Устройство для определения зон с аномальными пластовыми давлениями

 

СОЮЗ СООЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4110604/22-03 (22) 11.06.86 (46) 15.09.88. Вюл. 9 34 (71) Азербайджанский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) М.К.Сеид-Рзà, P.N.Мамедов, Л.М.Орман, Ф.А.Г.Исмайлов и И,Р.Мамедова (53) 622.276.031 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 1051244, кл . F. 21 В 47/06, 1982.

Авторское свидетельство СССР

IP 11220044770099, кл. F. 21 В 47/06, 1384.

ÄÄSUÄÄ 1423733 А1 . (51)4 Е 21 В 47/06 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗОН

С АНОМАЛЬНЫМИ ПЛАСТОВЫМИ ДАВЛЕНИЯМИ (57) Изобретение относится к технике бурения нефтяных и газовых скважин. Цель изобретения — повышение информативности и достоверности спосо ба за счет определения распознавания зон как с аномально высоким, так и низким пластовыми давлениями.устр-во содержит блоки 1 - 6 преобразователей скорости вращения долота, скорости проходки, нагрузки на долото, диаметра долота, плотности промывочной

1423733 жидкости, вычислитель 7, регистры памяти 8, 10, 17, 20, девять элемен тов И 9, 11, 12» 15, 18, 21, 23, 26, 27, блоки 13, 16, 19, блоки 28, 29 сигнализации, счетчики 14, 24, 25, блок 6 преобразователя т-ры. С блока 2 на вычислитель 7 поступает информация о скорости проходки и в нем формируется пропорционально этой скорости глубина скважины через каждый интервал времени dt. Одновременно анализируется характер изменения

Изобретение относится к технике ю бурения нефтяных и газовых скважин, а именно к .техническим средствам для диагностики зон с аномальными плас5 товыми давлениями.

Цель изобретения — повышение информативности и достоверности спосо ба sa счет определения и распознавания зон как с аномально высокнм,так 10 и низким пластовыни давлениями.

На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство для определения эон с аномальными пластовыми давлениями со- 1S о держит блоки 1 — 6 соответственно преобразователей скврости вращения долота, скорости проходки, нагрузки на долото, диаметра долота, плотности промывочной жидкости, вычислитель 7, первый регистр 8 памяти, второй элемент И 9, второй регистр 10 памяти, первый и.четвертый элементы И ll, 12, первый блок 13 индикации, первый счетчик 14 импульсов, третий элемент 2S

И 15, второй блок 16 индикации, третий регистр 17 памяти, пятый элемент

И 18, третий блок 19 индикации, четвертый регистр 20 памяти, шестой элемент И 21, пятый регистр 22 памяти, седьмой элемент И 23, второй и третий счетчики 24, 25 импульсов, восьмой

26 и девятый 27 элементы И, первый и, второй блоки 28 и 29 сигнализации, при этом выходы каждого преобразователя подключены к соответствующим входам вычислителя 7, Первый выход а, вычислителя 7 подключен к первому входу второго т-ры промывочной жидкости, регистрируемой на устье скважины. В вычислителе 7 определяют разность между текущим и предыдущим значениями т-ры.

Т.о. на основе данных, полученных в момент времени 4 С;» вычисляют текущую глубину Н»» показатель d -экспо5 кенты dg плотность промывочной жидкости 5,»,; и анализируют значение т-ры. По полученным данным вычисляют эоны с аномальным пластовым давлением. 1 ил.

2 элемента И 9, другой вход которого соединен с четвертым выходом а вычислителя 7, и к входу первого регистра 8 памяти, выход которого подключен к входу первого блока 13 индикации и одному иэ входов первого элемента И 11, другой вход и выход которого соответственно подключены к второму выходу а и первому входу Ъ, вычислителя 7, выход второго элемента И 9 через второй регистр 10 памяти соединен с первым входом третьего элемента И 15, другой вход которого подключен к выходу первого счетчика

14 импульсов, а выход - к второму входу Ь вычислителя 7, третий аз и четвертый а выходы вычислителя 7 подсоединены соответственно к счетному входу и выходу сброса первого счетчика 14 импульсов, пятый выход а вычислителя 7 подключен к входу второго блока 16 индикации.

Устройство снабжено блоком 6 преобразователя температуры раствора, выход которого подключен к соответствующему входу вычислителя 7, шестью элементами И, третьим блоком 19 индикации, тремя регистрами 17,20,22 памяти, вторым и третьим счетчиками

24, 25 импульсов и вторым блоком 29 сигнализации, причем входы четвертого элемента И 12 соединены с выходами первого регистра 8 памяти и первого счетчика 14 импульсов, а выход - с первым блоком 13 индикации, выход первого счетчика 14 импульсов подключен также к nepsaw входам пятого, восьмого и девятого элементов И 18, 23733 з

14

26, 27,второй вход пятого элемента

И 18 подсоединен к выходу третьего регистра 17 памяти, вход которого подключен к шестому выходу а вычис6 лителя 7, а выход пятого элемента

И 18 подсоединен к входу третьего блока 19 индикации, седьмой выход а вычислителя 7 через пятый регистр

22 памяти подключен к первому входу седьмого элемента И 23, второй вход и вь1ход его подсоединены соответственно к восьмому выходу а и чет S вертому входу Ь вычислителя 7,входы шестого элемента И 21 непосредственно и через четвертый регистр 20 памяти подключены соответственно к девятому а и десятому а „ выходам вычислителя 7, а выход шестого элемента И 21 подсоединен к третьему входу Ь вычислителя 7, одиннадцатый а, и двенадцатый а,z выходы вычислителя 7 подсоединен одновременно к счетному входу и входу сброса второго 24 и третьего 25 счетчиков импульсов, выходы которых через вторые входы восьмого и девятого элементов

И 26, 27 подключены к соответствующим блокам 28, 29 сигналиэации.

Устройство работает следующим образом.

С выходов блоков преобразователей

1-6 на соответствующие входы вычислителя 7 поступает информация, пропорциональная текущим значениям скорости вращения долота, скорости проходки, нагрузки на долото, диаметра до" лота, плотности промывочной жидкости. На основе данных с блоков преобразователей 1-5 вычислитель 7 определяет значение показателя d -экспоненты на данный момент времени t.. Пос1 ле вычисления значения d на втором выходе а вычислителя 7 формируется сигнал, который поступает на первый вход первого элемента И 1 1. Так как второй вход элемента И 11 подключен к выходу перво о регистра 8 памяти, то содержимое этого регистра памяти, пройдя через элемент И ll, поступает на вход Ь, вычислителя 7. При этом в последнем определяется знак разности между текущим значением показателя Йз-экспоненты и его предыдущим значением, запоминаемым в первом регистре 8 памяти и введенном в него до начала вычислений. Если знак разности отрицательный, то на выходе а> вычислителя 7 вырабатывается сигнал, который поступает на счетный вход нервого счетчика 14 импульсов. Если же знак разности положительный, то на выходе а вычислителя 7 вырабатынается сигнал, который одновременно поступает на вход сброса в нулевое состояние счетчика 14 импульсов и на второй вход элемента И 9. При

10 этом открывается элемент И 9 и текущсе значение Л .-экспоненты, подавае Я мое на выход а вычислителя 7, прой1 дя через элемент И 9, записывается регистр 10 памяти. Процесс вычисле1 ння 1 -экспоненты повторяется через каждый интервал времени а,. Если все последующие значения показателя экспоненты меньше чем предыдущие, на выходе а„ вычислителя 7 вырабатыва20 ются импульсы, которые поступают на счетный вход счетчика 14 импульсов.

При достижении содержимого счетчика

14 импульсов заданного числа на выходе его вырабатывается сигнал, который одновременно поступает на вторые входы элементов И 12, 15, 18, 26, 27.

Сигнал с выхода счетчика )4 импульсов, поступая на вторые входы элементов И 12 и 15, открывает нх. Содержимое регистров 8 и 10 памяти передается на блок 13 индикации и элемент

И 15 соответственно. С выхода элемента И 15 на вход Ь вычислителя посту2 пает максимальное значение показателя 1 -экспоненты и на основе значения

„, -экспоненты и текущих значений, контролируемых блоками 1-4, вычислитель определяет требуемое значение плотности р . промывочной жидкости, 40 которое отражается в блоке 16 индикации через выход а 5 вычислителя 7. С преобразователя 2 на вычислитель 7 поступает информация о скорости проходки и в последнем пропорционально

45 этой скорости формируется текущая глубина скважины через каждый интервал времени ДС. При этом исходная глубина на начало долбления вводится через соответствующий выход а вы( числителя 7 на третий регистр 17 памяти. Через каждый интервал времени

ht с поступлением нового значения текущей глубины на третий регистр 17 памяти старое значение стирается, Ин55 формация о текущей глубине Н,. пос-тупает на первый вход элемента И 18 так как на втором входе этого элемента отсутствует сигнал в данный момент, то текущая глубина не передается на который поступает на счетный вход счетчика 25 импульсов и на вход сброса счетчика 24 импульсов. При достижении содержимого счетчика 25 импульсов заданного числа на его выходе получается импульс, который, пройдя через элемент И 27, поступает на блок 29 сигнализации, что оповещает о приближении зоны с аномально низким пластовым давлением.

Таким образом, на основе данных, полученных в каждый момент времени вычисляются текущая глубина Н;, 1 т.е. проходка 4 К;, показатель и экспоненты d ., плотность промыноч6i Ф ной жидкостй р, и анализируется изменение температуры Т,. При обнару-. жении приближения эоны с аномальным пластоным давлением срабатывает соотнетстнующий блок сигнализации, оповещая об АВПД или АНПД. Одновременно на соотнетстнующих блоках индикации отражается глубина залегания эоны Н, значение показателя d -экспоненты, плотность (удельный вес) промывочной жидкости у,„;, причем требуемая плотность промывочной жидкости при обнаружении приближения эоны с низким пластовым давлением определяется учитывая ее вычисленное значение при

ЛВПД. В результате своевременно принятых мер предотвращается аварийная ситуация и обеспечивается бурение эоны ЛВПД или АНПД беэ осложнений.

Зкономическая эффективность от использования предлагаемого технического решения обусловлена сокращением времени, затрачиваемого на ликвидацию осложнений, связанных с гаэоводо-. проявлением, нарушением устойчивости стенок скважин и поглощением бурового раствора.

5 1423733 блок 19 индикации. С открытием элемента И 18 информация о текущей глубине передается в блок 19 индикации.

Одновременно с вычислением текуще5 го значения показателя с1 -экспоненты на основе информации, поступающей с блока 6 преобразователя температуры раствора на соответствующий нхоп, вычислителя, анализируется характер из- !ð

1 менения температуры промывочной жидкости, регистрируемой на устье скважины. С выхода а9 начальное значение температуры промывочной жидкости пос" тупает на четвертый регистр 20 памя- 15 ти. Через интервал времени 4t на выходе ац, вычислителя 7 вырабатывается сигнал о получении следующего значения температуры и содержимое регистра 20 памяти, пройдя через эле- 2р мент И 21, поступает на соответствующий E3xog 1),p вычислителя 7, В ны«ислителе 7 определяется разность меiY 1ó текущим и предыдущим зна«ениян. те.1пературы. Если знак разности положительный, то эта разность делится на текущую проходку 4Н;, которая формируется в вычислителе 7 на основе информации с преобразователя 2 скорости проходки. В результате деления оп- 30 ределяется текущее значение геотермического градиента Г,. При этом на выходе а вычислителя 7 нырабатынается сигнал, который открывает элемейт

И 23, и постоянное значение геотермического градиента Г„, эапомицаемое в регистре 22 памяти, поступает через открытый элемент И 23 на соотнетст» вУющий вход Ь,1 вычислителя 7, Выполняется вычитание из текущего значения геометрического градиента Г, его постоянного значения Г„. Если знак разности положительньй, то на выходе а„ вычислителя 7 нырабатын»ется сигнал, который одновременно „ 4> поступает на счетный вход счетчика

24 импульсов и на вход сброса в нулевое состояние счетчика 25 импульсон, При достижении содержимого счетчика

24 импульсов заданного числа на его выходе получается импульс, который, пройдя через элемент И 26, поступает на блок 28 сигнализации, который, оповещает о приближении эоны с аномально высоким пластоным давлением.

Если знак разности между текущим и предыдущим значениями температуры отрицательный, то на выходе э, вычислителя 7 вырабатывается сигнал, Формула и э о б р е т е н и я

Устройство для определения зон с аномальными пластовыми давлениями, содержащее блоки преобразователей скорости вращения долота, скорости проходки, нагрузки на долото, диаметра долота, плотности промывочной жидкости, вычислитель, два регистра памяти, три элемента И, счетчик импульсон, два блока индикации, блок сигнализации, при этом выходы каждого из преобразователей подключены к соответствующим входам вычислителя, первый выход последнего подключен к перСоставитель В. Стрельченко

Техред А.Кравчук Корректор И,Муска

Редактор О.Спесивых

Заказ 46!В/37

Тираж 53l

Подписное

ВПИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

l)3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие> г. Ужгород, ул. Проектная, 4

7 l42 вому входу второго элемента И, другой вход которого соединен с четвертым выходом вычислителя, и к входу первого регистра памяти, выход которого подключен к входу первого блока индикации и одному иэ входов первого элемента И, другой вход и выход которого соответственно подключены к второму выходу и первому входу вычислителя, выход второго элемента И через второй регистр памяти соединен с первым входом третьего элемента И, другой вход которого подключен к выходу счетчика импульсов, а выход — к соответствующему входу вычислителя, третий и четвертый выходы вычислителя подсоединены, соответственно к счетному входу и к выходу сброса счетчика импульсов, пятый выход вычислителя подключен к входу второго блока индикации, о т л и ч а ю щ е сс я тем, что, с целью повышения информативности и достоверности способа за счет определения и распознавания зон как с аномально высоким, так и низким пластовыми давлениями, оно снабжено блоком преобразователя температуры раствора, выход которого подключен к соответствующему входу вычислителя, шестью элементами И, третьим блоком индикации, тремя регистрами памяти, вторым и третьим счетчиками импульсов и вторым блоком

3733 8 сигнализации, причем входы четвертого элемента И соединены с выходами первого регистра памяти и первого счетчика импульсов, а выход — с пер,5 вым блоком индикации, выход первого счетчика импульсов подключен также к первым входам пятого, восьмого и девятого элементов И, второй вход . пятого элемента И подсоединен к выходу третьего регистра памяти, вхс,д которого подключен к шестому выходу вычислителя, а выход пятого элемента И подсоединен к входу третьего

15 блока индикации, седьмой выход вычислителя через пятый регистр памяти подключен к первому входу седьмого элемента И, второй вход и выход его подсоединены соответственно к восьмо2О му выходу н четвертому входу вычислителя, входы шестого элемента И непосредственно н через четвертый регистр памяти подключены соответственно к десятому и девятому выходам вы25 числителя, а выход шестого элемента

И подсоединен к третьему входу вычислителя, одиннадцатый и двенадцатый выходы вычислителя подсоединены одновременно к счетному входу и входу дб сброса второго и третьегд счетчиков импульсов, выходы которых через вторые входы восьмого и девятого элементов И подключены к соответствующим блокам сигнализации.