Геофизические методы исследования скважин и скважинная аппаратура

 

ГК-М модуль гамма каротажа (привязочный) обеспечивает измерение мощности экспозиционной дозы естественного гамма-излучения горных пород. 

 

ИК-М - модуль индукционного каротажа обеспечивает исследования  зондовой установкой  6Ф1. 

 

КП-М - модуль каверномера - профилемера обеспечивает проведение кавернометрии в открытом стволе нефтяных и газовых скважин.

 

МК-М -прибор для исследования скважин  методами микрозондирования. 

 

Приборы (модули) сборки МЕГА – Э обеспечивают возможность использования в автономном (одноочередном) режиме в качестве самостоятельных скважинных приборов.

            Базовый комплекс МЕГА-Э может быть трансформирован за счет сменных модулей ЭК-2М (многоэлектродный боковой, БКЗ, резистивиметрия),  мега-микро (микрозондирование, микробоковой, микрокаверномер), инклинометр с непрерывной записью ИНМ.

            Приборы (модули) сборки МЕГА-Э обеспечивают возможность использования в автономном (одиночном) режиме в качестве самостоятельных скважинных приборов.

 

Данные по аппаратуре.

ЭК-М.

 

Прибор рассчитан на работу в  комплексе с 3-х жильным каротажным кабелем КГ-3-60-180-1 длиной до 6000 м и  компьютеризованной каротажной станцией МЕГА в скважинах диаметром от 150 до 400 мм в водной промывочной жидкости с содержанием NaCl от десятых долей процента до минерализации, соответствующей насыщению: NaOH – от 10 до 20%, нефти – до 5 – 10%, при наибольшем значении температуры окружающей среды 120°С и наибольшем гидростатическом давлении 80 МПа.

 

Прибор может работать как в  одиночном режиме, так и в составе  с другими приборами комплекса (ИК-М, ГК-М, КП-М).

Измерения БКЗ и БК проводятся в  разных циклах. ПС регистрируется только в аналоговой форме.

ЭК-М обеспечивает измерение кажущихся удельных сопротивлений горных пород в режиме «БКЗ» зондовыми установками:

• А8,0M1,0N (шифр параметра GZ5);
• A4,0M0,5N (шифр параметра GZ4);
• A2,0M0,5N (шифр параметра GZ3);
• N0,5M2,0A (шифр параметра OGZ);
• A1,0M0,1N (шифр параметра GZ2);

 

в общем диапазоне от 0,2 до 5000 Омм с разбивкой на два диапазона в процессе измерения: от 0,2 до 100 Омм (чувствительный канал) и от 100 до 5000 Омм (грубый канал);

зондовыми установками

• A0,5M6,0N (шифр параметра PZ);
• A0,4M0,1N (шифр параметра GZ1);

в общем диапазоне от 0.2 до 2000 Омм с разбивкой на два диапазона в процессе измерения: от 0,2 до 100 Омм (чувствительный канал) и от 100 до 2000 Омм (грубый канал);

измерение удельного сопротивления  водной промывочной жидкости (шифр параметра RB) резистивиметром – в диапазоне от 0.2 до 20 Омм.

 

Прибор обеспечивает измерение  кажущихся удельных сопротивлений  горных пород трехэлектродным зондом БК путем раздельного измерения  потенциала экранного электрода (LLU) и силы электрического тока центрального электрода (LLI) в общем диапазоне от 0.5 до 20000 Омм, при этом диапазон измеряемых значений потенциала экранного электрода от 0.05 до 0.4В (чувствительный канал) и от 0.4 до 10В (грубый канал), а силы электрического тока центрального электрода от 0.05 до 1.5 мА (чувствительный канал) и от 1.5 до 46 мА (грубый канал).

 

Формула для расчета p_k по БК:    p_k= K´(LLU/LLI);

 

где K – коэффициент зонда. Для ЭК-М K=190.

 

ЭК-М обеспечивает совместно с  БКЗ измерение и выдачу в аналоговой форме сигнала потенциала самопроизвольной поляризации (шифр параметра SP), при этом сопротивление цепи прохождения сигнала ПС в аппаратуре не более 500 Ом.

 

Питание скважинного прибора и  токовых электродов осуществляется от наземного источника питания  силой тока (500±5)мА частоты 400 Гц.

Калибровка каналов БКЗ, БК обеспечивается с помощью режимов «Ноль-сигнал» и «Стандарт-сигнал».

Питание на скважинный прибор подается при полном погружении его в раствор.

Время установления рабочего режима прибора не более 15 минут с момента  его включения.

При автономном использовании прибора ЭК-М вторая и третья жилы кабеля при прозванивании дают разрыв (жилы проходные), а первая жила  по отношению к ОК при смене измерительных концов тестера показывает различное сопротивление (сопротивление жилы кабеля плюс 70 Ом или сопротивление жилы кабеля плюс 500 Ом).

При работе в составе комплекса  с КП-М сопротивление второй и  третьей жил кабеля равно между  собой (сопротивление жилы плюс 50 Ом) и при смене полярности не меняется, а сопротивление первой жилы при  смене измерительных концов меняет по отношению к ОК сопротивление (сопротивление жилы плюс 500 Ом или только сопротивление жилы).

Правильность подключения второй и третьей жил проверяется  по раскрытию каверномера: если при  раскрытии лампочка блокировки не гаснет, то следует поменять вторую и третью жилы местами; при автономной работе при неправильном подключении второй и третьей жил прибор не отвечает на запросы наземного устройства.

 

Инициирование передачи прибором измерительной  информации осуществляется наземным оборудованием при передаче в прибор командного слова.

Командные и информационные сигналы  передаются в виде кодоимпульсных посылок  в формате принятом для микросхемы 588ВГ6 (двоичный, 16-ти разрядный, типа МАНЧЕСТЕР-2) по «фантомной» схеме.

 

Включение прибора и коммутация режимов его работы производится с помощью реле в следующей последовательности. При подаче постоянного напряжения питания по первой жиле кабеля происходит подключение   блока Телеметрической Линии Связи (ТЛС) ко второй и третьей жилам кабеля. Тем самым обеспечивается прием командной и передача измерительной информации, а также подача от наземного устройства напряжения питания частоты 400 Гц на силовые трансформаторы. Начинает работать блок питания, с которого снимается напряжение 28В. Через 3 секунды снимается постоянное питание с первой жилы кабеля от наземного источника, к первой жиле подключается электрод ПС зонда БКЗ или электрод ПС прибора ИК-М, одновременно подается напряжение 28В с внутреннего блока питания на приборы ИК-М, ГК-М, КП-М.

При автономном использовании прибора  ЭК-М применяется специальная  пробка (заглушка) с нагрузочным  сопротивлением, обеспечивающая нагрузку стабилизатора напряжения 28В вместо остальных приборов комплекса.

Контроль питания 500 мА 400 Гц на скважинном приборе осуществляется по измерительному каналу UM1, соответствующее значение определяется в процессе настройки прибора в ГМЛ и выдается вместе с калибровками на прибор.

Режимы работы прибора задаются с наземного устройства управления.

В режиме БКЗ ток питания протекает через токовый электрод зонда БКЗ и исследуемую горную породу на ОК. При этом с измерительных электродов зонда БКЗ снимаются напряжения частоты 400 Гц, пропорциональные сопротивлениям исследуемых пород.

В режиме БК цепь тока замыкается на корпус прибора, который конструктивно состоит из трех электродов: верхнего и нижнего экранных и центрального. С электродов цепь тока питания через исследуемую породу замыкается на ОК. Токи экранных электродов выполняют роль фокусирующих для центрального, что обеспечивает глубокое проникновение тока центрального электрода в исследуемую породу.

В режиме «КОНТРОЛЬ» цепь тока питания  прибора замыкается непосредственно  на оплетку кабеля. Данный режим  используется в лабораторных условиях для проверки прибора либо для записи ИК или профилемера в составе сборки до устья.

 

ИК-М.

 

Прибор скважинный индукционного  каротажа ИК-М входит в состав аппаратурного  комплекса МЕГА-Э и предназначен для проведения исследований методом  индукционного каротажа зондовой установкой 6Ф1 в открытом стволе нефтяных и газовых  скважин диаметром от 150 до 400 мм, заполненных водной промывочной жидкостью, при максимальных значениях температуры окружающей среды 120° и гидростатического давления 80 МПа.

Прибор рассчитан на работу в  комплексе с компьютеризированной станцией МЕГА и геофизическим грузонесущим кабелем  КГ3-60-180-1, длиной до 5600 м.

Прибор может работать как в  одиночном режиме так и в составе  комплекса МЕГА-Э.

Диапазон измерений кажущейся  удельной электрической проводимости горных пород зондовой установкой 6Ф1 от 10 до 1500 мСм/м.

Калибровка канала ИК обеспечивается с помощью режимов «Ноль-сигнал»  и «Стандарт-сигнал».                                              

Величина напряжения электрического тока питания на головке  прибора (30±2) В. Сила электрического тока питания, потребляемого прибором от источника, не более 160 мА.

Диапазон рабочих температур от –10 до + 120°С.

Время установления рабочего режима прибора не более 15 минут с момента  его включения.

Прибор связан с наземным комплексом трехжильным грузонесущим кабелем, по первой жиле и оплетке которого осуществляется электрическое питание прибора постоянным электрическим током. По второй и третьей жилам кабеля осуществляется прием команд и передача измерительной информации.

Инициирование передачи прибором измерительной  информации осуществляется наземным оборудованием  при передаче в прибор командного слова.

Командные и информационные сигналы  передаются в виде кодоимпульсных посылок  в формате принятом для микросхемы 588ВГ6 (двоичный, 16-ти разрядный, типа МАНЧЕСТЕР-2) по «фантомной» схеме.

Сопротивление первой жилы кабеля при  подключенном приборе относительно оплетки в положительной полярности должно быть примерно равно 2 кОм (в  цепи прозвонки есть диод). Сопротивление второй и третьей жил относительно друг друга и оплетки бесконечно большое пока не включено питание прибора. При включенном питании сопротивление цепи жил второй и третьей между собой равно удвоенному сопротивлению кабеля, на оплетку – бесконечно большое сопротивление.

 

ГК-М.

 

Модуль ГК-М предназначен для работы, как в составе комплекса  программно-управляемых скважинных модулей МЕГА-Э, так и в автономном режиме, при исследованиях скважин  диаметром 110 мм и более на месторождениях нефти и газа методами гамма-каротажа.

Прибор обеспечивает проведение измерений  в скважинах, заполненных водной промывочной жидкостью с содержанием  NaCl от десятых долей процента до минерализации, соответствующей насыщению, NaOH – 20%, нефти – до 10% и водородным показателем (pH) от 7 до 10, при верхнем значении температуры 120°С и гидростатического давления 80 Мпа с использованием грузонесущего геофизического трехжильного бронированого кабеля марки КГ3-60-180-1 длиной до 6000 м.

Прибор ГК-М эксплуатируется  с программно-управляемой каротажной лабораторией МЕГА и обеспечивает измерение мощности экспозиционной дозы (МЭД) естественного гамма-излучения горных пород.

Диапазон измерения МЭД обеспечиваемый прибором, - от 14´10^-14 до 18´10^-12 А/кг.

Чувствительность ГК-М по гамма-излучению источника радий-226 в точке 0.6 верхнего значения диапазона, указанного выше, -не менее 2.0´10¹⁴ кг/(А´с) (870 имп/мин на 1 мкр/час).

Величина напряжения электрического тока питания на головке  прибора (30±2) В. Сила электрического тока питания, потребляемого прибором от источника, не более 120 мА.

Диапазон рабочих температур от –10 до + 120°С.

Время установления рабочего режима прибора не более 30 минут с момента  его включения.

Прибор связан с наземным комплексом трехжильным грузонесущим кабелем, по первой жиле и оплетке которого осуществляется электрическое питание прибора постоянным электрическим током. По второй и третьей жилам кабеля осуществляется прием команд и передача измерительной информации.

 

Принцип измерения МЭД, реализованный  в приборе ГК-М, основан на преобразовании регистрируемых сцинтилляционным блоком детектирования гамма-квантов, обусловленных естественной радиоактивностью горных пород, ыв электрические сигналы, средняя частота следования которых связана с МЭД гамма-излучения (Р, А/кг) функциональной зависимостью:

 

N = P ´ S,  (10)

 

где      N – средняя частота следования импульсов, с^-1;

S – чувствительность прибора, кг/(А ´с).

 

В результате, измерение МЭД гамма-излучения  сводится к определению чувствительности (коэффициента преобразования), являющейся величиной постоянной для данного экземпляра прибора, и измерения средней частоты следования его выходных импульсов в процессе каротажа.  

 

Инициирование передачи прибором измерительной  информации осуществляется наземным оборудованием при передаче в прибор командного слова.

Командные и информационные сигналы  передаются в виде кодоимпульсных посылок  в формате принятом для микросхемы 588ВГ6 (двоичный, 16-ти разрядный, типа МАНЧЕСТЕР-2) по «фантомной» схеме.

Сопротивление первой жилы кабеля при подключенном приборе относительно оплетки в положительной полярности должно быть примерно равно 2 кОм (в цепи прозвонки есть диод). Сопротивление второй и третьей жил относительно друг друга и оплетки бесконечно большое пока не включено питание прибора. При включенном питании сопротивление цепи жил второй и третьей между собой равно удвоенному сопротивлению кабеля, на оплетку – бесконечно большое сопротивление.