Геофизические методы исследования нефтяных и газовых скважин

- толщины стенки скважины - от 5 до 12 мм;

- плотности вещества в затрубном пространстве от 1 до 2 г/см3.

Ток питания скважинного прибора (150±15) мА.

Длительность выходных импульсов (40±12) мкс, амплитуда не менее 3,5 В.

1 жила кабеля прозванивается с броней кабеля в одном направлении (в направлении тока), 2 и 3 жилы имеют сопротивление относительно брони - 1 МОм.

В качестве детектора гамма-излучения в канале ГК используется кристалл NaI(Tl) размером 30x40 мм с ФЭУ-74 А, в каналах плотномера и толщиномера - кристаллы NaI(Tl) размером 16x40 мм с ФЭУ-102.

Длина измерительных зондов:

- канала плотномера (420 ±10) мм;

- канала толщиномера (210±5) мм.

Расстояние между центром детектора канала ГК и источником гамма-излучения не менее 1040 мм.

Схема прибора приведена на рис.32:

Рисунок 32 - Схема прибора СГДТ-НВ

Диаметр прибора (без вытеснителя) - 110 мм;

Длина прибора - 2500 мм;

Масса прибора - 95 кг.

19. АККИС-42, АККИС-36

Назначение

Аппаратура АККИС предназначена для геофизических исследований с целью контроля испытаний разведочных, эксплуатационных и нагнетательных скважин нефтяных и газовых месторождений.

Аппаратура позволяет решать следующие задачи: измерение температуры, определение негерметичности обсадной колонны и мест притока жидкостей и газа через эти негерметичности, определение положения муфтовых соединений насосно-компрессорных и обсадных труб, интервалов перфорации, профиля притока, измерение мощности экспозиционной дозы гамма-излучения горных пород, исследование состава скважинной жидкости. Кроме того, АККИС-36 позволяет регистрировать давление в скважине.

Данные по аппаратуре.

Диапазон рабочих температур от 10 до 120 ° С.

Наибольшее гидростатическое давление 60 МПа.

Аппаратура эксплуатируется с трехжильным геофизическим кабелем типа КГ3-67-180 длиной до 5000м.

Диаметр прибора АККИС-42 - 42 мм, диаметр прибора АККИС-36 - 36 мм.

Параметры, регистрируемые прибором АККИС-42:

-температура (шифр параметра TEMP);

-термоиндуктивный индикатор притока (шифр параметра FLMI);

-индикатор изменения содержания воды в нефти (шифр параметра WM);

-индикатор изменения электрического сопротивления жидкости (шифр параметра IL);

-локатор муфт (шифр параметра CCL);

-гамма-каротаж (шифр параметра GR).

Схема прибора АККИС-42 приведена на рисунке рис.33.

Рисунок 33 - Схема прибора АККИС-42

Параметры, регистрируемые прибором АККИС-36:

-температура (шифр параметра TEMP);

-давление (шифр параметра PRES)

-термоиндуктивный индикатор притока (шифр параметра FLMI);

-индикатор изменения содержания воды в нефти (шифр параметра WM);

-локатор муфт (шифр параметра CCL);

-гамма-каротаж (шифр параметра GR).

АККИС-36 может быть дополнительно комплектоваться съемными модулями для регистрации данных вертушечного расходомера (шифр параметра - SPIN) и резистивиметра (шифр параметра - IL).

Схема прибора АККИС-36 приведена на рисунке 34.

Рисунок 34 - Схема прибора АККИС-36

20. Комплексная аппаратура МЕГА

20.1 МЕГА-Э

Назначение

Аппаратура электрического каротажа комплексная МЕГА-Э предназначена для исследования нефтяных и газовых скважин методами бокового каротажного зондирования (БКЗ), трехэлектродного бокового каротажа (БК), измерения потенциалов самопроизвольной самополяризации (ПС), резистивиметрии скважин, микрозондирования, измерения мощности экспозиционной дозы естественного гамма-излучения горных пород методом гамма-каротажа, измерения кажущейся электрической проводимости методом индукционного каротажа, а также измерения диаметра скважин.

Диаметр скважинных приборов МЕГА-Э (73 мм) позволяет работать через буровой инструмент.

Комплекс МЕГА-Э обеспечивает проведение исследований в скважинах при температуре окружающей среды до 120С и гидростатическим давлении до 80 МПа с каротажной станцией «МЕГА» и трехжильным грузонесущим геофизическим кабелем длиной до 7000 м.

Комплекс состоит из следующих модулей (приборов):

ЭК-М - модуль электрического каротажа обеспечивает исследования методами стандартного электрического каротажа (КС), бокового каротажного зондирования (БКЗ) и трехэлектродного бокового каротажа БК-3, измерения потенциала самопроизвольной поляризации (ПС) и резистивиметрии.

ГК-М модуль гамма каротажа (привязочный) обеспечивает измерение мощности экспозиционной дозы естественного гамма-излучения горных пород.

ИК-М - модуль индукционного каротажа обеспечивает исследования зондовой установкой 6Ф1.

КП-М - модуль каверномера - профилемера обеспечивает проведение кавернометрии в открытом стволе нефтяных и газовых скважин.

МК-М -прибор для исследования скважин методами микрозондирования.

Приборы (модули) сборки МЕГА - Э обеспечивают возможность использования в автономном (одноочередном) режиме в качестве самостоятельных скважинных приборов.

Базовый комплекс МЕГА-Э может быть трансформирован за счет сменных модулей ЭК-2М (многоэлектродный боковой, БКЗ, резистивиметрия), мега-микро (микрозондирование, микробоковой, микрокаверномер), инклинометр с непрерывной записью ИНМ.

Приборы (модули) сборки МЕГА-Э обеспечивают возможность использования в автономном (одиночном) режиме в качестве самостоятельных скважинных приборов.

Данные по аппаратуре

ЭК-М.

Прибор рассчитан на работу в комплексе с 3-х жильным каротажным кабелем КГ-3-60-180-1 длиной до 6000 м и компьютеризованной каротажной станцией МЕГА в скважинах диаметром от 150 до 400 мм в водной промывочной жидкости с содержанием NaCl от десятых долей процента до минерализации, соответствующей насыщению: NaOH - от 10 до 20%, нефти - до 5 - 10%, при наибольшем значении температуры окружающей среды 120С и наибольшем гидростатическом давлении 80 МПа.

Прибор может работать как в одиночном режиме, так и в составе с другими приборами комплекса (ИК-М, ГК-М, КП-М).

Измерения БКЗ и БК проводятся в разных циклах. ПС регистрируется только в аналоговой форме.

ЭК-М обеспечивает измерение кажущихся удельных сопротивлений горных пород в режиме «БКЗ» зондовыми установками:

А8,0M1,0N (шифр параметра GZ5);

A4,0M0,5N (шифр параметра GZ4);

A2,0M0,5N (шифр параметра GZ3);

N0,5M2,0A (шифр параметра OGZ);

A1,0M0,1N (шифр параметра GZ2);

в общем диапазоне от 0,2 до 5000 Омм с разбивкой на два диапазона в процессе измерения: от 0,2 до 100 Омм (чувствительный канал) и от 100 до 5000 Омм (грубый канал);

зондовыми установками

A0,5M6,0N (шифр параметра PZ);

A0,4M0,1N (шифр параметра GZ1);

в общем диапазоне от 0.2 до 2000 Омм с разбивкой на два диапазона в процессе измерения: от 0,2 до 100 Омм (чувствительный канал) и от 100 до 2000 Омм (грубый канал);

измерение удельного сопротивления водной промывочной жидкости (шифр параметра RB) резистивиметром - в диапазоне от 0.2 до 20 Омм.

Прибор обеспечивает измерение кажущихся удельных сопротивлений горных пород трехэлектродным зондом БК путем раздельного измерения потенциала экранного электрода (LLU) и силы электрического тока центрального электрода (LLI) в общем диапазоне от 0.5 до 20000 Омм, при этом диапазон измеряемых значений потенциала экранного электрода от 0.05 до 0.4В (чувствительный канал) и от 0.4 до 10В (грубый канал), а силы электрического тока центрального электрода от 0.05 до 1.5 мА (чувствительный канал) и от 1.5 до 46 мА (грубый канал).

Формула для расчета pk по БК: pk= K(LLU/LLI);

где K - коэффициент зонда. Для ЭК-М K=190.

ЭК-М обеспечивает совместно с БКЗ измерение и выдачу в аналоговой форме сигнала потенциала самопроизвольной поляризации (шифр параметра SP), при этом сопротивление цепи прохождения сигнала ПС в аппаратуре не более 500 Ом.

Питание скважинного прибора и токовых электродов осуществляется от наземного источника питания силой тока (5005)мА частоты 400 Гц.

Калибровка каналов БКЗ, БК обеспечивается с помощью режимов «Ноль-сигнал» и «Стандарт-сигнал».

Питание на скважинный прибор подается при полном погружении его в раствор.

Время установления рабочего режима прибора не более 15 минут с момента его включения.

При автономном использовании прибора ЭК-М вторая и третья жилы кабеля при прозванивании дают разрыв (жилы проходные), а первая жила по отношению к ОК при смене измерительных концов тестера показывает различное сопротивление (сопротивление жилы кабеля плюс 70 Ом или сопротивление жилы кабеля плюс 500 Ом).

При работе в составе комплекса с КП-М сопротивление второй и третьей жил кабеля равно между собой (сопротивление жилы плюс 50 Ом) и при смене полярности не меняется, а сопротивление первой жилы при смене измерительных концов меняет по отношению к ОК сопротивление (сопротивление жилы плюс 500 Ом или только сопротивление жилы).

Правильность подключения второй и третьей жил проверяется по раскрытию каверномера: если при раскрытии лампочка блокировки не гаснет, то следует поменять вторую и третью жилы местами; при автономной работе при неправильном подключении второй и третьей жил прибор не отвечает на запросы наземного устройства.

Инициирование передачи прибором измерительной информации осуществляется наземным оборудованием при передаче в прибор командного слова.

Командные и информационные сигналы передаются в виде кодоимпульсных посылок в формате принятом для микросхемы 588ВГ6 (двоичный, 16-ти разрядный, типа МАНЧЕСТЕР-2) по «фантомной» схеме.

Включение прибора и коммутация режимов его работы производится с помощью реле в следующей последовательности. При подаче постоянного напряжения питания по первой жиле кабеля происходит подключение блока.

Телеметрической Линии Связи (ТЛС) ко второй и третьей жилам кабеля. Тем самым обеспечивается прием командной и передача измерительной информации, а также подача от наземного устройства напряжения питания частоты 400 Гц на силовые трансформаторы. Начинает работать блок питания, с которого снимается напряжение 28В. Через 3 секунды снимается постоянное питание с первой жилы кабеля от наземного источника, к первой жиле подключается электрод ПС зонда БКЗ или электрод ПС прибора ИК-М, одновременно подается напряжение 28В с внутреннего блока питания на приборы ИК-М, ГК-М, КП-М.

При автономном использовании прибора ЭК-М применяется специальная пробка (заглушка) с нагрузочным сопротивлением, обеспечивающая нагрузку стабилизатора напряжения 28В вместо остальных приборов комплекса.

Контроль питания 500 мА 400 Гц на скважинном приборе осуществляется по измерительному каналу UM1, соответствующее значение определяется в процессе настройки прибора в ГМЛ и выдается вместе с калибровками на прибор.

Режимы работы прибора задаются с наземного устройства управления.

В режиме БКЗ ток питания протекает через токовый электрод зонда БКЗ и исследуемую горную породу на ОК. При этом с измерительных электродов зонда БКЗ снимаются напряжения частоты 400 Гц, пропорциональные сопротивлениям исследуемых пород.

В режиме БК цепь тока замыкается на корпус прибора, который конструктивно состоит из трех электродов: верхнего и нижнего экранных и центрального. С электродов цепь тока питания через исследуемую породу замыкается на ОК. Токи экранных электродов выполняют роль фокусирующих для центрального, что обеспечивает глубокое проникновение тока центрального электрода в исследуемую породу.

В режиме «КОНТРОЛЬ» цепь тока питания прибора замыкается непосредственно на оплетку кабеля. Данный режим используется в лабораторных условиях для проверки прибора либо для записи ИК или профилемера в составе сборки до устья.

ИК-М.

Прибор скважинный индукционного каротажа ИК-М входит в состав аппаратурного комплекса МЕГА-Э и предназначен для проведения исследований методом индукционного каротажа зондовой установкой 6Ф1 в открытом стволе нефтяных и газовых скважин диаметром от 150 до 400 мм, заполненных водной промывочной жидкостью, при максимальных значениях температуры окружающей среды 120 и гидростатического давления 80 МПа.

Прибор рассчитан на работу в комплексе с компьютеризированной станцией МЕГА и геофизическим грузонесущим кабелем КГ3-60-180-1, длиной до 5600 м.

Прибор может работать как в одиночном режиме так и в составе комплекса МЕГА-Э.

Диапазон измерений кажущейся удельной электрической проводимости горных пород зондовой установкой 6Ф1 от 10 до 1500 мСм/м.

Калибровка канала ИК обеспечивается с помощью режимов «Ноль-сигнал» и «Стандарт-сигнал».

Величина напряжения электрического тока питания на головке прибора (302) В. Сила электрического тока питания, потребляемого прибором от источника, не более 160 мА.

Диапазон рабочих температур от -10 до + 120С.

Время установления рабочего режима прибора не более 15 минут с момента его включения.

Прибор связан с наземным комплексом трехжильным грузонесущим кабелем, по первой жиле и оплетке которого осуществляется электрическое питание прибора постоянным электрическим током. По второй и третьей жилам кабеля осуществляется прием команд и передача измерительной информации.

Инициирование передачи прибором измерительной информации осуществляется наземным оборудованием при передаче в прибор командного слова.

Командные и информационные сигналы передаются в виде кодоимпульсных посылок в формате принятом для микросхемы 588ВГ6 (двоичный, 16-ти разрядный, типа МАНЧЕСТЕР-2) по «фантомной» схеме.

Сопротивление первой жилы кабеля при подключенном приборе относительно оплетки в положительной полярности должно быть примерно равно 2 кОм (в цепи прозвонки есть диод). Сопротивление второй и третьей жил относительно друг друга и оплетки бесконечно большое пока не включено питание прибора. При включенном питании сопротивление цепи жил второй и третьей между собой равно удвоенному сопротивлению кабеля, на оплетку - бесконечно большое сопротивление.

ГК-М.

Модуль ГК-М предназначен для работы, как в составе комплекса программно-управляемых скважинных модулей МЕГА-Э, так и в автономном режиме, при исследованиях скважин диаметром 110 мм и более на месторождениях нефти и газа методами гамма-каротажа.

Прибор обеспечивает проведение измерений в скважинах, заполненных водной промывочной жидкостью с содержанием NaCl от десятых долей процента до минерализации, соответствующей насыщению, NaOH - 20%, нефти - до 10% и водородным показателем (pH) от 7 до 10, при верхнем значении температуры 120С и гидростатического давления 80 Мпа с использованием грузонесущего геофизического трехжильного бронированого кабеля марки КГ3-60-180-1 длиной до 6000 м.

Прибор ГК-М эксплуатируется с программно-управляемой каротажной лабораторией МЕГА и обеспечивает измерение мощности экспозиционной дозы (МЭД) естественного гамма-излучения горных пород.

Диапазон измерения МЭД обеспечиваемый прибором, - от 1410-14 до 1810-12 А/кг.

Чувствительность ГК-М по гамма-излучению источника радий-226 в точке 0.6 верхнего значения диапазона, указанного выше, -не менее 2.01014 кг/(Ас) (870 имп/мин на 1 мкр/час).

Величина напряжения электрического тока питания на головке прибора (302) В. Сила электрического тока питания, потребляемого прибором от источника, не более 120 мА.

Диапазон рабочих температур от -10 до + 120С.

Время установления рабочего режима прибора не более 30 минут с момента его включения.

Прибор связан с наземным комплексом трехжильным грузонесущим кабелем, по первой жиле и оплетке которого осуществляется электрическое питание прибора постоянным электрическим током. По второй и третьей жилам кабеля осуществляется прием команд и передача измерительной информации.

Принцип измерения МЭД, реализованный в приборе ГК-М, основан на преобразовании регистрируемых сцинтилляционным блоком детектирования гамма-квантов, обусловленных естественной радиоактивностью горных пород, ыв электрические сигналы, средняя частота следования которых связана с МЭД гамма-излучения (Р, А/кг) функциональной зависимостью:

N = P S, (10)

где N - средняя частота следования импульсов, с-1;

S - чувствительность прибора, кг/(А с).

В результате, измерение МЭД гамма-излучения сводится к определению чувствительности (коэффициента преобразования), являющейся величиной постоянной для данного экземпляра прибора, и измерения средней частоты следования его выходных импульсов в процессе каротажа.

Инициирование передачи прибором измерительной информации осуществляется наземным оборудованием при передаче в прибор командного слова.

Командные и информационные сигналы передаются в виде кодоимпульсных посылок в формате принятом для микросхемы 588ВГ6 (двоичный, 16-ти разрядный, типа МАНЧЕСТЕР-2) по «фантомной» схеме.

Сопротивление первой жилы кабеля при подключенном приборе относительно оплетки в положительной полярности должно быть примерно равно 2 кОм (в цепи прозвонки есть диод). Сопротивление второй и третьей жил относительно друг друга и оплетки бесконечно большое пока не включено питание прибора. При включенном питании сопротивление цепи жил второй и третьей между собой равно удвоенному сопротивлению кабеля, на оплетку - бесконечно большое сопротивление.

20.2. МЕГА-К

Назначение

Аппаратура скважинная “МЕГА-КОНТРОЛЬ” (далее - аппаратура) предназначена для проведения термогидродинамических исследований в действующих скважинах в процессе контроля за разработкой нефтегазовых месторождений и служит для измерения, индикации, контроля и передачи на поверхность в виде кодоимпульсных сигналов следующих физических параметров:

-температуры,

-давления,

-магнитной неоднородности обсадной колонны,

-мощности экспозиционной дозы гамма-излучения,

-объемного влагосодержания скважинного флюида,

-удельной проводимости скважинного флюида,

-изменения скорости движения скважинной жидкости,

-изменения уровня акустического шума

-объемного расхода жидкости.

2. Область применения - проведение геофизических исследований состава жидкости при пробной эксплуатации в нефтяных и газовых геологоразведочных скважинах и при контроле разработки месторождений в эксплуатационных скважинах со спуском в насосно-компрессорные трубы диаметром от 50 мм и выше; геофизические исследования в процессе испытания и контроля обсаженных скважин.

3. Условия эксплуатации:

окружающая среда: вода, нефть, газ;

температура окружающей среды: от 5 до 120 оС;

наибольшее гидростатическое давление 60 МПа.

4. Аппаратура допускает использование как сборок блоков (ИНТЕРВАЛ + СОСТАВ РАСХОД; ИНТЕРВАЛ + РАСХОД), так и отдельных блоков, входящих в ее состав, в автономном варианте.

5. Аппаратура скважинная “МЕГА-КОНТРОЛЬ”, или её блоки, используемые автономно, должны эксплуатироваться совместно с регистрирующей программно-управляемой каротажной станцией "МЕГА", поставляемой ЗАО ПГО "Тюменьпромгеофизика” в составе геофизической компьютеризированной лаборатории и каротажного подъемника ПКС-5 ГОСТ25785-83, снабженного одножильным геофизическим кабелем типа КГ1-30-180-1 по ТУ 16. К64-01-88 длиной до 5000 м или аналогичными вышеуказанным.

6. Взаимодействие аппаратуры с другими изделиями

Аппаратура предусматривает подключение других конструктивно и электрически совмещенных скважинных приборов оснащенных телеметрией системы “МЕГА-КОНТРОЛЬ”. При этом блок «РАСХОД» в сборке должен быть только конечными.

Аппаратура или её блоки, используемые автономно, допускают работу с наземным программно - аппаратным комплексом «ОНИКС».

Устройство аппаратуры

Комплексный скважинный прибор МЕГА-К содержит 9 различных датчиков и состоит из трех модулей:

Модуль “Интервал”

-датчик термометра

-датчик давления

-локатор муфт

-датчик уровня естественного гамма-излучения

Модуль “Состав”

-датчик термокондуктивного дебитомера

-резистивиметр

-датчик влагомера

-датчик уровня акустического шума

Модуль “Поток”

-механический расходомер.

Каждый модуль комплекса МЕГА - К снабжен телеметрическим блоком и представляет собой самостоятельный прибор, обеспечивающий преобразование и передачу одного или нескольких физических параметров. Модули соединяются друг с другом с помощью унифицированного стыковочного узла, обеспечивающего механические и электрические соединения модулей. При включении питания модули объединяются в единую телеметрическую сеть.

При необходимости каждый модуль может использоваться как отдельный прибор.

В конструкцию аппаратуры заложен блочный принцип построения узлов механики и электронных схем.

Аппаратура представляет собой три блока (РАСХОД, СОСТАВ, ИНТЕРВАЛ), допускающих их сборку в различном сочетании и любой последовательности, электрически соединенных центральной транзитной жилой кабеля, кроме блока РАСХОД, который в любом варианте сборки является конечным.

Каждый блок аппаратуры представляет собой цилиндрический корпус с установленными в нём датчиками и отверстием под транзитную жилу ЦЖК, нижняя часть которого содержит одноштырьковую розетку и элементы присоединения к унифицированному переходному межблочному мосту. К верхней части корпуса закреплены узлы электроники, датчики, не требующие прямого контакта со скважинным флюидом, и одноштырьковая розетка для обеспечения транзитного соединения ЦЖК со схемами остальных блоков. Узлы электроники и датчики защищены цилиндрическим охранным кожухом с посадочными местами под герметичное соединение с корпусом и унифицированным переходным межблочным мостом.

Конструктивной отличительной особенностью блока РАСХОД является отсутствие транзитного пропуска ЦЖК через блок, что определяет его место в сборке как конечное.

В аппаратуре “МЕГА-КОНТРОЛЬ” используется унифицированный переходной межблочный мост с подпружиненными контактами, обеспечивающий герметичность сочленяемых блоков и позволяющий изолировать каждый блок сборки аппаратуры “МЕГА-КОНТРОЛЬ” при аварийной ситуации, а также позволяющий применять унифицированную присоединительную приборную головку.

В унифицированной присоединительной приборной головке (также как и в унифицированном переходном межблочном мосте) установлены герметичные электрические вводы, позволяющие изолировать сборку аппаратуры “МЕГА-КОНТРОЛЬ” при аварийной ситуации от случайного проникновения скважинного флюида через кабельную головку.

Аппаратура в полном составе сборки блоков имеет объединенное питание, подаваемое по кабелю и объединённую информационную сеть, сформированную на той же жиле кабеля. При включении питания аппаратуры все блоки объединяются в единую телеметрическую сеть.

Все блоки, входящие в состав сборки, при включении питания переходят в режим поочерёдной передачи данных автоматически. Сборка может состоять и из одного блока.

За каждым информационным или служебным каналом в сборке блоков аппаратуры закреплен определённый номер в пределах от 0 до 31.

Подразумевается, что в блоках, предназначенных для совместной работы, не должно быть повторяющихся номеров каналов.

В каждом блоке сборки аппаратуры установлена плата телеметрической системы (TS). Плата осуществляет:

-преобразование напряжения на приборной головке 35 В в напряжение питания + 12 В и +5 В;

-прием и селекцию кодоимпульсных сигналов, поступающих по кабелю;

-преобразование входных и служебных сигналов в выходной код и формирование в кабеле кодоимпульсных сигналов.

Функции по преобразованию, обработке и формированию сигналов возложены на микропроцессор. Этот же микропроцессор формирует служебные сигналы:

-напряжение питания на входе блока сборки аппаратуры;

-температура внутри блока сборки аппаратуры.

Для каждого типа блока сборки аппаратуры в микропроцессор записывается собственная программа.

20.3 Мега-Р

Назначение

Аппаратурный комплекс Мега-Р предназначен для исследований нефтяных и газовых скважин методами радиоактивного и акустического каротажа за один спуско-подъем. Используются методы двухзондовой модификации нейтрон-нейтронного каротажа по тепловым нейтронам (2ННК-Т), гамма-каротажа с одновременной локацией муфтовых соединений обсадной колонны, измерение давления промывочной жидкости в скважине и обеспечением контроля температуры внутри модуля и значения электрического напряжения его питания в процессе каротажа.

Комплекс МЕГА-Р обеспечивает проведение исследований в скважинах диаметром от 110 до 300 мм при температуре окружающий среды до 120 С и гидростатическом давлении до 80 МПа с каротажной компьютеризированной станцией «МЕГА» и грузонесущим трехжильным геофизическим кабелем длиной до 7000 м.

Базовый комплекс состоит из следующих модулей (приборов):

ГМЛ - модуль гамма каротажа с датчиком давления и локатора муфт, обеспечивающий измерение мощности экспозиционной дозы естественного гамма-излучения горных пород и гидростатического давления в скважине, а также локацию муфтовых соединений обсадной колонны и выделение интервалов перфорации;

2ННК-М - модуль двухзондового нейтрон-нейтронного каротажа, обеспечивающий измерение водонасыщенной пористости (объемного влагосодержания) горных пород, слагающих разрез скважины.

АК-М - модуль акустического широкополосного каротажа, обеспечивающий определение кинематических и динамических параметров горных пород, слагающих разрез скважины, а также оценку качества цементирования.

Обеспечивается возможность использования всех приборов (модулей) сборки МЕГА-Р в автономном ( одиночном ) режиме в качестве самостоятельных скважинных приборов.

Данные по аппаратуре

Модуль ГМЛ-М предназначен для работы, как в составе комплекса Мега-Р, так и в автономном режиме, при исследовании скважин диаметром от 110 мм на месторождениях нефти и газа методом гамма-каротажа с одновременной локацией муфтовых соединений обсадной колонны, измерением давления промывочной жидкости в скважине и обеспечением контроля температуры внутри модуля и значения электрического напряжения его питания в процессе каротажа.

Модуль ГМЛ обеспечивает проведение измерений в скважинах, заполненных водной промывочной жидкостью с содержанием NaCl от десятых долей процента до минерализации, соответствующей насыщению, NaOH - до 20%, нефти - до 10% и водородным показателем (рН) от 7 до 10, при верхних значениях температуры окружающей среды 120оС и гидростатического давления 80 Мпа.

Модуль эксплуатируется со следующими изделиями:

- програмно-управляемой каротажной станцией «Мега»:

- кабелем грузонесущим геофизическим марки КГ3-60-180-1 длиной до 7000 м.

В комплексе с указанными изделиями модуль ГМЛ-М обеспечивает измерение мощности экспозиционной дозы (МЭД) естественного гамма-излучения горных пород и значение давления промывочной жидкости в интервале исследования скважины, контроль температуры внутри модуля и значения питающего напряжения, а также локацию муфтовых соединений обсадной колонны, выделение перфорированных интервалов, возможность взаимной увязки и привязки по глубине результатов различных методов ГИС и контроля продвижения модуля (сборки) в скважине.

Технические данные

Диапазон измерения МЭД естественного гамма-излучения, обеспечиваемый каждым из каналов ГК (ГК1 и ГК2) модуля - от 2 до 250 мкР/ч.

Диапазон измерения давления промывочной жидкости, обеспечиваемый каналом манометра модуля - от 0,01 до 80 Мпа.

Канал термометра модуля обеспечивает контроль температуры внутри модуля в диапазоне температур рабочих условий применения.

Чувствительность каналов ГК1 и ГК2 модуля ГМЛ-М по гамма- излучению источника Ra226 в точке верхнего значения диапазона измерения не менее 600 имп/мин на 1 мкР/ч.

Питание модуля осуществляется постоянным электрическим напряжением от соответствующего источника, входящего в состав оборудования каротажной лаборатории Мега.

Номинальное значение питающего напряжения на входе модуля составляет 40+-2 В. Сила электрического тока питания модуля - не более 170 мА.

Мощность потребляемая прибором не более 7,2 Вт.

Верхнее значение гидростатического давления рабочих условий применения для модуля - 80 Мпа.

Диапазон рабочих температур окружающей среды - от минус 10 д плюс 120оС.

Число информационных каналов модуля ГМЛ - семь: два канала гамма-каротажа (каналы ГК1 и ГК2), каналы манометра (М), контроля питающего напряжения (U), локатора муфт (ЛМ), и калибровки термометра.

Отношение сигнал/помеха канала ЛМ - не менее 4.

Время установления рабочего режима - не более 30 мин. Продолжительность непрерывной работы в нормальных климатических условиях 8 ч, при температуре окружающей среды 120оС - 3 ч.

Регистрация гамма-излучения осуществляется блоком детектирования ГК, содержащим два сцинтилляционных детектора (по одному в каналах ГК1 и ГК2), каждый из которых состоит из фотоумножителя ФЭУ-74А и кристалла NaJ(Tl) размерами 40*80 мм.

Наружный диаметр модуля не более 90 мм.

Длина модуля не более 2700 мм.

Масса модуля не более 80 кг.

Принцип работы

Принцип измерения МЭД, реализованный в модуле, основан на преобразовании регистрируемых блоком детектирования гамма-квантов, обусловленных естественной радиоактивностью горных пород, в электрические сигналы, средняя частота следования которых в интервале измерения связана с МЭД гамма излучения в этом интервале функциональной зависимостью:

N=B*S, (12)

где N - средняя частота следования импульсов, 1/с;

B - МЭД гамма-излучения;

S - чувствительность канала ГК модуля ГМЛ, кг(А.с)

В результате, измерение МЭД гамма-излучения сводится к определению чувствительности канала ГК модуля (коэффициента преобразования), являющейся постоянной величиной для данного экземпляра, и измерению средней частоты следования выходных импульсов этого канала.

Измерение в процессе каротажа давления промывочной жидкости осуществляется с помощью тензопреобразователя, который представляет собой тензометрический мост и производит непрерывное пропорциональное преобразование воздействующего на него скважинного давления в выходной электрический сигнал (напряжение постоянного тока). Этот аналоговый сигнал по запросу преобразуется в двенадцатиразрядный параллельный двоичный код и передается в наземную часть комплекса «Мега» для дальнейшей обработки.

Измерение температуры внутри модуля осуществляется с помощью термопреобразователя (полупроводникового датчика температуры), обеспечивающего непрерывное пропорциональное преобразование температуры окружающей среды в аналоговую величину - напряжение постоянного тока. Указанное напряжение преобразуется в двенадцатиразрядный параллельный двоичный код и передается в наземную часть комплекса «Мега», где обеспечивает помимо контроля температуры внутри модуля и возможность коррекции показаний тензопреобразователя.

Принцип работы канала ЛМ заключается в регистрации специфичных низкочастотных сигналов, возникающих в катушке индуктивности локатора при прохождении им муфтовых соединений и иных элементов компоновки обсадной колонны или ее проперфорированного интервала из-за перераспределения магнитного потока, создаваемого постоянными магнитами локатора, их преобразовании в аналоговые сигналы (напряжение постоянного тока). Эти сигналы по запросу преобразуются в двенадцатиразрядный параллельный двоичный код и передаются через телеметрическую линию связи (ТЛС) по кабелю к наземным устройствам лаборатории «Мега» для дальнейшей обработки регистрации. При этом оцифровывается максимальное значение аналогового сигнала в интервале между соседними запросами.

2ННК-М

Модуль 2ННК-М предназначен для роботы, как в составе комплекса Мега-Р, так и в автономном режиме, при исследовании скважин диаметром от 110 мм на месторождениях нефти и газа методами двухзондовой модификации нейтрон-нейтронного каротажа по тепловым нейтронам (2ННК-Т).

Модуль 2ННК-М обеспечивает проведение измерений в скважинах, заполненных водной промывочной жидкостью с содержанием NaCl от десятых долей процента до минерализации, соответствующей насыщению, NaOH - до 20%, нефти - до 10% и водородным показателем от 7 до 10, при верхних значениях температуры окружающей среды 120оС и гидростатического давления 80 МПа.

Модуль 2ННК-М эксплуатируется со следующими изделиями:

- каротажной станцией «Мега»;

- источником быстрых нейтронов полоний-бериллиевым типа ВНИ-2 или плутоний-бериллиевым типа ИБН8-5 с потоком нейтронов от 5*106 до 107 с-1

- кабелем грузонесущим геофизическим марки КГЗ-60-180 длиной до 7000 м.

В комплексе с указанными изделиями модуль 2ННК-М обеспечивает измерение водонасыщенной пористости (объемного влагосодержания) пластов, вскрытых скважиной, а также контроль напряжения питания модуля

в процессе каротажа.

Технические данные

Диапазон измерений водонасыщенной пористости, обеспечиваемый модулем 2ННК-М - от 1 до 40 %.

Пределы допускаемой относительной основной погрешности, вносимой модулем 2ННК-М при измерении водонасыщенной пористости в установленном порядке имитаторов пористого пласта определяется формулой:

SКп = +-(3,7 +(40/Кп - 1)), (13)

где Кп - значение водонасыщенной пористости в процентах.

Питание модуля осуществляется постоянным электрическим напряжением от соответствующего источника, входящего в состав оборудования каротажной лаборатории «Мега».

Номинальное значение питающего напряжения на входе модуля составляет 40+-2 В. Сила электрического тока питания модуля - не более 150 мА.

Мощность потребляемая модулем - не более 6,3 Вт.

Диапазон рабочих температур окружающей среды - от минус 10 до плюс 120оС.

Верхнее значение гидростатического давления рабочих условий применения для модуля - 80 Мпа.

Число информационных канала модуля 2ННК-М - три: канал нейтрон-нейтронного каротажа с малым зондовым расстоянием (ННКм), канал нейтрон-нейтронного каротажа с большим зондовым расстоянием (ННКб) и канал контроля питающего напряжения.

Время установления рабочего режима модуля не более 30 мин.

Продолжительность непрерывной работы модуля в нормальных климатических условиях 8 ч, при верхнем значении температуры окружающей среды рабочих условий применения - 3 ч.

Регистрация нейтронного излучения осуществляется блоком интегрирования 2ННК, содержащим два гелиевых счетчика типа СНМ-56 (по 1 шт. в каналах ННКм и ННКб).

Расстояния между центром источника нейтронов, установленного в камеру зонда модуля 2ННК-М, и ближайшими к нему торцами счетчиков СНМ-56 каналов ННКм иННКб (зондовые расстояния) составляют 258+-5 и 508+-5 мм.

Наружный диаметр модуля 2ННК-М - не более 90 мм.

Длина модуля 2ННК-М - не более 2210 мм.

Масса модуля 2ННК-М - не более 60 кг.

Принцип работы

Модуль 2ННК-М предназначен для непосредственного проведения исследований в скважинах и представляет собой устройство, конструкция которого типична для приборов радиоактивного каротажа интегрального типа.

Принцип измерения водонасыщенной пористости Кп вскрытых скважиной пластов состоит в облучении горных пород потоком быстрых нейтронов полоний-бериллиевого или плутоний-бериллиевого источника и преобразовании замедлившихся в исследуемой среде потоков тепловых нейтронов, зарегистрированных двумя установленными на фиксированных расстояниях от источника детекторами нейтронов, в потоки электрических импульсов, средние частоты следования которых связаны со значением Кп в общем случае функциональной зависимостью:

каротаж электрический термометрия

Кп = В*А + С, (14)

где В,С - постоянные коэффициенты, значения которых определяются по результатам соответствующих опытно-методических работ (ориентировочно В=75,2, С=-8,2 );

А = (Nбв/Nмв)*(Nм/Nб) - выходные показания каналов ННК модуля, выраженные в условных единицах. При этом, Nбв и Nмв - средние частоты следования выходных импульсов каналов ННКм и ННКб, соответственно, регистрируемые в исследуемой среде при каротаже.

Таким образом, измерение Кп заключается в предварительном определении при эталонировке значения коэффициента К = Nбв/Nмв, являющегося постоянной величиной для данного экземпляра модуля 2ННК-М, и измерении средних частот следования выходных импульсов каналов ННК в процессе каротажа, после чего вычисляют значение Кп. При наличии соответствующих вычислительных устройств и необходимого программного обеспечения указанные операции могут быть автоматизированы.

Модуль 2ННК-М состоит из двух основных частей - зонда и электронного блока.

Зонд содержит камеру, в которую устанавливается источник быстрых нейтронов и блок детектирования быстрых нейтронов 2ННК, содержащий детекторы нейтронов каналов ННКм и ННкб и дискриминаторы этих каналов.

Электронный блок включает в себя ряд функциональных устройств, осуществляющих питание блока детектирования, первичную обработку и формирование поступающих от него информационных сигналов, двухсторонний обмен с каротажной станцией «Мега», обеспечивая при этом приемо-передачу командных и информационных слов. В состав электронного блока входят, высоковольтный преобразователь, блок управления, вторичный источник питания, содержащий блок питания +24 В и инвертор, и скважинная часть телеметрической линии связи (ТЛС), включающая в себя приемник ТЛС и передатчик ТЛС.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Л.И. Померанц, М.Т. Бондаренко «Геофизические методы исследования нефтяных и газовых скважин» - М.: Недра, 1981 г. - 376 с.

2. В. М. Добрынин, Б. Ю. Вендельштейн, Р. А. Резванов «Промысловая геофизика». М.: Недра, 1986. -342 с.

3. http://ru.wikipedia.org/wiki/Скважинная геофизика

Размещено на Allbest.ru

...