Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Газоанализаторы суммарного газосодержания предназначены для непрерывного определения в составе газовоздушной смеси (ГВС), извлеченной из дегазаторов, суммы горючих газообразных угле­водородов (С, — С6) или преимущественно метана.

Сумма горючих углеводородных газов определяется на сум­марных газоанализаторах с термохимическими (термокаталити­ческими) детекторами, выдающими интегральный сигнал эффекта сгорания ГВС на раскаленной нити или на поверхности катали­затора. Учитывая неселективный характер сигнала, калибровку суммарных газоанализаторов необходимо проводить смесями, по составу близкими к составу газа в пластах флюидов данного ме­сторождения (района).

Определение метана в ГВС производится на суммарных газо­анализаторах с катарометрами, в которых, по существу, опреде­ляется теплопроводность ГВС. Учитывая, что в составе природ­ных и попутных нефтяных газов содержание метана преобладает (75—100 %), можно условно «настроить» катаромстр на преобла­дающую чувствительность к метану, однако наличие в составе ГВС водорода, углекислого газа и значительных количеств ТУ будет существенно искажать показания катарометра. Для попут­ных нефтяных газов месторождений Урало-Поволжья, где со­держание метана не превышает 50 %, катарометр может вообще не выделять аномалии в ГВС.

Для таких условий перед катарометром желательно поставить патрон с высокоэффективным сорбентом тяжелых углеводородов, тогда газоанализатор будет выделять только метан. Имеет смысл установка двух детекторов по теплопроводности — до поглотитель­ного патрона и после него, в результате чего можно определить содержание метана и интегрально суммы тяжелых углеводородов. После накопления ТУ (работа в течение 100—200 ч при концентра­циях 2—3 % объемных по ТУ) поглотительный патрон должен быть заменен на свежий, подвергшийся регенерации (продувка возду­хом при температуре патрона 150—170 °С).

Более надежные результаты могут быть получены в двухка­нальном газоанализаторе суммарного газосодержания, имеющем термохимический дегазатор и детектор по теплопроводности после поглотительного патрона. В этом случае, имея раздельно калиб­ровки по метану для детектора по теплопроводности и термохи­мического детектора, а также интегральную калибровку термо­химического детектора по ТУ (пропан-бутановая смесь), можно делать раздельное определение метана и суммы тяжелых углево­дородов, а затем по их отношению решать вопрос о характере насыщения пласта-коллектора.

В качестве селективного газоанализатора на метан использу­ются и оптико-акустические инфракрасные газоанализаторы, ос­нованные на поглощении спектральной линии метана.

Их одновременное использование с термохимическими де­текторами также позволяет определить содержание ТУ и исполь­зовать отношение метан/ТУ.

В одной из последних разработок оптического ИК-анализа- тора (г. Санкт-Петербург, Физико-технический институт) пред­полагается раздельное определение метана и суммы ТУ, а также их отношения. Большой интерес для суммарного газового ана­лиза углеводородных газов представляют приборы с фотоиони — заиионными детекторами, реагирующими на ТУ С3—С6 (предель­ные и непредельные, а также изомеры). Их применение с термо­химическим детектором позволит определить раздельно сумму С,—С2 и сумму С3—С6, а затем найти отношение С!+С2/С3—С6, по которому во многих случаях можно вполне корректно выдать заключение о характере насыщения пласта-коллектора.

Применение комбинации суммарных газоанализаторов, ра­ботающих на различном физическом принципе, позволяет обой­тись без применения дорогостоящего хроматографа при иссле­довании эксплуатационных (в том числе — горизонтальных), а в ряде случаев и разведочных скважин, не являющихся первыми на данной площади. Это, тем более, реально с одновременным использованием аппаратуры «ГАЗ-1» для определения объемно­го газонасыщения ПЖ акустическим методом и выходом на ко­личественный петрофизический показатель — остаточный газо­вый фактор флюида пласта.

Наилучшим решением применения комбинации суммарных га­зоанализаторов является размещение их непосредственно на буро­вой установке в специальной камере, через которую организован обмен ГВС с нужной объемной скоростью, непосредственно у де­газатора. В этом случае в систему сбора поступают электрические сигналы от газоанализаторов, необходимость во вторичной аппара­туре в лабораторном помещении, вакуумной линии и т. п. отпада­ет, сигнал о повышении газопоказаний доходит до оператора зна­чительно раньше без «отставания» в вакуумной линии.

Ниже дается описание нескольких типов суммарных газоана­лизаторов углеводородных газов.

Автокадибровомные аналоговые датчики горючего газа модели Э С 110 фирмы «Дженерал Мониторз»

На рис. 9.74 показан выносной датчик горючих газов модели 5С 110 фирмы «Дженерал Мониторз» (Англия), предназначен­ный для оснащения ими буровых платформ, объектов нефте­добычи и т. п., в том числе и для каротажа в горной промыш­ленности [129].

Особенностью датчика является полностью взрывобезопасное исполнение вместе с твердотельной обрабатывающей электро­никой, возможность проведения автокалибровки, выдача преду­предительных сигналов по установленному уровню концентра­ции, унифицированное питание 24 В, унифицированный выход­ной сигнал 0—22 мА по двухпроводной линии связи на расстоя­ние до 400—1000 м, мгновенный отклик (2—3 с) на появление газа, гарантия бесперебойной работы в течение двух лет.

Сероустойчивые электрокаталитические датчики «ДЭШ-1», ис­пользуемые в модели БС 110, сделаны на основе новейших раз­работок в области сверхминиатюрных датчиков.

Выходной сигнал, который может быть послан на систему сбора, имеет четыре определенных уровня: 0 — при неполадке;

2 мА — при выборе режима калибровки; 4—20 мА — динамиче­ский диапазон прибора; 22 мА — при переполнении.

Калибровка производится смесями, соответствующими 50 или 100 % нижнего (НПВ) или верхнего (ВПВ) предела взрываемо — сти (для метана НПВ = 5 %, ВПВ = 15 % объемных). Размер

датчика 150x150x95 мм, масса 2,5 кг, температурный диапазон — 40 -4- +60 °С.

Выносной датчик горючих газов, расположенный непосред­ственно у дегазатора, с характеристиками аналогичными харак­теристикам датчика БС 110 разрабатывается АО НПЦ «Тверьге — офизика» для применения в ИИС ГТИ СГТ-К «Разрез-2».

Каталитические датчики для обнаружения взрывоопасных газов фирмы «Сигер» (Англия)

Датчики выносятся в зону обнаружения газа. Используются два датчика типа Капля («bead»), называемых обычно пеллисторами (Pallistors) или сигисторами (Siegistors) [130]. Каждый датчик за­ключает в себе платиновую проволочную катушку, загерметизи­рованную в керамике (оксид алюминия), с внешним покрытием катализатора (радий). Ядостойкие датчики фирмы «Сигер» име­ют гарантийный срок работы более 5 лет.

Датчик имеет линейный выход и действует в диапазоне от 0 до 100 % LEL (Lower Explosive Limit — нижний предел взрыво­опасности — НПВ). Время отклика на обычные уровни сигнала тревоги в 25 и 50% LEL составляет несколько секунд.

Модель 780 (рис. 9.75) представляет собой одноблочный дат­чик взрывоопасных газов, использующий универсальные ядо — устойчивые элементы SG16, предназначенный для работы в ок­ружающей среде с температурами до 80 °С. Питание осуществля­ется от управляемого источника в 200 мА, корпус изготовлен из нержавеющей стали.

Рис. 9.75. Датчик горючих газов фирмы СИГЕР (модель 780)

Модель 910 (рис. 9.76) представляет собой двухкорпусный де­тектор взрывоопасных газов, содержащий вставные смежные яд­ростойкие элементы детектирования и имеющий прямое усиле­ние на датчике. Питание и передача сигнала осуществляются по 3-проводной схеме.

Фирма «Рикен Кейка» (Япония) выпускает приборы для оп­ределения горючих газов с двумя детекторами — термокаталити­ческим и по теплопроводности, что позволяет охватить диапазон от 0 до 100 % объемных (рис. 9.77, табл. 9.22).

На этом же принципе использования 2-х детекторов — тер­мокаталитического и катарометра построен двухканальный сум­марный газоанализатор, созданный в АО НПП «ГЕРС» (рис. 9.78) и используемый в ИИС ГТИ СГТ-К «Разрез-2».

По каналу термокаталитического детектора определяется сум­ма горючих газов С,—С6 в диапазоне 0—5 (0—10) % объемных,

Измеряемые газы	Обычные горючие газы или метан (СНД)
Диапазон измерения	0-100 % НПВ	0-100 % (об.)
Метод детектирования	Каталитическим сгоранием	Теплопроводностью
Метод опробования	Взятие пробы специальным вмонтированным мембранным насосом
Индикация	% НПВ или % объемн. с жидкокристаллическим дисплеем
Точность индикации	Не более ±5 % в постоянном состоянии (СН4 не более ±10 %)	Не более ±20 % в постоянном состоянии. (Относительно показываемой величины)
Взрывобезопасность	ісі203 в Японии
Индикация тревожной сигнализации	Звуковая и визуальная сигнализации	Нет
Точка тревожной сигнализации	20 % НПВ (низк.), 50 % НПВ (высок.)	Нет
Время срабатывания	Т90: не более 20 с	Т90: не более 15 с
Рабочая температура окружающей среды	-10 °С — н +40 °С
Электропитание	Сухие батареи размерностью АА 1,5 В х 4 шт.
Время продолжительности работы (при 20 °С)	Свыше 5 ч с щелочными батареями (в состоянии без сигнатизации и света)
Размеры и масса	Приблизит. 85 (Д) х 190 (В) х 40 (Ш) мм, приблизит. 800 г
Дополнительные функции	1. Соединение для внешней сигнализации; 2. Автоматическое освещение ЖК-дисплея
Стандартные принадлежности	Газовый пробник, опробовательный шланг, переносной ящик, сухие батареи размерностью АА (4 шт.)

Рис. 9.78. Двухканальньп’і суммарный газоанализатор

а по каналу катарометра метан может быть определен в диапа­зоне 0—100 % объемных.

В последнее время приборы для обнаружения горючих газов, выделившихся из промывочной жидкости, начинают штатно вхо­дить в комплект приборов за контролем процесса бурения. Эти приборы монтируются на полу буровой установки в специаль­ных шкафах, некоторые из них используют простейшие дегаза-

Рис. 9.79. Детектор газа КАННЭРИ

Рис. 9.80. Датчик сероводорода фир­мы СИГЕР (модель 911)

ционные устройства (трапы), в некоторых же просто использу­ются детекторы над виброситом.

На рис. 9.79 показан прибор «Канарейка» (Каннэри) фирмы «Мартин Деккер/Тотко» для обнаружения горючих газов над виб­роситом. Прибор имеет устройства для периодической автока­либровки и проверки нулевых показаний по чистому воздуху и предлагается отдельно или в составе комплекса приборов за кон­тролем процесса бурения.

Комментарии запрещены.