Геофизические методы исследования скважин и скважинная аппаратура

В результате, измерение  МЭД гамма-излучения сводится к определению чувствительности канала ГК модуля (коэффициента преобразования), являющейся постоянной величиной для данного экземпляра, и измерению средней частоты следования выходных импульсов этого канала.

Измерение в процессе каротажа давления промывочной жидкости осуществляется с помощью тензопреобразователя, который представляет собой тензометрический мост и производит непрерывное пропорциональное преобразование воздействующего на него скважинного давления в выходной электрический сигнал (напряжение постоянного тока). Этот аналоговый сигнал по запросу преобразуется в двенадцатиразрядный параллельный двоичный код и передается в наземную часть комплекса «Мега» для дальнейшей обработки.

Измерение температуры  внутри модуля осуществляется с помощью термопреобразователя (полупроводникового датчика температуры), обеспечивающего непрерывное пропорциональное преобразование температуры окружающей среды в аналоговую величину – напряжение постоянного тока. Указанное напряжение преобразуется в  двенадцатиразрядный параллельный двоичный код и передается в наземную часть комплекса «Мега», где обеспечивает помимо контроля температуры внутри модуля и возможность коррекции показаний тензопреобразователя.

Принцип работы канала ЛМ заключается в регистрации специфичных низкочастотных сигналов, возникающих в катушке индуктивности локатора при прохождении им муфтовых соединений и иных элементов компоновки обсадной колонны или ее проперфорированного интервала из-за перераспределения магнитного потока, создаваемого постоянными магнитами локатора, их преобразовании в аналоговые сигналы (напряжение постоянного тока). Эти сигналы по запросу преобразуются в двенадцатиразрядный параллельный двоичный код и передаются через телеметрическую линию связи (ТЛС) по кабелю к наземным устройствам лаборатории «Мега» для дальнейшей обработки регистрации. При этом оцифровывается максимальное значение аналогового сигнала в интервале между соседними запросами.

 

2ННК-М

 

Модуль 2ННК-М предназначен для роботы, как в составе комплекса  Мега-Р, так и в автономном режиме, при исследовании скважин диаметром от 110 мм на месторождениях нефти и газа методами двухзондовой модификации нейтрон-нейтронного каротажа по тепловым нейтронам (2ННК-Т).

Модуль 2ННК-М обеспечивает проведение измерений в скважинах, заполненных водной промывочной жидкостью с содержанием NaCl от десятых долей процента до минерализации, соответствующей насыщению, NaOH – до 20%, нефти – до 10% и водородным показателем от 7 до 10, при верхних значениях температуры окружающей среды 120^оС и гидростатического давления 80 МПа.

 

Модуль 2ННК-М эксплуатируется  со следующими изделиями:

-   каротажной станцией  «Мега»;

- источником быстрых  нейтронов полоний-бериллиевым типа  ВНИ-2    или плутоний-бериллиевым  типа ИБН8-5 с потоком нейтронов  от 5*10⁶ до 10⁷ с^-1

            -    кабелем грузонесущим геофизическим марки КГЗ-60-180 длиной до 7000 м.

 

В комплексе с указанными изделиями модуль 2ННК-М обеспечивает измерение водонасыщенной пористости (объемного влагосодержания) пластов, вскрытых скважиной, а также контроль напряжения питания модуля

в   процессе каротажа.

 

Технические данные

 

Диапазон измерений  водонасыщенной пористости, обеспечиваемый модулем 2ННК-М – от 1 до 40 %.

Пределы допускаемой  относительной основной погрешности, вносимой модулем 2ННК-М при измерении  водонасыщенной пористости в установленном порядке имитаторов пористого пласта определяется формулой:

S_Кп = +-(3,7 +(40/Кп - 1)),  (13)

где Кп – значение водонасыщенной пористости в процентах.

Питание модуля осуществляется постоянным электрическим напряжением  от соответствующего источника, входящего в состав оборудования каротажной лаборатории «Мега».

Номинальное значение питающего  напряжения на входе модуля составляет 40+-2 В. Сила электрического тока питания  модуля – не более 150 мА.

Мощность потребляемая модулем – не более 6,3 Вт.

Диапазон рабочих температур окружающей среды – от минус 10 до плюс 120^оС.

Верхнее значение гидростатического  давления рабочих условий применения для модуля – 80 Мпа.

Число информационных канала модуля 2ННК-М – три: канал нейтрон-нейтронного  каротажа с малым зондовым расстоянием (ННКм), канал нейтрон-нейтронного каротажа с большим зондовым расстоянием (ННКб) и канал контроля питающего напряжения.

Время установления рабочего режима модуля не более 30 мин.

Продолжительность непрерывной  работы модуля в нормальных климатических условиях 8 ч, при верхнем значении температуры окружающей среды рабочих условий применения – 3 ч.

Регистрация нейтронного  излучения осуществляется блоком интегрирования 2ННК, содержащим два гелиевых счетчика типа СНМ-56 (по 1 шт. в каналах ННКм и ННКб).

Расстояния между центром  источника нейтронов, установленного в камеру зонда модуля 2ННК-М, и  ближайшими к нему торцами счетчиков  СНМ-56 каналов ННКм иННКб (зондовые расстояния) составляют 258+-5 и 508+-5 мм.

Наружный диаметр модуля 2ННК-М – не более 90 мм.

Длина модуля 2ННК-М –  не более 2210 мм.

Масса модуля 2ННК-М –  не более 60 кг.

 

Принцип работы

 

Модуль 2ННК-М предназначен  для непосредственного проведения исследований в скважинах и представляет собой устройство, конструкция которого типична для приборов радиоактивного каротажа интегрального типа.

Принцип измерения водонасыщенной пористости Кп вскрытых скважиной пластов  состоит в облучении горных пород  потоком быстрых нейтронов полоний-бериллиевого или плутоний-бериллиевого источника и преобразовании замедлившихся в исследуемой среде потоков тепловых нейтронов, зарегистрированных двумя установленными на фиксированных расстояниях от источника детекторами нейтронов, в потоки электрических импульсов, средние частоты следования которых связаны со значением Кп в общем случае функциональной зависимостью:

Кп = В*А + С,  (14)

где В,С – постоянные коэффициенты, значения которых определяются по результатам соответствующих  опытно-методических работ (ориентировочно В=75,2, С=-8,2 );

А = (Nбв/Nмв)*(Nм/Nб) – выходные показания каналов ННК модуля, выраженные в условных единицах. При этом, Nбв и Nмв – средние частоты следования выходных импульсов каналов ННКм и ННКб, соответственно, регистрируемые в исследуемой среде при каротаже.

 

Таким образом, измерение Кп заключается в предварительном

 определении при  эталонировке значения коэффициента  К = Nбв/Nмв, являющегося постоянной величиной для данного экземпляра модуля 2ННК-М, и измерении  средних частот следования выходных импульсов каналов ННК в процессе каротажа, после чего вычисляют значение Кп. При наличии соответствующих вычислительных устройств и необходимого программного обеспечения указанные операции могут быть автоматизированы.

Модуль 2ННК-М состоит  из двух основных частей – зонда  и электронного блока.

Зонд содержит камеру, в которую устанавливается источник быстрых нейтронов и блок детектирования быстрых нейтронов 2ННК, содержащий детекторы нейтронов каналов  ННКм и ННкб и дискриминаторы этих каналов.

Электронный блок включает в себя ряд функциональных устройств, осуществляющих питание блока детектирования, первичную обработку и формирование поступающих от него информационных сигналов, двухсторонний обмен с каротажной станцией «Мега», обеспечивая при этом приемо-передачу командных и информационных слов. В состав электронного блока входят, высоковольтный преобразователь, блок управления, вторичный источник питания, содержащий блок питания +24 В и инвертор, и скважинная часть телеметрической линии связи (ТЛС), включающая в себя приемник ТЛС и передатчик ТЛС.

 

 

                                                                                                                                  Приложение 1.

 

Инструкции по работе со скважинными приборами на станции  «Мега»

 

1. ЭК-1

Инструкция по проведению работ на скважине.

 

1. При наличии в списке заявленных работ кавернометрии (профилеметрии), соедините на мостках скважинный прибор с каверномером.

2. Соедините зонд БКЗ с прибором.

3. Подсоедините к зондовой головке кабельный наконечник, предварительно установив в разъем (1, 2 и 3 контакты) штырьки.

4. Поднимите скважинный прибор над устьем скважины.

5. Опуская прибор в скважину, установите кабельный наконечник на “ноль” глубины.

6. В соответствии с  “Инструкцией по проведению работ на станции Мега ”

     установите счетчик глубины на 0 и введите цену магнитной метки.

7. Произведите спуск скважинного прибора на глубину 100-200 м, т.е. до полного погружения его в промывочную жидкость.

8. Выберите из списка приборов в программе «Мега» требуемую модификацию прибора:

-ЭК-1 (БКЗ) (для регистрации A8,0M1,0N, A4,0M0,5N A2,0M0,5N, N0,5M2,0A, A1,0M0,1N, A0,5M6,0N, A0,4M0,1N, резистивиметра и ПС).

 

-ЭК-1 (БКЗ+КВ) (для регистрации A8,0M1,0N, A4,0M0,5N A2,0M0,5N, N0,5M2,0A, A1,0M0,1N, A0,5M6,0N, A0,4M0,1N, резистивиметра, ПС и данных кавернометрии.

 

-ЭК-1 (БК) для регистрации данных бокового каротажа.

 

-ЭК-1 (БК+КВ) для регистрации данных бокового каротажа и кавернометрии.

 

9. Проконтролируйте наличие сигнала со скважинного прибора на экранном осциллографе. Уровень компарации должен быть установлен на 1/2 амплитуды положительных импульсов сигнала (см.рис.) и должен уверенно превышать уровень помех.

 

10. Проконтролируйте стабильность показаний параметров I (ток АЦП) и ZERO (ноль АЦП). Значение параметра I должно находиться в пределах 3500-3700 кодов, значение параметра ZERO - в пределах 0-4 кода.

11. Прогрейте прибор в течение 5 минут.

12. Произведите калибровку скважинного прибора по стандарт-сигналам (см.

  “Инструкцию по проведению работ на станции Мега”).

По данным калибровочной таблицы проверьте пригодность прибора к проведению измерений. Если требуемый калибруемый параметр выводится в таблице красным цветом, регистрировать данный параметр этим экземпляром прибора нельзя.

13. Спустите скважинный прибор на подошву заявленного интервала. Скорость спуска должна быть не более 4000 м/ч.

14. При необходимости регистрации данных кавернометрии раскройте рычаги каверномера. Для этого в окне управления скважинным прибором (рис.9) выберите команду “Раскрыть”.

15. Произведите калибровку скважинного прибора перед каротажем..

16. Произведите регистрацию данных при подъеме прибора в заявленном интервале. Скорость регистрации не должна превышать 2500 м/ч.

17. По окончании регистрации произведите калибровку скважинного прибора после каротажа.

18. Закройте рычаги каверномера. Для этого в окне управления скважинным прибором  выберите команду “Закрыть”.

19. В заявленном интервале произведите контрольную запись (не менее 50 м) в соответствии «Инструкцией по проведению работ на станции Мега».

20. Произведите запись в кондукторе (не менее 20 м).

21. Отключите скважинный прибор в соответствии с “Инструкцией по проведению работ на станции Мега”.

22. В случае необходимости регистрации параметров, отсутствующих в выбранной модификации ЭК-1, выберите  требуемую модификацию прибора и произведите регистрацию недостающих параметров.

23. Просмотр, предварительная обработка и вывод на печать зарегистрированного материала производится в соответствии с  “Инструкцией по работе с редактором «Megaedit».

24. Подъем прибора на поверхность должен производится со скоростью не выше 4000 м/ч.

Перед выходом прибора на поверхность дополнительно проконтролируйте отключение питания скважинного прибора. Токовый электрод при включенном питании находится под напряжением!

 

2. МК-УЦ, МК-М.

 

Инструкция по проведению работ на скважине.

 

1. Соедините на мостках электронный и электромеханический блоки прибора.

2. Подсоедините к прибору кабельный наконечник, предварительно установив в разъем (1, 2 и 3 контакты) штырьки.

3. Поднимите скважинный прибор над устьем скважины.

4. Опуская прибор в скважину, установите кабельный наконечник на “ноль” глубины.

5. В соответствии с  “Инструкцией по проведению работ на станции Мега” установите счетчик глубины на 0 и введите цену магнитной метки.

6. Произведите спуск  скважинного прибора на глубину 100-200 м, т.е. до полного погружения его в промывочную жидкость.

7. Укажите в окне “Выбор прибора” требуемый прибор (МК-УЦ или МК-М) и номер скважинного прибора (см.“Инструкцию по проведению работ на станции Мега ”).

8. Проконтролируйте наличие сигнала со скважинного прибора на экранном осциллографе. Уровень компарации должен быть установлен на 1/2 амплитуды положительных импульсов сигнала (см.рис.).

9. Проконтролируйте стабильность показаний параметров I (ток АЦП) и ZERO (ноль АЦП).

10. Прогрейте прибор в течение 5 минут.

11. Произведите калибровку скважинного прибора по стандарт-сигналам (см. “Инструкцию по проведению работ на станции Мега ”).