книги из ГПНТБ / Левит А.М. Анализ газа и дегазация при разведке нефтяных, газовых и угольных месторождений

Как и все описанные приборы, дегазатор фирмы «Самега» не обладает постоянной степенью извлечения. Степень извлечения, достигаемая на этом приборе, зависит от вязкости и газонасы­ щенности бурового раствора, а также от ряда других факторов,

Рис. 35. Схема дегазатора фирмы «Самега».

вода извлеченного газа к газоанализа­ тору; 9 — кран для регулирования скоро­ сти вращения диска

которые трудно учесть. Большой объем дегазатора приводит к не­ которому размазыванию газопоказаний.

Дегазатор ДВР. Для повышения эффективности газового ка­ ротажа при использовании весьма вязких буровых растворов (>100 с), когда степень извлечения газа из бурового раствора

Рис. 36. Общий вид дегазатора ДВР.

скважин, когда скорости проходки очень низки и применяемые поплавковый или шнековый дегазаторы не обеспечивают отбивку продуктивных пластов, был предложен дегазатор непрерывного действия ДВР с высокой степенью извлечения газа из бурового

в движение электродвигателем.

100

Корпус дегазатора 1 представляет собой открытый в буровой раствор сосуд, к которому при помощи фланца 2 крепится элект­ родвигатель 3, на валу которого надета крыльчатка 4. Извлечен­ ный из глинистого раствора газ собирается под колпаком кор­ пуса дегазатора. Газовоздушная линия подводится к газосборной камере 5. Для предотвращения подсоса бурового раствора в га­ зовоздушную линию предусмотрены пластины 6, а для преду­ преждения попадания в линию брызг бурового раствора перего­ родки 7. Дегазатор устанавливается в желобе на поплавках 8. Глубина погружения дегазатора в раствор регулируется при по­ мощи болтов 10.

Рис. 37. Дегазатор «Центробежный насос».

Дегазатор ДВР при его использовании для дегазации весьма вязких буровых растворов (>100 с) обеспечивает степень извле­ чения газа в 25 раз большую, чем поплавковый дегазатор. Для

ротажной станции АГКС-4. При значительном содержании угле­ водородных газов в буровом растворе или при использовании вы­ сокочувствительных газоанализаторов мотор выключают, и дега­ затор ДВР работает как обычный поплавковый дегазатор.

Дегазатор «Центробежный насос». Для непрерывной дегаза­ ции буровых растворов фирма «Джеосервис» предлагает дегазатор «Центробежный насос» [69]. Этот дегазатор выпускается в двух вариантах: 1) устанавливаемый на поплавках; 2) устанавливае­ мый на кронштейне, прикрепленном к желобу. Общий вид дега­ затора на поплавках показан на рис. 37.

Дегазатор представляет собой центробежный насос, где при

101

дегазатора и сильно разбрызгивается. Брызги бурового раствора приходят в соприкосновение с воздушным потоком, который по­ ступает в дегазатор через штуцер 5, при этом брызги бурового раствора частично дегазируются, после чего они сливаются и че­ рез трубу 2 выталкиваются из дегазатора в желоб. Воздух вместе с выделившимся из раствора газом поступает через штуцер 6 к суммарному газоанализатору, а часть газа направляется к хро­ матографу для компонентного анализа. Дегазатор устанавли­ вается в желобе на поплавках 7. Скорость прохождения бурового раствора через дегазатор составляет 2,8 л/с.

По данным фирмы «Джеосервис» эффективность дегазатора «Центробежный насос» в 10—15 раз выше эффективности обыч­ ных дегазаторов. При использовании этого дегазатора более вы­ сокие газопоказания получаются как за счет увеличения коли­ чества дегазируемой жидкости (Q), так и за счет повышения сте­ пени извлечения газа из бурового раствора (Р). Этот дегазатор может оказаться полезным для отбивки газосодержащих пластов, плохо отбиваемых при использовании других дегазаторов. Сле­ дует отметить, что аналогичный эффект может быть получен при помощи обычных дегазаторов с применением более чувствитель­ ных газоанализаторов.

Как и во всех рассмотренных нами дегазаторах, степень из­ влечения газа в этом дегазаторе сильно зависит от газонасыщен­ ности бурового раствора, его вязкости и многих других факто­ ров, которые трудно учесть [35].

Как и для описанных ранее дегазаторов, результаты, получен­ ные при использовании дегазатора «Центробежный насос», для точных количественных расчетов непригодны.

Сравнительная оценка желобных дегазаторов непрерывного действия дана в табл. 28. Из табл. 28 видно, что все применя­ емые в настоящее время желобные дегазаторы лишь частично отвечают предъявляемым требованиям, так как ни один из них не дает возможности определять газосодержание бурового раствора. Разрабатываемые в настоящее время дегазаторы должны в отли­ чие от существующих дать возможность надежно определять газо­ содержание бурового раствора.

Технические требования

кжелобным дегазаторам1

1.Дегазатор служит для извлечения углеводородных и н углеводородных газов из части циркулирующего по скважине бу­ рового раствора. Для определения приращения газосодержания

бурового раствора следует при проведении газового каротажа или газометрии установить на скважине два дегазатора: один для извлечения газа из части бурового раствора, закачиваемого в сква­ жину, и второй — из части бурового раствора, выходящего из скважины.

102

юз

Примечание. Температура дегазации 20° С.

2.Дегазаторы должны обеспечить непрерывную или периоди­ ческую, но не реже чем ежеминутную подачу на газоанализатор газовых смесей, извлекаемых как из входящего, так и из выхо­ дящего из скважины бурового раствора.

3.Дегазаторы должны полностью извлекать газ из определен­ ной части бурового раствора. Допускается и частичная дегазация

бурового раствора при условии постоянства степени извлечения. При сохранении этих условий можно будет по концентрации изв­ леченного газа определять его содержание в единице объема буро­ вого раствора.

4.Дегазатор должен извлекать газ из бурового раствора лю­ бой вязкости, при любой температуре бурового раствора и окру­ жающего воздуха. Дегазаторы не должны препятствовать движе­ нию бурового раствора и работе буровой бригады.

5.Дегазатор для входящего бурового раствора должен обес­ печить дегазацию части бурового раствора, отобранного из вса­ сывающей трубы насоса, а для выходящего — из затрубного про­ странства.

6. Дегазатор должен быть прост в эксплуатации, стабилен в работе, не подвергаться коррозии.

Для дегазации части циркулирующего бурового раствора мо­ гут быть использованы различные методы или совокупность не­ скольких методов.

АВТОМАТИЧЕСКИЙ ЖЕЛОБНОИ ДЕГАЗАТОР Д А ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГАЗОНАСЫЩЕННОСТИ БУРОВОГО РАСТВОРА, ВЫХОДЯЩЕГО ИЗ СКВАЖИНЫ

ИВХОДЯЩЕГО В НЕЕ

Вгазовом каротаже для расчета остаточной газонасыщенности разбуриваемого пласта необходимо знать газосодержание буро­ вого раствора [64]. Из изложенного видно, что ни один из приме­ няемых в настоящее время желобных дегазаторов не обеспечивает постоянной степени извлечения газа из бурового раствора и, сле­ довательно, не дает возможности рассчитать его газосодержание. Это связано с тем, что степень извлечения, получаемая на всех этих дегазаторах, сильно зависит от газосодержания бурового раствора, его вязкости, скорости циркуляции, температуры и ряда других факторов. Влияние этих факторов настолько разнообразно

исложно, что по газам, извлеченным из бурового раствора при помощи этих дегазаторов, нельзя определить газосодержание бу­ рового раствора. Точные количественные данные о газосодержа-

нии бурового раствора можно получить при полной дега­ зации. Применяемые в настоящее время лабораторные дегаза­ торы, обеспечивающие полную дегазацию проб бурового раствора,

105

для желобных условий непригодны, кроме того, время дегазации пробы на этих приборах слишком велико.

Сконструировать дегазатор непрерывного действия, обеспечи­ вающий полную дегазацию бурового раствора, очень трудно. Можно, однако, сконструировать дегазатор, обеспечивающий пол­ ное извлечение газа из бурового раствора, прерывного действия

с весьма малым периодом дегазации.

Сконструированный нами автоматический желобной дегазатор для быстрой и полной дегазации проб бурового раствора является

Рис. 38. Схема автоматического желобного дегазатора ДА.

первым желобным дегазатором, позволяющим определять газосодержание бурового раствора, циркулирующего по скважине [39]. Время полной дегазации пробы бурового раствора вместе с ана­ лизом извлеченного газа составляет 1 мин. Вся работа дегазатора осуществляется при помощи вакуума и давления и регулируется пневматическими зажимами.

Желобной автоматический дегазатор ДА (рис. 38) устанавли­ вается в желобе как можно ближе к устью скважины, и к нему подводится буровой раствор из затрубного пространства, давле­ ние от компрессора и вакуум от насоса, установленных на га­ зокаротажной станции. Автоматическое включение и выключение зажимов достигается при помощи многоцепного пневматического командного прибора МКП, установленного на дегазаторе.

Давление от компрессора подается к прибору ПДУ, откуда после снижения до 2,8 кгс/см2 подается к командному прибору

106

МКП. В этом приборе давление подводится к золотникам, соеди­ ненным с соответствующими зажимами дегазатора 1—12. За­ жимы, находящиеся под давлением, закрыты, а свободные от дав­ ления — открыты.

Схема зажима показана на рис. 39. Вставные штуцеры герме­ тично прижимают резиновую трубку к тройнику. Под воздейст­ вием давления резиновая трубка сплющивается и герметично за­ крывает проход, а при снятии давления — выпрямляется и откры­

ется из дегазатора и подается на газокаротажную станцию для анализа. При VII операции открыты зажимы 1, 3, 6 и 9 и происхо­ дит слив дегазированной пробы.

В представленной схеме продолжительность полного цикла со­ ставляет 1,5 мин. Это время было затем сокращено до 1 мин. Это значит, что через каждую минуту мы определяем газосодержание пробы бурового раствора.

Полнота дегазации пробы и воспроизводимость результатов,

Лабораторные испытания дегазатора ДА проводились следую­ щим образом. Бутыли с водой и глинистым раствором (і=1,16) насыщались метаном или бутаном путем барботирования этих газов из баллонов через насыщаемую жидкость. Жидкость,

107

насыщенная газом, хорошо взбалтывалась и разливалась в кол­ бочки объемом 100 мл. Одна половина колб дегазировалась на

приборе ДА, а вторая — на приборе СД-1.

Опыты показали, что концентрации различных углеводородных газов в газовой смеси,извлеченной из вязкого глинистого раствора при помощи дегазаторов ДА и СД-1, очень близки между собой.

Рис. 40. Положение зажимов при работе желобного автоматического дегазатора ДА:

/ — пневматический зажим закрыт; 2 — пневматический зажим открыт

Это значит, что на приборе ДА практически полностью извле­ каются углеводородные газы и при дегазации глинистых раство­ ров высокой вязкости.

Для испытания дегазатора ДА в желобных условиях мы при разбуривании эксплуатационного пласта в скв. 147 Щелковского газохранилища установили его в желобе, подвели к нему вакуум и давление и включили командный прибор. В момент автомати­ ческого отбора пробы в пробоотборник ДА отбирали в колбу объемом 120 мл пробу бурового раствора. Номер отобранной пробы отмечали на пике аналогичной пробы на ленте регистра­

108

тора. Отобранные в колбы пробы дегазировались в лаборатории на дегазаторе СД-1 и анализировались на газоанализаторе, ана­ логичном газоанализатору станции (НГ-1).

Скорость проходки , м / ч

Рис. 41. Результаты газового каротажа, полученные в процессе бурения скв. 217 Щелковского подземного газохранилища при использовании дегазатора ДА с анализом извлеченного газа на суммарном газоанализаторе с термохимическим детектором

Содержание метана в глинистом растворе, определенное по ре­ зультатам анализа газа, извлеченного при помощи дегазаторов ДА и СД-1, было практически одинаково. Это значит, что при по­ мощи дегазатора ДА достигается практически полное извлечение

109