Устройство для детальной газометрии скважин в процессе бурения

Устройство для детальной газометрии скважин в процессе бурения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕТАЛЬНОЙ ГАЗОМЕТРИИ СКВАЖИН В ПРОЦЕССЕ БУРЕНИЯ , содержащее делитель потока промывочной жидкости, проточный смеситель , накопитель, термовакуумный дегазатор , газоанализатор, блок измерения расхода промывочной жидкости и блок регулировки скорости заполнения накопителя, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности определения газонасьпценности промывочной жидкости при низкой концентрации газов в исследуемых пластах , оно снабжено блоком ввода в поток индикаторных меток, блоком регистрации индикаторных меток -и блоком включения накопителя, причем блок ввода в поток индикаторных меток подсоединен через проточный смеситель к входу блока регистрации индикаторных меток, первый выход которого подключен к входу блока измерения расхода промывочной жидкости, а его первый выход подсоединен к входу делителя потока, первый выход которого подключен к входу блока ввода в поток индикаторных меток, второй выход блока регистрации индикаторных меток через блок включения накопителя подсоединен к первому входу накопителя, второй выход блока измерения расхода промывочной жидкости через блок регулировки скорости заполнения накопителя подключен к второму входу накопителя, а второй выход делителя потока через включенные последовательно накопитель и термовакуумный дегазатор подсоединен к входу газоанализатора. 2. Устройство по П.1, отличающееся тем, что накопитель выполнен в виде пробоотборника всасывающего типа.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСВУБЛИН

3(Я) Е 21 В 47 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

„ ч1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3612393/22-03 (22) 30.06.83 (46) 15.09.84. Бюл. ¹ 34 (72) Л.M Сафьян, С.Н.Шеретнев, 9.M,Попов, Ю.M.Ñìèðíîâ, Е.Б.Григорьева и Е.Д.Омельченко (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических методов исследований, испытания и контроля нефтегазоразведочных скважин (53) 622.341(088.8) (56) 1. Патент США № 3386386, кл. 73 N 153, 1966.

2. Методические рекомендации по обработке и интерпретации материалов детальной газометрии скважин. М., ВНИИГАЗ, 1980, с. 58 (прототип). (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕТАЛЬНОИ

ГАЗОМЕТРИИ СКВАЖИН В ПРОЦЕССЕ БУРЕНИЯ, содержащее делитель потока промывочной жидкости, проточный смеситель, накопитель, термовакуумный дегазатор, газоанализатор, блок измерения расхода промывочной жидкости и блок регулировки скорости заполнения накопителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности определения газонасыщенности промывочной жидкости при низкой кон„„SU„„1113523 А центрации газов в исследуемых пласт тах, оно снабжено блоком ввода в поток индикаторных меток, блоком регистрации индикаторных меток и блоком включения накопителя, причем блок ввода в поток индикаторных меток подсоединен через проточный смеситель к входу блока регистрации индикаторных меток, первый выход которого подключен к входу блока измерения расхода промывочной жидкости, а его первый выход подсоединен к входу делителя потока, первый выход которого подключен к входу блока ввода в поток индикаторных меток, второй выход блока регистрации индикаторных меток через блок включения накопителя подсоединен к первому входу накопителя, второй выход блока измерения расхода промывочной жидкости через блок регулировки скорости заполнения накопителя подключен к второму входу накопителя, а второй выход делителя потока через включенные последовательно накопитель и термовакуумный дегазатор подсоединен к входу газоанализатора.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а- (;Д ю щ е е с я тем, что накопитель вы- фф полнея в виде пробоотборника всасы- ©р вающего типа.

1 111З

Изобретение относится к устройствам для газометрических исследований скважин в процессе бурения и может быть использовано преимущественно при прямых поисках месторождений неф. ти и газа для изучения разрезов с низкой газонасьпценностью пластов.

Известно устройство для газового каротажа нефтегазовых скважин, содержащее делитель потока промывочной

10 жидкости для ответвления части потока на анализ, последовательно подключенные к делителю потока проточный смеситель, дегазатор и гаэоанализатор, а также блок измерения расхода

„15 циркулирующей по скважине промывочной жидкости (11..

Недостатком данного устройства является низкая достоверность определения гаэонасыщенности промывочной жид20 кости иэ-за неадекватности составов ответвленного и основного потоков, низкой и непостоянной степени дегазации ответвленной части потока.

Известно устройство для детальной газометрии скважин в процессе бурения, содержащее делитель потока промывочной жидкости, проточный накопитель, проточный смеситель, термовакуумный дегазатор и газоанализатор, а также регулятор скорости накопления

30 ответвляемой части потока и блок измерения расхода промывочной жидкости 2 l.

При этом проточный накопитель и проточный смеситель выполнены в виде, так называемого, интегратора, в котором происходит накапливание и последующее перемешивание ответвляемой части потока промывочной жидкости, частично подвергаемой после пе- 40 ремешивания термовакуумной дегаэации.

Недостатком известного устройства является низкая, достоверность определения газонасьпценности промывочной жидкости при невысокой концентрации 45 газов в исследуемых пластах. Это обусловлено несоответствием состава ответвляемой части потока общему гетерогенному по составу потоку из-за отсутствия перемешиванпя промывочной 50 жидкости до ее накопления, не пропорциональным расходу общего потока отбором его части, который осуществля ется с заранее установленной постоянной скоростью, взаимовлиянием на газопокаэания соседних проб накапливае" мой в проточном накопителе промывочной жидкости вследствие отсутствия ее

523 2 поршневого вытеснения, а также дегаэацией не всего накопленного объема, а лишь части дискретно отбираемой из него промывочной жидкости.

Цель изобретения — повышение достоверности определения гаэонасьпценностй промывочной жидкости при низкой концентрации газов в исследуемых пластах.

Поставленная цель достигается тем, что известное устройство для детальной газометрии скважин в процессе бурения, содержащее делитель пото— ка промывочной жидкости, проточный смеситель, накопитель, термовакуумный дегазатор, газоанализатор, блок измерения расхода промывочной жидкости и блок регулировки скорости заполнения накопителя, снабжено блоком ввода в поток индикаторных меток, блоком регистрации индикаторных меток и блоком включения накопителя, причем блок ввода в поток индикаторных меток подсоединен через проточный смеситель к входу блока регистрации индикаторных меток, первый выход которого подключен к входу блока измерения расхода промывочной жидкости, а его первь& выход подсоединен к входу делителя потока, первый выход которого подключен к входу блока ввода в поток индикаторных меток, второй выход блока регистрации индикаторных меток через блок включения накопителя подсоединен к первому входу накопителя, второй выход блока измерения расхода промывочной жидкости через блок регулировки скорости заполнения накопителя подключен к второму входу накопителя, а второй выход делителя потока через включенные последовательно накопитель и термовакуумный дегазатор подсоединен к входу газоанализатора.

Кроме того, накопитель выполнен в виде пробоотборника всасывающего типа.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для детальной гаэометрии скважин, на фиг.2 — гаэометрические кривые, полученные на опытной скважине по дискретным и интегральным пробам промывочной жидкости, на фиг.З— кривые остаточной газонасьпценности разреза, построенные по дискретным и интегральным пробам, на фиг.4 — кривые распределения случайных ошибок при определении концентрации углеводородов по дискретным и интегральным пробам промывочной жидкости. з 1113

Устройство для детальной газометрии скважин состоит из блока ввода в поток индикаторных меток 1, подключенного через проточный смеситель 2 к входу блока регистрации индикаторных меток 3, первый выход которого подсоединен к входу блока измерения расхода промывочной жидкости 4, а

его первый выход — к входу делителя потока промывочной жидкости 5, первый выход которого подключен к входу бло"

I0 ка ввода в поток индикаторных меток 1

Эти последовательно подсоединенные ,блоки образуют линию циркуляции промывочной жидкости через опробуемую скважину.

К второму выходу делителя потока

5 последовательно подключены накопитель 6, термовакуумный дегазатор 7 и газоанализатор 8, образующие линию ответвления части потока промывочной жидкости, второй выход блока регистрации индикаторных меток 3 через блок включения накопителя 9 подключен к первому входу накопителя 6, а второй выход блока измерения расхода 4 через

25 блок регулировки скорости заполнения накопителя 10 подсоединен к второму входу накопителя 6.

Для обеспечения продолжительного отбора промывочной жидкости иэ ее потока за время разбуривания исследу. емого интервала разреза накопитель 6 выполнен в виде пробоотборника всасывающего типа, имеющего, например, несколько последовательно включаемых З5 приемных камер, скорость заполнения которых поддерживают пропорциональной расходу потока с помощью блока 10.

Устройство работает следующим образом. 40

При нагнетании промывочной жидкости в скважину блоком ввода индикаторных меток 1 в поток вводится индикатор, изменяющий физическиЕ свойства жидкости (электрические, магнитные и 45 др.) и обнаруживаемый в ней при определенной концентрации, например, дисперсное ферромагнитное вещество.

Выходящая из скважины промывочная жидкость, обогащенная углеводородами 5 из разбуренных пород, поступает в проточный смеситель 2, в котором осуществляется равномерное распределение в потоке компонентов, содержащихся в промывочной жидкости. Появление ин- 55 дикатора, выходящего из скважины с потоком промывочной жидкости с концентрацией в ней, достаточной для

523

4 регистрации, обнаруживается блоком регистрации индикаторных меток 3, который формирует сигнал, поступающий со второго выхода блока 3 на вход блока включения накопителя 9, обеспечивающего включение накопителя

6. При этом время задержки поступления промывочной жидкости в накопитель

6 очень мало и соизмеримо с временем включения накопителя. Скорость заполнения накопителя 6 изменяется блоком регулировки скорости его заполнения

10, на который поступает сигнал со второго выхода блока измерения расхода 4, пропорциональный по величине расходу потока исследуемой среды. В результате этого накопитель 6 непрерывно отбирает часть потока перемещенной промывочной жидкости, которая полностью соответствует по составу общему потоку.

Для завершения отбора интегральной пробы промывочной жидкости в поток повторно вводится блоком 1 индикаторная метка, которая после выхода потока из скважины поступает через проточный смеситель 2 в блок регистрации индикаторных меток 3. Последний формирует сигнал, поступающий с его второго выхода на блок 9, который выключает накопитель 6. Затем отобранную накопителем пробу промывочной жидкости полностью переводят в термовакуумный дегазатор 7, а извлеченный газ подают в газоанализатор 8. Опробование следующего интервала осущест" вляют после очередного ввода в поток индикаторной метки, причем для обеспечения непрерывной газометрии скважины блок 9 включает свободную пробоотборную камеру или другой однокамерный накопитель 6 (не показан), а отбор интегральных проб производится в приведенной выше последовательности.

В повторных циклах циркуляции промывочной жидкости при разбуривании исследуемого интервала разреза концентрации введенный в нее в начале циркуляции индикатор за счет значительного разбавления в отстойнике резко уменьшается и индикаторная метка не обнаруживается блоком 3. В результате этого исключается случайное отклонение накопителя 6 в процессе бурения исследуемого интервала. Отключение происходит только после повторного. ввода в поток индикаторной метки.

Технические преимущества от использования устройства подтверждают23

За счет достижения указанного технического эффекта при использовании изобретения повышается геологическая информативность результатов детальной газометрии скважин. Кроме этого, продолжительное накапливание предварительно усредненной по составу промывочной жидкости, осуществляемое при применении устройства, позволяет значительно сократить суммарный объем отбираемых проб и, соответственно, затраты средств на их аналитические исследования.

Применение устройства позволяет исключить необходимость дискретного отбора и анализа не менее 25-30 проб промывочной жидкости из входящего и выходящего потоков с каждых 100 м проходки скважины.

Таким образом, реально достигаемый экономический эффект от массового применения изобретения составляет за счет сокращения на 75-807. общих затрат на химико-аналитические исследования проб промывочной жидкости около 3 млн. руб. в год.

S 11135 ся результатами газометрии опытной скважины, выполненной по дискретным и интегрально отобранным пробам промывочной жидкости. При этом газонасыщенность промывочной жидкости изме- няли искусственно путем ее обогащения углеводородным газом и разбавлением технически чистой водой.

Применение устройства при газометрических исследованиях скважин ловы- 10 шает достоверность их опробования, так как результаты определения газоиасыщенности входящего и выходящего потоков промывочной жидкости, полученные по полностью отдегазированным 15 интегральным пробам (фиг.2, кривые

1 и 2), накопленным после перемешивания жидкости, более стабильны и воспроизводимы, чем результаты, полученные по дискретно отбираемым в со- 20 ответствии с существующей технологией проб (фиг.2, кривые 3 и 4). Кроме того, разность концентраций углеводородов в интегральных пробах, отобранных на выходе потока и на его входе 25 в скважину (фиг.3 кривая 1), соответствует остаточной газонасыщенности разреза (фиг.2, кривая 5) в отличие от показателей, полученных по дискретным пробам (фиг.3, кривая 2). З0

Подтверждением повышения достоверности оценки газонасыщенности промывочной жидкости при использовании изобретения является изменение характера распределения случайных ошибок Ь /й при определении относительного приращения концентрации углеводородов

Ь 0(Ccp по интегрально накопленным (фиг.4, кривая 1) и дискретно отобранным по базовому варианту пробам (фиг.4, кривая 2).

1113523

Поонюдоюая д

H(pf)

av, 180av

l 1 l3523 си

fg

1I

-2дд 0 Яд 4дд

Фаю 3 00/

Составитель И. Карбачинская

Редактор В.Ковтун Техред 0.Неце Корр е кт ор Г. Or ар

Заказ 6542/26 Тираж 564 Подписное

ВНИИНИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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