но оси скважииы. Гамма-кванты источника коллимируются отверстием, и вокруг корпуса снаряда образуется конусообразный расходяципгся иоток гамма-кваитов. Возннкаюн1ее нри этом вблизи кол.тимацноииого кольце1и)Г() отверстия реитгеиовское излучеиие хлора нроходнт через колли.матор и регистрируется детектором. Псиользованне берпллиевых пплипдров в качеегве окон коллиматоров позволяет до минимума спизить иотерп на поглоnieinie репггеповского пзлучения хлора в датчике реитгеио-радио.метрического метода.

Гамма-кванты в потоке, выходян1ем из колЛиматора, исиытывают рассеяние, ио из всех рассеянных гамма-кваитов прибор регистрирует только однократпо-рассеянные, угол рассеянпя которых определяетея геометрией коллнматоров. Псиользоваиие центровки прибора ио оси скважииы и круговых коинческих коллиматоров с разлпчиым1И углами иаклопа коиических илоскостей к оси прибора позволяет исследовать ирактически все сечепие скважииы. Причем геометрия коллиматоров выбраиа таки.м образом, чтобы детектор однократно рассеянных гамма-кваитов ие регистртфовал гамма-кваиты, рассеянные на расстоянии большем, чем 60 мм от оси корпуса прибора.

Такая геометрия измереиий позволяет проводить исследования в скважииах с диа.м-етром колоппы 12,7 см и более.

Регистрируемые детекторам и однократнорассеянные i-амма-кванты и рентгеновские кваиты хлора и зеобразуются электронной схемой в электрические имнульсы, которые затем нередаются на поверхность. Иптепсивпость одпократио-рассеяиного излучения используетея для определепия рассеивающ.их-поглощаЮП1ИХ свойств жидкос1и, заполняющей скважнну, а )нтенснвность ре1гггеновского излучения иозво.чяет судить о степени мииерализаНИИ иластовой воды и вводг ть иоправки в 4ic следования гамма-гамма способом.

Предмет изобретения

1.Устройство для анализа жидкости в скважиие путем измерения интеисивности рассеянного гамма-нзлучения, содержащее нзмерительный зонд с источником и детектором гамма-излучения, размещенный в герметичном кожухе с центрирующими устройствами, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и качества замеров, в нем между источником и детектором гамма-} злучепий размещен детектор рентгеновского излучения.

2.Устройство но п. 1, oтJnlчaюtt(eecя тем, что, с целью сннжения помех при исследованиях жидкостн в зазоре между кожухом и стенкой скважины, радиальные каналы источника и детекторов выиолнены под углом к вертикальной оси устройства и наиравлены навстречу друг другу, нричем источник и детекторы расноложены в вершинах конусов встречных каналов, а диаметры окружностей, образованных линиями пересечения коническнх нов рхносгеп, расположены в зазоре между стенками кожуха и скважины.

3. стройство по пи. 1 и 2, от.тчающеес.ч тем, что, с целью умеиьшеиия поглшцения ре5 гистрнруе.мого устройством гамма-излуче1П1Я, в нем кожух вынолнеп из бериллия.

4.Устройство но ИИ. 1-3, от.тча/отссся те.м, что, с целью повышения точности измерення иптепснвпости харакгеристического излучения, возбуждаемого в жидкости за счет подавления характеристического и..луче1 11Я корпуса зонда и создаиия реперного источника, на внутреннюю поверхность коллиматоров нанесено иокрытпе из элементов с атомным

5 номером 24-30.

5. стройство но пп. , отличаюи(ссся тем, что, с целью иснользова1П я корпуса зонда для запипы от прямого гамма-излучепня, оп выполнен из конструкционного материала

0 с атом1П)1м но.мером 40-50, например из о.ювянистой латуни и броизы.