Скважинное спектрометрическое устройство для выявления нефтяных и газовых пластов

СОЮЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК,щ) Е 7 ГОСУД АРСПО ДЕЛ ВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН(21) .322 чения и оптический узел, включакаций модулятор, оптический фильтр и системулинз, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения чувствительности устройства при определении утяеводородов,оно снабжено аегазатором, камерой сбора го и анализа газа с выпускным клапаном,набором сменных оптических фильтров с на приводом, датчиками давления,.температу-..ры и датчикам времени напапнения камеры Р газом, причем дегазатор выпопнен в видекспьцевого ультразвукового излучателяс трубчатым электронагревательным элементом и помещен в нижней части,корпуГ са, а камера сбора и анализа газа с выпускным клапаном распопожена над дегаЯ ОВ,затором, при этом выпускной клапан, защитные окна, датчик времени наполнениякамеры, датчики давпения и температурыустановпены,в камере сбора и анализа РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 378403/18-2(71) Московский ордена ОктябрьскойРевопюции и ордена Трудового Красно. Знамени институт иефтехимической нгазовой промышленности им. И,М,Губки53),550,83 (088,8)(56) 1. Авторское свидетельство ССС(54)(57) СКВАЖИННОЕ СПЕКТРОМЕРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЯВЛНИЯ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ ПЛАСТсодержащее корпус с защитными окнамив котором размещены блоки управления,усиления и преобразования сигналов,источник и приемник рифракрасного изпу1 055866 2Изобретение относится к иэмеритепьным же отнести наличие в нем системы гпупромыспово-геофизическим устройствам и бокого охпаждения датчика и термоэпектпредназначено дпя выявления в разрезе. рического модуля, что значительно усложскважин нефтяных и газовых горизонтов няет эксплуатацию прибора в скважине.по инфракрасному спектрометрическому Кроме того, в устройстве отсутствуетанализу пластового фпюидв, диффундировав. - . автоматическая перестройка оптическойщего в ствоп скважины иэ исследуемого системы с изменением характеристическойксплек торв, полосы исследуемого углеводорода приИзвестно устройство, предназначенное изменении температуры и дввпения вдпя проведения инфракрасной спектромег скважине.рии в скважинах, содержащее корпус, зв-ф Белью изобретения является повышениещитовые окна, модулятор, оптический Фильтр, чувствительности устройства при опредеисточник и приемник инфракрасного нэпу- пении угпеводородов,чения, электронный бпок. усиления и пре- Поставленная цель достигается тем,образования сигналов 1что скважинное спектрометрическоеустройство дпя выявления нефтяных иОсновным недостатком устройства явгазовых пластов, содержащее корпус сляется невысокая чувствитепьносгьзащитными окнами, в котором размешепри выявлении наличия полезного ископаемого, в частности углеводородов, связанная с тем, что исспедуемое веществоразоввния сигналов, источник и приемникнаходится в водной среде, заполняющейинфракрасного излучения и оптическийузел, включающий модулятор, оптическийскважину, а ммекупы воды, как известфипьтр и систему линз, снабжено дегвзано, сильно поглощают инфракрасное изпутором, камерой сбора и анализа газа счение на характеристической попосе погловыпускным клапаном, набором сменныхщения углеводородов (3,4 мкм), что преоптических фильтров с приводом, двтчипятствует надежной регистрации небопьками давления, температуры и датчикомших ксщичеств исследуемых угпеводоровремени напопнения камеры газом, придов и может привести к пропуску продукчем дегвзвтор выпопнен в виде кольцетивных горизонтов.вого ультразвукового изпучатепя с трубНаибопее близким по технической сущ- З 0чатым электронагревательным элементомности и достигаемому результату к изоби помещен в нижней части корпуса, врегению является устройство, в которомкамера сбора и анализа газа с выпускнымв качестве, приемника инфракрасного изклапаном распопожена над дегаэатором,пучения используется датчик Джозефсонапри этом:еыпускной клапан, защитныеобладающий высокой чувствительностью- 35 окна, датчик времени наполнения камеры,Устройство содержит корпус, защитное. идатчики давпения и температуры устасапфировое окно, через которое инфракрасновпены в камере сбора и анализа газа.ное излучение поступает внутрь корпуса,Инфракрасному спектрометрическомумодулятор, модупируюший излучение отанализу подвергаются не углеводороды,углеводородов, систему линз дпя фокусиф У 40 содержащиеся в буровой жидкости в угровки излучения на чувствительный эпепеводородные газы, выдепенные из неемент приемника, представпяюший собойпри помощи специального дегазвтора, чтодатчик Джозефсона, помещенный в хоподипьустраняет негативные впияния прослойкиник, термоэлектрический модуль дпябуровой жидкости на резупьтаты и повыпогпашения выделенного тепла и эпектрон 45 шает его чувствительность,ный бпок усиления и преобразования сигналов двтчика 2 Нв чертеже изображено скважинноеХотя в устройстве повышена чувстви- спектрометрическое устройство,тельносгь приемника инфракрасного изпу- Устройство состоит из корпуса 1, исчения н упрощена перестройка попосы ре- точника 2 и приемника 3 инфракрвсноГогистрируемых дпин вопн инфракрасного изпучения, линз 4 и преломпяюших призм50изпучения, что исключает необходимость 5, модулятора 6 с двигателем 7, набораиспользования оптических фильтров, одна- сменных оптических фильтров 8 с лвико есгвественное инфракрасное изпучение гатепем 9, В нижней части корпуса распоступает к защитному окну через спой попожен дегаэатор, представпениый копьбуровой жидкости, что резко снижает раз- цевым ультразвуковым излучателем 10,55пичие в показаниях между породами, со- закрытый защитным кожухом 11 Ппядержащими углеводороды и не содержащими сокращения времени на дегвзацию внутриих, К недостаткам устройства следует так- упьгразвукового излучателя помещен труб866 4Росту пузырьков газа, вышедших иэ буро вой жидкости 22, которые попадают в камеру 13 сбора и анализа гдза. При за полнении камеры 13 срабатывает Матчик 17 уровня и подает сигнал в электронный блок 20 управления, который снимает питание с ультразвукового излучателя-дегазатора 10 и трубчатого электронагревательного элемента 12, включает блок оп тического анализатора и передает сигнал через кабель 21 в наземную регистрирукзшую аппаратуру для фиксации времени заполнения камеры 13 газом. Инфракрасное излучение от источника 2 через модулятор 6, преломляющую призму 5 и защитное окно 14 попадает в камеру 13 анализа, газа, Пройдя через гаэ, 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 изменякщейся с температурой и давлением характеристической полосе исследуемого газа. После окончания цикла анализа выпускной клапан 18 открывает- ся и при движении скважинного устройсгва 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 1055чагый 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 10 бпок 20 управления, усиления и преобразования сигналов, Кроме того, на чертеже показаны кабель 21 для связи глубинной части устройства с наземной регисгрируюшей аппаратурой, разрез скважины, 15 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 работает. При остановке скважинного снаряда ЗО на заданном интервале напротив исследуемого пласта- коллектора 23 выпускной клапан 18 закрывается и включается питание на ультразвуковой излучатель-дега- затор 10 и трубчатый электронагрватедьный элемент 12, что является началом процесса дегазации. Ультразвуковые волны, создаваемые:внешней стороной излучателя-дегазатера 40, проходят через буровую жидкость 22,заполняющую скважи 4 О ну,и поступают виоследуемый пласт-кол-. лектор 23, увеличивая способность углеводородов диффундщовать из пласта в ствол скважины. Яед действием сконцентрированной ультразвуковой энергии и нагре 45 ва буровой. жидкости трубчатым электронагревательным элементом 12 внутри излучателя-дегазатора 10 возникает эона кавитации, что приводит к появлению и1055866 Составитедь Э,ВоиконскийРедактор О,Юрковецкая Техред И.йетелева Корректор О,Билак н Филиап ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 1 Заказ 9259/2 ВНИИПИ Г по депвм 113035, Тираж 603 Паапосударственного комитета СССизобретений и открытийосква, Ж 35, Раущская наб