↑

ГК – Гамма-каротаж

Внешний вид датчика

Принцип действия

Гамма-каротаж основан на измерении естественного фона гамма-излучения, который формируется минеральным составом пород. 

Единицы измерения

Измеряемая величина — скорость счета импульсов в минуту (имп/мин).

Основная расчетная величина — мощность экспозиционной дозы в микрорентгенах в час (мкР/час).

За единицу скорости счета при гамма-каротаже принята единица Американского нефтяного института (GAPI) для определения гамма-активности по произвольной шкале.

Шкала GAPI была градуирована при помощи калибровочной установки в лаборатории Хьюстонского университета, Техас.

Единица гамма-излучения по API определяется как 1/200 от разницы между скоростью счета, записанного прибором в середине радиоактивного участка и скоростью счета в середине нерадиоактивного участка калибровочного стенда. 

Область применения

Этот датчик применятся для

• привязки исследований ПГИ к разрезу скважин на основе гамма-каротажа в открытом стволе 
  
  
• выявления радиогеохимических аномалий, образующихся в процессе вытеснения нефти водой (в обсаженных скважинах) или закачки радиоактивных трейсеров, путем сопоставления тееущего гамма-фона с начальным, полученным на основе гамма-каротажа в открытом стволе

Математическая модель

↑

ПЛМ – Пассивный Локатор Муфт

Внешний вид датчика

Принцип действия

Датчик локации муфт (ЛМ) основан на регистрации наведенной индукции в окружающей прибор трубе в процесс движения прибора вдоль ствола скважины.

Амплитуда наведенной индукции пропорциональна массе окружающего металла и, как правило, дает контрастные всплески напротив муфт, которые представляют собой двукратное увеличение объема металла по сравнению с объемом металла в интервала трубы между муфтами.

Прибор информативен только в движении и контрастность показаний тем выше, чем выше скорость движения прибора.

Недостатком прибора является:

• размытость положения муфты  в пространстве при больших скоростях движения прибора
  
  
• слабая контрастность сигнала при исследованиях требующих медленного спуска
  
  
• неинформативность при исследованиях на стоянках

Единицы измерения

Область применения

Данный датчик применяется для привязки к элементам конструкции скважины по данным замеров датчиков других модулей. Помимо привязки датчик локации муфт (CCL) позволяет решать следующие задачи:

• • Определение положений муфтовых соединений обсадной колонны;
  • Уточнение глубины спуска насосно-компрессорных труб и интервалов установки подземного оборудования;
  • Определение текущего забоя скважины;
  • Определение интервалов перфорации и выявления мест механического нарушения обсадных колонн.

Активный ЛМ – Активный Локатор Муфт

Внешний вид датчика

Принцип действия

Датчик локации муфт (ЛМ) основан на регистрации наведенной индукции в окружающей прибор трубе от генерирующей катушки.

Амплитуда наведенной индукции пропорциональна массе окружающего металла и, как правило, дает контрастные всплески напротив муфт, которые представляют собой двукратное увеличение объема металла по сравнению с объемом металла в интервала трубы между муфтами.

Активный ЛМ свободен от недостатков пассивного ЛМ и сохраняет информативность при низких скоростях и на стоянках.

Единицы измерения

Область применения

Данный датчик применяется для привязки к элементам конструкции скважины по данным замеров датчиков других модулей. Помимо привязки датчик локации муфт (CCL) позволяет решать следующие задачи:

• • Определение положений муфтовых соединений обсадной колонны;
  • Уточнение глубины спуска насосно-компрессорных труб и интервалов установки подземного оборудования;
  • Определение текущего забоя скважины;
  • Определение интервалов перфорации и выявления мест механического нарушения обсадных колонн.

↑

ИНКЛ – Инклинометр

Внешний вид датчика

Принцип действия

Датчик инклинометрии представляет собой 3-х-осевой акселерометр. Принцип его действия основан на измерении проекции ускорения свободного падения на координатные оси, проходящие параллельно прибору. По этим проекциям путем преобразования в полярную систему координат вычисляется угол отклонения оси прибора относительно вектора ускорения свободного падения. Этот угол и есть отклонение оси прибора от вертикали. 

Единицы измерения

Область применения

Инклинометр применяется для определения ориентации прибора в трехмерном пространстве для любой точки скважины. 

↑

T – Термометр

Внешний вид датчика

Принцип действия

Датчик температуры показывает температуру окружающей прибор среды. 

Датчик температуры представляет собой термосопротивление, изготовленное из платиновой проволоки.

При изменении температуры окружающей среды сопротивление датчика изменяется.

При этом изменяется напряжение на выходе датчика, которое далее подается на вход АЦП, где преобразуется в цифровую форму.

Далее в соответствии с калибровкой вычисляется температура. 

Единицы измерения

Область применения

• геотермические исследования
  
  
• выявление зон движения флюида в стволе и пласте
  
  
• определение интервалов заколонных и внутриколонных циркуляций флюида
  
  
• выявление интервалов нарушения целостности элементов конструкции скважины, находящихся в непосредственной близости от датчика (обсадных колонн, колонн НКТ, пакеров, мандрелей и т.д.).
  
  
• численное моделирования потока 
  
  
• количественная оценка объемов потока

↑

P – Давление

Внешний вид датчика

Принцип действия

Датчик давления показывает давление окружающей прибор среды. 

В качестве датчика давления используется сапфировый тензопреобразователь, электрическое сопротивление которого пропорционально величине деформации подложки, а деформация подложки, в свою очередь, пропорциональна давлению.

Тензопреобразователь включен в измерительный мост, в диагонали которого при изменении давления возникает разбалансировка, т.е. появляется разность потенциалов.

Эта разность потенциалов измеряется при помощи АЦП и далее в соответствии с калибровкой пересчитывается в давление. 

Единицы измерения

Область применения

• выявление зон движения флюида в стволе 
  
  
• численное моделирования потока 
  
  
• оценка пластового давление в многорежимных исследованиях
  
  
• количественная оценка плотности потока 

↑

РАСХОДОМЕР 

Механические расходомеры предназначены для измерения средней скорости потока жидкости. Полнопроходной (FBS) (рис. 1.4a и рис. 1.4b) и линейный (ILS) (рис. 1.4c) расходомеры являются механическими расходомерами, применяемыми как в открытом, так и обсаженном стволе скважины. Полнопроходной расходомер оборудован раздвижными рычагами и имеет больший по сравнению 


 

Рис. 1.3. Модуль FBS



с линейным расходомером диаметр для измерения скорости потока жидкости внутри обсадной колонны. Диаметр линейного расходомера не превышает диаметра основной связки приборов и может применяться в обсадных колоннах малого диаметра и колоннах НКТ. 

Принцип действия

Чувствительным элементом механических расходомеров является многолопастная турбина, обороты вращения которой преоб-
разуются в регистрируемые электрические сигналы. Частота электрических импульсов преобразуется в число оборотов за единицу времени, которое прямо пропорционально линейной скорости потока. Полнопроходной расходомер FBS чувствителен как к осевому, так и к радиальному потоку (Рис. 1.1.5), при этом материал турбины обеспечивает возможность эффективной передачи импульса между потоком жидкости и лопастями расходомера, обеспечивая таким образом низкий порог чувствительности вертушки. Ограничения метода заключаются в недостаточной 



 
Рис. 1.4. (a) Полнопроходной расходомер, (b) Полнопроходной расходомер+ Micro-T,

↑

1. Линейный расходомер.

чувствительности в области малых скоростей потока, зависимости пороговой чувствительности от условий проведения измерений, наличия механических примесей, а также от состава потока. 

Единицы измерения

Измеряемой величиной является частота вращения турбины (об/сек), которая преобразуется в скорость потока (м/мин, м/сек, фут/мин, фут/сек) при помощи калибровки. 

Область применения

• • Выделения интервалов притоков в добывающих и интервалов приемистости в нагнетательных скважинах
    
    
  • Определения поинтервальных и суммарных дебитов
    
    
  • Выявления внутриколонных перетоков после остановки скважины

↑

HEX 

Модуль HEX (Рис. 1.6) имеет два датчика – малоинерционный высокоточный датчик температуры (FRT) и датчик теплообмена скважинного флюида (HEX). Датчик температуры включен в компоновку данного модуля для измерения невозмущенной температуры флюида. 

Принцип действия

Датчик HEX является термокондуктивным расходомером. Принцип его действия основан на изменении температуры нагреваемого элемента (рис. 1.1.7) при изменении скорости потока, омывающей датчик. [1]. Он состоит из электрического нагревательного элемента, осуществляющего нагрев датчика HEX, и датчика температуры, измеряющего его температуру. Датчики HEX и датчик температуры располагаются в одном кожухе, заполненном термопастой. Показания датчика зависят от температуры скважинного флюида и скорости потока, омывающего датчик. 

Показаниями модуля является разность температур между нагреваемым датчиком (HEX) и температурой окружающей среды, измеряемой малоинерционным высокоточным датчиком температуры (FRT). Единицами измерения являются градусы Цельсия (оС) или Фаренгейта (oF).

 
Рис. 1.5. Турбина модуля FBS с направлением потоков, действующих на ее лопасти. 




 


Рис. 1.6. Модуль HEX-2. 


 
Рис. 1.7. Схема датчика HEX. 



Данные HEX записываются при движении прибора с постоянной скоростью на спуске (подъеме) и/или на стоянках. 

Единицы измерения

Показаниями модуля является разность температур между нагреваемым датчиком (HEX) и температурой окружающей среды, измеряемой малоинерционным высокоточным датчиком температуры (FRT). Единицами измерения являются градусы Цельсия (°С) или Фаренгейта (°F). 

Область применения

• • определения зон притока/ухода, особенно при малых расходах
    
    
  • определения негерметичностей в ближайшей к датчику колонне

↑

Индукционный резистивиметр (COND)

Принцип действия

Датчик индукционного удельного сопротивления (COND) позволяет измерять электрическую проводимость скважинных жидкостей различной степени минерализации в добывающих и нагнетательных скважинах (рис. 1.9). Датчик состоит из двух тороидальных катушек (генерирующей и 



 





Рис. 1.8. Модуль ReCap-2. 




 


Рис. 1.9. Схема датчика электропроводности. 



 

Рис. 1.10. График расчетного изменения сопротивления в зависимости от влагосодержания двухфазной смеси «нефть-вода» в измерительной камере прибора. 



принимающей), расположенных соосно на некотором расстоянии друг от друга.
Катушки расположены в цилиндре из непроводящего материала, заполняемого скважинной жидкостью через вырезы в корпусе прибора. В датчике используется индуктивный метод измерения электропроводности жидкости. На генераторную катушку подается ток высокой частоты, при этом в приемной катушке возбуждается наведенная электродвижущая сила (ЭДС). С приемной катушки снимается сигнал, пропорциональный проводимости жидкости в измерительной камере. На рис. 1.10 изображен график расчетного изменения сопротивления в зависимости от влагосодержания двухфазной смеси
«нефть-вода» в измерительной камере прибора. Датчик обладает наибольшей чувствительностью при значениях влагосодержания в пределах 60-100%. При меньших значениях влагосодержания прибор начинает слабо реагировать на дальнейшее изменение влагосодержания. В связи с этим, датчик проводимости применяется в смесях с преобладанием воды, при значениях влагосодержания свыше 60%. Следует отметить, что на показания датчика может оказать существенное влияние структура многофазного потока, вязкость нефти и наличие или отсутствие центраторов в компоновке приборов. 

Единицы измерения

Единицей измерения проводимости является сименс на метр (См/м). 

Область применения

• • определения влагосодержания скважинного флюида
    
    
  • выявления интервалов притока воды
    
    
  • расчета минерализации воды в стволе скважины по эквиваленту NaCl
    
    
  • установления мест негерметичности обсадной колонны и спущенного подземного оборудования

Математическая модель

↑

Диэлькометрический влагомер (CAP)

Принцип действия

Принцип действия диэлькометрический влагомера (CAP) основан на различии диэлектрических свойств газа, нефти и воды в стволе скважины. На рис. 1.11 показана схема датчика.
Датчик представляет собой измерительный резистивно-емкостной генератор, в колебательный контур которого включен измерительный проточный конденсатор. Скважинный флюид, заполняющий пространство между корпусом и изолированным электродом, служит в качестве диэлектрика конденсатора. Смесь различного состава, протекающая между обкладками конденсатора, изменяет его электрическую емкость, в результате чего меняется частота колебания контура. На рис. 1.12 изображен график расчетного изменения частоты колебаний контура в зависимости от влагосодержания двухфазной смеси «нефть-вода» в измерительной камере прибора. Диэлектрическая проницаемость воды, прямо пропорциональная электрической емкости, изменяется в пределах от 50 до 80 отн. единиц для воды, от 2 до 4 отн. ед. для нефти, а для газа равна 1 отн. ед. Поэтому датчик САР нелинейно реагирует на содержание каждой фазы в стволе скважины, проявляя большую чувствительность к содержанию воды. Соответственно, его чувствительность изменяется в зависимости от содержания воды. Из рис. 1.12 видно, что датчик обладает наивысшей чувствительностью при влагосодержании до 40%. При больших значениях влагосодержания прибор начинает слабо реагировать на дальнейшее изменение влагосодержания. Поэто- 




Рис. 1.11. Схема диэлькометрического влагомера. 

му влагомер применяется при преобладании в потоке нефтяной фазы и влагосодержании до 40%. Следует отметить, что на показания датчика могут оказать существенное влияние структура многофазного потока, вязкость нефти и наличие или отсутствие центраторов в компоновке приборов. 

Единицы измерения

Выходным измеряемым параметром датчика (CAP) является частота, измеряемая в герцах (Гц). 

Область применения

• измерения влагосодержания скважинного флюида
  
  
• определения интервалов притока воды
  
  
• анализа состава флюидов в стволе скважины
  
  
• выявления мест негерметичности обсадной колонны и спущенного подземного оборудования

Математическая модель

↑

Плотномер (RHO)

Принцип действия

Принцип действия 
Рис. 1.11. 

му влагомер применяется при преобладании в потоке нефтяной фазы и влагосодержании до 40%. Следует отметить, что на показания датчика могут оказать существенное влияние структура многофазного потока, вязкость нефти и наличие или отсутствие центраторов в компоновке приборов. 

Единицы измерения

Выходным измеряемым параметром датчика (RHO) является плотность, измеряемая в  г /см³ .  

Область применения

• измерения влагосодержания скважинного флюида
  
  
• определения интервалов притока воды
  
  
• анализа состава флюидов в стволе скважины
  
  
• выявления мест негерметичности обсадной колонны и спущенного подземного оборудования

Математическая модель

↑

Градиоманометр (GRAD)

Принцип действия

Принцип действия градиоманометра

Рис. 1.11. Схема градиоманометра

му влагомер применяется при преобладании в потоке нефтяной фазы и влагосодержании до 40%. Следует отметить, что на показания датчика могут оказать существенное влияние структура многофазного потока, вязкость нефти и наличие или отсутствие центраторов в компоновке приборов. 

Единицы измерения

Выходным измеряемым параметром датчика (GRAD) является разность давлений на единцу длины (Па/м). 

Область применения

• измерения влагосодержания скважинного флюида
  
  
• определения интервалов притока воды
  
  
• анализа состава флюидов в стволе скважины 
  
  
• выявления мест негерметичности обсадной колонны и спущенного подземного оборудования.

Математическая модель

где  $//<![CDATA[ \begin{array}{l}\rm g = 9.58 \; м^2/с\end{array} //]]>$ – ускорение свободного падения,

$//<![CDATA[ \begin{array}{l}z\end{array} //]]>$ – абсолютная омтетка глубин   

↑

XY Caliper-2 

Модуль XY Caliper-2 (рис. 1.13) представляет собой трубный профилеметр. Дополнение компоновки приборов комплекса PLT модулем XY Caliper-2 существенно повышает достоверность расчета профилей притока/приемистости, общего и поинтервального расхода/дебита, так как реальные значения внутренних диаметров ствола скважины могут значительно отличаться от первоначальных или заявленных. 

Принцип действия

Прибор представляет собой электромеханическую систему для независимых измерений двух диаметров и применяется для непрерывного и одновременного измерения и регистрации двух внутренних диаметров обсадных колонн и/или открытого ствола скважины. 

Единицы измерения

Единицами измерения профилемера 



 
Рис. 1.12. График расчетного изменения частоты в зависимости от влагосодержания двухфазной смеси «нефть-вода» в измерительной камере прибора. 




 
Рис. 1.13. Профилемер XY Caliper-2. 



(XY Caliper-2) являются метры (м), сантиметры (см), футы и дюймы. 

Область применения

• определения внутреннего диаметра
  
  
• определения овальности и смятий обсадных труб
  
  
• определения обрывов и рассоединения обсадных труб по муфтам
  
  
• уточнения реального диаметра не обсаженного интервала (вследствие возможного возникновения интервалов каверн, наносов)
  
  
• ограничения метода связаны с влиянием загрязнения внутренней поверхности труб, эксцентричным положением скважинного прибора в наклонных и горизонтальных скважинах,
  а также с превышением значений внутреннего диаметра ствола скважины верхнего предела измерений прибора.
  
  

↑

ТРЕХРЫЧАЖНЫЙ РОЛИКОВЫЙ ЦЕНТРАТОР RC-3 

Компактный трехрычажный роликовый центратор RC-3 (рис. 1.14) обеспечивает точную центровку приборов промыслового каротажа в вертикальных и наклонных скважинах. Благодаря наличию кабельного ввода он может устанавливаться в любой точке компоновки. Ролики сводят к минимуму трение при спуске приборов в стволе скважины. 

Рис. 1.14. Трехрычажный роликовый центратор (RC-3). 

↑

ЧЕТЫРЕХРЫЧАЖНЫЙ РОЛИКОВЫЙ ЦЕНТРАТОР RC-4 

Компактный четырехрычажный роликовый центратор RC-4 (рис. 1.15) обеспечивает точную центровку приборов промыслового каротажа в горизонтальных скважинах. Благодаря наличию кабельного ввода он может устанавливаться в любой точке компоновки. Ролики сводят к минимуму трение при спуске приборов в стволе скважины. 






 

Рис. 1.15. Четырехрычажный роликовый центратор (RC-4). 

↑

Примеры связок

Стандартная конфигурация приборов профилеметрии потока в стволе показана на рис. 1.1. 
 

Рис. 1.1. Связка приборов профилеметрии потока в стволе PLT. 

Ниже приведено описание популярных модулей аппаратуры PLT.

↑