Геохимический зонд Советский патент 1974 года по МПК G01V9/00 

1

Изобретение может быть использовано при прямых геохимических поисках залежей нефти и газа.

Известные способы геохимических поисков проводимых в процессе бурения скважин и основанных на результатах изучения газонасыщенности (состава газа) пород или вод по разрезу и простиранию обследуемой площади. Но различные потери газа при существующих методах отбора проб из скважин, несовершенство методики дегазации проб глинистого раствора, керна и воды позволяют получить только качественную характеристику газонасыщения, что приводит к неоднозначной оценке перспективности площади.

В ряде случаев, особенно при поверхностной газовой съемке, отбирают пробы газа, откачивая его непосредственно из породы после бурения и пакировки скважины или задавливая полую штангу. По такой пробе газа можно определить только состав газа, содержащегося в породе.

Известен способ взятия проб почвенных газов. По этому способу в почву вдавливается коническая трубка и через отверстие на ее нижнем конце с дневной поверхности откачивается проба газа. Так можно отбирать пробы газа из верхних горизонтов земной толщи, залегающих близко к дневной поверхности.

без бурения скважины и без сохранения условий, близких к пластовым.

Известные устройства не могут быть использованы при прямых геохимических поисках

залежей нефти и газа, проводимых в процессе бурения скважин по результатам изучения поля распределения упругости газа в породах по разрезу и простиранию обследуемой площади.

Для отбора проб газа для измерения его упругости в пластовых условиях в предлагаемом геохимическом зонде штанга имеет отверстие в нижнем конце, через которое вставлена пробоотборная трубка, закрытая прокладками из эластичного материала, и снабжена продольной прорезью, в которую входит иглообразная трубка с пластинкой, взаимодействующей с кондуктором, в который штанга входит через герметические уплотнения, причем

пластинка выполнена таким образом, что при перемещении вместе со штангой обеспечивает герметизацию пробоотборной трубки и ввод газа через прокол в прокладке.

Сущность изобретения сводится к применению предлагаемой конструкции зонда, позволяющего отбирать пробы для измерения упругости газа в породах по разрезу и простиранию обследуемой площади. Экономический эффект от внедрения геохимического зонда в практику поисковых работ

на нефть и газ значителен, так как получение результатов измерения упругости газа не связано с отбором и дегазацией горных пород.

На чертеже показан общий вид предлагаемого зонда, включающего переходник 1, нажимные втулки 2, шайбу 3, прокладку 4, стержень 5, сильфон 6, стакан 7 кондуктора, фланец 8, болты 9, шпильку 10, прул :инное разрезное кольцо 11, трубу 12, нажимную втулку 13, трубку 14, прокладку 15, шайбу 16, инъекционную иглу 17, втулку 18, пластинку 19, сальниковую втулку 20, сальниковую набивку 21, нажимню втулку 22, наконечник 23, щтифт 24, полый стержень 25, прокладку 26, нижний стержень 27.

Геохимический зонд состоит из кондуктора и штанги. Кондуктор состоит из стакана 7, болтов 9, прокладки 26, штифта 24, шпильки 10, пружинного разрезного кольца И, трубы 12, сальниковых втулок 20, сальниковой набивки 21 и нажимной втулки 22.

Штанга состоит из переходника 1, нал ;имных втулок 2, шайб 3, прокладки 4, стержня 5, сильфона 6, фланца 8, нажимной втулки 13, трубки 14, полого стержня 25, прокладок 15, шайб 16, наконечника 23, втулки 18, инъекционной иглы 17, пластинки 19, нижнего стержня 27.

Переходником 1 зонд подсоединен к колонне бурильных труб или к гидроударной забойной буровой машине, например ГМД-2, с помощью которых можно его погрузить в породу. Штанга входит в кондуктор, и их взаимное положение фиксируется стаканом 7, шпилькой 10 и штифтом 24. Место входа верхнего стержня 5 в трубу 12 уплотняется сильфоиом 6 и прокладкой 26, прижимается болтами 9 с помощью фланца 8 к фланцу трубы 12. Выход нижнего стержня 27, являющегося продол кением полого стержня 25, из трубы 12 уплотняется с помощью сальникового уплотнения, состоящего из деталей 20-22. Между верхней сальниковой втулкой 20 и торцом выточки трубы 12 установлена втулка 18 с прорезью. В прорезь вдоль оси втулки 18 и нижнего стержня 27 входит пластинка 19, на которой укреплена инъекционная игла 17. В полый стержень 25 вставлена трубка, закрытая с обеих сторон прокладками 15 и удерживаемая там нижним стержнем 27.

Для отбора пробы с целью измерения упругости газа зонд задавливают в дно забоя скважины. Если его задавливают ударами гидроударной забойной машины, то нромывочная жидкость через сверления в переходнике 1 уходит в затрубное пространство, не промывая забой скважины.

После того, как стакан 7 вдавливается, уплотняя породу, а фланец трубы 12 упирается в дно забоя, сила задавливания возрастет и

превышает силу срезывания шпильки 10. Тогда дальнейшее углубление зонда происходит за счет перемещения стержней 5, 25 и 27 в кондукторе.

В результате из сальникового уплотнения кондуктора выходит нижний стержень 27, а инъекционная игла 17 прокалывает нижнюю прокладку 15 и соединяет внутреннюю полость трубки 14 и зазоры между деталями штанги и кондуктора с газом, содержащимся в породе. Если трубка 14 и зазоры между деталями штанги и кондуктора через ироколы в прокладках 4 и 15 предварительно отвакуумированы, то газ, выделившийся из породы, заполняет их. После того, как меледу газом, содержащимся в трубке и в нороде, достигается равновесие, зонд извлекают. При этом в уплотнение кондуктора входит нижний стерл ень 27, игла 17 выходит из прокладки 15, а прул инное разрезное кольцо 11 упирается во фланец трубы 12.

Если трубку 14 заполнить растворителем на твердом носителе, а объемы зазоров между деталями штанги и кондуктора сделать минимальными, то объем газа, выделивщегося из породы, будет небольшим, время для установления равновесия соответственно незначительным, а искажения условий залегания породы не существенными.

После извлечения зонда на дневную поверхность трубка 14 извлекается из зонда и через проколы в прокладках 15 может быть включена в систему хроматографа для определения компонентного состава упругости газа,

растворившегося в растворителе на твердом носителе.

В том случае, когда должна быть определена и концентрация ко.мнонент над растворителем, то до извлечения трубки 14 через прокол в прокладке 4 откачивается проба газа из зазоров деталями копдуктора и штанги.

Для проведения последующего замера в зонд устанавливается другая трубка.

„

П р е д м е т изооретения

Геохимический зонд, состоящий из кондуктора и штанги, отличающийся тем, что, с целью отбора пробы газа для измерения его

упругости в пластовых условиях, штанга имеет отверстие в нижнем конце, через которое вставлена пробоотборная трубка, закрытая прокладками из эластичного материала, и снаблсена продольной прорезью, в которую

входит иглообразная трубка с пластинкой, взаимодействующей с кондуктором, в который штанга входит через герметические унлотнения, причем пластинка выполнена таким образом, что при перемещении вместе со штангой обеспечивает герметизацию пробоотборной трубки и ввод газа через прокол в прокладке.