Вычмслитель производных параметров газового каротажа

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11)532837 (61) Дополнительное к авт, свид-ву(22) Заявлено27,12.74 (21) 2089946/25 с присоединением заявки № (23) Приоритет— (43) Опубликовано 25.10.76,Бюллетень № 39 (45) Дата опубликования описания 08.12.76 (51) M. Кл.

5 01 Ч 9/00//

//Е 21 8 47/00/

//5 06 Х 1/00

Государстеенный комитет

Совета Иинистрое СССР по делам изооретений и открытий (53) УДК 550.389. . 622.241 (088.8) (72) Авторы . B. И. Маджарова, E, M. Грачев, Л. И. Померанц, Б. Е. Векслер, изобРетенин Л. П. Бутюгина, Л. И. Чайкина, Г. Б. Дубровина и А. А. Печков

Всесоюзный научно-исследовательский институт геофизических методов разведки (71) Заявитель (54) ВЫЧИСЛИТЕЛЬ ПРОИЗВОДНЫХ ПАРАМЕТРОВ

ГАЗОВОГО КАРОТАЖА

Изобретение относится к геохимическим исследованиям скважин, бурящихся на нефть и газ, и предназначено для экспрессной обработки данных газового каротажа, включая хроматографическую информацию, непо«

5 средственно зпроцессе бурения скважины.

Известны устройства, определяющие некоторые производные параметры газового каротажа f 1, 2). Например, автоматическая газокаротажная станция типа АГКС- IAU, 10 которая определяет ряд производных параметров, характеризующих режим бурения скважины (расход бурового раствора на "выходе" скважины Q в л/с, продолжительвых ность бурения одного погонного метра сква-15 жины Т в мин) и коэффициент разбавления

Е (объем бурового раствора, эвакуированного из скважины, приходящийся на единицу

3 3 объема выбуренной породы в м /м в функции действующих глубин и приведенные газопоказания Г {суммарный объем горюпр чих газов при нормальных условиях, содержащийся в единице объема пласта) в м /м и амплитуды пиков хроматограммы А,1 в функции истинных глубин. 25

Однако эти станции не обеспечивают прогнозирования нефтегазоносных пластов для их вскрытия скважиной на оптимальнолi режиме, а также предварительного определения характера насыщения вскрытого пласта с целью оперативного выделения перспективных интервалов для детальных промыслово- геофизических исследований и опробования.

Наиболее близким к изобретению является устройство для обработки результатов хроматографического анализа (3). Оно включает арифметическое устройство, оперативное запоминающее устройство, устройство преобразования хроматографической информации в цифровую форму в виде определителя максимумов пиков хроматограммы или интегратора, генератор тактовых импульсов, блок ввода, преобразователь масштабов и регистрирующее устройство, Это устройство по амплитудам А, или площадям Гппиков на хроматограмме, соответствующих О-му анализируемому компоненту, может определять концентрации анализируемого компонента в газовой смеси

5328

С (в об. %) умножением величин А или

Р на заданные коэффициенты чувствительности хроматографа к и -му компоненту К ча определять суммарное содержание в газовой смеси определенных, например, углеводородных компонентов Q(, „(в об.%) и определять относительные концентрации анализируемых компонентов в газовой сме си С Qp (в об. %) делением величины С на величину С

Опе ации по определению этих величин устройство производит дискретно с постоянным шагом квантования по времени, равным времени цикла анализа хроматографа.

Однако оно не может быть использовано для экспрессной обработки данных газового каротажа, так как для решения современных задач газового каротажа и, в первую очередь, задачи прогнозирования нефтегазовых пластов до их вскрытия скважиной оперативного определения характера М насыщения пласта, вскрытого скважиной, для выделения в процессе бурения скважины интервалов детальных промыслово-геофизических исследований и опробования требуется кроме определения указанных ве- 25 личин экспрессное определение продолжительности бурения одного погонного метра скважины в функции истинных глубин Тг,, (в мин/м), коэффициента разбавления в функции истинных глубин Е> (в м /м), сум- Эр марного содержания углеводородных газов в промывочной жидкости Гх gag в об.%, приведенных газопоказаний (приведенного к нормальным условиям суммарного объема углеводородных газов в единице объема пласта) Тх <> в (м /м), нескольких заданных флюидных коэффициентов С и индекса компонентного состава газа в пласте 1 кг с регистрацией требуемого комплекса параметров (T, нескольких С д

Г „, Г, нескольких Сдп1 и 1 кг) в аналоговой форме в масштабе истинных .-лубин с переменным шагом квантования по глубинам, автоматически изменяющимся в зависимости от скорости бурения.

1Лель изобретения — повышение экспрессности определения и регистрации в функции истинных глубин скважины комплекса параметров, необходимого для прогнозирования нефтегазоносных пластов до их вскрытия скважиной и оперативного определения харар тера насьпцения пластов, вскрытых скважи-. ной.

Для этого обеспечивается экспрессное определение указанного комплекса параметров Тt и Г„„ц Гх A p и Гх нескольких заданных величин С „„ - для прогнозирования нефтегазоносных пластов, Т<, Г, „р нескольких С о (например, от метана до гексана C „+ Соб ) и 1 кг для оперативно37 го определения характера насыщения пластов и выдачу величин этих параметров для аналоговой регистрации в заданном масштабе истинных глубин, например, 1:500 или

1:200, с автоматически изменяющимся в зависимости от скорости бурения скважины шагом квантования по глубинам.

Предлагаемый вычислитель кроме элементов прототипа содержит накопительный сч гчик хроматографической информации, накспительный счетчик определения продолжительности бурения одного погонного метра скважины в функции истинных глубин, накопительный счетчик определения коэффициента разбавления в функции истинных глубин, буферную память, устройство определения индекса компонентного состава газа в пласте, устройство прерывания программ, блок тактовых импульсов, устройство управления и пульт управления, причем один вход арифметического устройства через блок ввода подключен к пульту управления, другой вход- к выходу накопительного счетчика хроматографической информации, третий вход через буферную память — к накопительному счетчику определения коэффициента разбавления в функции истинных глубин, четвертый вход — к оперативному запоминающему устройству, пятый вход— к устройству управления": один выход ариф-метического устройства через преобразо= ватель масштабов подключен к устройству регистрации, второй выход — к оперативному запоминающему устройству, третий выход = через устройство определения индекса компонентного состава газа в пласте к устройству регистрации; один вход устройства управления подключен к устройству прерыва--. ния программ, второй вход через блок тактовых импульсов — к генератору тактовых импульсов, третий вход — к пульту управления; один выход устройства управления подключен к буферной памяти, второй выход - к оперативному запоминающему устройству, третий выход — к устройству управления протяжкой ленты регистрирующего устройства, четвертый выход — к преобразователю масштабов, пятый выход — к устройству определения индекса компонентного состава газа в пласте; накопительнь|й счетчик определения продолжительности бу= рения одного погонного метра скважины в функции истинных глубин через буферную память подключен к устройству регистра= ции; устройство привязки сигналов истинных глубин к циклу анализа хроматографа подключено к блоку тактовых импульсов и устройству преобразования хроматографичес кой информации в цифровую форму, один вход которого соединен с накопительным счетчиком хроматографической информации

5328 а другой — с устройством прерывания программ; устройство регистрации соединено с устройством прерывания программ.

Накопительный счетчик определения продолжительности бурения одного погонного метра скважины в функции истинных глубин Т1 определяет пропорциональное величине T,о число m сигналов времени в функции истинных глубин ьт„ между двумя смежными сигналами истинных глубин 2„.

Ю

Накопительный счетчик определения коэффициента разбавления в функции истинных глубин используется для определения величины приведенных газопоказаний Г„ пр и ее регистрации и определяет пропорциональное величине коэффициента разбавления в функ!

5 ции истинных глубин Е д число rn< сигналов объема промывочной жидкости, эвакуированной из скважины, в функции истинных глубина Г о между двумя смежными сигналами истинных глубин Z „

Пульт управления используется для ввода постоянных коэффициентов, необходимых для определения величин С с,п . E,, и

Г и Г и граничных для данного х. сум. х. пр района величин Соп, необходимых для определения индекса компонентного газа в плас те 1 кг по текущим величинам, Соп, определяемых вычислителем, Устройство определения индекса компо- 80 нентного состава газа в пласте использовано для определения индекса 1 кг, Устройство прерывания программ исполь зовано для ввода и вывода данных в реальном масштабе времени работы хроматогра- ЭЬ фа и обработки данных в ускоренном масшгабе времени.

На чертеже дана блок-схема вычислителя производных параметров газового каротажа, 40

Вычислитель включает пульт управления

1, накопительный счетчик хроматографической информации 2, накопительный счетчик

3 определения коэффициента разбавления в функции истинных глубин Ец (число о ), накопительный счетчик 4 определения продолжительности бурения одного погонного метра скважины в функции истинных глубин Тц (числа гп т) устройство 5 привязки сигналов истинных глубин ц к циклу анализа хрома- тографа Т,, буферную память 6, блок ввода

7, арифметическое устройство 8, преобразователь масштабов 9, оперативное запоминающее устройство 10, устройство 11 определения индекса компонентного состава га» за в пласте 1 кг, устройство управления 12, устройство 13 управления протяжкой ленты регистратора, устройство прерывания программ 14, блок тактовых импульсов 15, генератор тактовых импульсов 16, устрой- ®

37

6 ство преобразования хроматографической информации в цифровую форму 17 и устройство регистрации 18.

Пульт управления 1 через блок ввода

7 соединен с одним из входов арифметического устройства 8. Арифметическое устройство подсоединено вторым входом к выходу накопительного счетчика хроматографической информации 2, вход которого подключен к устройству 17 преобразования хроматографической информации в цифровую форму, определяющему величину амплитуд

А „или плошадей F „пиков, соответствующих компонентам на хроматограмме, третьим входом - через буферную память 6 к накопительному счетчику 3 определения числа, четвертым входом - к оперативному запоминающему устройству 10 и пятым входом - к устройству управления 12. Выходы арифметического устройства 8 подключены; первый выход через преобразователь масштабов 9 - к устройству регистрации

18, второй выход - к оперативному запоминающему устройству 10, и третий выходк устройству 11 определения индекса компонентного состава газа в пласте 1 кг. Входы устройства управления 12 подключены: первый — к пульту управления 1, второй— к устройству прерывания программ 14 и третий - к блоку тактовых импульсов 15, а выходы подключены: первый — к оперативному запоминающему устройству 10, второй — к преобразователю масштаба 9, третий - к устройству 11 определения индекса компонентного состава газа в пласте 1

1 кг, четвертый - к устройству 13 управления протяжкой ленты регистратора и пятый — к буферной памяти 6 °

Накопительный счетчик 4- определения числа п через буферную память 6 подключен к устройству регистрации 18, к которому также подключено устройство 11 определения индекса 1 кг.

Входы устройства прерывания программ

14 подсоединены к устройству регистрации

18 и к устройству преобразования хроматографической информации в цифровую форму 17, Один вход блока тактовых импульсов 1

15 подключен к генератору тактовых импульсов 16, а другой — к устройству 5 привязки сигналов истинных глубин к циклу анализа хроматографа, которое подклю» чено к устройству преобразования хрома» тографической информации в цифровую форму 17.

Один вход тактовых импульсов 15 под ключен к генератору тактовых импульсов

16, а другой — к устройству 5 привязки сигналов истинных глубин к циклу анализа хроматографа, которое подключено к уст37 8 и флюидные коэффициенты С и, соответ ственно по формулам:

С ОьС () 2.

on

Qn (7), 8) ажп ип дп (3)

После этого определяются величины Coä, например, Co + Сэ (в %), приращение суммарного содержания углеводородных газов в промывочной жидкости Гx с,,щ(в об.%) 60

5328 ройству преобразования хроматографической информации в цифровую форму 17.

Работа вычислителя производных параметров газового каротажа производится в следующем порядке, Перед началом работы с пульта управ5 ления 1 через блок ввода 7 и арифметическое устройство 8 в оперативное запоминыэщее устройство 10 вводятся коэффициенты чувствительности К „дхроматографа к отдельным компонентам, коэффициенты © извлечения Кс,п отдельных компонентов дегазатором, извлекающим газ из промыврчной г -г, жидкости, коэффициенты К е = 0.8. 1 О/g

Н (Я вЂ” номинальный диаметр скважины и, в см) и граничные значения С эп гр (напри- И мер, С „гр + С og г- ) для определения индекса компонентного состава газа в гласте. В начале измерений по команде с пульса 1 арифметическм устройство 8 определяет по фоновым величинам А п, 20 или F n величины С с» и и (например, С с, + Cpg,Q пэ формуле:

Сак =Кчг Аn, или Сад =Кчгг Рп,, (1) где Сап - в об. %; Аг, - в мм; Рп - в мм, с;

Кчг, — соответственно в % мм или в %/мм.с. 25

В процессе проведения газового каротажа начинается работа вычислителя по программе.

При последовательном поступлении сиг- Зр нала истинных глубин Z о и сигнала начала очередного цикла анализа хроматографа Т> устр ойством 5 выдается сиг нал, который включает устройство преобразования хроматографической информации в цифровую форму 17 и программу автоматической обработки поступающей информации. B процессе хроматографического ачализа информация с устройства 17 поступает на накопительный счетчик 2 и далее вводится в арифметическое устройство 8 пэ прижаковым сигналам, поступающим с устройства 17.

При вводе исходной информации с накопительного счетчика 2 арифметическое устройство по формуле (1) определяет величины Сд,г, изатемихприращение " Сап (в эб.%) пэ формуле Сап = Сап an р (2) Затем по величинам ьГс„попределяется их сумма ЕЫщ,и приращение концентраций углеводородных газов в промывочной жидкости ьCä „(â об.%) по формуле

Величины С оп, Г„<> и заданные величи:— ны С„„,записываются в оперативное запоминающее устройство 10, Управление за —— писью осуществляется устройством уг:равления 12 и устройством прерывания про= грамм 14, на которые поступают признаковые сигналы с устройства 1 дгя определения содержания соответствующего компонента.

Одновременно на накопительные счетчики

3 и 4 поступают с внешних устройств сигналы объема промывочной жидкости, эвакуированной из скважины,ьЧ„„„„и времени ь т в функции истинных глубин и счетчиками 3 и 4 эпределяотся числа "т е и rn т этих сиг налов за интервал времени между двумя смежными сигналами истинных глубин Zц .

При поступлении каждого сигнала7.„числа гоеи лт передаются из счетчиков 3 и 4 в буферную память 6 со стиранием находящейся в ней предыдущей инфэр д.- -ÿ,û и сбрссом показаний счетчиков 3 и 4„

После окончания ввода хром.атэграфи-; ской информации и определения величины Гх „-, по формуле 5 арифметическим устройством

8 по результатам сравнения величин Сэ . определенных по формуле (4) д с г аничными величинами Сэд г„определяется индекс компонентного состава газа в пласте 1 кг д и величины Т„, (в мин/м) и Г„, (e м/У ) по формулам т = .m ш т тд

-2.

Г =10 К Г гп х.п р е х сую, где К вЂ” постоянный коэффициент масштаба.

Вывод производных параметров газового каротажа (Т„„, Гх.с. м Fх. „„, нескольких

С „ нескольких С„гп и кг) на устройств. во регистрации производится гссле обработки всей информации. При выводе данных включается устройство прерывания про-. грамм 14, а блок тактовых чмпульсэв 15 и генератор тактовых импульсов .I 6 вкночаются. Управление программой вывода осуществляется с регистрирующего устройства. Вывод величин произвэдньх гараметров газового карэтажа на регистрацию производится из оперативнэгэ запэмгшающего устройства 10 через арифметическое устройство 8 и блок преобразователя мас9 5328 штабов 9. Индекс 1 кг выдается непосредственно с устройства 11 °

После вывода серии параметров, определенных вычислителем, устройство 1 3 управления протяжкой ленты регистратора выдает на устройство регистрации 18 серию последовательных импульсов, число которых равно числу сигналов истинных глубин

Zä, поступивших за интервал времени Тц цикла анализа хроматографа.

Таким образом обеспечивается экспрессное определение производных параметров газового каротажа и их аналоговая регистрация в заданном масштабе глубины скважины с переменным автоматически изменяющимся в зависимости от скорости бурения

И скважины шагом квантования по глубинам.

Формула изобретения Щ

Вычислитель производных параметров газового каротажа, включающий арифметическое устройство, оперативное запоминаю— щее устройство, устройство преобразования З; хроматографической информации в цифровую форму, например определитель максимумов пиков хроматограммы или интегратор, генератор тактовых импульсов, блок ввода, устройство привязки сигналов истинных ЭО глубин к циклу анализа хроматографа, преобразователь масштабов, устройство управления протяжкой ленты регистрирующего устройства и регистрирующее устройство, о тличающийся тем,что,сцелью я5 повышения экспрессности определения и регистрации в функции истинных глубин скважины комплекса параметров необходимого для прогнозирования нефтегазоносных пластов до их вскрытия скважиной и оператив- qp ного определения характера насыщения пластов, вскрытых скважиной, он содержит накопительный счетчик хроматографической информации, накопительный счетчик определения продолжительности бурения одного погонного метра скважины в функции истинных глубин, накопительный счетчик определения коэффициента разбавления в функции истинных глубин, буферную память, устройство определения индекса компонентного состава газа в пласте, устройство прерывания программ, блок тактовых импульсов, устройство управления и пульт управления, 10

37 причем один вход арифметического устройства через блок ввода подключен к пульту управления, другой вход — к выходу накопительного счетчика хроматографической информации, третий вход через буферную память — к накопительному счетчику определения коэффициента разбавления в функции истинных глубин, четвертый вход — к оперативному запоминающему устройству, пятый вход — к устройству управления; один выход арифметического устройства через преобразователь масштабов подключен к устройству регистрации, второй выход — к оперативному запоминающему устройству, третий выход — через устройство определения индекса компонентного состава газа в пласте к устройству регистрации; один вход устройства управления подключен к устройству прерывания программ, второй вход через блок тактовых импульсов — к генератору тактовых импульсов, третий вход — к пульту управления; один выход устройства управления подключен к буферной памяти, второй выход — к оперативному запоминающему устройству, третий выход — к устройству управления протяжкой ленты регистрирующего устройства, четвертый выход — к преобразователю масштабов, пятый выход — к устройству определения индекса компонентного состава газа в пласте; накопительный счетчик определения продолжительности бурения одного погонного метра скважины в функции истинных глубин через буферную память подключен к устройству регистрации; устройство привязки сигналов истинных глубин к циклу анализа хроматографа подключено к блоку тактовых импульсов и устройству преобразования хроматографической информацИи в цифровую форму, один вход которого соединен с накопительным счетчиком хроматографической информации, а другой — с устройством прерывания программ; устройство регистрации соединено с устройством прерывания программ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

L

1, Авт. св. СССР ¹ 175008, М, Кл, Е 21 B 47/00, от 25.01.1965.

2. Померанц Л. И. и др. Автоматические газокаротажные станции М„"Недра", 1969, 3, Авт. св, СССР % 279190, М, Кл.

Сч 06 Х 1/00, от 06.06,1969, 532837

Составитель Э. Терехова

Редактор Е, Гончар Техред,д.. ДемьяноваКорректор В, Куприянов

Заказ 5481/237 Тираж 690 Подписное

Е НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4