Устройство для измерения температуры в разрезе скважины в процессе бурения

 

Использование: бурение скважин. Сущность изобретения: в устройстве фиксируется разность температур датчиков 1,2. Датчик 2 установлен в резервуаре промывочной жидкости. Сигналы датчиков интегрируются в блоках 3,4. Блок 5 фиксирует разностное значение, блок 6 регистрирует текущие значения температур и их разность . Применение устройства позволяет прогнозировать раповые зоны и зоны аномально высоких пластовых давлений непосредственно в процессе бурения. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Е 21 В 47/06

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4724267/03 (22) 11.07.89 (46) 15.11.92. Бюл. М 42 (71) Южное отделение Всесоюзного научноисследовательского института геофизических методов разведки (72) К,M.Êåðèìîâ, M.Á.Aëèåâ и Т.Н.Гасанова (56) Авторское свидетельство СССР

М 1148992, кл. Е 21 В 47/06, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ В РАЗРЕЗЕ СКВАЖИНЫ В

ПРОЦЕССЕ БУРЕНИЯ

„, Я „„1775552 А1 (57) Использование: бурение скважин. Сущность изобретения: в устройстве фиксируется разность температур датчиков 1,2, Датчик 2 установлен в резервуаре промывочной жидкости. Сигналы датчиков интегрируются в блоках 3,4, Блок 5 фиксирует разностное значение. блок 6 регистрирует текущие значения температур и их разность. Применение устройства позволяет прогнозировать раповые зоны и зоны ано- . мально высоких пластовых давлений непосредственно в процессе бурения. 1 ил.

4 "4 (Я

Ql

Ql

1775552 ляется то, что устройство не может исполь- 40 эовано в процессе бурения и не имеет возможности оперативной сйгнализации о подходе породоразрушающего инструмента к опасной зоне в процессе проходки.

Целью изобретения является повыше- 45 ние точности измерения температуры в разрезе скважины за счет измерения бурового раствора и выявить опасных зон в процессе бурения, Поставленная цель достигается тем, что 50 устройство для измерения температуры в разрезе сква>кины в процессе бурения, содержащее первый, второй датчики температуры и блок регистрации, снабжено первым, вторым интегрирующими блоками, блоком 55 автокарреляции сигналов и блоком сигнализации, причем первый датчик температуры соединен через первый интегрирующий блок с первым входом регистратора и первым входом блока автокорреляции сигнаИзобретение относится к горному делу, а им ííî к изучению термических характеристик горных пород геологического разреза скважин в процессе бурения.

Изобретение может быть использовано при поисково-разведочных работах на нефть и газ, в частности в прогнозировании ðàïîвых зон и зон АВПД, Известно устройство для измерения температуры в скважинах, включающее и реоб разо вател ь температуры, расположенный в корпусе струйного генератора, состоя щего иэ струйного элемента, включающего сопло питания, приемные и выходное сопла, размещенные в углублении панели и связанные между собой коммутационными каналами и переменной емкости, выполненной в виде зазора между коаксиально расположенными корпусом устройства и источником энергии в виде баллона со с>катым газом, причем баллон выполнен из материала с большим коэффициентом объемного температурного расширения, чем материал корпуса, а выход баллона через дроссель соединен с соплом питания, приемное сопло соединено с переменной емкостью, а выходное сопло подключено к каналу связи, Недостатком устройства является сложность конструкции, процесса измерения и неблагоприятные условия бурения ввиду размещения устройства в контейнере над долотом, Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для измерения температуры в скважине, с0держащее первый, второй датчики температуры и блок регистрации;

Недостаткам известного устройства яв5

35 лов, второй датчик температуры и подключен через второй интегрирующий блок к второму входу блока автокорреляции сигналов и второму входу блока регистратора, третий вход которого и выход соответственно соединены с выходом блока автокорреляции сигналов и входом блока сигнализации;

Сущность изобретения заключается в следующем.

В геологическом разрезе градиент температуры меняется в основном близко к линейному в соответствии с нормальным законом, т.е. с увеличением глубины происходит возрастание температуры. Закономерность эта нарушается при наличии в разрезе мощных соленосных толщ, которые на нефтегазовых месторождениях нередко выполняют роль региональных покрышек над залежами углеводородов с рапоносными зонами и зонами АВПД. Прогнозирование таких зон не только актуально, но очень важно для предупреждения и предотвращения аварийных ситуаций в процессе бурения скважин. При бурении скважин в районах с таким разрезом можно предсказать приближение рапоносной эоны на основании эффекта, формируемого в геотермическом поле. В частности удалось заметить, что при подходе бурового инстру-мента к соленосному пласту наблюдается резкое возрастание градиента температуры, который в интервале самого соленосного пласта не менее чем в 2-3 раза выше фонового его значения, Необходимо отметить, что после перехода от соляной толщи в другую часть разреза снова восстанавливается изменение значения температуры с глубиной в соответствии с нормальным законом. Такая геотермическая характеристика геологического разреза осадочного чехла наблюдается в интервале развития соляных толщ, в которых или под которыми можно ожидать наличие раповых зон и зон АВПД.

Она дает возможность предупредить буровиков для принятия соответствующих мер.

В связи с тем, что глинистый раствор подается в скважину под большим давлением и поднимается с забоя с большой скоростью, температура раствора в промежутке от забоя до устья скважины не претерпевает существенных изменений.

С целью контроля изменений градиента температуры в разрезе, внутри обсадной колонны устанавливается термодатчик. В процессе бурения при вхождении и нахождении долота в соляной толще промывочная жидкость нагревается значительно больше, чем при проходке перекрывающего комплекса отложений. Термодатчик беспрерывно передает через электронный блок

1775552

Составитель Ю.Лупичева

Техред М.Моргентал Корректор M.Äåì÷èê

Редактор

Заказ 4026 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и сткрытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарин, 101 сигнал регистратору об изменении температуры. Обнаружение на диаграммной ленте регистратора, а также на индикаторе электронного блока резкого повышения температуры будет предупреждать проходчиков недр о приближении бурового инструмента к раповой зоне или зоне АВПД.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит первый датчик температуры 1, установленный во внутренней части обсадной колонны, второй датчик

2, установленный в резервуаре промывочной жидкости, первый интегрирующий блок

4, автокорреляционный блок 5, регистратор

6, и блок сигнализации 7.

Устройство работает следующим образом.

В процессе бурения промывочная жидкость проходя через раэбуриваемые горные породы, в результате наличия температуры нагревается. Нагретая жидкость, поскольку подается под большим давлением, почти без изменения забойной температуры, поднимается вверх, соприкасаясь с датчиком (1), установленным во внутренней части обсадной колонны у устья скважины, нагревает его, B зависимости от изменения температуры в забое датчик передает в электронный блок к первому интегрирующему блок (4) изменения температуры по разрезу. С помощью второго датчика (2), установленного в резервуаре промывочной жидкости, во избежании погрешности при регистрации истинного изменения температуры в забое скважины, контролируют изменения температуры бурового раствора, т.е. о состоянии температур s резервуаре постоянно с помощью датчика 2 передаются второму интегрирующему блоку (3). Эти сигналы далее поступают к автокорреляционному блоку 5. Автокорреляционный блок, вычитывая от значений температуры в забое

5 скважины значение температуры подаваемой промывочной жидкости передает в регистратуру 6. Эти же сигналы также поступают к сигнализатору 7.

Регистрируемые сигналы с помощью

10 регистратора 6 используют для построения графика изменения температур по разрезу с глубиной исследуемой скважины, а сигнализатор 7 заранее кодируется к значениям температуры раповых эон и АВПД и

15 используется для предупреждения буровиков для принятия меры безопасности непосредственно в процессе бурения.

Формула изобретения

Устройство для измерения температуры

20 в разрезе скважины в процессе бурения, содержащее первый и второй датчики температуры и блок регистрации, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения температуры в разрезе

25 скважины за счет измерения температуры бурового раствора, оно снабжено первым и вторым интегрирующими блоками, блоком автокорреляции и блоком сигнализации, . причем первый датчик температуры соеди30 нен через первый интегрирующий блок с первым входом регистратора и первым входом блока автокорреляции сигналов, второй датчик температуры подключен через второй интегрирующий блок к второму входу

35 блока автокорреляции сигналов и второму входу блока регистратора, третий вход которого и выход соответственно соединены с выходом блока автокорреляции сигналов и входом блока сигнализации.