Способ промера глубины спуска скважинного прибора при каротажных исследованиях в скважинах

 

Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин. Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей путем повышения точности определения глубины спуска. В способе предварительно разбивают грузонесущий каротажный трос (ГКТ) на одинаковые отрезки. Для обозначения каждого из отрезков применяют пронумерованные магнитные метки (ММ) с индивидуальной, неповторяющейся структурой, распределяя их по длине размечаемого отрезка. Указанные ММ представляют собой последовательность участков разной степени намагниченности брони ГКТ. Запоминают образцы сигналов, соответствующих пронумерованным магнитным меткам и их номерам. Закрепляют скважинный прибор на конце ГКТ и спускают его в скважину. В процессе спуска или подъема обнаруживают ММ на движущемся ГКТ путем их считывания считывающим устройством и определяют ее номер. При этом сравнивают сигналы, соответствующие ММ, считанным с движущегося ГКТ, с их образцами и при совпадении сигнала, соответствующего считанной ММ, с его образцом считают номер соответствующего образца номером n обнаруженной ММ. Для этого считывающее устройство содержит блок согласованной фильтрации, состоящий из согласованных фильтров, по одному на каждый из сигналов, соответствующих магнитным меткам, при этом входы согласованных фильтров являются входом блока согласованной фильтрации, а выходы согласованных фильтров являются выходами блока согласованной фильтрации. При обнаружении ММ на ГКТ регистрируют границы отрезков на записи каротажной кривой и номер ММ. Рассчитывают глубину спуска скважинного прибора по предложенному математическому выражению. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области геофизических исследований скважин и может быть использовано для построения устройств промера глубины спуска скважинного прибора при проведении каротажных исследований в нефтяных и газовых скважинах.

Известен способ промера глубины спуска скважинного прибора при проведении каротажных исследований в скважинах [1], включающий предварительное разбиение грузонесущего каротажного троса на одинаковые отрезки и обозначение упомянутых отрезков магнитными метками путем нанесения на броню грузонесущего каротажного троса на границах указанных отрезков магнитных меток в виде одиночных магнитных импульсов, запоминание сигнала, соответствующего длине отрезка ΔL, закрепление на конце грузонесущего каротажного троса скважинного прибора на расстоянии L_н от границы первого отрезка, запоминание сигнала, соответствующего расстоянию L_н, спуск скважинного прибора в скважину или его подъем, обнаружение магнитных меток на движущемся грузонесущем каротажном тросе путем их считывания считывающим устройством, регистрацию границ упомянутых отрезков на записи каротажной кривой при обнаружении магнитных меток на грузонесущем каротажном тросе, определение количества обнаруженных магнитных меток n и расчет глубины спуска скважинного прибора L_н по формуле L_пр = L_н + Δ L(n-1),(1) Недостатком прототипа-способа являются ограниченные функциональные возможности, связанные с накоплением ошибок при определении глубины спуска скважинного пробора L_пр.

Указанный недостаток объясняется применением одинаковых магнитных меток для обозначения границ упомянутых отрезков ΔL. При определении глубины спуска скважинного прибора осуществляется подсчет обнаруженных магнитных меток при их считывании с брони движущегося грузонесущего каротажного троса считывающим устройством. Если при считывании магнитных меток, вследствие действия помех, происходит пропуск метки или ее ложное обнаружении, то полученное значение количества считанных магнитных меток отличается от истинного. В результате рассчитанное по формуле (1) значение глубины спуска скважинного прибора отличается от истинного значения L_пр на величину, кратную Δ L. При этом каждое ложное обнаружение магнитной метки приводит к увеличению рассчитанного по формуле (1) значению глубины спуска скважинного прибора по сравнению с истинным L_пр на величину Δ L. И наоборот, при пропуске магнитной метки рассчитанное по формуле (1) значение глубины спуска скважинного прибора меньше истинного L_пр на величину Δ L. Степень их отличия растет, если ошибки обнаружения меток при считывании имеют тенденцию преобладания ошибок одного рода над ошибками другого рода, например, ошибки типа пропуска меток встречаются чаще ошибок типа ложного обнаружения магнитных меток или ошибки типа ложного обнаружения меток преобладают над ошибками типа их пропуска. Но даже при однократной одиночной ошибке обнаружения магнитной метки все последующие полученные значения глубины спуска скважинного прибора отличаются от истинного L_пр на величину ΔL.

Для борьбы с этим явлением на практике предпринимают дополнительные меры по повышению точности промера глубины спуска скважинного прибора, основанные на увеличении объема проводимых полевых измерений, что связано с большими затратами времени и средств.

Целью заявляемого способа является расширение функциональных возможностей путем устранения эффекта накопления ошибок при определении глубины спуска скважинного прибора L_пр.

Поставленная цель достигается тем, что в способе промера глубины спуска скважинного прибора при проведении каротажных исследований в скважинах, включающем предварительное разбиение грузонесущего каротажного троса на одинаковые отрезки и обозначение упомянутых отрезков магнитными метками, запоминание сигнала, соответствующего длине Δ L отрезка, закрепление скважинного прибора на конце грузонесущего каротажного троса на расстоянии L_н, от границы первого отрезка, запоминание сигнала, соответствующего расстоянию L_н, спуск скважинного прибора в скважину или его подъем, обнаружение магнитных меток на движущемся грузонесущем каротажном тросе путем их считывания считывающим устройством, регистрацию границ упомянутых отрезков на записи каротажной кривой при обнаружении магнитных меток на грузонесущем каротажном тросе, определение номера обнаруженной магнитной метки и расчет глубины спуска скважинного прибора L_пр, применяют для обозначения каждого из упомянутых отрезков пронумерованные магнитные метки с индивидуальной, неповторяющейся структурой, представляющие собой по длине каждого из упомянутых отрезков последовательность участков разной степени намагниченности брони грузонесущего каротажного троса, запоминают образцы сигналов, соответствующих указанным пронумерованным магнитным меткам и их номерам, при определении глубины спуска скважинного прибора сравнивают сигналы, соответствующие считанным с движущегося грузонесущего каротажного троса магнитным меткам, с их образцами и при совпадении сигнала, соответствующего считанной магнитной метке, с его образцом считают номер соответствующего образца номером n обнаруженной магнитной метки, расчет глубины спуска скважинного прибора осуществляют по формуле L_пр = L_н + n Δ L.(2) В результате устраняется неоднозначность в обозначении упомянутых отрезков, что при определении глубины спуска скважинного прибора L_пр позволяет отказаться от операции подсчета обнаруженных магнитных меток и устранить указанный эффект накопления ошибок, так как номер n обнаруженной магнитной метки, используемый при расчете глубины спуска скважинного прибора, осуществляют по формуле (2), заложен в структуру метки и определяется при ее считывании.

Функциональные возможности способа расширяются дополнительно при регистрации на записи каротажной кривой вместе с границами упомянутых отрезков соответствующих номеров n обнаруженных магнитных меток.

Реализация заявляемого способа поясняется схемой промера глубины спуска скважинного прибора, приведенной на фиг. 1, и примером конкретного выполнения устройства определения глубины спуска скважинного прибора, представленного на фиг. 2.

Скважинной прибор 1, закрепленный на конце предварительно размеченного грузонесущего каротажного троса 2, на расстоянии L_н, от границы 3 первого отрезка Δ L, спускается в скважину. Определение глубины спуска скважинного прибора в скважину L_пр осуществляется устройством определения глубины спуска скважинного прибора, состоящим из считывающего устройства 4, включающего в себя последовательно соединенные индукционную катушку 5, блок согласованной фильтрации 6, решающую схему 7, а также из вычислителя 8 и блока памяти 9. В свою очередь блок согласованной фильтрации 6 состоит из k согласованных фильтров 6.1-6.k, по одному на каждый из сигналов, соответствующих каждой из пронумерованных магнитных меток с индивидуальной, неповторяющейся структурой, используемых для обозначения упомянутых отрезков. Входы k согласованных фильтров 6.1-6.k - соединены вместе и подключены к входу блока согласованной фильтрации 6. Выходы k согласованных фильтров 6.1-6.k являются выходами блока согласованной фильтрации 6 и подключены к соответствующим входам решающей схемы 7. Выход решающей схемы 7 служит выходом считывающего устройства 4 и подключен к соединенным вместе первому входу вычислителя 8 и первому выходу 10 устройства определения глубины спуска скважинного прибора. Второй вход вычислителя 8 подключен к выходу блока памяти 9, выход вычислителя 8 служит вторым выходом 11 устройства определения глубины спуска скважинного прибора.

Работа способа заключается в последовательной реализации следующих операций 1. Предварительно разбивают грузонесущий каротажный трос на одинаковые отрезки Δ L и обозначают упомянутые отрезки пронумерованными магнитными метками с индивидуальной, неповторяющейся структурой, представляющие собой по длине каждого из упомянутых отрезков последовательность участков разной степени намагниченности брони грузонесущего каротажного троса.

2. Запоминают сигнал, соответствующий длине Δ L отрезка; запоминают образцы сигналов, соответствующих указанным пронумерованным магнитным меткам и их номерам. Данные операции выполняются в памяти 9 и блоке согласованной фильтрации 6. Сигнал, соответствующий длине Δ L упомянутого отрезка, запоминается в блоке памяти 9; а информация об образцах сигналов S_i(t) и их номерах i, соответствующих указанным пронумерованным магнитным меткам, содержится в виде характеристик соответствующих согласованных фильтров 6.1-6. k. Для каждого S_i(t) сигнала в составе блока согласованной фильтрации 6 устанавливается соответствующий i-ый согласованный фильтр, импульсная переходная характеристика которого g_i(t) с точностью до постоянного множителя совпадает с зеркальным отображением сигнала S_i(t), сдвинутым на интервал времени T, длительность которого больше или равна длительности этого сигнала [2].

g_i(t) = S_i(T-t).(3) 3. Закрепляют скважинный прибор на конце грузонесущего каротажного троса на расстоянии L_н, от границы первого отрезка, запоминают сигнал, соответствующий расстоянию L_н. Информация о расстоянии L_н запоминаются в блоке памяти 9.

4. Спускают или поднимают скважинный прибор в скважине, обнаруживают магнитные метки на движущемся грузонесущем каротажном тросе путем их считывания считывающим устройством.

5. Сравнивают сигналы, соответствующие считанным с движущегося грузонесущего каротажного троса магнитным меткам, с их образцами, и при совпадении сигнала, соответствующего считанной магнитной метке, с его образцом считают номер соответствующего образца номером n обнаруженной магнитной метки. Операции обнаружения и сравнения выполняются считывающим устройством 4. При движении грузонесущего каротажного троса около считывающего устройства 4 на выходе индукционной катушки 5 в соответствии с законом намагниченности брони грузонесущего каротажного троса формируется соответствующий сигнал, который подается на входы согласованных фильтров 6.1-6.k. Выходные сигналы согласованных фильтров 6.1-6.k поступают в решающую схему 7, где осуществляется их сравнение. В решающей схеме 7 выносится решение об обнаружении той магнитной метки, для которой выходной сигнал соответствующего согласованного фильтра превышает выходные сигналы остальных согласованных фильтров 6.1- 6. k. Выходной сигнал решающей схемы 7 содержит признак обнаружения магнитной метки и ее номер n.

5. Регистрируют на записи каротажной кривой вместе с границами отрезков номер обнаруженной магнитной метки, осуществляют расчет глубины спуска скважинного прибора L_пр по формуле (2). Данные операции выполняются по сигналу от решающей схемы 4.

Выходной сигнал решающей схемы 7, содержащий признак обнаружения магнитной метки и ее номер n, подается на соединенные вместе первый вход вычислителя 8 и первый выход 10 устройства определения глубины спуска скважинного прибора. Сигнал с первого выхода 10 устройства определения глубины спуска скважинного прибора далее используется для регистрации на записи каротажной кривой границ отрезков и номера обнаруженной магнитной метки n. В вычислителе 8, на второй вход которого поступают из блока памяти 9 сигналы, соответствующие упомянутым значениям Δ L_i, L_н, осуществляется в соответствии с формулой (2) - расчет глубины спуска скважинного прибора в скважину L_пр; результат расчета выдается на второй выход 11 устройства определения глубины спуска скважинного прибора.

Источники информации 1. Техническая инструкция по проведению геофизических исследований скважин. - М.: Недра, 1985.

2. Возенкрафт Дж., Джекобс И. Теоретические основы техники связи. /Пер. с англ. под ред. Р.Л. Добрушина. -М.: Мир, 1969.

Формула изобретения

1. Способ промера глубины спуска скважинного прибора при проведении каротажных исследований в скважинах, включающий предварительное разбиение грузонесущего каротажного троса на одинаковые отрезки и обозначение упомянутых отрезков магнитными метками, запоминание сигнала, соответствующего длине ΔL отрезка, закрепление скважинного прибора на конце грузонесущего каротажного троса на расстоянии L_н от границы первого отрезка, запоминание сигнала, соответствующего расстоянию L_н спуск скважинного прибора или его подъем, обнаружение магнитных меток на движущемся грузонесущем каротажном тросе путем их считывания считывающим устройством, регистрацию границ упомянутых отрезков на записи каротажной кривой при обнаружении магнитных меток на грузонесущем каротажном тросе, определение номера обнаруженной магнитной метки и расчет глубины спуска скважинного прибора L_пр, отличающийся тем, что для обозначения каждого из упомянутых отрезков применяют пронумерованные магнитные метки с индивидуальной, неповторяющейся структурой, представляющие собой по длине каждого из упомянутых отрезков последовательность участков разной степени намагниченности брони грузонесущего каротажного троса, запоминают образцы сигналов, соответствующих указанным пронумерованным магнитным меткам и их номерам, при определении глубины спуска скважинного прибора сравнивают сигналы, соответствующие считанным с движущегося грузонесущего каротажного троса магнитным меткам, с их образцами и при совпадении сигнала, соответствующего считанной магнитной метке, с его образцом считают номер соответствующего образца номером n обнаруженной магнитной метки, считывающее устройство содержит блок согласованной фильтрации, состоящий из k согласованных фильтров, по одному на каждый из сигналов, соответствующих магнитным меткам, при этом входы k согласованных фильтров соединены вместе и подключены ко входу блока согласованной фильтрации, выходы k согласованных фильтров являются выходами блока согласованной фильтрации, а расчет глубины спуска скважинного прибора осуществляют по формуле L_пр = L_н + nΔL.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что регистрируют на записи каротажной кривой номер n обнаруженной магнитной метки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2