Устройство для контроля газонефтеводопроявлений в скважине

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ГАЗОНЕФТЕВОДОПРОЯВЛЕНИЙ -В СКВАЖИНЕ, содержащее ишрокополосной излучатель и . .приемник упругих колебаний, выход которого подключен к входу фильтрбв, на выхбде которых подключены усилители и последовательно блок отображения информации, о т ли ч а кщ е е с я тем, что, с целью опр делёния типа и качественного содер . жания пластового флюида в буровом растворе, оно снабжено дополнительными широкополосным излучателем и приемником упругих колебаний, генератором зондирующих импульсов, блоком измерения плитуды упругих колебаний в высоком диапазоне частот, блоком измерения временного сдвига, блоками измерения коэффициента за:тухания высокочастотного и низкочастотного сигналов, блоком измерения амплитуды упругих колебаний в низком диапазоне частот, триггером ВЬштта, блоком совпадения, блоком регистрации времен 1ого сдвига, блоком вы-, числения количественного содержания пластового флюида в промывочной жидкости , при этом выходы приемников упругих колебаний через фильтры-соответственно подключены к входам усилителей , выход одного Из которых через последовательно связанные блок, измерения амплитуды упругих.колебаний в низком диапазоне частот и блок измерения коэффициента затухаНия 9 низкочастотного сигнала подключен триггера Шмитта, а выход даугого усилителя подключен соответственно к блоку измерения вре-. менного сдвига, связанному с блоком совпгшения, и к блоку измерения амплитуды упругих колебаний в высоком диапазоне, частот, подключенном через блок измерения коэффициента затухания высокочастотного сигнала к блоку совпадения, выход которого подключен к входу регистра, а выход последнего через блок вычислеСО Oi ния количественного содержания пластового флюида в промывочной жидкости связан с блоком отображения формации. ; , . ч

„.SU„„ 1013627. А

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ . РЕСПУБЛИК уд) Е 21 В 47/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(Ф

Ж ( а:,„,:; :. ;,;.;.1, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1)3 ".",, . ", ц

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ I sa. р:..1;„„ (21) 3288140/22-03 (22) 11.05.81 (46) 23.04.83. Вюл. В 15 (72) В.Н.Рукавицын, В.М.Костянов,.

И.A.Æóæëåâ, М.С.Чудновский и О.В;Па. нов. (71) ПронзвЬдственное объединение

"Мангыщлакнефть" (53) 622.242 (088.8) . (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 648720, кл. E 21 В 47/00„ 1979. . 2. Патент CDlA 9 3776032, Кл. 73-155, опублик. 1972. (54)(57)УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ .ГАЗОНЕФТЕВОДОПРОЯВЛЕНИЙ В СКВАЖИНЕ, со* держащее широкополосной излучатель и . приемник упругих колебаний, выход.ко. торого подключен к входу .фильтров, на выходе которых подключены усилители и последовательно блок отображения информации, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью опраделения типа и качественного содер. жания пластового флюида в буровом растворе, оно снабжено дополнительными широкополосным излучателем и приемником упругих колебаний, генератором зондирующих импульсов, блоком измерения амплитудою упругих колебаний в высоком диапазоне частот, блоком измерения временного сдвига, блоками измерения коэффициента за1 тухания высокочастотного и низкочастотного сигналов, блоком измерения амплитуды упругих колебаний в низком диапазоне частот, триггером шмитта, блоком совпадения, блоком регистрации времейного сдвига, блоком вы-. числения количественного содержания пластового флюида в промывочной жид» кости, при этом выходы приемников упругих колебаний через фильтры соответственно подключены к входам усилителей, выход одного иэ которых че-. рез последовательно связанные блок измерения амплитуды упругих колебаний в низком диапазоне частот и блок измерения коэффициента -эатухайия низкочастотного сигнала подключен Я к входу триггера Шмитта,.а выход другого усилителя подключен соответственно к блоку измерения вре-. менного сдвига, связанному с блоком совпадения, и к блоку измерения амплитуды упругих колебаний в высо- Ф ком диапазоне частот, свключенном через блок измерения коэффициента I затухания высокочастотного сигнала Маете к блоку совпадения, выход которого подключен к входу регистра, а выход последнего через блок вычисле- ВВВВ ния количественного содержания пластового флюида в промывочной жидкости связан с блоком отображения ин- ©) формации. ф©

1013б27

Изобретение относится к бурению скважин,а именно к устройствам для контроля газонефтеводопроявлений в буровом растворе в процессе проводки скважин.

Известно устройство, основанное на возбуждении гидравлических импульсов на забое скважины в процессе циркуляции промывочной жидкости и на измерении сдвига во времени между сигналами, принимаемыми в нагнетательной линии и в затрубном пространстве на дневной поверхности (1 .

Однако данное устройство осуществляет контроль за газопроявления.>5, ми только при наличии циркуляции промывочной жидкости, тогда как зачастую поступление газа в ствол скважины наблюдается при спускоподъемных операциях и остановках, когда цирку- ъо ляция отсутствуетг фиксирует наличие газа только при высокой концентрации его в жидкости, ввиду незначительных временных сдвигов при малой концентрации газа, при этом гидравлический излучатель импульсов сложен по конструкции и недолговечен в работе °

Известна также аппаратура для обнаружения притока флюида в стволе скважины во время вращательного бурения, включающая преобразователи, расположенные в непосредственной близи от долота, предназначенные для генерации акустических импульсов, которые распространяются внутри бурильной колонны и в кольцевом пространстве, а также для приема .акустических волн рассеянных внутри бурильной колонны и в затрубном пространстве, схему питания преобразователей, схему для определения раз-. 4Q ности отраженных и рассеянных акустических волн внутри бурильной колонны и в кольцевом пространстве и получения разностного сигнала, средства для передачи и приема разност- 4„ного сигнала на устье скважины P2).

Недостатками данной аппаратуры являются ограниченная область применения (используется только при бурении, когда имеется циркУляция 5О промывочной жидкости в скважине), сложность и недолговечность конструкции, при этом позволяет оценить только качественно поступление пластового флюида в ствол скважины.

Целью изобретения является определение типа и количественного содержания пластового флюида s буровом растворе.

Укаэанная ц ль достигается тем, что устройство для контроля газо- . 60 нефтеводопроявлений в скважине, содержащее широкополостной,излучатель и приемник упругих колебаний, выход которого подключен к входу фильтров, на выхаде которых под- 65 ключены усилители и последовательно блок отображения информации, оно снабжено дополнительными широкополосным излучателем и приемником упругих колебаний, генератором зондирующих импульсов, блоком измерения амплитуды упругих колебаний в высоком диапазоне частот, блоком из мерения временного сдвига, блоками измерения коэффициента затухания высокочастотного и низкочастотного сигналов, блоком измерения амплитуды упругих колебаний в низком диапазоне частот, триггером Шмитта, блоком совпадения, блоком регистрации временного сдвига, блоком вычисления количественного содержания пластового флюида в промывочной жидкости, при этом выходы приемников упругих колебаний через филь тры соответственно подключены к входам усилителей, выход одного из которых через последовательно связанные блок измерения амплитуды упругих колебаний в низком диапазоне частот и блок измерения коэффициента затухания низкочастотного сигнала подключен к входу триггера Имитта, а выход другого усилителя подключен соответственно к блоку измерения временного сдвига, связанному с блоком совпадения, и к блоку измерения амплитуды упругих колебаний в высоком диапазоне частот, подключенном через блок измерения коэффициента затухания высокочастотного сигнала к блоку совпадения, выход которого подключен к входу регистра, а выход последнего через блок вычисления количественного содержания пластового флюида в промывочной жидкости связан с блоком отображения информации, На чертеже показана функциональная схема устройства для контроля газонефтеводопроявлений.

Устройство состоит из широкополосных излучателей 1 и 2 упругих колебаний, соединенных с генератором

3. зондирующих импульсов при помощи проводного канала 4 связи и соответственно диаметрально расположенных широкополосных приемников 5 и б упругих колебаний, установленных на изоляторах 7 и 8, закрепленных на первой снизу трубе 9 обсадной колонны, имеющих связь соответственно через фильтры 10 низких частот, фильтр 11 высоких частот, усилители 12 и 13, блок 14 измерения амплитуды упругих колебаний в низком диапазоне частот, блок 15 измерения амплитуды упругих колебаний в высоком диапазоне частот, блок 1б измерения коэффициента затухания низкочастотного сигнала, блок 17 измерения коэффициента затухания высокочастотного сигнала, блок 18 измерения

1013627

65!

Аи

> 5 вТ времейного сдвига и триггер Имитта 19 с, блоком 20.совпадения, выход которого подключен через регистратор 21 к блоку 22 вычисления количественного содержания пластового флюида в промывочной жидкости и блоку 23 отобра5 жения информации.

Устройство работает следующим образом.

В процессе углубления скважины ниже башмака промежуточной колонны при помощи излучателей 1 и 2 в затрубном пространстве обсадной колонны возбуждаются упругие колебания, котОрые принимаются соответственно приемниками 5 и 6, при этом длина 15 волны излучения устанавливается кратной радиусу потока промывочной жидкости

Упругие колебания, принятые," от излучателя приемником, передаются по каналу связи на дневную поверхность, где, пройдя через фильтр 10 низких частот, усиливаются усилителем и передаются в блок 14, где производится измерение амплитуды упругих колебаний в низком диапазоне частот A(Mz), затем в блоке производится измерение коэффициента затухания низкочастотного сигнала

А 30 где А — аМплитуда упругих колебаЧ ний принятых от излучателя приемником, 35

А(И н) - амплитУДа УпРУгих колебаний в низком диапазоне частот излучателя.

В случае, когда с1и на выходе . превысит з аданный порог срабатывания (при наличии газа, нефти или пласто- 40 вой воды), включается триггер Шмитта

19,.на выходе которого появляется напряжение, пропорциональное oL, Одновременно упругие колебания, принятые от излучателя приемником, пе- 45 редаются по каналу 4 связи на дневную поверхность, где, пройдя через фильтр 11 высоких частот, усиливаются усилителем и передаются в блоки, где измеряется амплитуда упругих 50 колебаний в высоком диапазоне частот

А (Ы ) и производится измерение временного сдвига

1 и где t — время прихода упругих колебаний к приемнику; — время излучения упругих колебаний излучателем.

После измерения А(ЧВ) сигнал передается в блок 16, где измеряется коэффициент затухания низкочастотного сигнала где A амплитуда упругих колебаний принятых от излучателя Приемником, A (Иэ) - амплитуда упругих колебаний в высоком диапазоне частот излучателя.

Измерение величины atpM> и н одновременно передаются в блок 20 совпадения, где дается разрешение на запуск блока регистрации величин ht и d.e, после чего в блоке производится вычисление процентного содержания зарегистрированного пластового флю- ида в промывочной жидкости. В блоке осуществляется непрерывное отобра-, жение информации (например, с помощью многоканального самописца), На основе экспериментальных данных установлено, что при наличии газовых включений в буровом растворе измеренные величины д,dg и

d. значительно увеличиваются, причем темп их.увеличения прямо пропорционален увеличению процентного со-, держания газа в данном буровом растворе. При наличии нефти или пластавой воды величины ы,о(в и И.н изменяются в меньшей степейи, но комплексное их измерение в сочетании с низкой погрешностью замеров позволяет судить о процентном содержании нефти или пластовой воды в буровом раст воре.

По сравнению с известными техническими решениями оперативного конт- . роля эа газонефтеводопроявлениями в процессе проводки скважины, предложенное устройство позволяет заблаговременно фиксировать наличие пластового флюида в стволе скважины, его тип и количественное содержание при проведении любых работ (бурение, спускоподъемные операции, геофизические исследования и др,), что позволяет получить исчерпывающую информацию о начале проявления и оперативно принять решение для его ликвидации при любом способе бурения.

Используя предлагаемое устройство для контроля гаэонефтеводопроявлений при проводке скважин появляется воэможность предотвратить выброс с наименьшими затратами. !

При бурении скважин глубиной

4500 м с применением предложенного устройства в случае возникновения газонефтепроявления экономия íà его ликвидацию складывается иэ сокращения времени на приготовление и заме« ну бурового раствора (120 ч), экономии от предотвращения потери бурового раствора (250 м ).

Ъ

При стоимости часа работы буровой установки Уралмаш-ЗД 60 руб, и стоимости 1 м бурового раствора 100 руСь

101 3627

Составитель И.Карбачинская

Редактор Г.Ус Техред,М.тепер Корректор Ю. Макаренко

Заказ 2969/41 Фираж 601 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретениЯ и открытий

113035 ° Москва Ж»35/ Раушская наб ° p д ° 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 экономический эффект составит

27200 руб.

Наибольший эффект от предложенного устройства будет получен в случае бурения глубоких и сверхглубоких скважин на равновесии с йрименением буровых установок любых типов.