Применяемая аппаратура и оборудование

В целях промысловых геофизических исследований и работ в скважинах на предприятии «Тюменьпромгеофизика» используются следующие скважинные приборы:

ПЛТ 9

Аппаратурный комплекс PLT9 предназначен для проведения термогидродинамических исследований в действующих скважинах в процессе контроля за разработкой нефтегазовых месторождений.

Комплекс PLT9 обеспечивает проведение исследований в скважинах при температуре окружающей среды до 125С и гидростатическом давлении до 60 МПа с компьютеризованной каротажной станцией «МЕГА» и одножильным грузонесущем геофизическим кабелем до 6000 м.

Способ передачи информации – двунаправленная фазоимпульсная модуляция на скорости до 40 кБод. Протокол обмена прибора с наземным оборудованием предусматривает контроль ошибок и обеспечивает надежную передачу информации. Все регулировки в приборе осуществляются программно с использованием энергонезависимой памяти. Это позволяет проводить настройку и калибровку без разбора прибора с широкими возможностями автоматизации.

Прибор PLT9, предназначен для проведения полного комплекса исследований по контролю за разработкой и включает в себя:

• датчик термометра - чувствительный термометрический элемент (терморезистор);

• датчик давления – мостовой тензопреобразователь Д100-2;

• датчик термокондуктивного расходомера - чувствительный термометрический элемент с нагревателем работает по принципу термоанемометра. В нём установлен термочувствительный элемент (терморезистор) и резистор нагревателя. Сопротивление терморезистора в однородной среде обратно пропорционально средней линейной скорости потока, что позволяет в благоприятных условиях оценивать скорость потока и строить профиль притока или поглощения флюида;

• локатор муфт, состоящий из двух постоянных магнитов и катушки, расположенной между ними, собранный на каркасе из немагнитного материала. Информационным параметром при осевой магнитной неоднородности колонны труб выступает наведённая ЭДС самоиндукции в катушке датчика ЛМ;

• датчик уровня естественного гамма-излучения - сцинтилляционный кристаллический детектор NaJ(Tl) СДН17 размером 18х160 с фотоэлектронным умножителем ФЭУ-102. Принцип работы электронной части прибора совместно с датчиком ГК основан на преобразовании квантов гамма-излучения в электрические импульсы с помощью сцинтилляционного детектора и далее преобразовании средней частоты этих импульсов в код.

• датчик влагомера - электроизолированный от корпуса и от скважинного флюида стержень, предназначен для измерения емкости диэлектрическим методом;

• электромагнитный датчик резистивиметра предназначен для бесконтактного измерения удельной электрической проводимости водонефтяной эмульсии, воды и промывочной жидкости различной минерализации в колонне и насосно-компрессорных трубах эксплуатационных и нагнетательных скважин. В датчике используется трансформаторный метод измерения электропроводности жидкости.

• датчик уровня акустических шумов (в проекте);

Конструкция прибора предусматривает подключение к себе одного из дополнительных модулей, позволяющих измерять:

• расход жидкости(механический беспакерный расходомер) -состоит из корпуса с крыльчаткой, нижней штанги с грузом, фонаря (центратора), преобразователя с мостом (или приборной головкой). В преобразователе установлена электронная часть блока.

Крыльчатка установлена в корпусе на керновых опорах, состоящих из корундового конического подпятника типа ПКК2,5хх0,15 и керна с радиусом сферы 0,05мм. В верхней части корпуса установлены два магниточувствительных датчика, выводы которых соединены с платой, установленной в головке. В утолщенной части оси крыльчатки установлены два миниатюрных постоянных магнита. При вращении крыльчатки поля магнитов воздействуют на датчики, сигналы с которых поступают в электронной часть, установленную в преобразователе.

Принцип работы расходомера основан на определении скорости потока жидкости в эксплуатационных и нагнетательных скважинах. Измерение производится при спуске или подъеме в исследуемых интервалах, а также поточечно. Величина расхода флюида в данном сечении скважины (колонна диаметром 5 дюймов) определяется по зависимости частоты вращения аксиальной крыльчатки от расхода соосного с ней потока жидкости.

• плотность флюида(гамма-гамма плотномер ГГП-36) состоит из зондовой части, в которую входит детектор гамма-излученияNaI(Tl) с источником²⁴¹Am. Гамма-излучение, создаваемое источником  излучения с изотопом ²⁴¹Am, формируется в узкий пучок и направляется через жидкостную среду (промывочная жидкость протекает между источником и детектором излучения) на чувствительный элемент детектора NaJ(Tl) СДН 1010 датчика ГК. При неизменности прочих влияющих факторов, число гамма-квантов, пришедших в кристалл NaJ(Tl) зависит экспоненциально от плотности контролируемой среды, причем, при увеличении плотности жидкости число гамма-квантов уменьшается.

Гамма-кванты вызывают в кристалле вспышки света, которые преобразуются фотоэлектронным умножителем (ФЭУ-102) в электрические импульсы, средняя частота следования которых преобразуется в код в электронной части модуля.

Данная технология предназначена для определения плотности жидкости в трубном пространстве эксплуатационных скважин. Регистрация данных производится со скоростью 400 м/ч.

• уровень жидкости в межтрубном пространстве(гамма-гамма плотномер П2) - состоит из зондовой части, в которую входит детектор гамма-излученияNaI(Tl) с источником¹³⁷Cs.

Технология определения контакта «газ-жидкость» в межтрубном пространстве эксплуатационных скважин основана на измерении плотности флюида методом плотностного гамма- гамма каротажа. При облучении среды жесткими гамма -квантами рассеянное гамма-излучение зависит главным образом от объемной плотности среды и практически не зависит от эффективного атомного номера. Измерение плотности окружающей среды позволяет уверенно определять положение контакта «газ-жидкость» в межтрубном пространстве.

Принцип работы электронной части модуля совместно с датчиком ГК основан на преобразовании квантов гамма-излучения в электрические импульсы с помощью сцинтилляционного детектора и далее преобразовании средней частоты этих импульсов в код.

Данная технология предназначена для определения уровня жидкости в межтрубном пространстве эксплуатационных скважин, оборудованных погружными насосами типа ЭЦН. Технология проведения работ на скважине предусматривает использование лубрикатора, что позволяет проводить измерения без остановки работы скважины. Регистрация данных производится в НКТ со скоростью 400 м/ч.

Интерфейс приборов может работать как в режиме двухстороннего обмена, так и в режиме односторонней передачи данных с прибора на станцию (режим эмуляции телеметрии АККИС). Для использования при работе на скважине режима двухстороннего обмена необходимо применение поставляемого в комплекте интерфейсного блока или каротажной станции, способной формировать программные запросы скважинному прибору. Режим двухстороннего обмена позволяет менять режим работы прибора на скважине (скорость передачи данных по каналам, коэффициент усиления локатора муфт, время накопления для канала гамма-каротажа и т.д.)

Список регистрируемых параметров и краткая характеристика измерительных каналов приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Параметр	Шифр	Канал	Точка записи, мм	Характеристики канала
Температура	TEMP	0	1160	Диапазон измерения 0 – 125 °C Разрешающая способность 0.001 °C Точность 0.5 °C Инерционность 1с Функция преобразования линейная Т(С)=Код0,004
Давление	PRES	1	1100	Диапазон измерения 0.1 – 60 МПа Разрешающая способность 0.001 МПа Точность 0.05 Мпа Функция преобразованиялинейная Р(Мпа) =(Код-500)0,002
СТД	STD	2	1160	Позволяет выделять притоки со скоростью течения 1 –50 см/с
Локатор муфт с пиковым детектором	CCL	6	310	Амплитуда выходного сигнала локатора муфт к фону не менее 5:1 Начальное значение 0-10 кодов Максимальное значение до 5000 кодов
Естественная гамма активность за 3 с.	GR	8	760	Диапазон измерения мощности экспозиционной дозы Гамма-излучения 0 – 100 мкР/ч Пределы допускаемой абсолютной погрешности 5 мкР/ч.
Влагомер (только для ПЛТ9)	WM	4	1450	Диапазон измерения 0 – 100% Погрешность не более 5%
Резистивиметр (только для ПЛТ9)	RB	5	1350	Диапазон измерения 0 – 50 Смм Разрешающая способность 0.001 Смм
Расходомер	SPIN	12	2200	Пределы измерения 0.6 – 30 м3/ч Порог чувствительности 0.4 м3/ч
Контроль питания +16 В.	TM1	7	-	Контроль питания скважинного прибора - 160 10 ед. кода
Серийный номер прибора	TM2	9	-	-
Канал контроля ошибок	TM3	10	-	Показания при нормальной работе - 0, при работе без расходомера постоянное возрастание

При работе с модулем плотномер данные на регистратор поступают по 12 каналу SPIN.

Диаметр прибора 38 мм

Длина прибора:

PLT-9 2000 мм

Масса прибора:

PLT-9 не более 10 кг.

МЕГА-К

Аппаратурный комплекс МЕГА-К предназначен для проведения термогидродинамических исследований в действующих скважинах в процессе контроля за разработкой нефтегазовых месторождений.

Комплекс МЕГА-К обеспечивает проведение исследований в скважинах при температуре окружающей среды до 100С и гидростатическом давлении до 60 МПа с компьютеризованной каротажной станцией «МЕГА» и одножильным грузонесущем геофизическим кабелем до 5000 м.

В конструкцию аппаратуры заложен блочный принцип построения узлов механики и электронных схем.

Аппаратура представляет собой три блока (РАСХОД; СОСТАВ; ИНТЕРВАЛ), допускающих их сборку в различном сочетании и любой последовательности, электрически соединенных центральной транзитной жилой кабеля, кроме блока РАСХОД который в любом варианте сборки является конечным.

Аппаратура в полном составе сборки блоков имеет объединенное питание, подаваемое по кабелю и объединённую информационную сеть, сформированную на той же жиле кабеля.

В каждом блоке сборки аппаратуры установлена плата телеметрической системы. При включении питания аппаратуры все блоки объединяются в единую телеметрическую сеть и автоматически переходят в режим поочерёдной передачи данных.

Модуль «ИНТЕРВАЛ» предназначен для привязки интервалов либо выполнения комплекса в нагнетательных скважинах (при подключении модуля механического расходомера) и включает в себя следующий набор датчиков:

• датчик термометра - чувствительный термометрический элемент (терморезистор);

• датчик давления – мостовой тензопреобразователь Д100-2;

• локатор муфт, состоящий из двух постоянных магнитов и катушки, расположенной между ними, собранный на каркасе из немагнитного материала. Информационным параметром при осевой магнитной неоднородности колонны труб выступает наведённая ЭДС самоиндукции в катушке датчика ЛМ;

• датчик уровня естественного гамма-излучения - сцинтилляционный кристаллический детектор NaJ(Tl) СДН17 размером 18х160 с фотоэлектронным умножителем ФЭУ-102. Принцип работы электронной части прибора совместно с датчиком ГК основан на преобразовании квантов гамма-излучения в электрические импульсы с помощью сцинтилляционного детектора и далее преобразовании средней частоты этих импульсов в код.

Для проведения полного комплекса исследований по контролю за разработкой производят сборку модуля «ИНТЕРВАЛ» с модулем «СОСТАВ», включающего в себя:

• датчик влагомера - электроизолированный от корпуса и от скважинного флюида стержень, предназначен для измерения емкости диэлектрическим методом;

• электромагнитный датчик резистивиметра предназначен для бесконтактного измерения удельной электрической проводимости водонефтяной эмульсии, воды и промывочной жидкости различной минерализации в колонне и насосно-компрессорных трубах эксплуатационных и нагнетательных скважин. В датчике используется трансформаторный метод измерения электропроводности жидкости;

• датчик термокондуктивного расходомера СТД - чувствительный термометрический элемент с нагревателем работает по принципу термоанемометра. В нём установлен термочувствительный элемент (терморезистор) и резистор нагревателя. Сопротивление терморезистора в однородной среде обратно пропорционально средней линейной скорости потока, что позволяет в благоприятных условиях оценивать скорость потока и строить профиль притока или поглощения флюида;

• датчик уровня акустических шумов - пьезокерамический элемент, выполненный в форме втулки, жестко соединенный с корпусом блока. Пьезокерамический элемент работает в качестве приемника упругих волн звукового диапазона.

Конструкция обоих модулей предусматривает подключение к себе одного из модуля «РАСХОД» (механический беспакерный расходомер), предназначен для измерения расхода жидкости - состоит из корпуса с крыльчаткой, нижней штанги с грузом, фонаря (центратора), преобразователя с мостом (или приборной головкой). В преобразователе установлена электронная часть блока.

Крыльчатка установлена в корпусе на керновых опорах, состоящих из корундового конического подпятника типа ПКК 2,5хх0,15 и керна с радиусом сферы 0,05мм. В верхней части корпуса установлены два магниточувствительных датчика, выводы которых соединены с платой, установленной в головке. В утолщенной части оси крыльчатки установлены два миниатюрных постоянных магнита. При вращении крыльчатки поля магнитов воздействуют на датчики, сигналы с которых поступают в электронной часть, установленную в преобразователе.

Принцип работы расходомера основан на определении скорости потока жидкости в эксплуатационных и нагнетательных скважинах. Измерение производится при спуске или подъеме в исследуемых интервалах, а также поточечно. Величина расхода флюида в данном сечении скважины (колонна диаметром 5 дюймов) определяется по зависимости частоты вращения аксиальной крыльчатки от расхода соосного с ней потока жидкости.

Список регистрируемых параметров и краткая характеристика измерительных каналов для полной сборки приведены в таблице 2.

Таблица 2.

Параметр	Шифр	Канал	Точка записи, мм	Характеристики канала
Температура	TEMP	0	1070	Диапазон измерения +5 – +120 °C Пределы допускаемой абсолютной погрешности 0.6 °C Инерционность 1.5с Функция преобразования линейная
Давление	PRES	1	1050	Диапазон измерения 0.1 – 60 МПа Пределы допускаемой абсолютной погрешности 0.6 Мпа
Локатор муфт с пиковым детектором	CCL	2	750	Амплитуда выходного сигнала локатора муфт к фону не менее 5:1
Контроль питания	UM1	3	-	Контроль питания скважинного прибора - 2000 100 ед. кода
Температурная коррекция датчика давления	T1K	4	1050	Используется при расчете давления.
Естественная гамма активность за 0.8 с.	GR	15	250	Диапазон измерения мощности экспозиционной дозы Гамма-излучения 0 – 100 мкР/ч Пределы допускаемой абсолютной погрешности 5 мкР/ч.
СТД	STD	6	1415	Позволяет выделять притоки со скоростью течения 1 –50 см/с
Резистивиметр	RB	7	1305	Диапазон измерения 0.05 – 50 Смм Пределы допускаемой абсолютной погрешности 10%.
Шум НЧ Шум СЧ Шум ВЧ	NSL NSM NSH	8 9 10	1600 1600 1600	0.5 – 5 кГц 5 – 12 кГц 12 –20 кГц
Влагомер	WM	12	1415	Диапазон измерения 0 – 100%
Расходомер	SPIN	12	2345	Пределы измерения 0.6 – 30 м3/ч Порог чувствительности 0.4 м3/ч

Электрическое питание модулей осуществляется от источника питания «ИСТОК-1» постоянным напряжением 65В при потребляемом токе для набора модулей «Интервал» - «Состав» около 150мА (СТД - выключен), или около 350 мА (СТД - включен). Включение нагрева СТД производится уменьшением на несколько секунд напряжения питания до 30В, а выключение – увеличением до 90В и выполняется командами в окне «Скв. Прибор».

• «СТД_выкл»- выключен нагрев датчика термокондуктивного расходомера.

• «СТД_вкл»- включен нагрев датчика термокондуктивного расходомера

Диаметр прибора 38 мм

Длина прибора:

«Интервал» 1240 мм

«Состав» 785 мм

«Поток» 630 мм

Масса прибора:

«Интервал» 7.5 кг

«Состав» 7.0 кг

«Поток» 3 кг