Назначение аппаратуры и её техническая характеристика

 

ВВЕДЕНИЕ

 

В настоящее  время геофизика занимает передовое  место в развитии нефтедобычи.

Геофизические методы исследования скважин - один из разделов прикладной геофизики. Они применяются для решения геологических и технических задач, связанных с поисками, разведкой и разработкой месторождений полезных ископаемых, а также с изучением гидрогеологических и других особенностей исследуемых районов.

Наиболее  широкое применение геофизические  методы получили при изучении нефтяных и газовых скважин в процессе их бурения, опробования и эксплуатации, то есть промысловой геофизике.

Исследование  скважин геофизическими методами  осуществляется в следующих четырех  основных направлениях:

1. изучение геологических разрезов скважин;
2. изучение технического состояния скважин;

3) контроль за разработкой  месторождений нефти и газа;

4. проведение прострелочных, взрывных и других работ.

В настоящее  время широкое применение получил  метод исследования скважин с  помощью опробователей пластов  на кабеле (ОПК). С помощью опробователя ОПК решается одна из актуальных задач промысловой геофизики – разделение терригенных пластов девона по нефтеводонасыщению в условиях их обводнения пресной нагнетаемой водой.

В настоящее  время всё большое распространение  получает комплексная скважинная аппаратура, которая позволяет за одну спускоподъёмную операцию произвести измерение нескольких физических параметров горных пород. К такой аппаратуре, для исследования скважин с помощью опробователей пластов на кабеле, относятся приборы типа АИПД-7-10.

 

 

 

 

 

 

1. Назначение аппаратуры и её техническая характеристика

 

Аппаратура  для исследования притока и давления в необсаженных скважинах АИПД-7-10 (в дальнейшем – аппаратура АИПД-7-10) предназначена  для  проведения  гидродинамического каротажа (ГДК) и опробования пластов (ОПК) в необсаженных скважинах для решения широкого круга геологических задач. Основными, из которых являются: определение фильтрационных свойств и характера насыщенности вскрытых бурением горных пород,  величин пластовых и гидростатических давлений на различных глубинах.

С использованием аппаратуры АИПД-7-10 решаются геологические и технологические задачи на различных этапах поиска, разведки и эксплуатации нефтегазовых месторождений путем детального гидродинамического исследования потенциально-продуктивных горных пород, в том числе уточняются геофизические заключения по выявлению коллекторов в сложных геологических условиях.

Аппаратура  АИПД-7-10 применяется в общем комплексе  геофизических методов исследования скважин с использованием стандартного геофизического оборудования (подъемник, станция) и трехжильного (многожильного) геофизического кабеля типа КГ3-60-180 ТУ 16К64.01-88.

Параметры и размеры, характеризующие условия  эксплуатации аппаратуры АИПД-7-10 представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Параметры и размеры аппаратуры АИПД-7-10

Наименование параметра, размера	Значение
Диаметр исследуемых скважин, мм	190-280
Гидростатическое  давление в скважине, МПа	0,1-32
Температура в скважине, °С, не более	70
Разрывное усилие применяемого геофизического трехжильного кабеля не менее, кН (тонн)	40(4)
Расстояние  от кабельного наконечника до центра отверстия в герметизирующем элементе, мм	1060 или  690
Вязкость  промывочной жидкости в скважине по полевому вискозиметру СПВ-5 не более, секунд	120

 

Продолжение таблицы 1

 

Размеры участка пласта, изолированного от ствола скважины герметизирующим элементом (башмаком), мм высота ширина

100 25

 

Технические характеристики аппаратуры АИПД-7-10 представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Технические характеристики аппаратуры АИПД-7-10

Наименование  параметра, размера	Значение
Диапазон  измеряемых давлений, МПа	0,1-32
Предел  допустимой погрешности средств  измерения, %	2,5
Объем пробоприемника, см³, в том числе: - первой  камеры - второй камеры - третьей камеры  - четвертой  камеры	765 110 156 343 156
Давление  отбора от гидростатического, в том  числе: первой камеры второй камеры третьей камеры четвертой камеры	0 0,15 0,32 0,6
Объем пробосборника, см³      одной секции двух секций	9000 18500
Количество  включений прибора за один рейс в скважину при исследовании участков, не дающих притока, не менее	25
Количество  исследований приточных участков за один рейс в скважину, не менее: при притоке жидкости при притоке газа	20 15
Напряжение  питания пульта опробования переменным током, частотой 50 Гц, В	220
Питание электродвигателя скважинного прибора  напряжением 220 В постоянного тока (пульт – кабель – прибор), А	0,5-2,0

 

 

 

Продолжение таблицы 2

 

Стабилизированный ток питания датчика давления, мА	30+3
Выходной  сигнал датчика давления, мВ, не менее	300
Номиналы  используемых для аппаратуры АИПД-7-10 преобразователей давления при работах на различных глубинах, МПа:          до 2000м      2000-3500м	0,1-25 0,1-40
Расстояние  от кабельного наконечника до центра отверстия в герметизирующем элементе, мм	1060 или  690
Габариты  скважинного прибора, мм: по диаметру по башмаку по длине с одной секцией пробосборника, не более по длине с двумя секциями пробосборника, не более	120 150 2650 3900
Масса скважинного прибора, кг: с одной секцией пробосборника с двумя секциями пробосборника	110 145

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Устройство и принцип действия аппаратуры АИПД-7-10

 

Принципиальная  схема скважинного прибора приведена  в Приложении А. Прибор спускается в  скважину на трехжильном каротажном кабеле 1 и устанавливается на точке исследования. После подачи сигнала с наземного пульта силовой узел прибора, помещенный в воздушную полость, включает реверсивный электродвигатель постоянного тока 4, планетарный редуктор 5, винтовую пару 7, гайка которой закреплена в роликовых радиально-упругих подшипниках 6, а винт жестко связан со штоком 14. На штоке 14 размещены входной 16 и выходной 25 клапаны, а также прижимная система, состоящая из пружины 13, толкателя 12, тяги лапы 11 и лапы 9.

Герметизация  исследуемого участка на стенке скважины осуществляется резиновым герметизирующим элементом 8, отверстие стока которого соединено каналом 15 с проточкой входного клапана. Датчик давления 2 также связан каналом 3 с проточкой входного клапана. Обе проточки в исходном положении через прорези в штоке 14 сообщены со скважинной жидкостью. Между входным и выходным клапанами в корпусе прибора размещена специальная емкость - пробоприемник.

В корпусе 17 пробоприемника расположен поршень 23, отделяющий камеру для приема пластового флюида 24 от частично вакуумированной полости 22, в которую входит набор телескопических поршней – 19, 20, 21. На верхние торцы поршней действует гидростатическое давление столба жидкости в скважине. В нижней части поршней 19 и 20 имеются буртики, ограничивающие ход сопрягаемого поршня.

Поршень 21 нижним торцем касается поршня 23, перемещение  вверх которого ограничивается упором в полости 22. Величины депрессий  задаются соотношением площадей поршней 19, 20, 21 к площади поршня 23.

Отбор первой пробы пластового флюида при действии максимальной депрессии производится в конусную часть камеры 24, ограниченную поршнем 23. Многократность срабатывания достигается за счет выброса пластового флюида из пробоприемника в пробосборник.

При спуске прибора  в скважину поршни 19, 20, 21, 23 находятся в крайнем правом положении, датчик давления показывает нарастание гидростатического давления, камера 24 разобщена от отверстия стока входным клапаном 16 и сообщена с пробосборником 26 выходным клапаном.

При включении двигателя открывается прижимная лапа и прибор прижимается резиновым герметизирующим элементом к стенке скважины, шток с клапанами перемещается вверх, сообщая канал, идущий к датчику давления, с камерой 24. Производится остановка двигателя и запись нуля- и стандарт-сигналов. Двигатель снова включается с той же полярностью тока, шток, продолжая двигаться влево, разобщает камеру 24 от пробосборника и сообщает ее с отверстием стока. Под действием максимальной депрессии равной перепаду давления между пластовым Рпл и давлением в камере 24 Ро с исследуемого участка пласта срывается глинистая корка и очищаются поры пласта. При заполнении камеры 24 и повышении в ней давления до давления страгивания поршней 21 и 23, эти поршни поднимаясь вместе влево увеличивают объем камеры 24, жидкость в которую поступает с этого момента при постоянной депрессии, обусловленной соотношением поршней 21 и 23. Когда поршень 23 достигнет поршня 20 давление в камере 24 растет до давления, при котором влево сдвигаются  три поршня – 23, 20 и 21. Отбор флюида также производится при постоянной депрессии, определяемой соотношением суммы площадей поршней 20, 21 и площади поршня 23. Поршень 23 перемещается влево до упора в поршень 19.

Давление  в камере 24 скачком растет до давления страгивания всех четырех поршней – 19, 20, 21 и 23, воздействуя на пласт депрессией, заданной соотношением суммы площадей поршней 19, 20 и 21 и площади поршня 23. При достижении поршнем 23 верхнего упора, давление растет до пластового. Весь процесс изменения давления в камере 24 регистрируется на поверхности. Объемы камеры 24, заполняемые при действии различных депрессий, регламентированы размерами. Время заполнения этих объемов считываются с диаграммы давления.

После восстановления пластового давления в  камере 24 двигатель реверсируется, шток сдвигается вправо, камера 24 разобщается от отверстия стока и сообщается с пробосборником. Гидростатическое давление, воздействуя через телескопические поршни 19, 20, 21 оттесняет принятый пластовый флюид в пробосборник. Прибор готов к исследованиям в других точках.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Методика проведения измерений

 

а) Общая последовательность работ

1) Для производства измерений  используется каротажная станция  «Гектор». В начале необходимо осуществить необходимые соединения между прибором, кабелем (эквивалентом), геофизическим блоком, генератором /74507, компьютером (рис 1);

2) Согласно инструкции установить  режим регистрации данных;

3) Опустить прибор в скважину  ниже уровня бурового раствора,

4) Медленно увеличивать ток на  выходе /14507 до 0,4А, контролируя его значения на дисплее,-

5) Произвести запись данных;

6) Перед полным подъемом прибора  сбросить ток возбуждения генератора П4507

 

б) Схема соединений

В схему соединений входит: генератор для питания приборов; регистратор ГЕКТОР, предназначенный для регистрации измеряемых параметров в процессе исследования скважин, компьютер для визуального наблюдения за проведением исследований; коллектор для осуществления электрической связи кабеля с каротажной лабораторией; трехжильный кабель, обеспечивающий передачу измеряемого сигнала на поверхность, спуск и подъем скважинных приборов, измерение глубины нахождения приборов в скважине, питание скважинной аппаратуры электроэнергией. Схема соединения изображена на рисунке 1.

 

в) Выбор и установка масштаба записи, масштаба глубин, цены первой метки.

В связи с внедрением компьютерных технологий все геофизические исследования проводятся с применением программного обеспечения, входящего в комплект каротажного регистратора. В настоящее время применяемые регистраторы комплектуются (ГЕКТОР, ВУЛКАН) программами LOG, Win LOG. Отличительной их особенностью их является использование операционной системы и, как следствие, различие интерфейса пользователя. Так, например, программа LOG использует наиболее простую операционную систему DOS, a программа Win LOG более совершенная, снабжена дополнительными возможностями и используется операционная система Windows. Оба вида программ предназначены для обеспечения регистрации, редактирования и конвертаци  (преобразования) и архивации результатов исследования.

Программа LOG запускается файлом log.exe. При этом после рекламной заставки появляется основное меню, состоящее из следующих элементов'

ПЛОЩАДЬ СКВАЖИНА КАРОТАЖ БАНК ДАННЫХ ВЫХОД