ел елate
00 О5 О) Изобретение относилс к измерительны промыслово-геофиаическим устройствам и предназначено дл вы влени в разрезе, скважин нефт ных и газовых горизонтов по инфракрасному спектреметрическому анализу пластового флюида, диффундировав шего в ствси скважины из исследуемс о коллектора. Известно устройство, предназначенное дл проведени инфракрасной спектрометрии в скважинах, содержащее корпус, зашитные окна, модул тс, оптический филь источник и приемник инфракрасного излучени , электронный бпок усилени и преобразовани сигналов l . Основным недостатком устройства вл етс невысока чувствительность при вы влении наличи полезного ископае мого, в частности углеводородов, св занна с тем, что исследуемое вещество находитс в водной среде, заполн ющей скважину, а молекулы воды, как известно , сильно поглсщают инфракрасное излучение на характеристической полосе погло щени углеводородов (3,4 мкм), что преп тствует надежной регистрации небсетьщих количеств исследуемых углеводородов и может привести к пропуску продуктивнь1Х горизонтов. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изС)бретению 51вл етс устройство, в котором в качестве .приемника инфракрасного излучени используетс датчик Джозефсона. обладающий высокой чувствительностью Устройство содержит корпус, защитное сапфировое окно, через которое инфракра ное излучение поступает внутрь корпуса, модул тор, модулирук ций излучение от углеводородов, сие тему линз Дл фокусировки излучени на чувствительный элемент приемника, представл ющий собой датчик Джозефсона, помещенный в хс одил ник, термоэлектрический модуль дл поглощени выделенного тепла и электрон ный блок усилени и пгюобразовани сигналов 2 , Хот в устройстве повьпиена чувствительность приемника инфракрасного излучени И упрощена перестройка полосы регистрируемых длин волн инфракрасного излучени , что исключает необходимость использовани а оптических фильтров, однако ествественное инфракрасное излучение поступает к защитиок у окну через сдой буровой жидкости, что резко снижает различие в показани х между породами, содержащими углеводороды и не содержащим их, К недостаткам ус 1ройства следует та же отнести наличие в нем системы глубокого охлаждени датчика и термоэлейтрического модул , -что значительно усложн ет эксплуатацию прибора в скважине. Кроме того, в устройстве отсутствует автоматическа перестройка оптической системы с изменением характеристической полосы исследуемого углеводорода при изменении температуры и давлени в скважине. Целью изобретени вл етс повьпиение чувствительности устройства при taipeделении углеводорода. Поставленна цель достигаетс тем, что скважинное спектрометрическое устройство дл вы влени нефт ных и газовых пластов, содержащее корпус с защитными окнами, в KOTOptsvj размешены блоки управлени , усилени и преобразовани сигналов, источник и приемник инфракрасного излучени и оптический узел, включающий модул тор, оптический фильтр и систему линз, снабжено дегазатором , камерой сбора и анализа газа с выпускным клапаном, набором сменных оптических фильтров с приводом, датчиками давлени , температуры и датчиком Времени наполнени камеры газом, причем дегазатор выполнен в виде кольцевого ультразвукового излучател с трубчатым электронагревательным элементом и помещен в нижней части корпуса, а камера сбора и анализа газа с выпускным клапаном распспожена над дегазатором, при этом :иыпускной клапан, защитные окна, датчик времени наполнени камеры, датчики давлени и температуры установлены в камере сбора и анализа газа. Инфракрасному спектрометрическому анализу подвергаютс не углеводороды, содержащиес в буровой жидкости, а углеводороф1ые газы, выделенные из нее при помощи специального дегазатора, что устран ет негативные вли ни прослойки буровой жидкости на результаты и повышает его чувствительность. На чертеже изображено скважинное спектрометрическое устройство. Устройство состоит из корпуса 1, источника 2 и приемника 3 инфракрасного изДучени , линз 4 и преломл ющих призм 5, мойул 1-ора 6 с двигателем 7, набора сменных оптических фильтров 8 с двигателем 9. В нижней части корпуса расположен дегазатор, представленный кольцевым ультразвукога.1м излучателем 10, закрытый защитным кожухом 11. Дл сокращени времени на дегазацию внутри уль1развукового излучател помещен груб3105 чатый электронагревательный элемент 12. Над кольцевым ультразвуковым излучателем расположена камера 13 сбора и анализа , в которой находитс два защитных окна 14, датчики температуры 15 и давлени 16, а также датчик 17 уровн наполнени камеры газом 17. В верхней части камеры помещен выпускной клапан 18, управл емый двигателем 19. Устройсгео также имеет электронный блок 20 управлени , усилени и преобразовани сигналов. Кроме того, на чертеже показаны кабель 21 дл св зи глубинной части устройства с наземной регист рируюшей апп рагурой, разрез скважины, заполненной ровой жидкостью 22 и исследуемые пласты 23. Устройство работает следуюишм образом . При движении скважинного снар да , к забою выпускной клапан 18 камеры 13 сбора и анализа газа открыт и бурова жидкость 22 свободно проходит через дегазатор 1О, камеру 13 сбора и анализа газа и выпускной клапан 18. При этом на ультразвуковой дегазатор 1О и трубчатый электронагревательный элемент 12 питание не подаетс и блок . гахтическсго анализатора также не работает . При остановке скважинного снар да на заданном интервале напротив исследуе мого пласта- кош1ектора 23 выпускной клапан 18 закр 1ваетс и включаетс питание на ультразвуковой излучатель-дегазатор 1О и трубчатый электронагрвательный элемент 12, что вл етс началом процесса дегазации. Ультразвуковые волны , создаваекале -внещней стордаой излучател -дегазатера 3.0 проход т через буР ВУЮЖИДКОСГЬ22 ,заполн ющуюскважину ,ипоступаюгв«сс едуемый пласт-кол-. лектор 23, уъетл а/аиа способность углеводородов диффундировать из пласта в ствол скважины. 13вй действием сконцёнтр рованной улыраэвуковсий энергии и нагрева буровой жидкости трубчатым электронагревательным элементом 12 внутри излучател -дегазат чэа 10 возникает зона кавитации, что привсщит к по влению и 664 росту пузьфьков газа, вышедшцх из вЫ1 жидкости 22, которые попадают в камеру 13 сбора и анализа rfo При запопнении камеры 13 срабатывает датчик 17 уровн и подает сигнал в электронный блок 20 управлени , который снимает питание с ультразвукового излучател «41|е- газатора 10 и трубчатого электронагревательного элемента 12, включает блок оптического анализатора и передает сигнал через кабель 21 в наземную регистрирук. щую аппаратуру дл фиксации времени запо нени камеры 13 газом. Инфракрасное излучение от источника 2 через модул тор 6, преломл ющую пр1зму 5 и зашитное окно 14 попадает в камеру 13 анализа ,газа. Пройд через газ, втор защитное окно 14, вторую преломл кхцую призму 5 и оптический фильтр 8 оно фокусируетс линзой 4 на приемнике 3,гДе преобразуетс в электрический сигнал, пропорциональный проттусканию газа на заданной фильтром 8 полосе частот, Электрический сигнал от приемника 3 посгупает в блок 20 усилени и преобразовани , а затем по кабелю 21 в наземную аппаратуру дл регистрации. Одновременно работают датчики температуры 15 и давлени 16 в камере анализа газа, сигналы в блок 20 усилени и преобразовани , который управл ет работой двигател 9 набора сменных оптических фильтров 8, посто нно подстраива диапазон максимальной чувствительности измерительного тракта оптического анализатора к измен ющейс с температурой и давлением характеристической полосе иеследуемого газа. После окончани цикла анализа выпускной клапан 18 открывае скважинного устройств ва вниз к следующей остановке встречным потоком буровой жидкости газ выноситс чэ камеры, заполн ее Г1другнми п(ци51ми буровой жидкости, пригодными дл анализа . Затем цикл измерени может повтор гьс . Устройство позвол ет повысить надежность вы влени нефт ных и газовых пластов.00 O5 O) The invention relates to measuring field-geophysical devices and is intended to reveal, in section, wells of the oil and gas horizons by infrared spectrometric analysis of reservoir fluid diffusing into the well from the reservoir under study. A device for conducting infrared spectrometry in wells is known, comprising a housing, protective windows, modules, an optical filter, a source and receiver of infrared radiation, and an electronic amplifier for amplifying and converting signals l. The main drawback of the device is the low sensitivity in detecting the presence of minerals, in particular hydrocarbons, due to the fact that the test substance is in the aquatic environment that fills the well, and the water molecules, as is well known, absorb infrared radiation in the characteristic band the absorption of hydrocarbons (3.4 µm), which prevents reliable recording of non-unsaturated quantities of the hydrocarbons under study and can lead to the passage of productive horizons. The closest in technical essence and the achieved result to the C) the breeze 51 is a device in which a Josephson sensor is used as a receiver of infrared radiation. highly sensitive The device contains a case, a protective sapphire window through which infrared radiation enters the inside of the case, a modulator, modulations of radiation from hydrocarbons, this lens theme. To focus the radiation onto a sensitive element of the receiver, placed in the CS nick, a thermoelectric module for absorbing the generated heat and an electronic unit for amplifying and generating signals 2, Although the sensitivity of the infrared receiver in the device is Radiation And simplified adjustment of the band of recorded wavelengths of infrared radiation, which eliminates the need to use optical filters, but natural infrared radiation is delivered to the window protector through the slug of drilling fluid, which drastically reduces the difference in indications between rocks containing and not containing hydrocarbons , The disadvantages of the device should be the same as the presence of the deep-cooling system of the sensor and the thermoelectric module in it, which greatly complicates the operation of the device as well in the borehole. In addition, the device does not have an automatic restructuring of the optical system with a change in the characteristic band of the hydrocarbon under study with changes in temperature and pressure in the well. The aim of the invention is to increase the sensitivity of the device during taipe separation of a hydrocarbon. The goal is achieved by the fact that a downhole spectrometric device for detecting oil and gas reservoirs, comprising a housing with protective windows, controls, amplification and conversion of signals, an infrared source and receiver, and an optical node, including a modulator, optical filter, are placed in KOTOptsvj and a lens system equipped with a degasser, a gas collection and analysis chamber with an exhaust valve, a set of interchangeable optical filters with an actuator, pressure and temperature sensors, and a cam filling time sensor gas, and the degasser is made in the form of an annular ultrasonic radiator with a tubular electric heating element and placed in the lower part of the body, and a gas collection and analysis chamber with an exhaust valve is disposed above the degasser, with: discharge valve, protective windows, chamber filling time sensor, sensors pressure and temperature are set in the gas collection and analysis chamber. Not hydrocarbons contained in the drilling fluid, but hydrocarbon gases separated from it using a special degasser, are subjected to infrared spectrometric analysis, which eliminates the negative effects of the drilling fluid layer on the results and increases its sensitivity. The drawing shows a downhole spectrometric device. The device consists of a housing 1, a source 2 and a receiver 3 of an infrared from Teaching, lenses 4 and refracting prisms 5, a sink 1-ora 6 with an engine 7, a set of interchangeable optical filters 8 with an engine 9. At the bottom of the case there is a degasser represented by an annular ultrasound .1m emitter 10, enclosed by a protective casing 11. To reduce the time for degassing, a coarse 310 heating element 12 is placed inside the ultrasound emitter. A collection and analysis chamber 13 is located above the annular ultrasonic emitter. odits two protective windows 14, temperature sensors 15 and pressure 16, and sensor layer 17 fill the gas chamber 17. In the upper part of the chamber positioned outlet valve 18 controlled by motor 19. Ustroysgeo also has an electronic control unit 20, amplifying and converting the signals. In addition, the drawing shows a cable 21 for connecting the deep part of the device with the ground-based recording device, a section of a well filled with a level liquid 22 and the formations 23 being examined. The device operates in the following way. When the wellbore moves, the exhaust valve 18 of the gas collection and analysis chamber 13 is opened and the drilling fluid 22 passes freely through the degasser 1O, the gas collection and analysis chamber 13 and the exhaust valve 18. At the same time, the ultrasonic degasser 1O and the tubular electric heating element 12 power is not supplied to the unit. The gahtichesko analyzer also does not work. When the wellbore is stopped at a predetermined interval opposite the reservoir 23 under study, the exhaust valve 18 is closed and the ultrasonic emitter-degasser 1O and the tubular electroheating element 12 are powered, which is the beginning of the degassing process. The ultrasonic waves created by the external stator of the emitter-degasater 3.0 pass through the drill VUYUZHIDKOG22, filling the borehole, and the incoming formation is called. Lecturer 23, the aa / aiah ability of hydrocarbons to diffuse from the formation into the wellbore. The 13th action of the concentrated energy ultrasound and heating of the drilling fluid by a tubular electric heating element 12 inside the radiator-degasat chea 10 creates a zone of cavitation, which leads to the appearance and growth of puffs of gas released from the liquid 22, which fall into the collection and analysis chamber 13 rfo When the camera 13 is filled, the level sensor 17 is activated and sends a signal to the electronic control unit 20, which removes power from the ultrasonic radiator "41 | e-gasator 10 and the tubular electric heating element 12, includes Lok optical analyzer and transmits a signal through cable 21 to a surface registriruk. instrumentation for fixing the time taken to fill the chamber 13 with gas. Infrared radiation from the source 2 through the modulator 6, the refractive principle 5 and the protection window 14 enters the analysis chamber 13 of gas. Passing through the gas, securing the protective window 14, the second refractive prism 5 and the optical filter 8, it is focused by the lens 4 on the receiver 3, where it is converted into an electrical signal proportional to the gas flow through the frequency band specified by the filter 8, the electrical signal from the receiver 3 is transferred to the unit 20 amplification and conversion, and then via cable 21 to ground equipment for recording. At the same time, temperature sensors 15 and pressure 16 in the gas analysis chamber, signals to the amplification and conversion unit 20, which controls the operation of the engine 9 of the set of interchangeable optical filters 8, are constantly working, constantly adjusting the range of the maximum sensitivity of the measuring path of the optical analyzer to changes with temperature and pressure the characteristic band of the gas being investigated. After the end of the analysis cycle, the exhaust valve 18 opens the wellbore device down to the next stop with a counter flow of drilling fluid, the gas is removed from the chamber, filled with other elements (suitable for analysis). The measurement cycle can then be repeated. oil and gas reservoirs.
i1i1
-22-22