Скважинное спектрометрическое устройство для выявления нефтяных и газовых пластов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК .

Зщ) Е 21 В 47/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

8 ,1:*

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ

К ABTOPCKOlVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ. (21) .3378403/18 25 (22) 04.01.82 (46) 23,11.83. Бка. Ж 43 (72) А.С.Моисеенко, А.А.Махов и Л.С.Лашкевич (71) Московский ордена Октябрьской

Ревопюции и ордена Трудового Красного . Знамени институт иефтехнмической н газовой промышленности им. И.N.Ãóáêèíà

«53 ),550,83 (088,8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

%203587> кл, Е 21 В 47/00, 1964.

2, Патент США Ж 4109522, ип, 73-154, опубпик. 1980 (прототип). (54)(57) СКВАЖИННОЕ СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ ПЛАСТОВ, catlepmunee корпус с защитными окнами, в котором размещены блоки управления, усиления и преобразования сигналов, источник и приемник рчфракрасного изпуO

„,80„„1055866 A чения и оптический узел, включакипий модтпятор, оптический фильтр и систему линз, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности устройства при опредепении утяеводородов, оно снабжено аегазатором, камерой сбора и анализа газа c выпускным клапаном, набором сменных оптических фильтров с приводом, датчиками давления, температу .ры и датчикам времени напопнения камеры газом, причем дегазатор выпопнен в виде кспьцевого ультразвукового изпуча тепя с трубчатым епектронагреватепьным элементом и помещен в нижней части,корпуса, а камера сбора и анапиэа газа с выпускным клапаном распопожена над дегаCQ затором, при етом выпускной клапан, защитные окна, датчик времеьи напопнения камеры, датчики давпения н температуры

„установпены,в камере сбора н анализа газа.

4 1055866 2

Изобретение относится к измерительным же отнести наличие в нем системы глупромыслово-геофизическим устройствам и бокого охлаждения датчика и термоэлекз предназначено для выявления в разрезе. рического модуля, что значительно усложскважии нефтяных и газовых горизонтов няет эксплуатацию прибора в скважине. по инфракрасному спектрометрическому Кроме того, s устройстве отсутствует анализу пластового флюида, диффундировав. — автоматическая перестройка оптической щего в ствол скважины иэ исследуемого системы с изменением характеристической ксщлек тора. полосы исследуемого углеводорода при

Известно устройство, предназначенное изменении температуры и давления в для проведения инфракрасной спектромет- 10 скважине. рии в скважинах, содержащее корпус, за- Белью изобретения является повышение шитые окна, модулятор, оптический фильтр, чувствительности устройства при опредеисточник и приемник инфракрасного излу- ленни углеводородов, чения, электронный блок. усиления и пре- Поставленная цель достигается тем, образования сигналов flj что скважинное спектрометрическое устройство для выявления нефтяных и

Основным недостатком устройства яв- . газовых пластов, содержащее корпус с ляется невысокая чувствительность защитными окнами, в котором размешепри выявлении наличия полезного ископае мого, в частности углеводородов, связанная с тем, что исследуемое вещество разования сигналов, источник и приемник находится в водной среде, заполняющей инфракрасного излучения и оптический узел, включающий модулятор, оптический скважину, а матекулы воды, как известфильтр и систему линз, снабжено дегазано, сильно поглощают инфракрасное излутором, камерой сбора и анализа газа с чение на характеристической полосе погловыпускным клапаном, набором сменных щения углеводородов (3,4 мкм), что пре- 25 оптических фильтров с приводом, датчипятствует надежной регистрации небольками давления, температуры и датчиком ших количеств исследуемых углеводоровремени наполнения камеры газом, придов и может привести к пропуску продук« чем дегаэатор выполнен в виде кольцетивных горизонтов. вого ультразвукового излучателя с трубНаиболее близким по технической сущчатым электронагревательным элементом ности и достигаемому результату к изоби помещен в нижней части корпуса, а ретению является устройство, в котором камера сбора и анализа газа с выпускным в качестве, приемника инфракрасного изклапаном расп жожена над дегаэатором, лучения используется датчик Джозефсона., при этом выпускной клапан, защитные обладающий высокой чувствительностью окна, датчик времени наполнения камеры, Устройство содержит корпус, защитное. и датчики давления и температуры устасапфировое окно, через которое инфракрасновлены в камере сбора и анализа газа. ное излучение поступает внутрь корпуса, г

Инфракрасному спектроме трическому модулятор, модулируюшнй излучение от анализу подвергаются не углеводороды, углеводородов, систему линз для фокусиф У 40 содержащиеся в буровой жидко ти, а уг ровки излучения на чувствительный элелевойородные газы, выделенные из нее мент приемника, представляющий собой при помощи специального дегаза тора, что датчик Джоэефсона, помещенный в хатодильустраняет негативные влияния прослойки ник, термоэлектрический модуль для буровой жидкости на результаты и повыпоглощения выделенного тепла и электрон45 шает его чувствительность. ный блок усиления и преобразования сигналов дат чика (2) На чертеже изображено скважинное

Хотя в устройстве повышена чувствн- спектрометрическое устройство, тельность приемника инфракрасного иэлу- Устройство состоит из корпуса 1, исчения h упрощена перестройка полосы ре точника 2 и приемника 3 инфракрасноГо гистрируемых длин волн инфракрасного излучения, линз 4 и преломляюших призм

50 излучения, что исключает необходимость 5, модулятора 6 с двигателем 7, набора использования оптических фильтров, одна- сменных оптических фильтров 8 с двико ествественное инфракрасное. излучение гателем 9, В нижней части корпуса распоступает к защитному окну через слой положен дегаэатор, предстаьченный копьбуровой жидкости, что резко снижает раз- цевым ультразвуковым излучателем 10, 55 личие в показаниях между породами, со- закрытый защитным кожухом 11.,Пля держащими углеводороды и не содержащими сокрашения времени на дегазапню внутри их. К недостаткам устройства следует так- ультразвукового излучателя помещен труб866 4 росту пузырьков газа, вышедшцх иэ буровой жидкости 22, которые попадают в камеру 13 сбора и анализа газа. При за» полнении камеры 13 срабатывает датчик

17 уровня и подает сигнал в электронный блок 20 управления, который снимает питание с ультразвукового излучателя-дегазатора 10 и трубчатого электронагрева тельного элемента 12, включает блок оп тического анализатора и передает сигнал через кабель 21 в наземную регистрирукъщую аппаратуру для фиксации времени заполнения камеры 13 газом. Инфракрасное излучение or источника 2 через модулятор 6, преломляющую призму 5 и защитное окно 14 попадает в камеру 13 анализа .газа. Пройдя через газ, второе защитное окно 14, вторую преломлякхцую призму 5 и оптический фильтр 8 оно фокусируется линзой 4 на приемнике З,где преобразуется в электрический сигнал, пропорциональный пропусканию газа на заданной фильтром 8 полосе частот.

Электрический сигнал от приемника 3 поступает в блок 20 усиления и преобразования, а затем по кабелю 21 в наземную аппаратуру дня регистрации. Одновременно работают датчики температуры 15 и давления 16 в камере анализа газа, по давая сигналы в блок 20 усиления и преобразования, который управляет работой двигателя 9 набора сменных оптических фильтров 8, постоянно подстраивая диапазон максимальной чувствительности измерительного тракта оптического анализатора к изменякхпейся с температурой и давлением характеристической полосе исследуемого газа. После окончания цикла анализа выпускной клапан 18 открывает ся и при движении скважинного устройся ва вниз к следуюшей остановке встречным потоком буровой жидкости газ выносится из камеры, заполняя ее пдругими порциями буровой жидкости, пригодными для анализа. Затем цикл измерения может повторяться.

Устройство позволяет повысить надежность выявления нефтяных и газовых пластов.

3 1055 чатый электронагревательный элемент 12.

Над кольцевым ультразвуковым излучателем расположена камера 13 сбора и анализа, в которой находится два защитных окна 14, датчики температуры 15 и давления 16, а также датчик 17 уровня наполнения камеры газом 17. В верхней части камеры помешен выпускной клапан

18, управляемый двигателем 19.

Устройство также имеет электронный щ блок 20 управления, усиления и преобразования сигналов. Кроме того, на чертеже показаны кабель 21 для связи глубинной части устройства с наземной регист ° рируюшей аппаратурой, разрез скважины, заполненной буровой жидкостью 22 и исследуемые пласты 23.

Устройство работает следуюшим образом, При движении скважинного снаряда, щ к забою выпускной клапан 18 камеры

13 сбора и анализа газа открыт и буровая жидкость 22 свободно проходит через дегазатор 10, камеру 13 сбора и анализа газа и выпускной клапан 18. 25

При этом на ультразвуковой дегазатор

10 и трубчатый электронагревательный элемент 12 питание не подается и блок .оптического анализатора также не рабо тает. При остановке скважинного снаряда 3р на заданном интервале напротив исследуемого пласта- коллектора 23 выпускной клапан 18 закрывается и включается питание на ультразвуковой излучатель-дегазатор 10 и трубчатый электронагрватель-З5 ный элемент 12, что является началом процесса дегазации. Ультразвуковые волны, создаваемые:внешней стороной излучателя-дегаэатера 40, проходят через буровую жидкость 22, заполняющую скважину,и поступают виосдедуемый пласт-кол-. лектор 23, увеличивая способность углеводородов диффунж@эовать из пласта в ствол скважины. Иод действием сконцентрированной ультразвуковой энергии и нагре45 ва буровой. жидкости трубчатым электронагревательным элементом 12 внутри излучателя-дегазатора 10 возникает эона кавитации, что приводит к появлению и

1 055866

23

Составитедь Э,Воаконский

Редактор О,Юрковецкая Техред И.йетелева Корректор О.Билак

Заказ 9259/26 Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по дедам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб„д. 4/5

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