Способ определения геометрических характеристик стволов буровых скважин

-03 У 43но-исследоваконструкторскийметодов исслеконтроля, неФтеауч ектиозических пытания п ск7 (088П.А. Когеофизн, -М нструиров ание ических исслеНедра, 1968 ство СССР47/022, 1985 е Е 2ьного элемента; К анта для перевода езультирующего си ю геометрическую и конст ционного р пр едел еннуеделе б позволяочно стью х скважинри которыхзического кабе-,статв СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(56) Зельцмаиаппаратуры длядований скважис. 172-175.АвторскоеУ 1181353, кл 54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СТВОЛОВ БУРОВЫХ КВАЖИН(57) Изобретение относится к промысл во-геофизическим исследованиям нефтя ных и газовых скважин. Цель изобретения - повьппение точности определения гебметрических х-к стволов буровых скважин. Скважинный прибор (СП) спускают на геофизическом ле до заданной глубины. После о ковки СП и успокоения чувствительного элемента производят измерение на дневнои поверхности сопротивленияучастков проводящего элемента СП исопротивление изоляции кабеля К.Геометрическую х-ку стволов бурильных скважин определяют из выраженияФ Кт о 2-Кн(КИ+Е 4 гдразность йзмереннйх сопротивленийучастков проводящего элемента, полученная на дневной поверхности приналичии утечки тока в кабеле; Кщполное сопротивдение проводящегоэлемента, определенное в нормальныхусловиях на участке, ограниченномначальным и конечным положениямичувствител ф - величина диапазона оп геометрической х-ки; Спосо ет проводить с требуемой т исследование стволов буров в условиях эксплуатации, и возможно повреждение геофи кабеля аномальным воздейст и давления. 2 ил.45где к к , - полное сопротивлениефайф 01измерительной цепи,определяющее соответственно величину первого и второго аналоговыхсигналов при наличии .утечки тока в кабеле,В этом случае информацию о К используют для определения истинного 55 значения определяемой геометрическойхаряктеристики Ф по формуле к,+К к,11 к= к+ К Изобретение относится к промыслово-геофизическим исследованиям нефтяных и газовых скважин.и может быть использовано в приборах, применяемых5 для определения геометрических характеристик стволов буровых скважин.Цель изобретения - повышение точности определения геометрических характеристик стволов буровых скважин.На фиг.1 изображена принципиальная электрическая схема измери,тельной части скважинного прибора; на фиг.2 - номограмма для нахождения поправок к разности измеренных сопротивлений участков проводящего элемента в зависимости от величины измеренных сопротивлений изоляции кабеля, 20Способ осуществляется следующим образом.С помощью лебедки подъемника в скважине на геофизическом кабеле перемещают до заданной глубины исследования сква жинный прибор, включающий коммутатор 1 с приводом (не показан) и датчик 2 с резистивным проводящим элементом (например, реохордом) и заданными относительно него начальным и конечным положениями чувствительного элемента (например, отвеса со скользящим по реохорду контактом).После остановки скважинного прибора на заданной глубине и успокоения чувствительного элемента в исходной позиции коммутатора 1 (фиг.1) сопротивление К, изоляции кабеля, условно изображенное на схеме в виде резистора З,получают на дневной поверхности путем подключения наземного измерительного прибора к жиле и оплетке (броне) кабеля (фиг.1,соответственно ЖК и ОК). Запоминают это сопротивление. Затем, управляя работой привода (например, с помощью дополнительной жилы кабеля), осуществляют коммутатором 1 поочередное подключение к ЖК выводов резистивного проводящего элемента датчика 2. При этом с помощью наземного регистрирующего устройства в случае К= со получают в упрощенном виде сопротивления измерительной цепи где г к- полное сопротивлениеизмерительной цепи, определявшее соответственно величину первого ивторого аналоговых сигналов при отсутствииутечки тока в кабеле;к, к, - сопротивления участковпроводящего элемента,заключенных по обе сто"роны от текущего положения чувствительногоэлемента (его скользяще"го контакта), соответственно между, его начальным и конечным по-ложениями;К - сопротивление кабеля,условно изображенное насхеме в виде резисто"ра ц;- результирующее сопротивление, эквивалентноеопределяемой геометрической характеристикествола скважины при отсутствии утечки токав кабеле.В этом случае информация о К может служить лишь показателем достоверности осуществляемых измерений,При наличии утечки тока в кабеле, т,е. при К(с о соответственно получают(Ки) ф Незначительные расхождения между значениями Ф, полученными с помощью левой и правой частей этого выражения, могут возникать иэ-за недостаточной точности построения номограм;мы и ошибок отсчета по ней исходных и искомых данных. Обычно максимум расхождения не превышает 0,002%. Это достаточно убедительно подтверждает правильность как графоанапитического (номографического), так и чисто алгебраического вариантов реализации предлагаемого способа определения геометрических характеристик стволов буровых скважин,14392 разность измеренных сопротивлений участков проводящего элемента, полученная на дневной поверхности при наличии утеч 5 ки тока в кабеле;измеренное сопротивление изоляции кабеля;полное сопротивление про10 водящего элемента, определенное в нормальных условиях на участке, ограниченном начальным и конечным положениями чувствительного элемента;,фК= --- константа для перевода2 Кпинформационного результирукщего сигнала в определяемую геометрическуюхарактеристику;ф,х - величина диапазона определения геометрической характеристики.В качестве примера оценим опреде 25 ляемую геометрическую характеристику ствола скважины по предлагаемому способу. При этом принимают го = 0,7 КОм, К л= 1 КОм, т,= 1 ЯО КОм, ф= 36030 Тогда получают360 180ф= -- х 0,7(2- -- -) = 126 4146",2 ф 180+135 Отсюда видно, что устраненная погреш,ность определения геометрической характеристики Дф= -41 461Для пояснения механизма определе 40 1 ния геометрических характеристик стволов скважин с учетом поправок на изменение сопротивления изоляции кабеляпользуются номограммой (фиг.2). Номограмма служит для нахождения поп 45 равок Д на изменение сопротивления изоляции кабеля с целью осуществления математической операции т = т о + .+ д . График номограммы отражает функцональную зависимость Й= Е (г, К ц = = сопзС) при известном по конструк- тивным данныи полном сопротивлении проводящего элемента К= 1 КОм, Графики, имеющие вид лучка прямых, пересекакицихся в точке начала отсчета координат (Д,г), построены с исполь 55 эованием приведенных рабочих формул для нахождения текущих значений т и го и образуют на осях, ограничивакцих поле номограммы, шкалы, отражающиезависимость где Ы - углы между д-й (=1,2,3Н) прямой и абсциссой, соответствунщие выбранному масштабу построения графиков номограммы,Номограмма показывает, что при известных значениях Ки г нахождение поправок д не вызывает затруднений. Однако, если величину Кможно измерить, то текущее значение вскважинных условиях при наличии утечки тока в кабеле (при Коо ) искаижается и принимается на дневной поверхности в виде значения г . По этойопричине для обеспечения возможностинахождения поправок принято условиет г,. Такое допущение приемлемо,поскольку, по крайней мере, дляКд 7 50 КОм при известных в скважинной аппаратуре максимальных значе"ниях К в результате измерения максимальных текущих значений г,м 4 н х,свнесена погрешность, не превьппающаясотых долей процента. В частности,при исходных данных рассмотренногопримера эта погрешность составляет0,006. 1Продублировав с использованием приведенной ноиограммы (нахождение поправки В по штриховым линиям) оценку определенной геометрической характе" ристики ствола скважины ф, нетрудно убедиться в соблюдении равенства К(г + д ) ":Кг (2 ---- )К до о К +20К 14 З 92 ЫИспользование предлагаемого спосо-.ба позволяет осуществлять с требуемой точностью исследование стволовбуровых скважин в особо жестких условиях эксппуатации, когда можно ожи 5 г егдедать, что примененный геофизическийкабель будет поврежден аномальнымвоздействием температуры и давления,близкими к предельно допустимым значениям, либо превышающими ихформула и з о б р е т е н и яСпособ определения геометрическиххарактеристнк стволов буровых скважин, включающий последовательный 15спуск на геофизическом кабеле до заданной глубины скважинного прибора,измерение на дневной поверхности сопротивления участков проводящего элемента скважинного прибора и определение геометрических характеристикстволов буровых скважин, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения, дополнительно измеряют сопротивление изоляции кабеля, а геометрическую характеристику Ф стволов буровых скважинопределяют иэ выражения+ константа для перевода информационного результирующего сигнапа в определенную геометрическую характеристику3 величина диапазона определения геометрической характе" ристики ф -разность измеренных сопро"тивлений участков проводящего элемента, полученнаяна дневной поверхности приналичии утечки тока в кабеле;измеренное сопротивлениеизоляции кабеля;полное сопротивление проводящего элемента, определенное в нормальных условияхна участке, ограниченномначальным и конечным положениями чувствительного элемента;