Способ измерения скорости потока флюида в затрубном пространстве скважины

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ПОТОКА ФЯЙЩА В ЗАТРУВНОМ ПРОСТРАНСТВЕ СКВАЖИНЫ, включающий нагрев участка ствола скважины нагревателем и определение интенсивности теплообмена между жидкостью в трубе и затрубной средЫ}, отличающийся тем, что с целью повышения точности измерения, осуществляют нагрев фиксированного объема жидкости в трубе при поддержании постоянной разности температур нагреваемой жидкости я затрубной среды и по величине потребляемой нагревателем энергии определяют скорость потока.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

ОВЮЛИР

РЕСПУБЛИК

4(51) Е 21 В 47 10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ЛМ С Я 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCNOMIY СаИдатВЛКтвм (21) 3215233/22-03 (22) 11. 12. 80 . (46) 07.02.85. Бюл. В 5 (72) Ф.И.Даутов и А.Г.Стеблецов (71) Татарский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (53) 622.241(088.8) . (56) 1. Дьяконов Д:И.. и др. Общий курс геофизических исследований скважин. И., "Недра", 1972 с. 363.

2.,Авторское свидетельство СССР

У 18989, кл. Е 21 В 47/10, 1974 (прототип).,SU.„11 84 7 A (54) (57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ

ПОТОКА Ф1ИЮИДА В ЗАТРУБНОМ ПРОСТРАНСТВЕ СКВАЖИНЫ, включающий нагрев участка ствола скважины нагревателем и определение интенсивности теплообмена между жидкостью в трубе и затрубной средой, о т л и ч а юшийся тем, что с целью повышения точности измерения, осуществляют.нагрев фиксированного объема .жидкости в трубе при поддержании постоянной разности температур нагреваемой жидкости и затрубной среды и но величине потребляемой нагревателем энергии определяют скорость потока

1 1138

Изобретение относится к разработке нефтегазовых месторождений, более конкретно к способам геофизических.исследований скважин, и найдет применение в нефтяной и газовой от5 раслях промышленности.

Известен способ определения интервалов заколонной циркуляции флюидов путем измерения температурного поля вдоль ствола скважины- 1p термометрии, согласно которому наличие и интервал заколонной циркуляции устанавливают по виду и расположению термограммы относительно геотермы 1 3.

Недостатком этого способа является невозможность количественной оценки скорости эаколонной циркуляции флюида.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ определения скорости потока флюида в затрубном пространстве скважины, включающий нагрев локального участкд g5 трубы при постоянной мощности индукционного нагревателя и измерение температуры нагреваемого участка трубы $2). !

Недостатком известного способа является низкая точность измерения, обусловленная низкой оптической прозрачностью жидкости в колонне реальной скважины и резко выраженной локальностью определения скорости 35 потока по периметру колонны.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу определения скорости потока флюида в затрубном пространстве скважины, включающему нагрев участка ствола скважины нагревателем и определение интенсивности теплообмена между жидкостью в 45 трубе и затрубной средой, осуществляют нагрев фиксированного объема жидкости в трубе при поддержании постоянной разности температур нагреваемой жидкости и затрубной среды и по величине потребляемой нагревателем энергии определяют скорость потока.

На фиг. 1 изображена схема проведения измерений согласно предлагае- 55 мому способу; на фиг. 2 — термограмма, снятая в скважине в естественном состоянии; на фиг. 3 — градуи487 2 ровочная кривая для определения скорости циркуляции затрубной пластовой воды в зависимости от теплового потока.

Способ осуществляют в следующей последовательности.

В колонну обсадных труб 1 (фиг.1) спускают термометр и получают термограмму 2 (фиг. 2) в естественном состоянии. Участок кривой 2, значительно отличающийся от геотермы 3 и идущий почти параллельно оси глубин z, соответствует интервалу циркуляции заколонной жидкости 4. В колонну 1 до середины укаэанного интервала спускают электрический нагреватель 5 с теплоизолирующими манжетами 6 и 7 и терморегулятором 8, последовательно включенным в цепь питания нагревателя 5, составленную

1 кабелем 9, жидкостью в скважине

10, колонной 1 и проводом 11. В цепь питания включен счетчик 12 электроэнергии.

Перед спуском нагревателя в колонну устанавливают температуру термостатирования терморегулятора 8 на 2-5 С больше естественной температуры в колонне на данной глубине, т.е. 24,6 С. При превышении этой температуры в процессе нагрева терморегулятор 8 отключает цепь питания, а при снижении температуры жидкости ниже указанной величины— включает ее. Определяя величину электроэнергии, потребляемой нагревателем после первого отключения цепи, находят величину теплового потока, которая равна отношению количества потребляемой электроэнергии к времени нагрева после первого от-. ключения или средней потребляемой мощности нагревателя.

Теплоотдача или тепловой поток от стенки трубы к среде, омывающей трубу, зависит от числа Рейнольдса, которое пропорционально скорости потока. Расчеты показывают, что тепловой поток от жидкости в колонне к эаколонной жидкости, можно представить в виде функции

Ч,= (, 1,, „,а„,,c,Л„, „, ), где ЬТ вЂ” разность температур жидкости в колонне и заколонной жидкости;

С1, с1„, с „ - диаметры скважины, колонны и нагревателя соответственно, 7 — длина нагревателя; с — теплоемкость заколонной жидкости;

3 1 и Л„ — теплопроводность жидкости в.колонне и горных пород: соответственно,; V — скорость эаколонной циркуляции жидкости.

При фиксированном значении других параметров можно получить теоретически или более точно стендовыми измерениями зависимость ().

Ио величине теплового потока а.из градуировочной кривой 33 (фиг. 3) определяют скорость заколонной циркуляции V, которая в рассматриваемом конкретном случае равна 0,04 м/с.

В предлагаемом способе отсутствует необходимость измерения температуры нагреваемого участка колонны, точность которого в решающей степе-ни зависит от оптической прозрачности жидкости в колонне. Кроме того, способ учитывает теплообмен между

138487 4 жидкостью в колонне и заколонной средой по всей поверхности колонны определенной длины, что устраняет влияние на точность измерений неравномерности скорости потока-по периметру колонны. Все это значительно повышает точность определения средней скорости заколонной циркуляции.

Точное значение скорости заколон1О ной циркуляции дает возможность прогнозировать срок службы обсадных колонн, контактирующих с коррозионными средами, поскольку скорость коррозии в значительной степени зависит от скорости движения корро4ионной среды относительно металла.

Кроме того, знание скорости заколонной циркуляции позволяет нрогнозиро4ать эффективность вторичного цементирования обсадных колонн .и определять оптимальный его режим.

I138487

20 22 24,Ж . 28 70 8, С

Z hr

Фиг. Г

К и/с

0 f2 О0а

002

g, Ю

0 02 04 06 08 70 72

Составитель А.Назаретова

Редактор Н.Джуган Техред Л.Коцюбняк Корректор М.Леонтвк

Заказ 10649/22 Тираж 540 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раунская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4