Устройство для выделения проницаемых пластов при газовом каротаже

 

О11ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ) )) ) ) )) л

Б11ЬД1

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 12Л"1.1964 (№ 905619/26-25) с присоединением заявки М

Приоритет

Опубликовано 01,Х11.1965. Бюллетень ¹ 24

Кл 5а 18хо

МПК Е 21Ь

Государственный комитет по делам изобретений и открытий СССР

УДК 550.839.002.

54 (088.8) Дата опубликования описания 4.11.1966

Авторы изобретения

Л, И. Померанц, Г. И. Эпштейн, В. М. Бабукин и Д. С. Загорская

Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский институт геофизических методов разведки

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ПРОНИЦАЕМЫХ ПЛАСТОВ

ПРИ ГАЗОВОМ КАРОТАЖЕ

Подписная группа ¹ 10

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 Я„представляет собой алгебраическую разность объемо» бурового раствора, замеренного перед закачкой в скважину — Q„,, и после выхода из скважины — Q„„„:

Qtt = Qsx — Q)))»w

Если величина Я„имеет положительныи знак, следовательно, Q„. ) Q,„,, и на исследуемом интервале буровой раствор интенсивпо поглощается. Если Я„имеет отрицательный знак, то Q,, (Q,,, значит происходит приток пластового флюида в скважину. Таким образом, величина Q„=Q,, — Q,„„. характеризует интенсивность поглощения или притока в скважине. Эта величина может быть с достаточной точностью привязана к глубине, -. е. к соответствующему пласту.

Предложенное устройство предназначено для осуществления измерений по вышеуказанному способу. Возможность автоматической регистрации алгебраической разности объемов бурового раствора Q,, и Q,„„. достигнута благодаря выполнению устройства íà реверсивном шаговом искателе с двумя шаговыми двигателями, на один из которых поступает информация с расходомера, измеряющего Q... a на второй — информация с расходомера, измеряющего величину Q„„,. Инфор20 мация от расходомеров поступает через приставку с импульсным выходом и пересчетную схему, суммирующую приращения объемов бурового раствора в измеряемом интервале глубин и снабженную переключателем, изме25 няющим коэффициент пересчета в зависимости от величины интервала бурения.

На чертеже изображена схема описываемого устройства, включающего реверсивный шаговый искатель 1 с шаговымп двигателями ) з0 и 8. На контактах платы 4 шагового искателя

176842 смонтированы пятьдесят сопротивлений 5, соединенных в одну последовательную цепь, образующую потенциометр, на который подано стабилизированное напряжение. Шаговый двигатель 2 срабатывает от импульсов, получаемых от расходомера б, измеряющего расход бурового раствора перед поступлением его в скважину, через приставку 7 с импульсным выходом и пересчетную схему 8, собранную па шаговом искателе. Переключатель 9 и реле 10 предназначены для изменения коэффициента пересчета в зависимости от величины интервала проходки скважины. Шаговый двигатель 8 срабатывает от импульсов, получаемых от расходомера 11, измеряющего Q,„„. бурового раствора, через пересчетную схему

12, собранную на шаговом искателе. Назначение переключателя 18 и реле 14 аналогично 9 и 10. Реле 15 и 1б предназначены для управления работой шагового искателя. Шаговыи искатель 1 имеет систему автоматического сброса, возвращающего его в исходное положение либо по команде с регистрирующего прибора после отработки напряжения, набранного на сопротивлениях 5, либо с помощью кнопки 17 при начале работы устройства.

Предлагаемое устройство должно обеспечивать определение поглощения или притока даже при малых величинах, т. е. иметь надлежащую чувствительность, и определять Q„ объем бурового раствора, поглощенного пластом, или объем флюида, поступившего из пласта в скважину, приходящийся на 1 л1 проходки скважины.

Определение параметров при газовом каротаже сква1кин производится дискретно через определенные интервалы проходки скважины

Нк, которые обычно равны 0,25, 0,5 или 7 м.

Устройство должно учитывать эту величин1

Нк. Для возможности регистрации Яв одним регистрирующим прибором одновременно с рядом других параметров действие устройства должно быть синхронизировано с циклом работы регистрирующего прибора, Для обеспечения надежной чувствительности устройства расходомеры б и 11 имеют импульсный выход, причем каждый импульс соответствует определенному минимальному объему A V бурового раствора, прошедшему через расходомер. Известные расходомеры, устанавливае. мые на выходе скважины, имеют импульсный выход с достаточно малой величиной Л V, например, цена одного импульса ЛГ лопастного расходомера равна 12,2 л, что обеспечивает вполне достаточную чувствительность. Действительно, если минимальный расход бурового раствора в скважине при нормальной циркуляции равен 20 л/сек, а максимальная скорость проходки скважины 75 м/час, то минимальный объем бурового раствора, прошедший через скважину при проходке 1 м на максимальной скорости проходки:

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

A U=12,2 л такой расходомер способен опре12,2 делять изменение величины на 100=

9оО

1,26%, что вполне достаточно для определения

10 даже весьма малых величин поглощения или притока в скважине.

Известные расходомеры для определения расхода бурового раствора перед поступлением его в скважину — расходомер б — обычно выполнены по схеме индукционного расходомера, которая обеспечивает значительно более высокую точность измерения расхода, чем в расходомерах объемного типа — расходомер 11. Индукционные расходомеры имеют выход в виде вала, угол поворота которого пропорционален расходу Q„.. Для получения импульсного выхода на валу расходомера устанавливают потенциометр, соединенный с релаксационным генератором, или применяют другие общеизвестные технические приемы.

Приставкой, обеспечивающей импульсный выход расходомера б, является приставка 7, которая служит также для уравнивания цены импульсов расходомеров б и 11, т. е. AV„, =

30 =Л1:.„

Qn = вк 1 выл> где V„,. — объем бурового раствора, прошедший через расходомер на входе скважины за

1 м проходки; V„,,„. — объем бурового раствора, прошедший через расходомер на выходе скважины 33 1 м проходки. Так как расходомеры б и 11 имеют импульсный выход, величины V„è V„,,„можно выразить в виде суммы приращений Av„„. и Л1 „„, за время бурения интервала Нк, равного 1 м.

Н„- =1 Нк=1

Л1 „, и V„„.= — У AV„„,. о о

45 Hn= 1 Hn=1

Отсюда Q„= . Л V„— ) Л | „,„..

О О

Так как при газовом каротаже скважин оп50 ределенпе и регистрацию параметров производят дискретно через интервал Нк Cl м, то для определения величины Я„путем суммирования прирашеш1й Л V за время проходки интервала Нк необходимо в выражение Q „

55 ввести коэффициент

Нк

Нк 1 Нп

Q +1$V д1/

Нк ф Нк

В зависимости от величш1ы шага Нк меняют величину приращения

Л 1 „= Нк Л 1,к и Л V„, ., = Нк U„,„ где AV„, и AV„„„, — приращения объемов при е5 Нк=1 м. Для определения Q применено сум 176842 раз мирующее устройство с потенциометрической схемой, собранное на реверсивном шаговом искателе 1, шаговые двигатели 2 и 8 которого срабатывают от каждого импульса расходо»еров б и 11 через интервалы объемов AU,"„„и

AV,"„, при уменьшении приращений объемов

AU,"„и Л „,„по сравнению с приращением объемов A V,„. и A V„„,, пропорционально веНк Нк личине Нк суммы g М,х и Живых, полу о о ченные на потенциометрической схеме реверсивного шагового искателя 1, будут соответНк Нк

1 ственно больше сумм 5VÄ. и Q2 V„,,„. в—

Л >вх — Л вк — вх о

Нк 1 Нк > Л > вых — Л > вых — вых.

О Hg О

Нк Нк

Отсюда Q„— -- P Ь V,, — Ы ;,;. о о

Следовательно, суммируя на потенциометрической схеме, собранной на сопротивлениях б шагового искателя 1, приращения Л V,"„è

Л1,"ы„за время интервала Нк и вычитая их, получают величину, пропорциональную Q,.

Например, поскольку требуется регистрация Q„c 50>,-ной точностью, можно выбрать

Л 1 „х = Л V,"„„=48,8 л. Поэтому при Нк=0,25 >

Л 1", „=-. Ы "„,„=-- 12,2 л, при Нк- =- 0,5 .и Ы,",,— —.=ЛР =24,4л и при Н„=1м ЛГ" =- ЛV" — -48,8 л. С помощью переключателей 9 н 1» и реле 10 и 14 пересчетные схемы 8 и 12 выдают импульсы:

З0

Ь1",х = Ь U" и Л1,"„,.Ь V„,„. при Н,- = 0,25 м,.

2 Л Г „и 2 Л V,„,, при Н,- = 0 о м или 4 b V„,. и4ЛГ„ых при Н,- =! м.

Падение напряжения на сопротивлениях 5, пропорциональное Q„, 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 (1 „,. ) V,„„. ), величина снимаемого напряжения имеет положительный знак и регистрируется на кривой Q„a виде полож1тельной аномалии, показывающей наличие поглощения бурового раствора в скважине.

Если ползунок находится левее исходной точки (V„(V,„„. ), величина снимаемого напряжения имеет отрицательный знак и регистрируется ыа кривой Q, в виде отрицательной аномалии, показывающей наличие притока флюида нз пласта в скажину.

Предмет изобретения

Устройство для выделения проницаемых пластов при газовом каротаже, включающее датчики расхода с импульсным выходом, один нз которых служит для измерения расхода оурового раствора во время закачки в скважину, а второй — после выхода раствора из скважины, отлта>ощееся тем, что, с целью автоматизапии измерений, устройство содержит вычптающпй блок, выполненный, напри».ер, на реверсивном шаговом искателе с соHpoTIIIE;IpIIIlH411I, включенными по схеме потен пиометра, и двумя шаговыми двигателями, вхоль: которого подключены через пересчет. пые схемы к импульсным выходам датчиков расходов бурового раствора.

176842

Составитель Э, Коган

Редактор Е. А. Кречетова Техред Л. К, Ткаченко Корректор М. П. Ромашова

Заказ 3872/! Тираж 700 Формат бум. б0 90 /з Об.ьем 0,38 изд. л. Цена 5 коп.

ЦНИИНИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий СССР

Москва, Центр, пр. Серова, 4

Типография, пр. Сапунова, 2