Контроль качества геофизического исследования скважин (стр. 1 из 7)
Кафедра общей и прикладной геофизики
Курсовая работа
по геофизическим исследованиям скважин
на тему:
Контроль качества ГИС
Дубна, 2005
Содержание
I. ВВЕДЕНИЕ
II. АНАЛИЗ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ АППАРАТУРЫ
1. ПРОСТРАНСТВЕННАЯ КОМПОНОВКА ЭЛЕМЕНТОВ ЗОНДОВОГО УСТРОЙСТВА
2. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА АППАРАТУРЫ
III. ПОДГОТОВКА АППАРАТУРЫ К ПРОВЕДЕНИЮ ГИС (НАСТРОЙКА, ПОВЕРКА, ГРАДУИРОВКА)
IV. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СКВАЖИНЫ
V. СТРУКТУРА СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА РЕЗУЛЬТАТОВ ГИС
VI. ДЕСТАБИЛИЗИРУЮЩИЕ ФАКТОРЫ И МЕТОДЫ СТАБИЛИЗАЦИИ
1. ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ВЛИЯНИЯ
2. КВАРЦЕВАЯ СТАБИЛИЗАЦИЯ ЧАСТОТЫ
3. МЕХАНИЧЕСКИЕ ДЕФОРМАЦИИ ДЕТАЛЕЙ
4. НЕПОСТОЯНСТВО НАПРЯЖЕНИЙ ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ
5. ИЗМЕНЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ И АТМОСФЕРНОГО ДАВЛЕНИЯ
6. СМЕНА ИЗНОШЕННЫХ ЧАСТЕЙ ГЕНЕРАТОРА
7. ВЛИЯНИЕ ПОСТОРОННИХ ПРЕДМЕТОВ
VII. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
VIII. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Одной из важнейших задач нефтепромысловой геофизики является повышение точности и достоверности количественной интерпретации промыслово-геофизических данных. Решение этой задачи возможно лишь при высокой точности скважинных измерений и воспроизводимости оценок параметров разреза, получаемых всем арсеналом технических средств. В настоящее время на геофизических предприятиях, осуществляющих промыслово-геофизические исследования в бурящихся нефтяных и газовых скважинах, в эксплуатационных находится большое количество разнотипных средств измерений (СИ). В силу многих причин – изготовления аппаратуры на предприятиях различных ведомств с разным техническим уровнем, отсутствия для отдельных типов аппаратуры необходимых средств метрологического контроля, нарушения правил эксплуатации аппаратуры и др. – качество геофизических измерений не всегда удовлетворяет требованиям нефтепромысловой геофизики. Для достижения единства и регламентированной точности скважинных измерений необходимо дальнейшее совершенствование технико-методических основ количественных приёмов оценки и контроля качества геофизических измерений.
Стандартизация результатов геофизических измерений в скважинах может осуществляться несколькими путями. Один из них – традиционный путь метрологического обеспечения СИ с привлечением методом физического моделирования, сосредоточения физических моделей в испытательных центрах и передачи мер эталона образцовым и поверочным устройствам, являющимся средствами метрологического контроля геофизической аппаратуры в производственных условиях. В последние годы интенсивно развивались методологические основы другого приёма стандартизации промыслово-геофизической аппаратуры – с использованием разрезов специально обустроенных контрольных скважин. При этом подходе геофизические информационно-измерительные системы (ИИС) поверяются в динамическом режиме, т.е. в котором осуществляются реальные скважинные измерения.
Предлагаемая работа посвящена исследованию контроля качества такого метода, как высокочастотное индукционное каротажное изопараметрическое зондирование (ВИКИЗ), базирующегося на измерении относительных фазовых характеристик. Результаты интерпретации диаграмм ВИКИЗ в комплексе с данными других методов ГИС и петрофизической информацией позволяют определять коэффициент нефтегазонасыщения, литологию терригенного разреза, оценивать неоднородность коллекторских свойств на интервалах пористо-проницаемых пластов, выделять интервалы уплотнённых песчаников с карбонатным или силикатным цементов и др.
II. Анализ структурной схемы аппаратуры
Аппаратура ВИКИЗ обеспечивает измерение разностей фаз между ЭДС, наведёнными в измерительных катушках пяти электродинамически подобных трёхкатушечных зондов, и потенциала самопроизвольной поляризации ПС. Благоприятные условия – скважины, заполненные пресной промывочной жидкостью и промывочной жидкостью на нефтяной основе. Исследования не проводят в скважинах, заполненных сильно минерализованной промывочной жидкостью, удельное сопротивление которой менее 0,02 Омм. Метод может быть применён также в скважинах, обсаженных диэлектрическими трубами. Диапазон измерения удельных сопротивлений пород от 1 до 200 Омм.
1. Пространственная компоновка элементов зондового устройства
В аппаратуре ВИКИЗ используется набор из пяти трёхкатушечных зондов. Конструктивно зондовое устройство выполнено на едином стержне и все катушки размещены соосно. Геометрические характеристики зондов представлены в таблице:
| Схема зонда | Длина, м | База, м | Точка записи, м | Частота, МГц |
| И6 0,40 И5 1,60 Г5 | 2,00 | 0,40 | 3,28 | 0,875 |
| И5 0,28 И4 1,13 Г4 | 1,41 | 0,28 | 2,88 | 1,750 |
| И4 0,20 И3 0,80 Г3 | 1,00 | 0,20 | 2,60 | 3,500 |
| И3 0,14 И2 0,57 Г2 | 0,71 | 0,14 | 2,40 | 7,000 |
| И2 0,10 И1 0,40 Г1 | 0,50 | 0,10 | 2,26 | 14,000 |
| ПС | 3,72 |
Все генераторные и измерительные катушки зондов меньшей длины размещены между катушками двухметрового зонда.
На рис. 2.1 показана схема размещения катушек на зондовом устройстве. Здесь принятые следующие обозначения: Г1, Г2, Г3, Г4, Г5 – генераторные катушки; И1, И2, И3, И4, И5, И6 – измерительные катушки.
Рис. 2.1. Пятизондовая система.
2. Структурная схема аппаратуры
Структурная схема скважинного прибора представлена на рис. 2.2. Блок электроники обеспечивает поочерёдную работу зондов. Первой включается генераторная катушка Г1 и измеряется разность фаз между ЭДС, наведёнными в измерительных катушках И1, И2. Второй включается катушка Г2 и измеряется разность фаз между ЭДС, наведёнными в измерительных катушках И2, И3. Далее поочерёдно включаются генераторные катушки остальных зондов.
Рис. 2.2. Структурная схема скважинного прибора.
Электронная схема содержит: усилители мощности – 1-5; смесители – 6-11; аналоговый коммутатор – 12; перестраиваемый гетеродин – 13; устройство управления скважинным прибором – 14; усилители промежуточной частоты – 15, 16; опорный кварцевый генератор – 17; широкополосный фазометр – 18; передатчик телесистемы – 19; выходное устройство – 20; блок питания – 21.
Смесители расположены в зондовом устройстве рядом с измерительными катушками. Там же установлен аналоговый коммутатор. Остальные элементы схемы расположены в блоке электроники.
Скважинный прибор подключается к наземной панели с помощью трёхжильного кабеля. При регистрации на компьютеризированную каротажную станцию функции наземной панели может выполнять соответствующая программа.
Наземная панель – автономная микропроцессорная система, которая выполняет следующие основные функции:
- обеспечивает питание скважинного прибора;
- принимает цифровые сигналы от скважинного прибора;
- учитывает сигналы «нули воздуха» (фазовые сдвиги в непроводящей среде);
- трансформирует принятые сигналы в значения нормированной разности фаз;
- преобразует результаты обработки в аналоговые сигналы (если используются аналоговые регистраторы);
- передаёт результаты обработки по стандартному последовательному интерфейсу RS-232;
- отображает на светодиодном индикаторе коды текущих режимов и результаты измерений.
Наземная панель состоит из следующих блоков (рис. 2.3):
- микроконтроллера;
- формирователя входного сигнала;
- 5-канального ЦАПа;
- интерфейса RS-232;
- энергонезависимого ОЗУ;
- светодиодного индикатора;
- блока управления;
- фильтра сигнала ПС (ФПС);
- сетевого источника питания;
- источника питания для скважинного прибора.
Микроконтроллер обеспечивает общее управление панелью.
Формирователь сигнала отделяет информационный сигнал от напряжения питания зонда (они передаются по одной жиле кабеля), а также преобразует его в последовательность прямоугольных импульсов с уровнями транзисторно-транзисторной логики.
Рис. 2.3. Структурная схема наземной панели.
Для аналоговых регистраторов 5-канальный ЦАП формирует напряжения постоянного тока, пропорциональные измеренным значениям разности фаз.
Интерфейс RS-232 предназначен для передачи измеренных значений в цифровом коде.
Энергонезависимое ОЗУ обеспечивает хранение значений «нулей воздуха» скважинного прибора, которые учитываются при каждом измерении.
Индикаторный светодиодный модуль отображает результаты измерений, а также коды текущих режимов работы.
Фильтр сигнала ПС осуществляет низкочастотную фильтрацию.
Сетевой источник питания преобразует сетевое напряжение в ряд постоянных напряжений +5 В, +24 В, и -12 В, которые используются для питания собственно элементов панели.
Источник питания скважинного прибора преобразует выходное напряжение сетевого источника (+24 В) в напряжение постоянного тока (+140 В).
III. Подготовка аппаратуры к проведению ГИС (настройка, поверка, градуировка)
Самыми точными средствами воспроизведения и хранения единиц измерений являются эталоны. Эталон единицы – это средство измерений (СИ), обеспечивающее воспроизведение и хранение единиц с целью передачи их размера нижестоящим по поверочной схеме СИ, выполненное по особой спецификации и официально утверждённое в установленном порядке в качестве эталона. Первичные эталоны утверждаются в качестве государственных. Они воспроизводят единицу измерения с наивысшей точностью. В метрологической практике широко используются вторичные эталоны, значения которых устанавливаются по первичным. Для передачи размеров единиц рабочим средствам измерений применяются образцовые СИ. В зависимости от точности их подразделяют на разряды. Образцовые СИ 1-го разряда подлежат поверке непосредственно по эталонам, а 2-го, 3-го и последующих разрядов – по образцовым СИ более высоких разрядов.