Способ измерения давления среды в заколонном пространстве скважины

 

Использование: определение давления среды в заколонном пространстве скважин, Сущность изобретения: в заколонном пространстве скважины устанавливают преобразователь давления с подвижным и неподвижным источниками гамма-излучения . Наносят на колонну ориентированные вдоль ее оси магнитные метки с заданным расстоянием между полюсами. Один из по-, люсов метки совмещают с неподвижным источником гамма-излучения. Периодически регистрируют излучение каждого из источников . Определяют смещение подвижного источника относительно второго полюса магнитной метки. По величине смещений устанавливают величину давления среды в заколонном пространстве скважины.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

i÷>s Е 21 В 47/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4814857/03 (22) 17.04,90 (46) 23.01.93, Бюл, ¹ 3 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепромысловой геофизики (72) И.М,Барский и Д.А.Бернштейн (56) Видовский А.Л., Ахметов P.À. и Татаринов А.В. Заколонный измеритель давления и температуры — РНТС, Автоматизация и телемеханизэция нефтяной промышленности, М,; ВНИИОЭНГ, 1982, ¹ 12, с.18 — 22.

Авторское свидетельство СССР

N 480061, кл. G 01 V 5/00, 1975, Авторское свидетельство СССР

N 1698429. кл, Е 21 В 47/06, 1987. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ

СРЕДЫ В ЗАКОЛОННОМ ПРОСТРАНСТВЕ

СКВАЖИНЫ

Изобретение относится к промысловогеофизическим исследованиям скважин, в частности к способам прямого изучения физических свойств заколонного пространства.

Известен способ измерения физических параметров среды B заколонном пространстве скважины, включающий размещение в заданных для исследования интервалах заколонного пространства измерительных датчиков (например, давления или температуры), регистрацию физических параметров среды измерительными датчиками и передачу геофизической информации от датчиков на поверхность по геофизическому кабелю, который опускают в заколонное пространство синхронно с колонной труб, „., Ы2„„1789682 А1 (57) Использование: определение давления среды в заколонном пространстве скважин, Сущность изобретения: в заколонном пространстве скважины устанавливают преобразователь давления с подви>кным и неподвижным источниками гамма-излучения, Наносят на колонну ориентированные вдоль ее оси магнитные метки с заданным расстоянием между полюсами. Один из по-, люсов метки совмещают с неподвижным источником гамма-излучения, Периодически регистрируют излучение ка>кдого из источников. Определяют смещение подвижного источника относительно второго полюса магнитной метки. По величине смещений устанавливают величину давления среды в заколонном пространстве скважины.

Недостатками способа являются: — высокая стоимость реализации, обусловленная в основном необходимостью использования остродефицитного в отрасли геофизического кабеля как расходного материала; — возмо>кность установки в скважине только такого количества измерительных датчиков, которое соответствует числу спускаемых отрезков кабеля; — необходимость разработки и применения специального оборудования для синхронного спуска геофизического кабеля и колонны труб; — низкая надежность, обусловленная возможностью повреждения геофизическо.,го кабеля при спуске колонны,.

Известен способ дискретного измерения физических параметров затрубного пространства скважины, включающий раз1789682 мещение с внешней стороны колонны труб измерительных датчиков, преобразующих измеряемые параметры среды в перемещение подвижных источников гамма-излучения датчиков и регистрацию внутри колонны интенсивности излучения источников, на основании которой определяют физические параметры среды, например давление.

Измерительные датчики образуют ступенчатую дискретную шкалу и измеряемые параметры определяют тГб совокупности уровней сигналов датчиков и их местоположению в измерительной системе.

Способ обеспечивает возмо>кность измерения физических параметров среды в заколонном пространстве сква>кины без применения линии связи, соединяющей эаколонные измерительные датчики с наземной поверхностью, Однако его существенным недостатком является низкая точность измерения физическйх параметров среды, обусловленная дискретностью измерений и зависимостью регистрируемой интенсивности рассеянно- 25 го гамма-излучения источников измерительных датчиков от положения регистрируемого прибора внутри колонны, состава и плотности заполняющей колонну жидкости и других влияющих факторов, Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сущности и достигаемому результату является принятый за прототип способ, в соответствии с которым в заколонном пространстве размещают из- З5 мерительные датчики с источниками радиоизлучения, взаимодействующие со средой в заколонном пространстве, внутрь колонны на геофизическом кабеле опускают регист40

45 рирующий прибор РК, устанавливают его поочередно против каждого измерительного датчика, регистрируют излучение источников заколонных датчиков и по изменению положений в пространстве подвижных и неподвижных источников измерительных датчиков определяют давление среды. Способ реализуется на скважине при мощности измерителъных датчиков и регистрирующего их излучение прибора.

Измерительные датчики обеспечивают преобразование давления жидкой (газообразной) фазы среды в заколонном пространстве в большие (0,25-0,50 м) продольные перемещения подвижных источников гам- 55 ма-излучения. Регистрирующий излучение датчиков прибор позволяет определять расстояние между подвижными и неподвижными источниками гамма-излучения датчиков, которое зависит от давления среды.

Недостатком способа является сложность в условиях скважины, точного определения расстояния между источниками гамма-излучения — на результаты измерений оказывают влияние трудноучитываемые факторы; несинхронность и неравномерность движения регистрирующего прибора и диаграммной бумаги, по отметкам на которой определяют расстояние между источниками.

В случае, когда в качестве регистрирующего излучения датчиков прибора применяют серийную аппаратуру радиоактивного каротажа типа ДРСТ, СГДТ, РКС и др., данным способом невозможно добиться высокой точности измерений.

Кроме того, операция регистрации излучения заколонных датчиков в известном способе предусматривает поточечные измерения, так что при необходимости проведения многократных повторных исследований заколонного пространства способ обладает низкой производительностью.

Целью настоящего изобретения является повышение точности и производительности способа. Указанная цель достигается тем, что в известном способе, включающем установку в заколонном пространстве преобразователя давления с подвижным и неподвижным источниками гамма-излучения, периодическу о регистрацию излучения ка>кдого источника и определение смещений подвижного источника, по которому определяют давление среды в заколонном пространстве скважины, согласно изобретению наносят на колонну ориентированные вдоль ее оси магнитные метки с заданными расстояниями между полюсами, Один иэ KQTQpblx совмещен с неподвижным источником гамма излучения, а смещение подвижного источника определяют относительно второго полюса метки, Заявляемый способ в отличии от прототипа позволяет наносить на колонну ориентированные вдоль ее оси магнитные метки с заданными расстояниями между полюсами.

При этом один из полюсов совмеща|от с неподвижным источником гамма-излучения, а смешение подвижного источника определяется относительно второго полюса, Предлагаемый способ предусматривает разметку колонны против измерительных датчиков мерой длины, функцию которой выполняют магнитные метки, нанесенные на колонну. Расстояние между полюсами магнитных меток (длина магнитных меток) соответствует точно известному расстоянию между полюсами индукционной катушки, при помощи которой колонну намагничивают, 1",89882

35

55

Таким образом, колонна против ка>кдого измерительного датчика размечается мерой известной длины, которая регистрируется одновременно с регистрацией излучения датчиков, На зарегистрированной диаграмме положение источников излучения иэмеримельных датчиков будет наноситься против каждого датчика на шкалу известной длины, что позволяет с высокой точностью определить расстояние между подвижным и неподвижным источниками излучения в каждом измерительном датчике, Поскольку мера длины в предлагаемом способе наносятся на колонну и не связана более с регистрирующим прибором, влияние проскальзывания геофизического кабеля по мерному ролику блок-баланса (т.е, влияние несинхронности движения регистрирующего прибора и диаграммной ленты), неравномерность перемещения регистрирующего прибора и протяжки диаграммной ленты не сказываются на точности измерения расстояния между источниками излучения измерительных датчиков, так как необходимая информация регистрируется при тех же условиях, что и информация о мере длины, которая является абсолютной и не зависит от условий регистрации.

Так, если расстояние ме>кду полюсами индукционной катушки для нанесения магнитных меток на колонну равно (0,250

+0,001) м, то независимо от условий регистрации, расстояние на диаграмме ме>кду полюсами магнитной метки соответствует (0,250+0,001) м. Измерив на диаграмме расстояние между подви>кным и неподвижным источниками гамма-излучения измерительного датчика, и расстояние между полюсами зарегистрированной против датчика магнитной метки, точно определяют расстояние между источниками излучения датчика.

Известна аппаратура, обеспечивающая возможность нанесения на колонну ориентированных вдоль оси скважины магнитных меток (база намагничивания 0,25 м) и одновременной регистрации в колонне гаммаактивности окружающей среды и остаточной намагниченности колонны (аппаратура контроля перфорации АКП-1 ТУ

39-01-09-587-80).

Эта аппаратура может быть применена для реализации предлагаемого способа.

Предлагаемый способ может быть реализован на скважине при следующей последовательности операций;

1. При спуске в скважину колонны труб на их внешней поверхности закрепляют измерительные датчики таким образом, что после спуска колонны они оказываются в заколонном пространстве в заданных pllA исследования интервалах, Каждый измерительный датчик представляет собой устройство (3), содержащее подвижный и неподвижный источники гамма-излучения и обеспечивающее преобразование давления среды в заколонном пространстве в большое (0,25-0,50 м) продольное перемещение подвижного источника гамма-излучения.

2, Для измерения давления среды в заколонном пространстве в-скважину на геофизическом кабеле опускают прибор (АКП-1), при помощи которого можно осуществлять одновременную регистрацию в колонне гамма-активносФЪ окружающей среды и остаточной намагниченности колонны.

Регистрируя гамма-активность окружающей среды, определяют местополо>кение заданного измерительного датчика в зако лонном пространстве и устанавливают индуктивную катушку прибора против измерительного датчика, разместив, один из полюсов катушки против неподви>кного источника гамма-излучения датчика.

3. Осуществляют намагничивание обсадной колонны против датчика (наносят магнитную метку) путем подачи импульса тока на индукционную катушку прибора и возбу>кдения ориентированного вдоль оси скважины импульса магнитного поля, пронизывающего колонну, 4. Опустив (подняв) регистрирующий прибор ниже (выше) измерительного датчика, осуществляют на подъеме (спуске) одновременную регистрацию гамма-излучения источников заколонного датчика и остаточной намагниченности колонны, 5. На полученной диаграмме измеряют расстояние между полюсами зарегистрированной магнитной метки (расстояние между положительной и отрицательной амплитудами на кривой остаточной намагниченности колонны) и расстояние между подвижным и неподвижным источниками гамма-излучения измерительного датчика.

Зная базовую длину магнитной метки (для аппаратуры АКП-1 (0,250 +0,001) м, определяют расстояние между подвижным и неподвижным источниками излучения измерительного датчика, б. На основании калибровочной характеристики данного измерительного датчика, зная фактическое расстояние между подвижным и неподви>кным источниками гамма-излучения в скважине, определяют давление среды в заколонном пространстве в месте расположения датчика.

1789682

Составитель Д.Бернштейн

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Л.Ливринц

Редактор

Заказ 335 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская нэб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Для измерения давления средь: в зэколонном пространстве в других интервалах скважины, в которых установлены заколонные датчики давления, операции 2-6 осуществляют в заданном интервале.

Для проведения повторного измерения давления среды в заколонном пространстве нет необходимости вновь осуществлять намагничивание колонны против нужного датчика (операцию 3), так как магнитная метка на колонне сохраняется в течение многих лет, если колонна не подвергается интенсивным механическим или магнитным воздействиям. В этом случае операцию регистрации излучения заколонных датчиков осуществляют в режиме непрерывного измерения.

НаибОлее высокая точность измерения будет достигнута при сопоставимых длинах магнитной метки и расстояний между источниками излучения измерительного датчика.

При больших величинах перемещения подвижного источника измерительного датчика (например, несколько метров), на этом интервале обсадная колонна может быть намагничена несколькими ориентированными вдоль оси колонны магнитными мстками меньшей базы (скажем, 0,25 м), определено расстояние между подви>кным и неподви>кным источниками относительно каждой магнитной метки, располо>кенной в ин гервале перемещения подвижного источника и вычислено среднее значение. При таких измерен! х возможно проведение количественной оценки влияния факторов несинхронности и неравномерности движения регистрирующего прибора и диаграммной

5 бумаги, искажающих результаты измерения, Способ может быть реализован на скважинах при помощи известного устройства для измерения давления среды в заколон10 ном пространстве скважины, преобразующей давление в большие продольные перемещения источника излучения и стандартной геофизической аппаратуры, Формула изобретения

15 Способ измерения давления среды в заколонном пространстве скважины, включающий установку в заколонном пространстве преобразователя давления с подви>кным и неподвижным источниками гамма-излучения, 20 периодическую регистрацию излучения каждого источника и определение смещений подвижного источника, по которому определяют давление среды в заколонном пространстве скважины, отличающийся

25 тем, что, с целью повышения точности измерений, наносят на колонну ориентированные вдоль ее оси магнитные метки с заданными расстояниями; ме>кду полюсами, один из которых совмещен с неподвиж30 ным источником гамма-излучения, а смещение подвижного источника определяют относительно второго полюса метки.