Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Исследование и разработка конструктивных основ создания параметрического ряда комплексной малогабаритной аппаратуры акустических методов каротажа нефтегазовых скважин

ВАК РФ 25.00.16, Горнопромышленная и нефтегазопромысловая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Гильманова, Альфия Магдануровна

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. АКУСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО

СОСТОЯНИЯ СКВАЖИН И ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕ-МЫЕКНИМ.

1.1. Оценка технического состояния нефтегазовых скважин разновидностями акустического метода.

1.2. Анализ геолого-технических условий применения акустического, шумоакустического и видеоакустического методов каротажа.

1.3. Погрешности измерений при акустических методах каротажа.

Выводы.

Глава 2.ИССЛЕД0ВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ОСНОВНЫХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ УЗЛОВ ЭЛЕМЕНТОВ ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО АППАРАТУРНОГО РЯДА МАЛОГАБАРИТНОЙ КОМПЛЕКСНОЙ АППАРАТУРЫ АКУСТИЧЕСКОГО, ШУМО И ВИДЕОАКУСТИЧСКОГО МЕТОДОВ КАРОТАЖА.

2.1. Исследование и разработка конструкций узлов широкополосных преобразователей.,.

2.2. Исследование и разработка конструкций акустических изоляторов.

2.3. Исследование и разработка конструкций центрирующих устройств.

2.4. Исследование и разработка общей компоновки акустических зондов.

2.5. Исследование и разработка конструкций стыковочных узлов и вспомогательного оборудования.

Выводы.

Глава 3. ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА СОСТАВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО АППАРАТУРНОГО РЯДА ДЛЯ РЕШЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ МЕТОДИЧЕСКИХ ЗАДАЧ.

3.1. Комплексная малогабаритная аппаратура акустического каротажа.

3.2. Комплексная малогабаритная аппаратура шумоакустического каротажа.

3.3. Малогабаритная аппаратура акустического видеокаротажа.

3.4. Регистрация, обработка и передача информации.

Выводы.

Глава 4. РАЗРАБОТКА СРЕДСТВ МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ ПРИБОРОВ - ЭЛЕМЕНТОВ ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО РЯДА МАЛОГАБАРИТНОЙ КОМПЛЕКСНОЙ АППАРАТУРЫ АКУСТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ КАРОТАЖА.

4.1. Разработка средств метрологического обеспечения стационарного типа на основе физических эталонов.

4.2. Разработка средств метрологического обеспечения полевого типа.

Выводы.

Глава 5.РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРИМЕНЕНИЯ

ПРИБОРОВ - ЭЛЕМЕНТОВ ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО РЯДА МАЛОГАБАРИТНОЙ КОМПЛЕКСНОЙ АППАРАТУРЫ АКУСТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ КАРОТАЖА.

5.1. Промышленное внедрение приборов - элементов параметрического аппаратурного ряда.

5.2. Оценка эффективности применения приборов - элементов аппаратурного ряда.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Исследование и разработка конструктивных основ создания параметрического ряда комплексной малогабаритной аппаратуры акустических методов каротажа нефтегазовых скважин"

На современном этапе большинство нефтяных месторождений страны находится на поздней и завершаюш;ей стадии эксплуатации (около 50% по России) с возрастающей долей трудноизвлекаемых запасов углеводородного сырья, заключенного в низкопроницаемых коллекторах, в газонефтяных залежах, водонефтяных зонах и трещинно-кавернозных карбонатных породах. Повышение нефтеотдачи в этих условиях решается главным образом бурением горизонтальных и горизонтально - разветвленных скважин (к 2000 г. -около 450 скв.), ремонтом старых - путем зарезки боковых горизонтальных егс) стволовТ(около 300 скв.), а также с помощью таких технологий, как гидроразрыв пластов, обработка призабойной зоны и т.д. [37].

С другой стороны, подавляющее число существующих нефтяных месторождений разрабатывается с применением поддержания пластового давления путем закачки высокоминерализованной и пресной воды. Высокое давление закачки, естественное старение и коррозия обсадных колонн, НКТ и цементного кольца приводят к нарушению их герметичности, в результате чего возникают заколонные перетоки, приводящие к неконтролируемому заводнению пластов и неоправданным расходам энергии и воды, используемой для закачки. С экологической точки зрения особенно опасна неконтролируемая закачка высокоминерализованной воды в пресноводные пласты, используемые в качестве источников питьевых вод, что оборачивается невосполнимыми потерями из-за осолонения пресноводных горизонтов. Все эти задачи связаны с контролем технического состояния как открытого ствола (выделение зон повышенной трещиноватости, кавернозности, катастрофического поглощения, зон АВПД и АНПД и т.п.), так и состояния обсадных колонн и за-колонной изоляции в обсаженных скважинах [40, 44, 52].

В общем случае техническое состояние скважин определяют три главных фактора:

- состояние стенок скважины;

- состояние обсадных колонн;

- состояние заколонного пространства и цементного кольца.

Одним из перспективных и универсальных методов оценки состояния обсаженных и необсаженных скважин являются методы широкополосного акустического и шумоакустического каротажа, стабильность и качество измерений которых обеспечивается с помощью комплексной акустической аппаратуры, имеющей соответствующее метрологическое обеспечение.

За полувековой период развития акустического метода благодаря таким основоположникам, как Карус Е.В., Кузнецов О.Л., Грацинский В.Г., Прямов П.А., Белоконь Д.В., Дзебань И.П., Девятов А.Ф., Косолапов А.Ф., Аванесов В.М. и др., а также трудам Крылова ДА., Гуторова Ю.А., Кирпиченко Б.И., Рафикова В.Г., Маломожнова A.M., Служаева В.Н. и др., в последующие годы внесших большой вклад в развитие аппаратурной и методической базы акустического метода, геофизической службой нашей страны накоплен значительный опыт в проведении и интерпретации АК, а также сформирован отечественный геофизический аппаратурный парк. Однако область применения существующих аппаратурных средств не распространяется на скважины малого диаметра, а скважинные условия, в которых необходимо проводить исследования, настолько разнообразны в геологическом, технологическом, конструктивном и др. отношениях, что создание одной универсальной аппаратуры, отвечающей всем требованиям, невозможно. Необходим по крайней мере аппаратурный ряд, из унифицированных узлов и деталей которого возможно комбинирование требуемой компоновки, способной обеспечивать получение в конкретных условиях наиболее полной и достоверной информации об объекте исследований, необходимой для выбора оптимальных режимов эксплуатации, методов и сроков проведения ремонтных мероприятий и т.д.

Цель работы: повышение эффективности геофизических исследований при оценке технического состояния скважин путем обоснования, выбора и реализации конструктивных решений, обеспечивающих получение произвольных комбинаций функциональных модулей акустических приборов в соответствии с решаемыми задачами для достижения максимальной информативности и достоверности исследований.

Основные задачи исследований: А

1. Изучить возможность создания параметрического аппаратурного ряда акустических методов исследования скважин с целью контроля технического состояния в зависимости от геолого-технических условий применения; выполнить анализ влияния различных факторов на величину погрешности измерений при АК и поиск способов ее снижения;

2. Теоретически и экспериментально обосновать принципы построения параметрического ряда малогабаритной аппаратуры, его составляюпщх элементов с различными методическими возможностями и основных функциональных узлов этих элементов - приемо-излучающих систем, акустических изоляторов, центрируюш;их устройств и т.п.;

3. Разработать и унифицировать конструкции основных функциональных узлов и элементов - приборов параметрического аппаратурного ряда;

4. Разработать параметрический ряд малогабаритной комплексной аппаратуры акустического, шумоакустического и видеоакустического методов каротажа, позволяющий учитывать различные геолого-технические и технологические условия проведения работ по контролю технического состояния скважин;

5. Разработать средства метрологического обеспечения элементов, входящих в параметрический ряд малогабаритной комплексной аппаратуры акустических методов каротажа;

6. Опробовать и внедрить элементы параметрического ряда и средства метрологического обеспечения в различных геолого-технических условиях.

Методами решения поставленных задач являются эмпирические и теоретические исследования, проведение расчетов, поиск, реализация и сравнительные испытания конструкторских решений, опытно-методические и производственные работы на скважинах, анализ и обобщение полученных данных.

Научная новизна:

1.Обоснованы основные принципы построения параметрического ряда комплексной малогабаритной аппаратуры АК для контроля технического состояния обсаженных скважин, сущность которых заключается в следующем: обеспечение максимальной помехозащищенности измерительного тракта, высокой надежности и проходимости приборов в скважине сложного профиля, унификации узлов и деталей, позволяющей компоновать аппаратуру в зависимости от сложности решаемых в обсаженных скважинах геолого-технических задач, многоуровневого метрологического сопровождения.

2. Разработаны и реализованы технические решения по выбору и обоснованию конструкций узлов и деталей параметрического ряда малогабаритной аппаратуры АК, обеспечивающие реализацию сформулированных принципов его построения.

3. Созданы специализированные средства многоуровневого метрологического контроля, обеспечивающие метрологическое сопровождение элементов параметрического ряда, начиная от его изготовления и завершая проведением с его помощью исследований в различных скважинах.

Достоверность основных положений, выводов, технических решений подтверждалась экспериментальными исследованиями в лабораторных условиях, испытаниями, проводимыми в термобарокамере и модельных установках, скважинными материалами, полученными при проведении акустического каротажа в разных геолого-технических и технологических условиях для решения задач по определению технического состояния скважин.

Основные защищаемые положения:

1. Возможность повышения эффективности геофизических исследований обсаженных скважин методами АК на основе создания параметрического аппаратурного ряда, позволяющего компоновать из унифицированных узлов и деталей необходимый комплекс измерительных зондов в целях оптимального решения целевой задачи по контролю технического состояния нефтегазовых скважин.

2. Принципы конструирования основных функциональных узлов и приборов для создания гибкого параметрического ряда комплексной малогабаритной аппаратуры, предназначенной для решения широкого круга нефтепромысловых и геолого-технических задач.

3. Конструктивная база скважинных приборов, являющихся элементами параметрического аппаратурного ряда, и комплекса средств метрологического обеспечения и вспомогательного оборудования.

Практическая значимость и реализация работы заключается в том, что по результатам теоретических и экспериментальных исследований автором обоснованы и разработаны конструкции основных функциональных узлов базовых приборов, унификация которых позволила создать параметрический ряд, легко адаптируемый для решения широкого круга задач по оценке техсостояния скважин. Составные элементы параметрического ряда обеспечены метрологическими средствами для контроля стабильности и точностных технических характеристик и параметров приборов.

Аппаратурно-методические разработки, включая средства метрологического и программного обеспечения, реализующие способы и идеи, предложенные и разработанные автором совместно с коллегами, внедрены в ряд производственных объединений; всего внедрено более 300 комплектов АКЦ-НВ-48, 18 комплектов АКЦ-НВ-36, 8 комплектов А11ТИМ-36, 2 комплекта АВК-42М, а также 14 комплектов полевых устройств УПК-1 для калибровки аппаратуры акустического каротажа, 1 установку У1Ш-1 для поверки первичных преобразователей, 2 комплекта устройств УП-3 для калибровки аппаратуры акустического видеокаротажа.

Разработанная и реализованная с участием автора комплексная малогабаритная аппаратура АКЦ-НВ-48 прошла в 1985 г. межведомственные, в 1987 г. государственные приемочные испытания, на которых ей была присвоена высшая категория качества с внесением в Государственный Реестр промышленной продукции. Серийный выпуск этой аппаратуры был освоен с участием автора в ПО "Геофизприбор" (г.Уфа), где с 1990 по 1992 г. было выпущено 300 комплектов аппаратуры. Остальные модификации аппаратурного ряда освоены опытным производством ОАО НПП «ВНИИГИС» и выпускаются по прямым договорам с производственными организациями.

Апробация работы. Основные положения диссертации и результаты исследований представлялись и обсуждались на республиканских научно - практических конференциях по повышению эффективности ГИС (Октябрьский, 1988г.), «Разработка и внедрение новой аппаратуры для ГИС» (Киев, 1989 г.), по использованию геолого-геофизических методов при поисках, разведке и эксплуатации месторождений полезных ископаемых в Республике Башкортостан (Октябрьский, 1994), по геофизическому обеспечению ГС (Уфа, 1995), по проблемам качества ГИС (Тверь, 1997), на втором международном семинаре по ГС (Москва, 1997), по современным технологическим процессам в нефтегазодобыче (Октябрьский, 1998), по состоянию и перспективам использования геофизических методов для решения задач поисков, разведки и разработки месторождений полезных ископаемьпс (Октябрьский, 1999), на совещании Главных инженеров и специалистов геологических служб нефтегазовых компаний (Уфа, 2000), международной геофизической конференции (Санкт-Петербург, 2000 г.).

Приборы АКЦ-НВ-36, АКЦ-НВ-48, АШИМ-Зб, АВК-42М, являющиеся элементами внедрения аппаратурного ряда, включая средства метрологического обеспечения, экспонировались на международных выставках "Нефть и газ -92", "Нефть и газ-93" (г. Москва), ВДНХ (павильон "Геология", 19871990 Г.Г.), "Нефть и газ -93" (г. Уфа), "Нефть и газ - 95" (г. Уфа), в павильоне ВДНХ аппаратура АКЦ-НВ-48 получила бронзовую медаль.

Публикации. Основные материалы диссертационной работы опубликованы в 12 статьях, докладах на конференциях, получено 2 а. с. и 1 патент, 2 находятся на рассмотрении в ФИПС.

В диссертации представлены результаты исследований, выполненных лично автором и при его непосредственном участии в отделе геофизических методов контроля технического состояния обсаженных скважин ОАО НПП

ВНИИГИС» в период с 1978 по 2000 год.

Личный вклад автора заключается в постановке и проведении на стадии НИР экспериментальных исследований, обосновании принципов построения параметрического ряда, разработке оригинальных конструкций основных функциональных узлов, комплекса метрологических средств контроля и на стадии ОКР - вспомогательного технологического оборудования, конструкторской и текстовой документации, сопровождения процесса изготовления экспериментальных и опытных образцов и серийного выпуска, включая подготовку и проведение межведомственных, государственных и заводских приемочных испытаний.

Автор благодарит сотрудников отдела Ш.Ш. Шариязданова, В.П. Майорова, Г.Н. Хайдарова, Р.Н. Ахмадеева, В.В. Агапитова, Ю.Н. Моисеева, И.С. Набиуллина, Н.И. Ткачеву, СР. Гарееву, А.Р. Салахову, В.Д. Ташбулатова и др., плодотворное сотрудничество с которыми способствовало решению поставленных задач.

Искреннюю благодарность автор выражает научному руководителю Д.Т.Н., профессору Ю.А. Гуторову и научному консультанту к.г.-м.н. В.К. Те-плухину за ценные советы, поддержку и помощь в выборе темы диссертационной работы, постановке задач и проведении исследований, постоянное внимание к работе и важные замечания.

Сердечную признательность автор выражает А.П. Полякову, А.П. Ша-раеву, Р.К. Яруллину, Н.М. Зараменских, P.P. Хайретдинову, В.М. Осадчему, А.Л. Поляченко, И.С. Файзуллину, В.Ф. Козяру, а также всем руководителям и специалистам производственных организаций, оказавшим автору содействие и поддержку в подготовке и полезном обсуждении данной работы.

Заключение Диссертация по теме "Горнопромышленная и нефтегазопромысловая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр", Гильманова, Альфия Магдануровна

Выводы:

1. Повышение качества акустических исследований невозможно без решения задач метрологического обеспечения, которое должно являться составной частью всего технологического процесса от стадии разработки аппаратуры до методики решения конкретных геолого-технологических задач.

2. Для акустических приборов аппаратурного ряда разработаны и реализованы физические эталоны с высокостабильными во времени свойствами, основанные на способе имитации затухания и временной задержки упругих волн, распространяющихся в обсадных трубах. Разработана и реализована конструкция калибровочного устройства для аппаратуры акустического видеокаротажа, принцип действия которого также основан на способе имитации затухания и временной задержки упругих волн, позволившая повысить достоверность исследований.

3. Разработана и реализована конструкция полевого калибровочного устройства, позволившая обеспечивать оперативную калибровку акустической аппаратуры параметрического ряда в производственных условиях.

Обеспечение динамического диапазона по параметру а, дБ/м

ГЛАВА 5. РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРИМЕНЕНИЯ

ПРИБОРОВ - ЭЛЕМЕНТОВ ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО РЯДА

МАЛОГАБАРИТНОЙ КОМПЛЕКСНОЙ АППАРАТУРЫ

АКУСТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ КАРОТАЖА

5.1. Промышленное внедрение приборов - элементов аппаратурного ряда

В результате выполненных автором работ по обоснованию принципов конструктивных решений основных функциональных узлов на основе расчетов и экспериментов разработан параметрический аппаратурный ряд малогабаритных приборов акустических методов каротажа широкого применения, оснащенный средствами метрологического контроля полевого и стационарного типов.

Элементы аппаратурного ряда внедрены в производство таких геофизических объединений, как "Башнефтегеофизика", "Татнефтегеофизика", "Пермьнефтегеофизика", "Тюменьнефтегеофизика", "Севергазгеофизика", "Укргеофизика", "Мангышлакнефтегеофизика", "Узбекгеофизика" и др.

Всего внедрено 314 приборов следующих модификаций: АКЦ-НВ-48-более 300 комплектов, АКЦ-НВ-Зб - 18 комплектов, АШИМ-36 - 8 комплектов; АВК-42М - 2 комплекта, а также УПК-1 - 14 комплектов, УПП-1 - 1 комплект, УП-3 - 2 комплекта.

На Государственных приемочных испытаниях в 1987 году комплексной двухчастотной аппаратуре АКЦ-НВ-48 в связи с высоким уровнем технических показателей была присвоена высшая категория качества, а аппарат)фа занесена в Государственный Реестр промышленной продукции. Изготовление этих приборов в 1989 году было освоено ПО "Геофизприбор", где они выпускались серийно до 1992 года.

Остальные приборы - элементы параметрического аппаратурного ряда, а также средства метрологического обеспечения и вспомогательное технологическое оборудование выпускались фирмой "Прибор" АО НПП ВНИИГИС и поставлялись заказчикам в качестве опытно-методических образцов.

5.2. Оценка геолого - экономической эффективности применения приборов - элементов аппаратурного ряда

Работа составных элементов аппаратурного ряда в различных геолого-технических и геолого-технологических условиях показала, что они имеют ряд существенных преимуществ перед различными модификациями геофизической аппаратуры аналогичного назначения (АКЦ-4, УЗБА-21, АКШ и др.) [25,27,41]. Например, малогабаритность конструкций приборов - элементов параметрического аппаратурного ряда и надежные системы центрирующих устройств позволяют проводить работы через НКТ, в наклонно-направленных и горизонтальных скважинах и в боковых стволах.

Так, только в 2000 году в Удмуртии малогабаритными приборами АКЦ-НВ-48 геофизиками управления "Ижгеофизсервис" исследовано по Татарии порядка 200 скважин старого фонда - в боковых стволах [52]. На рис. 5.1 приведен фрагмент диаграммы, полученной малогабаритной аппаратурой АКЦ-НВ-48 в СКВ. № 208 Киенгопской пл., на рис. 5.2 - скв.№ 3009 БГС Лудошурской пл.

На территории Республики Башкортостан приборами - элементами аппаратурного ряда в 2000 г. исследовано порядка 40 скважин, большинство из которых являются БГС, забуренными из скважин старого фонда. Рис. 5.3 показывает обобщенные результаты обработки данных исследований БГС аппаратурой АК, анализ которых выявляет необходимость центрирования колонны при цементировании.

Местоположение нарушения целостности кондуктора и интервала наличия цементной корки установлены исследованиями на скв. №1 Ря-Тамакской пл. (Рис. 5.4). Результат применения комплекса ВАК-АВК показывает, что метод ВАК является ведущим; им исследуется весь интересующий интервал, а на участках, имеющих перебитость фазовых линий или резко меняющееся время прихода волнового пакета, используется аппаратура . видеокаротажа, которая позволяет объяснить поведение некоторых параметров волнового пакета за счет тех или иных причин (наличие каверн, интерва

КИЕНГОПСКАЯ 208

В ОТКРЫТОМ СТВОЛЕ В ОБСАДКЕ t

Рис. 5.1

Скв. ХО3009-БГС Лудошурская пл.

Рис. 5.2

График распределения качества цементирования БГС по исследованиям аппаратурой АК

РЯ-ТАМАКСКОЙ ПЛОЩАДИ МЕТОДАМИ АК

Рис. 5.4 лов с аномальными свойствами, уточнить границы пластов, наличие, раскры-тость и ориентацию макро и микротрещин).

Результаты исследований технологической скв. №15 Яр - Бишкадак-ского месторождения (Рис. 5.5) позволяют не только оценить состояние цементного камня в межколонном пространстве и положение башмака направления и технологической колонны, но также выделить интервал заколонной циркуляции (40-13 Ом), которая происходит за счет излива из водопроявляю-щего пласта, расположенного на глубине 200-210 м, что, возможно, и является причиной интенсивного осолонения близлежащих грунтовых вод.

Пример исследований дЕухВСлЮннЕИ системы обсадки Оренбургской скважины показан на рис. 5.6. Интерпретационные колонки показывают качество сцепления цементного кольца между двумя колоннами и между колонной и породой.

Итак, преимущества приборов АК, входящих в аппаратурный ряд, обусловлены следующими причинами:

1. Высокие технические и эксплуатационные показатели, обеспечивающие широкую область применения в ВС, ННС, ГС, включая технические, эксплуатационные колонны и НКТ, в т.ч. обсадные колонны малого диаметра, зарезаемые в виде боковых стволов в сложно-построенных карбонатно-терригенных коллекторах при предельных температурах и давлениях обычных и агрессивных сред;

2. Единая конструктивная и функциональная основа общей компоновки, а также отдельных узлов и деталей механических частей и узлов электронной схемы приборов параметрического ряда, обеспечивающая возможность гибкой компоновки аппаратуры в зависимости от сложности решаемых задач;

3. Высокая чувствительность и разрешающая способность к дефектам технического состояния обсаженных скважин;

4. Возможность сопряжения с приборами других геофизических методов каротажа с целью проведения комплексных исследований в обсаженных

Скв.№ 15 Яр - Бишкадакская

- интервал заколоннои циркуляции

ЦЕМЕНТОГРАММЫ АК ДЛЯ ДВУХКОЛОННОЙ СИСТЕМЫ ОБСАДКИ

181 скважинах;

5. Возможность адаптации к разнотипному каротажному и спуско-подъемному геофизическому оборудованию и кабелю, высокая ремонтопригодность и взаимозаменяемость узлов и деталей параметрического ряда;

6. Обеспечение составных элементов ряда многоуровневыми средствами метрологического контроля;

7. Обеспечение возможности исследований скважин приборами в динамическом режиме;

8. Единое программно-техническое обеспечение, позволяющее осуществлять цифровую регистрацию и автоматизированную обработку и интерпретацию диаграммных материалов.

182

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В итоге проведенных теоретических и экспериментальных исследований по созданию параметрического ряда комплексной малогабаритной аппаратуры акустического, шумоакустического и видеоакустического методов каротажа для контроля технического состояния обсаженных и необсаженных нефтегазовых скважин получены следующие результаты:

1. На основании постановки и обоснования задач по контролю технического состояния скважин акустическими методами каротажа, изучена возможность создания параметрического аппаратурного ряда в составе акустического, шумоакустического и видеоакустического методов исследования скважин. Рассмотрены геолого-технические и геолого-технологические условия проведения исследований, позволившие сформулировать принципы построения параметрического ряда и требования к его элементам (компоновку и размеры зондов габариты приборов и т.п.);

2. Предложены конструктивные способы снижения систематической и случайной составляющих погрешности измерений, позволившие повысить качество и информативность ползАаемого скважинного материала;

3. На основании теоретических и экспериментальных исследований, выполненных с учетом сформулированных автором принципов и предъявляемых требований, найдены оригинальные технические решения конструкций следующих основных функциональных узлов и деталей:

- акустических изоляторов, обеспечивающих затухание до 80 дБ/м и задержку времени вступления волны по корпусу до 400 мкс/м.;

- широкодиапазонных центрирующих устройств, унифицированных в зависимости от условий их применения;

- приемо-излучающих узлов, обладающих высокой помехозащищенностью и чувствительностью в широком диапазоне частот (0,5-40 кГц), предназначенных для работы в обычной и агрессивной среде;

4. На основе унификации конструкций основных функциональных узлов разработан параметрический ряд малогабаритной комплексной аппаратуры акустического, шумоакустического и видеоакустического методов каротажа, легко адаптируемый для решения широкого круга нефтепромысловых и геолого-технических задач при контроле технического состояния обсаженных скважин;

5. Для калибровки приборов, входящих в параметрический аппаратурный ряд, разработан, реализован и внедрен комплекс средств метрологического обеспечения стационарного и полевого типов в составе установки проверки акустических преобразователей УПП-1, полевого устройства У1Ж-1 для калибровки акустической аппаратуры на преломленных волнах и установки калибровочной УП-З для акустической аппаратуры на отраженных волнах.

6. Разработаны комплекс вспомогательного технологического оборудования для проведения исследований в динамическом режиме и узлы внешней и межмодульной стыковки для обеспечения комплексирования с приборами других методов каротажа.

7. Разработаны, изготовлены и внедрены следующие элементы, составляющие параметрический аппаратурный ряд:

-аппаратура АКЦ-НВ-48 многовариантная; серийный выпуск;

-аппаратура АКЦ-НВ-36 многовариантная; несерийно-повторяющийся выпуск;

-аппаратура АШИМ-36 многовариантная; несерийно-повторяющийся выпуск

- аппаратура АВК-42М; единичный выпуск.

Перспективным направлением дальнейшего продолжения работ является: расширение методических возможностей аппаратурного ряда путем включения в его состав таких модулей, как ЭМДС, ГК и др. с применением цифровой телеметрической линии связи и обработки информации.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Гильманова, Альфия Магдануровна, Октябрьский

1. Александров М.М. Силы сопротивления при движении труб в скважине. М.: Недра, 1978.-206 с.

2. Алешин Н.П. и др. Методы акустического контроля металлов. М.: Машиностроение, 1989. - 456 с.

3. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 2-х томах. М.: Машиностроение, 1980.

4. Бедчер С.А., Зеренинов В.А., Лабковскис Б.З. Прогноз текущей неф-тенасыщенности терригенных параметров по материалам волнового АК // НТВ АИС Каротажник. Тверь: ГЕРС. 1998. -№ 48.-С. 16-20.

5. Белоконь Д.В. Акустические исследования разрезов нефтегазовых -скважин через обсадную колонну // НТВ АИС Каротажник. Тверь: ГЕРС. -1996.-Вьш.29.-С.8-30.

6. Белоконь Д.В. Исследование и разработка аппаратуры непрерывного акустического каротажа: Дне. .канд. техн. наук:- Октябрьский, ВНИИГИС, 1971.- 158с.

7. Бергман Л. Ультразвук и его применение. М., 1957. - 85с.

8. Биргер И.А. и др. Расчет на прочность деталей машин. Справочник. -М.: Машиностроение, 1979. 702 с.

9. Блюменцев A.M. и др. Метрологическое обеспечение измерительных каналов аппаратуры АК. М.: Недра, 1991. - 176с.

10. Борисов СИ. Расчет и конструирование механических систем приборов. М.: Машиностроение, 1981. - 269 с.

11. Булатова Ж.М., Волкова Е.А., Дубров Е.Ф. Акустический каротаж. -Л.: Недра, 1970.-264 с.

12. Вольмир А.С. Гибкие пластинки и оболочки.- М.: Недра, 1956.-418с.

13. Гильманова A.M., Моисеев Ю.Н., Гареева СР., Гуторов Ю.А. О технических аспектах повышения качества материалов при волновом акустическом каротаже ГС // НТВ АИС Каротажник. Тверь: ГЕРС. 1997. Вып. Ко 3 3 .-С 105-106.

14. Грацинский В.Г., Дзебань И.П. Научная конференция вузов СССР: //Докл.,- М., 18-21 марта 1969.-С28-31.

15. Гуторов Ю.А. Акустический метод каротажа для контроля технологического состояния обсаженных скважин нефтяных и газовых месторождений: Дис. На соискание док. техн. наук: 04.00.12.- Октябрьский, 1994.-287с.

16. Гуторов Ю.А. Выбор рабочих параметров комплексной аппаратуры АК цементирования и технического состояния обсаженных скважин. В сб. Геофизическая аппаратура. -Л.: Недра, 1980. Вьш.71. -С.30-35.

17. Гуторов Ю.А. Метод широкополосного акустического каротажа для контроля технологического состояния обсаженных скважин нефтяных и газовых месторождений.: /Издание БГУ. -Уфа, 1995. 244 с.

18. Гуторов Ю.А., Гильманова A.M., Майоров В.П. Аппаратура акустического контроля качества цементирования обсадных колонн АКЦ-НВ-48 // Науч.-техн. конф. "Разработка и внедрение новой аппаратуры для ГИС". -Киев, 19 89.-С. 76-79.

19. Гуторов Ю.А., Гильманова A.M., Моисеев Ю.Н. К вопросу достоверной диагностики состояния НЭП и конструкции нефтегазовых скважинметодами ГИС//Науч.-техн. конф. "Современные технологаческие процессы в нефтегазодобыче",- Октябрьский, 1998, -С, 129-133.

20. Гуторов Ю.А., Гильманова A.M., Моисеев Ю.Н., Гареева СР. О технических аспектах повышения качества материалов при волновом акустическом каротаже ГС//В сб. Проблемы качества ГИС: Тез. докл. Тверь, 1997.-С.36-38.

21. Гуторов Ю.А., Гильманова А.М., Самигуллин Х.К. Пути решения проблемы надежного выделения интервалов водопритока в ГС// Науч.-техн. конф. "Горизонтальные скважины".- Альметьевск, 1996.-С.48-50.

22. Гуторов Ю.А., Хайдаров Г.Н. и др. Широкополосный приемник для приборов АК.// ЭИ. сер. Региональная, разведочная и промысловая геофизика. -М.: ВИЭМС, 1977. -№5. -С. 1-5.

23. Гуторов Ю.А., Хайдаров Г.Н. Некоторые особенности разработки нового вида аппаратуры для оперативной оценки технического состояния обсадных колонн // Геофизическая аппаратура. -Д.: Недра, 1985. -С.90-100.

24. Гуторов Ю.А., Хайдаров Г.Н., Бородулин. Методические указания по поверке. ДБИЗ. 836.001 Д-ИП. Октябрьский, 1983.-18с.

25. Гуторов Ю.А., Хайдаров Г.Н., Майоров В.П. Результаты применения акустической шумоиндикаторной аппаратуры АШИМ-48Т для оценкитехсостояния парогидротермальных скважин, Ереван, 1985, -С.45-46,

26. Дианов Д.Б. Исследование направленности призматического преобразователя// Дефектоскопия, 1965, Вып, 2. - С.8-22.

27. Дмитриевский А,Н. Фундаментальный базис новых технологий нефтяной промышленности //Нефтяное хозяйство. 1997. - №11,- С,2-3,

28. Заплетохин В,А, Конструирование узлов механических устройств: Справочник. -Л.: Машиностроение, 1990. 669с.

29. Зельцман H.A. Конструирование аппаратуры для геофизических исследований скважин. М.: Недра, 1968. С.71-74.

30. Ивакин Б.Н., Карус Е.В., Кузнецов О.Л. Акустический метод исследования скважин. М.: Недра, 1978. - 320 с.

31. Изготовить и внедрить трехэлементную двухчастотную аппаратуру контроля изоляции обсадных колонн АКЦ-НВ-48 и методику ее применения: Отчет об ОКР/ВНИИГИС, Рук, Гуторов Ю,А,, Майоров В.П., Шариязданов ШШ.-ДОГ. 462. Октябрьский, 1989.-180с.

32. Изготовить и внедрить унифицированную аппаратуру АК ПАРУС-8 и методику ее применения: Отчет о НИР/ ВНИИГИС. Рук. Казаков И.М. -Дог. 498\87. -Октябрьский, 1988.-92 с.

33. Исследование и разработка приемо-излучающих устройств для акустического каротажа горных пород: Отчет о НИР/Рук.Дмитриев А.П., Ямщиков B.C., Чумичев А.М.-ДОГ. ГФ -6 / 564. М., 1973.-47с,

34. Каплун В.А., Ванцев В.Ю., Банных A.B., Технико-технологические параметры восстановления скважин методом бурения второго ствола. В сб. 2-ой международный семинар "ГС". ГАНГ им. Губкина. М.: НИИКИГС, 1997. - С. 24-25.

35. Карус Е.В. Геоакустические исследования механических свойств горных пород, вскрытых скважинами: Дне. . докт.техн. наук: фонды НФЗ АН СССР, 1966.

36. Карус Е.В. Изучение физико-механических свойств горных пород при использовании геоакустических методов: Геоакустика. М.: Наука, 1960. -С. 69-76.

37. Кнеллер Л.Е. и др. Решение прямых и обратных задач АК. М., 1991.-43с.

38. Ковальчуков H.A., Крутин H.A. Влияние зонда на акустические сигналы в скважине // НТВ АИС Каротажник. Тверь: ГЕРС. 1998. Вып. 48. -С. 104-114.

39. Козяр В.Ф., Смирнов H.A., Белоконь Д.В. Измерение параметров упругих волн с монопольными и дипольными преобразователями // НТВ АИС Каротажник. Тверь: ГЕРС. 1988. - Вьш.42. - С. 14-30.

40. Комаров В. Л., Лаптев B.B. Типизация геолого-технических требований на разработку комплексной геофизической аппаратуры для исследования нефтегазовых месторождений СССР. ВНИИНефтепромгеофизика. -Уфа, 1973.-C.3-5.

41. Коптев В.И. Ультразвуковой многоканальный каротаж с прижимным зондом при инженерно-геологических изысканиях : Геоакустика. М.; Наука, 1966.-С.84-94.

42. Корженевский А.Г. Развитие работ по строительству и геофизическому сопровождению ГС в России. // НТВ АИС Каротажник. Тверь: ГЕРС-1997.-ВЫП.40.-С.79-80.

43. Красильников В.А. Звуковые и ультразвуковые волны в воздухе, воде и ТВ. телах. М., 1960. -560с.

44. Краузе В. Конструирование приборов. В 2-х кн.: пер. с нем. Палья-новаВ.Н. М.: Машиностроение, 1987.-654с.

45. Крачельский И.В. Трение и износ. М.: Машгиз, 1968. - 400 с.

46. Кривко H.H., Шароварин В.Д., Широков В.Н. Промыслово- геофизическая аппаратура и оборудование. М.: Недра, 1976.-280с.

47. Кузин Ф.А. Методика написания, правила оформления, порядок защиты. Кандидатская диссертация. Практическое пособие для аспирантов и соискателей уч. степени. М.: Ось - 89, 1997. -208с.

48. Лайнер В.И. Защитные покрытия металлов. М.: Металлургия, 1974.-559с.

49. Лариков Е.А., Виляевская Т.И. Узлы и детали механизмов и приборов. Основы теории и расчета. М.: Машиностроение, 1974. - 328с.

50. Методическое руководство по определению надежности элементов узлов и деталей геологоразведочной техники.- Л.: ОПТ и ВИТР, 1974.- 19с.

51. Мовнин М.С., Израелит А.Б. Руководство к решению задач по теоретической механике.-М.: Высшая школа, 1977.-399с.

52. МУ 41-06-017-82 Аппаратура акустического каротажа. Методы и средства полевой калибровки. Методические указания/ Белоконь Д.В., Девя-тов А.Ф., Кузнецов В.В. М.,1982. - 19 с.

53. Мягков В.Д. Краткий справочник конструктора. -Л.: Машиностроение, 1975. 816 с.

54. Нуретдинов Р., Хайретдинов Р.Ш. Развитие работ по строительству и геофизическому сопровождению ГС в России //НТВ АИС Каротажник. Тверь: ГЕРС. 1997.-№ 40. - С. 79-80.

55. О методике расчета резьбовых соединений обсадных колонн на растяжение с учетом изгиба в искривленных скважинах. Нефтепромысловые трубы. / Шинкевич Г.Г., Пчелкин В.Н. //Тр./ ВНИИТнефть. 1975. - Вып. 7.1. С. 9-12.

56. Обеспечение эффективности аппаратуры АК в сложных геолого-технических условиях ЧИАССР: Отчет о НИР /ВНИИГИС. Рук. Бандов В.П., Рафиков В.Г.-ДОГ. 21/83. Октябрьский, 1983.-98с.

57. Отраслевая методика оценки надежности и метрологических характеристик геофизической аппаратуры. Л.: ОНТИ и ВИТР, 1971.- 37с.

58. Перельман А.Л. Проблемы метрологического обеспечения аппаратуры АК с цифровой регистрацией волнового сигнала // НТВ АИС Каротаж-ник. Тверь.:ГЕРС. - 1998. - Вып.50. - С.80-87.

59. Песляк Ю.А., Уразаков К.Р. Трение штанг в наклонно направленной скважине// Нефтяное хозяйство. -1990. - № 10. - С. 60-63.

60. Плудек В.В. Запщта от коррозии на стадии проектирования: Пер. с англ. Шрайдера А.В. М.:Недра.1980. - 438с.

61. Полимерные покрытия. Справочник. М.: Книга, 1979.-87с.

62. Разработка аппаратуры АК на Т=275а и Р=220 МПа: Отчет о НИР /ВНИИГИС. Рук. Рафиков В.Г., Миллер А.В.-Дог. XI Г.П.5/101.002 (2) 41087. Октябрьский, 1988.-74С.

63. Разработка аппаратуры акустического каротажа с повышенной точностью измерений: Отчет о НИР/ Рук. Белоконь Д.В., Девятов А.Ф., Рафиков В.Г. -Дог. 604/175.- Калинин, 1977.-84с.

64. Разработка аппаратуры и технологии оценки технического состояния скважин на территории интенсивной нефтедобычи Башкортостана: Отчет о ОКР/ ВНИИГИС. Рук. Теплухин В.К., Гуторов Ю.А. -Дог.№ 617.- Октябрьский, 1995. 132с.

65. Разработка кабельных прижимных и центрирующих устройств: Отчет о НИР/ВНИИГИС. Рук. Артемов В.П.-Дог.37/69.-Октябрьский, 1970.-143.

66. Разработка макета малогабаритной комплексной аппаратуры акустического каротажа скважин: Отчет о НИР/ ВНРШГИС Рук. Белоконь Д.В. -Дог. 13/71.- Октябрьский, 1977.~43с.

67. Разработка малогабаритных термостойких акустических цементо-меров для условий Северного Кавказа: Отчет о НИР/ВНИИГИС. Рук. Майоров В.П., Гуторов Ю.А., Шариязданов Гильманова А.М.-Дог. 77/8485.- Октябрьский, 1985.-125с.

68. РДС 39-01-008-77 Единая система для обеспечения надежности геофизической техники для исследований скважин.-Октябрьский:ВНИИГИС, 1977.-24С.

69. Сароян А.Е. Трубы нефтяного сортамента М.: Недра, 1987. 488с.

70. Свиткич М.З. От семейства стандартов ИСО 9000 к всеобщему менеджменту качества // Стандарт и качество. 1997. - № 9. - С.43-48.

71. Семенцов A.A., Белов СВ., Жуланов И.Н. и др. Развитие технологии обработки и интерпретащ1и данных волнового акустического каротажа // НТВ АИС Каротажник. Тверь: ГЕРС 1998. Вып. 51. - С.29-35.

72. Слесарев Г.А. Методические основы конструирования редукторов. М.: Машиностроение, 1974. - 64 с.

73. Смыслова P.A. Герметики на основе жидкого тионола. -М.: ЦНИИТЭ Нефтехим, 1974. 82с.

74. Смыслова P.A., Котляров СВ. Справочное пособие по герметизирующим материалам на основе каучуков. М.: Химия, 1976. - 72с.

75. Смыслова P.A., Стрекопытова Н.Г. Каучук и резина. М.: ЦНИИТЭ Нефтехим ,1975. -№2. - С,33-34.

76. Смыслова P.A., Танхилевич P.A. Новые клеи и технологии склеивания: Семинар в МД НТП.-М.: Знание, 1973. С.136-139.

77. Создание сверлящего керноотборника для осложненных технических условий: Отчет об ОКР/ ВНИИГИС . Рук. Яруллин Р.К., Филиди Г.Н., Тяпина Т.И.-ДОГ. 121.3.- Октябрьский, 1994. 61 с.

78. Таленс Я.Ф. Работа конструктора. Л.: Машиностроение, 1987.255 с.

79. Тарабасов Н.Д., Усачев П.Н. Проектирование деталей и узлов машиностроительных конструкций. Справочник. М.: Машиностроение, 1983. -23 9 с, ил. - (Библиотека конструктора).

80. Ташбулатов В.Д. Новые возможности применения АВК для контроля и сопряжения различных технологических процессов в НЭП скважин// Науч.-техн. конф. Проблемы освоения месторождений Башкортостана.-Уфа: БашНИПИнефть, 1998. С. 67-68.

81. Термостойкие комплектующие изделия и термобаростойкие материалы для скважинных и геофизических приборов. ДСП, каталог ВНИГИК.-Калинин, 1987. 203 с.

82. Требования к аппаратуре акустического каротажа обсаженных скважин /Осадчий А.П., Венслер Б.Е., Кузнецов О.Л.//Тр. ОНТИ, ВНИИЯГГ.-М., 1973. - Вып. 15. -С.26-29.

83. Усовершенствование акустического цементирования для исследования глубоких и сверхглубоких скважин: Отчет о НИР / ВНИИГИС. Рук. Прямов П.А., Майоров В.П., Юленков В.А.-Дог. Г.П.5/101 136 5/50 - 68. -Октябрьский, 1971.- 74с.

84. Чернох С. Справочник по машиностроению. В двух томах. М.: Машгиз, 1963. 736с.

85. Чурабо Д.Д. Детали и узлы приборов. Конструирование и расчет. -М.: Машиностроение, 1975. 559с.

86. Юлбарисов Э.М., Антонов К.В., Горшенева Т.П., Валеев Г.З.// Изв. вузов. Горн. ж. 1997. - № 5-6. - с.10-14.

87. A.c. 481868 СССР, МКИ G 01 v 1/40. Акустический изолятор для скважинного прибора/ Котляров В.А./Бюл. Изобретения.-1975.-№31. -С.29.

88. A.c. 581245 СССР, МКИ Е 21 В 47/00. Акустический изолятор / Бродский П.А. и др. //Бюл. Изобретения.-1977.- №43.-0.127.

89. A.c. № 200209 СССР, МПК G 01h 1/10. Акустический изолятор для скважинного прибора АК/Девятов А.Ф., Шариязданов Ш.Ш.//Бюл. Изо-бретения.-1967.-16.-С.З 6.

90. A.c. 1000977СССР, МКИ G 01 v 1/40. Приемный блок скважинного прибора АК /Гофман М.Х. //Бюл. Изобретения.-1983.- № 48.-C.154.

91. A.c. 1045188 СССР, МКИ G 01 v 1/40. Акустический герметичный изолятор/ Ш.Ш. Шариязданов, Ю.А. Гуторов// Бюл. Изобретения.-1983 .-№ 36.-C.78.

92. A.c. 1154440 СССР, МКИ Е 21 В 47/00. Устройство для центрирования скважинных приборов /Гуторов Ю.А., Шариязданов Ш.Ш.// Бюл. Изо-бретения.-1985.-№17.-С.68.

93. A.c. 1191857 СССР, МКИ G Olv 1/40. Акустический изолятор/ Ко-солапов А.Ф., Набиуллин М.С.//Бюл. Изобретения.-1985.-№42.-С.37.

94. A.c. 1529158 СССР, МКИ G 01 v 1/40. Акустические преобразователи скважинного геофизического прибора / Вознесенский Б.С. и др. //Бюл. Изобретения.-1989.-№ 46.-С. 87.

95. A.c. 1689902 СССР, МКИ G 01 1/40. Акустический изолятор для скважинных приборов акустического каротажа/ Резник П.Д. // Бюл. Изобре-тения.-1991.-№41.-С.38.

96. A.c. 1702335 Россия, МКИ G 01 v 1/40. Приемник аппаратуры АК/ Махов A.A. и др.// Бюл. Изобретения.-1991.- № 48.- С.147.

97. A.c. 303422 СССР, МКИ Е 21В 47/00. Акустический изолятор193вания/Г.Крофорд // Заявл.8.11.72; Опубл. 21.05.74.

98. Goiiwitzer L.H. and Messen LP. He Cement Bond Tool, SPWLA Z3 annual logging Symposium, July 6 - 9,1982,1

99. Der zunehmende Anwendungsbereich von Coiled Tubmg /von LSteijn, Pohlking A. / Erdol Kohle. - 1993. - 109, №1. - C. 10-16 - Нем. Англ. РЖ Горное дело, 1993. -№ 10 /Повышенный интерес к применению гибких труб малого диаметра/

100. Rosenbaum G. Sintetic Microseis Mograms: Loggin in Prous Formations: Geophisics, 1974. Vol. 39. -№ 1.- p. 29-43