Способ контроля уровня нерастворителя при подземном растворении солей

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИМИСТИЧЕСНИХ

РЕСПжйИН

А1 цв SUm>

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМ,Ф ОВИДЕТЕПЬОТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЦЙ НОМИТЕТ СССР

ОО Д=ЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИй (21) 3558957/22-03 (22) 02.03,83 (46) 30.08.86. Вюл. Р 32 (72) В .Ж. Аренс, Т.Д. Васищвипи, Г.Х. Хчеян, O.М. Гридня, Э.Ф. Nopryиов и В.А. Резников (53} 622.274.3(088.8) (56) 1.Аренс В.Ж.Геотехнологические методы добычи полезных ископаемых, М.: Недра, 1975, с. )56-f58.

2. Авторское свидетельство СССР

N 553343, кл. Е 21 В 47/04, 1974. (54){5 ) 1 СПОСОВ КОНТРОПя уРОВНя

НЕРАСТВОРИТКЛЯ В СКВАЖИНЕ ПРИ ПОДЗЕМНОМ РАСТВОРЕНИИ СОЛЕЙ, включаюций создание в контрольной герметичной емкости давления, равного давлению иерастворителя иа устье скважины, сохранение указанного давления постоянйым :на время между измерения(д) 4 В 65 G 5/00; Е 21 В 47/04 ми и измерение перепада давления между нерастворителем и герметичной контрольной емкостью, о т л и ч а ю@ и и с я тем, что„ с целью повышения точности контроля за счет исключения влияния переменной плотности рассола, дополнительно устанавливают вторую контрольную герметичную емкость и создают в ней давление, равное давлению воды на устье скважины, сохраняют это давление постоянным на время между измерениями, одновременно с измерениями перепада давления между первой контрольной емкостью и нерастворителем на устье скважины измеряют перепад давления между дополнительной, контрольной. емкостью и водой на устье скважины и определяют разность между измеренными перепадами давлений.

2. (посо5 по и, l, с т л и ч а юm и и с я тем, что каждую герметич— пую контрольную емкость после ее установки эапопняют инертной сжимаемой средой при давлении, не превышающем давления жидкости на устье скважины, после соединения емкости с соответствуют ей технологической колонной контролируют перепад давления в емкости между жидкостью и сжимаемой средой и при изменении перепада давления восстанавливают его путем подключения емкости к внешнему источнику с повышенным давлением.

3. Способ по пп. 1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что измеряют перепад давления между контрольной емкостью и дополнительной демпфирующей емкостью, которую устанавли53895 вают между колониой и контрольной емкостью, 4. Способ по и. 2, о т л и— чающий с я тем, что и качестве сжимаемой среды в герметичных емкостях используют гаэ.

5 ° Способ по пп, !-4, о т л и— ч а ю шийся тем, что измерения производят в период прекращения подачи воды в скважину. б. Способ по пп. 1-5, о т л ич а ю шийся тем, что при уменьшении перепада давления на устье водной колонны уменьшают подачу воды в скважину, а при уменьшении разности между перепадами давлений в водной колонне и колонне нерастворителя производят подкачку нерастворителя.

Изобретение относится к области горного дела и может быть использовано при добыче солей методом подземного растворения через скважины с применением жидких нерастворителей для управления процессом формообразования подземных камер.

Известны способы контроля уровня нерастворителя в скважине„ включающие опускание в межтрубное пространство скважины контрольных трубок или датчиков до границы раздела воды и нерастворителя jig .

Основньпчи недостатками известных способов являются трудоемкость спуско-подъемных операций вследствие большой глубины скважин, частые повреждения контрольных трубок или кабелей.

Наиболее близким к предлагаемому является спрсоб контроля уровня нерастворителя в скважине при подземном растворении солей, включающий создание в контрольной герметичной емкости давления, равного давлению нерастворителя на устье скважины, сохранение указанного давления на время между измерениями и измерение перепада давления между нерастворителем и контрольной герметичной емкостью. При этом предварительно в приэабойной части скважины выше камеры растворения изменяют проходное сечение скважины на фиксированных интервалах и принудительно изме5 няют положение границы раздела сред, вводя ее в зону измененного диаметра скважин, регистрируя моменты изменения перепада давления (2).

Недостатками данного способа являются трудоемкость операции по расширению сечения приэабойной зоны скважины, а также большая погрешность в определении уровня нерастворителя эа пределами реперных врубов из-за неучета возможного изменения плотности рассола.

Цель изобретения — повышение точности контроля эа счет исключения влияния переменной плотности рассола.

Йоставленная цель достигается тем, что согласно способу контроля уровня нерастворителя в скважине при подземном растворении солей, включающему создание в контрольной герметичной емкости давления, равного давлению нерастворителя на устье скважины, сохранение указанного давления постоянным на.время между измерениями и измерение перепада давлеЗО ния между нерастворителем и герметичной контрольной емкостью, дополз !253895 4 нительно устанавливают вторую контрольную герметичную емкость и создают в ней давление, равное давлению воды на устье скважины, сохраняют это давление постоянным на время 5 между измерениями, одновременно с измерением перепада давления между первой контрольной емкостью и нераса творителем на устье скважины измеряют перепад давления между дополнительной контрольной емкостью и водой на устье скважины и определяют разность между измеренными перепадами давлений.

Каждую герметичную контрольную емкость после ее установки заполняют инертной сжимаемой средой при давлении, не превышающем давления жидкости на устье скважины, после соединения с соответствующей технологической колонной контролируют перепад давления в емкости между жидкостью и сжимаемой средой и при изменении перепада давления восстанавливают его путем подключения емкости к внешнему источнику с повышенным давлением.

Измеряют перепад давления между контрольной емкостью и дополнительной демпфирующей емкостью, которую 30 устанавливают между колонной и контрольной емкостью.

В качестве сжимаемой среды в герметичных емкостях используют газ.

Измерения производят в период прекращения подачи воды в скважину.

При уменьшении перепада давления иа устье .водной колонны уменьшают подачу воды в скважину, а при уменьшении разности между перепадами дав- 4О лений в водной колонне и колонне нерастворителя производят подкачку нерастворителя.

Сущность изобретения заключается в том, что при равновесии столбов 45 жидкостей (рассола, воды и нерастворителя) в технологических колоннах давления на устье скважины в водной колонне и колонне нерастворителя определяются высотой столбов этих жидкостей и разницей их плотностей, при этом изменение плотности рассола одинаковым образом сказывается на давлении воды и нерастворителя. Практически перепад давления между водной колонной и колонной нерастворителя достигает 15-20 атм, а изменение этого перепада за счет перемещения уровня нерастворителя составляет сотые доли атмосферы, поэтому прямое измерение перепада давлений между колоннами не обеспечивает необходимую точность определения уровня нерастворителя. Использование контрольных герметичных емкостей позволяет значительно увеличить точность за счет того, что измеряют только изменение давлений в колоннах за определенный промежуток времени, сравнивают их между собой и определяют изменение уровня нерастворителя и изменение плотности рассола, пользуясь соотношениями:

dPb 4РМ () у

h$ (2) где и 1„ — измерение уровня нерастворителя;

hP,hPц — изменение давлений воды и нерастворителя; — удельный вес воды и нерастворителя;

hg — изменение удельного веса

Р рассола;

0 — длина водной колонны.

Вычитание величин перепадов давлений воды и нерастворителя производят с помощью известных гидравлических или электрических устройств, а в качестве датчиков перепада давлений используют известные манометрические устройства, например дифференциальные манометры. Контроль за сохранением давления в контрольных герметичных емкостях производят по уровню раздела сред в этих емкостях измерения, например, разность -давлений между жидкостью и сжимаемой средой.

Изменение давления hP в колонне пропорционально изменению уровня раздела сред hh в контрольной емкости

ah= (3) (+ — где — удельный вес жидкости;

Р,,V — давление и объем сжимаемой среды;

Я вЂ” сечение контрольной емкости в .месте перемещения границы раздела сред.

Для демпфирования возможных гид- равлических ударов между контрольными емкостями и колоннами устанавливают дополнительные емкости и измеряют перепад давлений между ними.

1253895

20

5

Для исключения влияния изменения окружающей температуры контрольные емкости термсстатируют. Измерения производят в период кратковременных перерывов в годаче воды, не влияющих на процесс дсбычи.

Изобретение является основой автоматизации рас солопромыслов путем использования сигналов, пропорциональных измененик> плотности рассола и уровня нерастворителя, для управления йасосами и задвижками в линиях воды и нерастворителя.

Предлагаемый способ может быть использован и для контроля уровня нефтепродуктс в в подземных емкостях. .На фиг. 1 изображена система с двумя контрог ьными емкостями; на фиг.. 2 — система с двумя контрольными и двумя дополнительнымн демпфирующнми емкостями.

На фиг. 1 и 2 К и К вЂ” контрольные емкости в линиях нерастворителя и воды; Р и Р— дополнительные (ра>!

4очие) емкости; Д и Д вЂ” устройства для измерения перепадов давления;

С вЂ” регистрируанций прибор; 81-86, 8l -86 — вентили; Б-Б — источники

I среды с повьнпенным давлением.

Способ осуществляют следуюЩим образом.

Пример 1 (фиг. 1). К технологическим колоннам скважины подземного раСтворения солей глубиной -1000 м ирисоЕдиияют две герметичные емкости К и К обьемом 20 л, рассчитанные .на давление до 1ОО ати, устанавливают два ди4ференциальных манометра Д и Д класса 0,15Х с диапазоном измерения

10 м вод.ст. и электрическим преобразованием сигнала и самописец С типа

КСП-4.

8 пространство между обсадной 1 и водной 2 колоннами скважины с помощью насоса и. цистеряы с нефтепродуктом с удельным весом 0,85 г/см закачизавт нерастворитель до заданной глубины f .

Время закачивания определяют по соотношению

".." (o „-a „)

4q где D " внутренний диаметр обсадной колонны м

Э . - наружный диаметр водной ко. ь лон ы м . заданная отметка кровли камеры, м; б

Q — - производительность насоса, мз/ч.

После этого начинают подачу воды в скважину.

При проявлении рассола из рассолоподъемной колонны 3 по манометрам станавлиьают, что давление на устье водной колонны составляет 15 ати, а давление на устье колонны нерастворителя составляет 30 ати.

Через редуктор и вентиль 85 к каждой контрольной емкости К и К поочередно присоединяют баллон со сжатым воздухазотом Б и Б при 160 ати и доводят при закрытых вентилях 8184, 81-84 давление в емкостях К и

К до 15 и 7,5 ати соответственно.

После этого, прекратив подачу воды и нерастворителя, открывают вентили 81, 82, Вl и В2 и заполняют емкости примерно на половину их обьема нефтепродуктом и водой из технологических колонн . Затем вентили

Bt В2, Bl и В2 закрывают и открывают вентили 83, 84 83 и 84 . Включив дифференциальные манометры и самописец, устанавливают нулевые значения на их шкалах.

После закрытия вентилей 81,82, 30 Bl и 82. продолжают подачу води в

I скважину, При этом периодически, раз в смену, контролируют изменение показаний дифференциальньгх манометров и при отклонении их от установленных нулевых значений производят подкачку жидкости в емкости до восстановления исходных показаний дифференциальных манометров.

Через двое суток временно прекращают подачу воды в скважину и открывают вентили Bl и 81, Давление в

t водной колонне увеличилось на 10 м вод.ст., а в колонне нерастворителя — на 9,95 м вод.ст. На самописце зарегестрирована разность между этими показаниями, равная 0,05 м вод.ст.

Из формул (1) и (2) следует, что уровень нерастворнтеля повысился на

33 см а плотность рассола увеличи9

3 лась на 0,01 г/см, Путем кратковременных подкачек нерастворителя и повторных измерений доводят разность перепадов давлений между водной колонной и колонной нерастворителя до исходного значения.

П р и и е р 2 (фиг. 2). Измерительную систему примера 1 дополняют

Фиг. 2

Составитель Н, Руденко

Редактор А. Ревин Техред М.Ходанич Корректор E. Снрохман

Заказ 4678/23 Тираж 833 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5,Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

7 1253 двумя емкостями Р и Р, аналог1г и. .."1и емкостям К и К . С помощью баллона с

Б с газом устанавливают давление в емкости Р равное 15 ати, а в емкосI

У ти Р— 2,5 ати и, открыв вентили

Ф

Bl u Bl, соединяют эти емкости с технологическими колоннами 1 и 2.

Шкалу дифференциального манометра

Д градуируют в соответствии с формулой (2) в тысячных долях г/смз, à tO, шкалу самописца С вЂ” в сантиметрах в соответствии с формулой (1).

В процессе растворения емкости

Х и К с помощью вентилей В2 н В2 изолируют от технологических колонн, а давление в этих емкостях контролируют дифференциальными манометрами нри открытых вентилях ВЗ,В4,ВЗ,В4 с ( и закрытых вентилях В6,В6

895 8

Через 5 ут кратковременно прекр шают подачу воды, закрывают вентили

В3 и ВЗ и открывают вентили В6 и

В6 . Плотность рассола снизилась на 0,02 г/см, а уровень нерастворителя уменьшился на 50 см. Не отключая системы, производят подкачку нерастворителя до восстановления уровня, а после отключения системы возобновляют подачу воды с уменьшенным расходом.

Предлагаемый способ (по .сравнению с известными) значительно увеличивает точность контроля уровня нерастворителя и за счет этого улучшает качество сооружаемых подземных емкостей, исключает непроизводительный расход нерастворителя, повышает стабильность состава рассола, автоматизирует производство.